Las células madre tienen la virtud de transformarse en cualquier tipo de célula del cuerpo. En 1998, investigadores aislaron las primeras células madre humanas de embriones precoces y tejido fetal. Las células madre ofrecen un gran potencial terapéutico para regenerar tejidos dañados y tratar enfermedades, pero también plantean desafíos éticos debido a su obtención de embriones humanos.

1. T ALLERES DE LECT URA NOVENO
Biotecnología: La biología aplicada
¿Qué es la Biotecnología?
A nivel básico la biotecnología se puede definir como una
técnica que utiliza células vivas, cultivo de tejidos o
moléculas derivadas de un organismo, como las enzimas,
para obtener o modificarun producto, mejorar una planta
o animal o desarrollar un microorganismo para utilizarlo
con un propósito específico.Es especialmenteutilizada en
campos como agricultura, farmacia, ciencia de los
alimentos, ciencias forestales, minería y medicina. Se
desarrolla en un enfoque interdisciplinario que involucra
varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica,
genética,virología,agronomía,ingeniería, física, química,
microbiología, medicina y veterinariaentreotras.Cuando
se habla de biotecnología algunos piensan en el
mejoramiento del ganado, otros sueñan con ilimitados
recursos terapéuticos para los humanos, y hay quienes
piensan en la posibilidad de cultivos más nutritivos y con
una resistencia natural a las pestes, que alimenten a una
población en crecimiento. Todo esto es posible.
En biotecnología se usan técnicas como las técnicas in
vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido
desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección
directa de ácido nucleico en célulasu orgánulos. Esta
técnica traetres ventajas fundamentales respecto de las
técnicas convencionales de mejora genética basadas en la
hibridación.
 Primero, los genes que se van a incorporar
pueden ser de cualquier procedencia.
 Segundo, en la planta mejorada genéticamente
se puede introducir un único gen nuevo con lo
que se preservan en su descendencia el resto de
los genes de la planta original.
 Tercero, este proceso de modificación se realiza
en mucho menos tiempo. Podemos así modificar
propiedades de las plantas de maneramás
amplia, precisa y rápida quemediante las
técnicas clásicas basadas en la hibridación y
selección.
La biotecnología tal como la conocemos actualmente
empezó en los años 50 con el descubrimiento por James
Watson y Francis Crick de la estructura de la molécula de
ADN* (ácido desoxirribonucleico) que es donde se
almacena la información genética (la herencia) en todos
los seres vivos. Términos tan comunes como ingeniería
genética o genoma, están relacionados con la
biotecnología.
¿Qué es la ingeniería Genética?
Ingeniería genética es la ciencia encargada de manipular
y transferir "instrucciones químicas"de un organismo a
otro. Una vez que loscientíficos entendieron el código del
ADN, comenzaron a buscar formas de cambiar las
instrucciones en los genes y de aislarlos para entender su
funcionamiento, o introducir cambios que lograran que
las células produjeran más o mejores compuestos
químicos necesarios, o llevaran a cabo procesos útiles, o
dieran a un organismo características deseables.
¿Qué es un Genoma?
Los genes son las instrucciones que les proveen a los
organismos sus características particulares. Dichas
instrucciones son almacenadas en cada célula de cada
organismo vivo en una molécula cuyo nombre es ADN. El
conjunto total de esasinstrucciones genéticas, es lo que se
denomina genoma.Todos los organismos tienengenomas
de dimensiones variadas;por ejemplo el genoma humano
tiene una cantidad estimada de 100.000 genes. Los
nematodos (gusanos en su mayoría parásitos) tienen
aproximadamente 19.000 genes.
¿Cuáles son los beneficios de la Biotecnología?
La biotecnología ofrece los medios para producir
alimentos de mejor calidad, en forma más eficiente y
segura para la salud y el medio ambiente. Desde el punto
de vista productivo, el uso de estas nuevas tecnologías,
permite aumentar la competitividad de países agro-
exportadores como Colombia, aumentando los
rendimientos, disminuyendo los costos y aumentando la
seguridad de la cosecha. Una de las promesas de la
biotecnología es generar innovaciones y mejoras en los
alimentos conduciendo a prácticas agrícolas más
ecológicas, contribuyendo a una agricultura sustentable,
que utiliza con respeto los recursos del medio ambiente y
sin hipotecar generaciones futuras.
¿Cómo se diferencia la Biotecnología de las
T écnicas tradicionales de cruzamiento?
Las técnicas tradicionales de hibridación mezclaron
durante varios años miles y miles de genes y muchas
generaciones de plantas con el fin de obtener una
característica deseada. La biotecnología aceleraeste largo
proceso permitiendo a los científicostomarsolamente los
genes deseados de una planta, logrando de ese modo los
resultados deseados en tan sólo una generación.
¿Es necesaria la Biotecnología para alimentar al
mundo?
Sí, porque puede y debe ayudar a cultivar más, en
ambientes que ya no puedensostener una mayor carga de
producción.Se dicequehoy en día hay suficiente alimento
pero, sin embargo, todavía un octavo de la población
mundial (2.000 millones de seres humanos) vive
crónicamente desnutrida. Cada año, 90 millones de
personas se suman a la demandade alimentosdel planeta.
Para hacer frente a estos requerimientos, necesitamos
rápidamente aplicar la mayor tecnología posible a la
agricultura. Y la biotecnología resulta la menos ofensiva.
Además, la tierra cultivable, su capacidad de producción
y los recursos hídricos están ya en el límite. Las actuales

2. prácticas agrícolas contribuyen a destruir la fertilidad de
los suelos.
Actividad:
1. ¿Qué es biotecnología?
2. ¿En qué campos es especialmente utilizada?
3. ¿Qué disciplinas involucra su enfoque
interdisciplinario?
4. ¿Qué avances son posibles, gracias a la
biotecnología?
5. ¿Qué técnicas se usan en biotecnología?
6. ¿Qué ventajas fundamentales tienen estas
técnicas, respecto de las técnicas convencionales
de mejora genética basadas en la hibridación?
7. ¿En qué año y con qué descubrimiento, empezó
la biotecnología tal y como la conocemos hoy?
8. ¿Qué es el ácido desoxirribonucleico?
9. ¿Qué es ingeniería genética?
10. ¿Qué cosas empezaron a hacer los científicos
cuando entendieron el código del ADN?
11. ¿Qué son genes?¿dónde se almacenan las
instrucciones de los genes?
12. ¿Qué es un genoma?
13. ¿Cuántos genes tiene el genoma humano?
¿Cuántos genes tiene el genoma de un
nematodo?
14. Nombre todos los beneficios que según el texto,
ofrece la biotecnología.
15. ¿Cuáles son las diferencias entre la biotecnología
y las técnicas tradicionales de cruzamiento?
16. ¿Por qué es necesaria la biotecnología para
alimentar al mundo?
17. ¿En cuánto se calcula la población crónicamente
desnutrida?
18. ¿En cuánto crecela población humana cada año?
19. ¿Qué es necesario hacer para hacerfrente a los
requerimientos de alimentos para la población
mundial?
20. ¿Qué está sucediendo con la tierra cultivable
actualmente?¿Qué inconvenientetraen las
técnicas agrícolas actuales?
Las prodigiosas células madre
A fines de 1998, dos grupos de investigadores obtuvieron
casi simultáneamente, pero valiéndose de métodos
distintos, las primeras células madre humanas. También
conocidas como stem cells, éstas tienen la virtud natural
de transformarse en cualquiera de las 200 variedades
celulares que integran nuestro organismo. Uno de los
equipos, liderado por el doctor James Thomas, de la
Universidad de Wisconsin, aisló las células madre
directamente del interior de un blastocito, es decir, un
embrión precoz en fase anterior a su implantación en la
mucosa uterina. Por su parte, el obstetra John Gearhart y
sus colegas de la Universidad Johns Hopkins las
extrajeron del tejido fetal de mujeres embarazadas.
La habilidad que tienen las stem cells de diferenciarse en
células nerviosas, pulmonares, hepáticas, sanguíneas,
cardíacas o cartilaginosas las convierte en objeto de
interés para la biomedicina. A estas transformistas se les
atribuye el poder de recrear nuevos tejidos y órganos,
aunque estén dañados o sean defectuosos. Las posibles
aplicaciones terapéuticas son patentes: la producción de
órganos completos, como el riñón y el corazón; el
trasplante de células pancreáticas para curar la diabetes;
la regeneración del tejido nervioso destruido por las
enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y
el Parkinson; y la eliminación de determinados tipos de
cáncer. Incluso algunas mentes imaginativas han llegado
a proponer que podría detenerse el envejecimiento
mediante la aplicación, cada 10 años, de células madre
con fines regenerativos.
2 - Limitaciones éticas
¿Pero qué son las células madre? ¿Cuáles son realmente
sus posibilidades terapéuticas? ¿Es lícito el uso de
embriones humanos para obtenerlas? ¿Son éstos los
únicos proveedores? Las stem cells suscitan sueños y
pesadillas. Para empezar, no resulta fácil definir qué es
una célula madre. Para los profanos, la idea más
importante es que estas células están indiferenciadas, es
decir, que todavía no se han especializado; que pueden
auto renovarse y que, antedeterminadas señales aún poco
conocidas, se especializan para realizar una función
concreta. Este concepto se aplica en muchas situaciones
en medicina y biología. Porejemplo, lostumores nacen de
una única célula madre que, en muchos procesos
cancerosos, da origen a diferentes tipos celulares. Un
ejemplo extremo de este fenómeno es un tipo de cáncer
testicularconocido como teratoma o teratocarcinoma. En
ratones, los científicos pueden provocar este tumor
simplemente tomando un puñado de células testiculares
normales y cambiándolas de lugar.
Esta capacidad transformista surge en el mismo huevo
fecundado o zigoto. Los biólogos dicen de éste que es una
célula madre totipotencial, ya que da origen a todas las
células que integran el organismo, incluidas aquellasque
no forman parte del embrión, como es el caso de la
placenta.Sin embargo,duranteel desarrollo embrionario,
la capacidad de las stem cells para diferenciarse queda,
poco a poco, limitada. Por ejemplo, las stem cells del
cerebro dan lugaren último extremo a los diferentes tipos
de neuronas y células no neuronales del sistema nervioso.
3 - Eficaces contra la leucemia
Estudios en ratones indican que es precisamente en las
primeras etapas del crecimiento embrionario cuando
surge un tipo de células madre llamadas ES, que son
capaces de diferenciarse en una gran variedad de estirpes
celulares. Las ES pueden ser extraídas y cultivadas en
laboratorio. Los científicos han comprobado que, cuando
éstas son devueltas a un embrión, contribuyen
activamente en la formación de todos los tejidos,
incluidos los de la línea germinal. Los expertos
denominan a estas células pluripotenciales. En las fases
tardías del desarrollo hacen acto de presencia otro tipo de

3. células madre llamadas stem cells germinales o EG, que
también son pluripotenciales.
Para curar la ceguerade esta pareja de
ratones, Michael Young, del Schepen Eye
Institute of Massachusetts,trasplantó con
éxito células madre cerebrales en la retina
lesionada, (foto derecha) de estos roedores.
Tanto las ES como las EG están presentes en los
embriones humanos, pero las investigaciones en este
sentido han avanzado muy lentamente, debido
principalmente a los obstáculos bioéticos. Una vía
alternativa para sortearlos podría venir de las células
madre que persisten en los adultos. Desde hace tiempo,
los oncólogos utilizan las célulasmadre hematopoyéticas,
que se localizan en el tejido sanguíneo, para el trasplante
de médula ósea, una terapia paracombatireficazmentela
leucemia.
4 - T ambién entrañan riesgos
Recientemente, los científicos descubrieron la existencia
de células madre al menos en dos regiones concretas del
cerebro adulto. Nos referimos al hipocampo y el bulbo
olfativo.
Cultivadas en el laboratorio, estas células pluripotenciales
pueden diferenciarse fácilmente en distintos tipos de
células nerviosas: neuronas, oligodendrocitos y
astrocitos. Esta línea de investigación supone una
prometedora esperanza para el tratamiento de las
lesiones medulares, esclerosis múltiple y las
enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y
el Parkinson. Así es, el cultivo de stem cells embrionarias
podría generar los oligodendrocitos que necesitan los
pacientes afectados por esclerosis o las neuronas que
mueren en el cerebro de los enfermos de Parkinson.
El potencial terapéutico de las células madre es
sobrecogedor. Sin ir más lejos, el pasado mes de febrero,
el profesor Paul Sanberg, de la Universidad de Florida del
Sur, anunció que las células madre extraídas del cordón
umbilical podrían utilizarse para reparar las lesiones
neurológicas causadas por el infarto cerebral. Los ensayos
en ratas resultaron exitosos. Ahora habrá que ver si esta
terapia celular funciona en humanos.
Como ya se ha mencionado, la ciencia sabe muy poco
sobre las stem cells humanas. Su uso terapéutico no está
exento de peligros:las ESde ratón son cancerígenas,pues
se transforman enteratoma,un tumor epitelial, cuando se
inyectan en un ejemplar adulto.
¿Ocurre lo mismo en humanos? Es más, ¿podrán los
científicos forzar a nuestras ES a diferenciarse en la
estirpe deseada? ¿Conseguirán que todas las células
madre de un cultivo se diferencien en células pulmonares
o renales? El tiempo lo dirá.
Actividad:
1. ¿Con qué otro nombre se conoce a las células
madre humanas?
2. ¿Qué virtud natural tienen las llamadas células
madre o stem cells?
3. ¿Qué es un blastocito?
4. Nombre los dos tejidos de los cuales se han
extraído células madre
5. ¿Qué habilidad conviertea las células madre en
objeto de interés para la biomedicina?
6. ¿Qué poder se les atribuye a las células madre?
7. Nombre todas las posibles aplicaciones
terapéuticas de las células madre
8. Para los profanos, ¿Cuál es la idea más
importanteacerca de las células madre?
9. ¿De donde nacen los tumores?De un ejemplo
10. ¿Dónde nace la capacidad transformista de las
células madre?
11. ¿Qué es una célula madre totipotencial?
12. ¿Qué pasa con la capacidad de las células madre
durante el desarrollo embrionario?Dé un
ejemplo
13. ¿En que momento surgen las células madre
llamadas ES?
14. ¿De que son capaces las células ES?
15. ¿En que contribuyen las células ES, una vez son
devueltas a un embrión?
16. ¿En que momento, hacen acto de presencia las
células EG?
17. ¿Que otro nombre reciben las células ESy EG?
18. ¿Dónde se localizan las célulasmadre
hematopoyéticas?¿Para que se utilizan?¿Qué
enfermedad ayudan a combatir?
19. ¿En qué regiones del cerebro adulto,
descubrieron los científicos, la existencia de
células madre?
20. ¿La investigación de células madresuponeuna
prometedora esperanza, para el tratamiento de
que enfermedades?
21. ¿De donde pueden extraersecélulas para tratar
los daños producidos porun infarto cerebral?
22. ¿Qué pasa con las células ESde ratón cuando se
inyectan en un ejemplar adulto?
23. Según la gráfica de la página 2, ¿Cómo se ha
logrado curar la ceguera en ratones?
24. ¿Cuáles son los tres interrogantes queaún deben
resolverlos científicos respecto a la aplicación
terapéuticade células madre?
25. ¿Qué piensa usted de este tipo de
investigaciones?Sustente su respuesta en 10
renglones.
JUANCARLOS PONCEFIGUEROA
DOCENTE CIENCIASNATURALES
I.E.A. INTEGRADO SOTARA