Diapositiva 1

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www.conacyt.gob.sv
PROGRAMA DE JÓVENES TALENTO
BIOTECNOLOGÍAS
JOSE ROBERTO ALEGRIA COTO Jefe Depto. de
Desarrollo Científico y Tecnológico ralegria_at_conac
yt.gob.sv
Facultad de Ciencias Naturales y Matemática,
Universidad de El Salvador
11 de enero 2007 900 a.m.
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CONTENIDO

• Objetivos
• Introducción
• Biotecnologías promisorias para países en
  desarrollo
• Consulta a los participantes
• Propuesta para el Programa de Jovenes Talento

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OBJETIVOS

• Presentar información con validez
• científica y técnica en forma clara
• y comprensible.
• Contribuir a promover la reflexión
• sobre el impacto e importancia de
• las tecnologías emergentes en este
• siglo XXI .

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INTRODUCCIÓN
La fuente para transformar las estructuras
sociales existentes, es el conocimiento que posea
su recurso humano y su articulación con los
sistemas productivos (económicos y sociales), se
realiza mediante la interacción del proceso de
enseñanza aprendizaje y la investigación como
proceso de generación y adaptación de
conocimientos científicos y tecnológicos, que son
la base para el diseño de avanzadas y modernas
Sociedades basadas en el Conocimiento.
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INTRODUCCIÓN
El conocimiento es poder, su carencia es
debilidad. Por lo que se vuelve de importancia
vital para una sociedad, el capacitar a los
individuos para pensar, para analizar, y para
entender la situación existente y las
interconexiones y externalidades de cada acción.
El conocimiento empodera al individuo para formar
su propia opinión, para actuar y transformar las
condiciones que llevan a una mejor calidad de
vida. Siendo la capacidad para adquirir y
generar conocimientos en todas sus formas, un
factor importante para mejorar la condición
humana y enfrentarse a una nueva realidad que
cambia día a día impulsada por la revolución
tecnológica.
6
REVOLUCIÓN TECNOLÓGICA
3a. Revolución
Fuente Norman Poire Merrill Lynch
Se predice que la Nanotecnología rivalizará con
el impacto en el desarrollo producido por el
automóvil y la introducción de la computadora
personal.
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CONVERGENCIA NANO CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA
Se espera que en la primera década del siglo
XXI, se unifique la ciencia, basándose en la
unidad de la naturaleza (materia) y se dé la
integración de la tecnología en el nivel de la
nanoescala (escala de 10-9 m o sea una mil
millonésima de un metro) en una convergencia
sinérgica de la Tecnologías de la Información,
Biotecnología, Ciencias del Conocimiento,
Nanotecnología.
itri.loyola.edu/ConvergingTechnologies/
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BIOLOGÍA/BIOTECNOLOGÍAS
DELTA SCAN El Futuro de CT 2005-2055

• Biomateriales activos para medicina regenerativa
• Avances en Tecnología de Microarreglos de ADN
• Aplicación de modelos matemáticos a bases de
  datos de genómica
• Computación sobre plataformas humanas
• Extensiones artificiales a las capacidades
  humanas
• Medicamentos personalizados a través de la
  Biotecnología
• Polímeros inteligentes para biomedicina y otros
  usos (polímeros electro activos y polímeros que
  tienen memoria)
• Identificación genética de plantas en soporte de
  la salud humana
• Investigación en células madres y esperanzas para
  medicina basada en células
• Usos de ARN de Interferencia (ARNi) para
  investigación y terapeútica
• Advenimiento de la revolución de nanocapsulas en
  nanotecnología
• Sensores de nanohilos para identificación de adn
• Mejor liberación de medicamentos por
  nanotecnologías
• El sueño de Nanocomputación bioquímica
• Manufactura con Nanomateriales programables

http//humanitieslab.stanford.edu/2/223
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QUE ES LA BIOTECNOLOGÍA?
En términos generales la Biotecnología es el uso
de seres vivos, sus procesos o sus partes para la
obtención de bienes y/o servicios de beneficio
para la humanidad. La Biotecnología cuenta con
un conjunto de técnicas entre ellas Cultivos
Celulares, Anticuerpos Monoclonales y Biología
Molecular de la cual se derivan Tecnologías del
ADN, Marcadores Moleculares, ARN de interferencia
(ARNi), Ingeniería Genética (plantas, animales,
microorganismos).
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BIOTECNOLOGÍAS PROMISORIAS
Diez Biotecnologías promisorias para la
Universidad de Toronto (2002), en Los siguientes
diez años son 1- Diagnóstico molecular de las
enfermedades Infecciosas 2- Tecnologías
recombinantes para el desarrollo de vacunas 3-
Tecnologías para la mejor aplicación de
medicamentos y vacunas 4- Tecnologías de
Biorremediación del ambiente 5- Secuenciación de
genomas de patógenos 6- Protección de la mujer
contra enfermedades de transmisión sexual 7- Uso
de la Bioinformática 8- Modificación genética de
los cultivos para mejorar la nutrición. 9-
Tecnología recombinante para la producción de
proteínas para el tratamiento de enfermedades
10- Desarrollo de la Química Combinatoria para el
descubrimiento de nuevas medicinas. (Top 10
Biotechnologies for Improving Health in
Developing Countries www.utoronto.ca/jcb)
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Tecnologías Moleculares para Diagnóstico de
Enfermedades Infecciosas
1
PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa)
secuencias genéticas únicas pueden ser
amplificadas y detectadas con rápidez. El PCR
puede ser usado para detectar organismos
infecciosos dificiles de crecer en el laboratorio
(tuberculosis, malaria) o peligrosos para su
manejo (VIH/SIDA) detecta organismos resistentes
a multi medicamentos, cepas de M. tuberculosis y
VIH/SIDA.
12
PCR en Tiempo Real Objetivos de Investigación
Validación primaria de Expresión Génica
24
14
17
Confirmación de Expresión Genica en datos de
microarreglos
13
13
El Software, la sensibilidad e interfase de
usuarios son las características mas importantes
del PCR en Tiempo Real.
Detección de carga Viral
10
10
Detección/Identificación Bacteriana
14
11
Duplicación Génica u Otra cuantificación de ADN
10
9
Discriminación Alélica
13
5
Otros
11
ADN, ADNc y ARNA como molde
Sólo ADN como molde
5
SNP genotípico
4
0
5
10
15
20
25
30
www.scienceboard.net
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BIOLOGÍA/BIOTECNOLOGÍA
Tecnología de Microarreglos de ADN
En 145 tumores de seno se han mostrado tres
principales patrones de cluster genómicos 1q/1p,
Complejo, y Amplificado. El análisis del número
de copias del genoma de tumores de pacientes y su
expresión génica, pueden ayudar a predecir como
responderá a tratamientos agresivos corrientes.
www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/sabl/2007/Jan
/breast-cancer-genome.html
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Microarreglo de Tejidos Objetivos de
Investigación
Diabetes
Desórdenes Musculoesqueléticos
Otros
3
4
1
Desórdenes Neurológicos
Cáncer
41
7
ENFERMEDADES INFECCIOSAS
8
Desórdenes Immunologicos
8
Desórdenes Cardíacos, vasculares o circulatorios
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Investigación básica, que no está diretamente
enfocada al diagnóstico o tratamiento de una
Enfermedad humana específica
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Areas de Investigación
Tecnologías Moleculares para Diagnóstico Otras
Áreas de Investigación
Salud humana
35
Biodetección
13
Otros
12
Monitoreo/remediación ambiental
11
10
Fisiología microbiana o taxonomía
6
Salud animal
6
Ciencia de los alimentos
Ciencia de los vegetales
5
2
Forense
0
5
10
15
20
25
30
35
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NANOBIOTECNOLOGÍA para Diagnóstico Enfer. Infecc.
Nanobiotecnología manipula átomos y moléculas
para crear biomateriales, dispositivos y
sistemas en la escala de una mil millonésima de
metro. En la India han desarrollado un kit de
diagnóstico de Tuberculosis (TB) basado en
nanotecnología, portátil, no requiere entreno,
y el costo es menor a un dólar (US ) por
prueba. En USA investigan sobre biosensores
ópticos para rápida detección de TB. AzoNano,
On line Journal of Nanotechnology, september
2005, vol. 1, a0103.
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Tecnologías Recombinantes para el desarrollo de
vacunas
2
La vacunación ha erradicado la viruela, es
eminente la erradicación de poliomelitis.
Enfermedades como el dengue, HIV/AIDS, malaria,
tuberculosis, no cuentan con vacunas. Las
vacunas recombinantes, diseñadas por ingeniería
genética son más efectivas, seguras y menos caras
que las tradicionales. Pueden ser hechas de
Sub-unidades de vacunas, o como vacunas
comestibles. Las vacunas de ADN desnudo (1990)
usan plasmidios para insertar directamente ADN de
secuencias antigénicas de patógenos y el cuerpo
produce proteínas antigénicas que estimulan la
inmunidad.
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Tecnologías para la mejor aplicación medicamentos
y vacunas.
3

• Jeringas autodescartables.
• Medicamentos inhalables.
• Tratamientos de liberación controlada.
• Nanopartículas (un nm 1 mil millonésima de
  metro) hechas de fosfato de calcio pueden
  introducir insulina en el cuerpo oralmente o por
  inhalación.
• Vacunas y medicamentos en polvo pueden ser
  guardados a temperatura ambiente, debido a la
  azúcar Trehalosa que los estabiliza cuando están
  deshidratados.

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Tecnologías de Biorremediación del ambiente
4
La bioremediación usa la habilidad de microbios y
plantas para degradar y detectar contaminantes.
En los países en desarrollo, hay dos
principales tipos de contaminación que amenazan
la salud humana desechos orgánicos y metales
pesados (plomo, mercurio, cadmio). Las bacterias
tienen la habilidad para descontaminar ambos. Las
plantas pueden descomponer muchas formas de
desechos orgánicos, pero con muy pocas
excepciones, son incapaces de metabolizar metales
pesados. Sin embargo, las plantas pueden acumular
en sus tejidos metales peligrosos, haciendo más
fácil que ellos puedan colectarse, cosechar y aún
reciclar.
20
Secuenciación de Genomas de Patógenos
5
Secuenciar los genomas de los organismos
patógenos genera datos para entender los
mecanismos de las enfermedades y los métodos
para tratamientos efectivos y preventivos. La
secuenciación genética de organismos causantes de
enfermedades puede ser analizada utilizando las
herramientas de Bioinformática para identificar
proteínas que pueden jugar un papel importante en
el descubrimiento de medicamentos y vacunas.
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GENÓMICA 2007
El Proyecto Genóma Humano (PGR), de 3,000
millones de dólares, se inició en 1990, para
secuenciar 3,000 millones (M) de pares de bases
(pb) en 15 años. Se finalizó en 2003, a un costo
estimado de 2,700 millones. El costo en 2007
para secuenciar 3,000 M de pb será del orden de
1,000 dólares. US Genomics Inc., perfecciona un
aparato que En 40 minutos se pueden leer 3 mil M
de bases. (Uehling, M. D, Bio-It World Nov. 12
2002).
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Protección de la Mujer contra Enfermedades de
Transmisión Sexual
6
La incidencia global de infecciones sexualmente
transmitidas (STIs por sus siglas en inglés) es
alta y está aumentando rápidamente. La carga
global de los STIs recae más sobre las mujeres.
Investigación nanotecnológica Sudáfrica,
Brazil e India investigan conjuntamente en
nanotecnología para asistir en HIV/Sida. En
Australia desarrollan un gel preventivo, HIV
microbicida basado en nanotecnología de
dendrimeros, que puede permanecer efectivo cuando
es aplicado en la mujer para el transcurso de 4
horas de avanzadas relaciones sexuales.
AzoNano, On line Journal of Nanotechnology,
september 2005, vol. 1, a0103.
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Uso de la Bioinformática
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Información para trabajar en Biotecnología está
libremente disponible en Internet para su
utilización. Las bases de datos del 20051 de
Biología Molecular compiladas y publicadas por la
Nucleic Acids Research muestra un dramático
incremento desde 171 bases de datos en el 2004 a
719 en el 2005. Normalmente se crean o usan
programas informáticos, modelos matemáticos o
ambos, típicamente asociados con bases de datos
masivas de secuencias de genes y de proteínas e
información sobre su estructura y función. Las
bases de datos pueden ser buscadas y accesadas de
manera remota por Internet para comparar y
contrastar las secuencias conocidas. 1 Kevin
Davies. The 2005 Database Explosion. Bio It
World. Feb. 11 2005. http//www.bioitworld.com/a
rchive/021105/itin_explosion.html
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Uso de la BIOINFORMÁTICA
En abril (2003) científicos del Jude Childrens
Research Hospital, Memphis, Tenn., anunciaron
que en cuatro semanas, habían creado una vacuna
contra una cepa mortal del virus de la influenza
aviar que apareció en Hong Kong dos veces en
años recien pasados. La Organización Mundial de
la Salud (OMS) anunció que podría llegar a tener
un kit disponible para otra nueva forma de
influenza aviar, que brotó en febrero en Holanda.
M Branca, Bio-It World. June 15 2003.
www.bio-itworld.com/archive/061503/view.html
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Modificación genética de los cultivos para
mejorar la nutrición
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La malnutrición, afecta a una de cada cinco
personas que viven en países en vías de
desarrollo. La causa subyacente de la
deficiencia nutritiva, es una dieta basada
principalmente en alimentos de consumo general,
pobres en nutrientes tales como arroz, papa, maíz
y yuca. La modificación genética de alimentos
de consumo general para realzar su valor
nutricional es una promesa para mejorar la
nutrición global.
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Tecnología recombinante para la producción de
proteínas para el tratamiento de enfermedades
9
A los problemas de enfermedades infecciosas en
países en desarrollo se añade el impacto de
enfermedades no comunicables (del corazón y
diabetes), típicamente asociadas con el mundo
desarrollado. Con la tecnología del ADN
recombinante (inserción de un gen o genes) se
pueden hacer proteínas terapéuticas en
organismos, como bacterias o virus. Se explora
usar cabras, vacas y otros mamíferos como
biofábricas, y el uso de plantas transgénicas
para la farmacéutica molecular.
27
Desarrollo de la COMBICHEM para el descubrimiento
de nuevas medicinas
10
La Química Combinatoria, ha sido impulsada por
los avances en la genómica y la biología
molecular para producir nuevos medicamentos
identificados por la secuenciación del genoma.
Un enfoque computacional diseñó receptores y
sensores de proteínas con especificidad y
afinidad para pequeñas moleculas. Proteínas
Periplásmicas Bacterianas (PBPs) con receptores
que se cierran al unirse con su ligando y se
transmite una señal que produce cambios en la
expresión genética bacteriana. Se uso un
algoritmo en un modelo de computadora para
modificar por mutación secuencial de 1023
combinaciones los sitios de unión de PBPs, se
identificaron 17 receptores diseñados
virtualmente para que pudieran unirse a moléculas
pequeñas trinitrotolueno (TNT), azúcar L-Lactato
y la hormona serotonina (5-HT).
Logger et al, Nature 9 mayo 2003,
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DE ACUERDO CON LA PERCEPCION DE LA REALIDAD
QUE USTEDES TIENEN QUÉ SE DEBERÍA HACER EN EL
PAÍS, PARA PROPORCIONARLES UNA PREPARACIÓN QUE
LES PERMITA CONOCER EL ESTADO DEL ARTE DE LAS
TECNOLOGÍAS EMERGENTES (Biotecnología,
Nanotecnología, TIC)?
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PROPUESTA
El Programa de Jóvenes Talentos de El Salvador
debe dotarse de infraestructura de investigación
y buscar la inserción de sus estudiantes en
Centros de Investigación Científica (a nivel
nacional o internacional), para conformar recurso
humano calificado que conozca del estado del arte
de las diferentes disciplinas científicas y
tecnológicas, con la creatividad necesaria para
el uso generalizado de los conocimientos, en la
resolución de la problemática del desarrollo
sostenible del país.
30
Visite la página web www.conacyt.gob.sv/cit.htm v
ea otras Ponencias de Divulgación Científica y
Tecnológica Nacionales
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
Atentamente ROBERTO ALEGRIA ralegria_at_conacyt.gob
.sv
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