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Este artículo presenta una revisión cronológica

de biotecnologías, antiguas y modernas; bosqueja

el descubrimiento de medicamentos naturales por

babilonios, egipcios, chinos, griegos y romanos; y la

evolución de la extracción, preservación y tecnologías

de transformación. También se describe cómo los

productos farmacéuticos progresaron del empirismo,

a través de la identificación química y síntesis

hasta avances modernos en genómica, proteómica,

bioinformática y producción por células cultivadas

de varios organismos modificados genéticamente.

Mientras las biotecnologías para las drogas primero

progresaron a través de la química, hasta hace

relativamente poco las tecnologías de alimentos

evolucionaron por la mecanización, el reemplazo

gradual de las manos humanas por máquinas.

La presente y la predicha demanda industrial

para los bioingenieros exceden la oferta. El costo

y la complejidad de biotecnologías emergentes,

demandan una revisión significativa de los

currículos y la reorganización de los departamentos

académicos, relacionados con ciencias de la vida y

con las biotecnologías. Tanto en las universidades

como en la industria, se requiere urgentemente

una cooperación interdisciplinaria activa para la

investigación y el desarrollo; esta cooperación debe

involucrar bioquímicos, bioingenieros, matemáticos,

científicos computacionales, analistas de sistemas y

especialistas en bioinformática. Los biocientíficos y

los biotecnólogos deben adquirir mayor sensibilidad

sobre las preocupaciones de la sociedad civil y la

habilidad para comunicarse con los ciudadanos, con

los políticos y con los medios.

Las oportunidades presentes y futuras de empleo

en la industria de alimentos y de drogas nunca habían

sido más grandes, si se tiene en cuenta la inexorable y

creciente demanda por servicios de salud confiables y

por un suministro de alimentos seguro y adecuado.

El físico británico Lord Kelvin conceptuó que: “si

uno puede definir y medir con precisión aquello de lo

que se habla, las opiniones pueden ser consideradas

como creíbles; si no, deben ser consideradas como

dudosas”.

Déjenme empezar con una definición relevante a

esta discusión: “Las biotecnologías son procesos que

buscan preservar o trasformar materiales biológicos

de origen animal, vegetal, microbial o viral en

productos de utilidad y valor comercial, económico,

social y/o higiénico”. Los bioingenieros son hombres

y mujeres calificados para diseñar, desarrollar, operar,

mantener y controlar procesos biotecnológicos. Uno

puede citar instancias en las que 1) la biotecnología es

equivalente a modificaciones genéticas y transgénesis,

2) “La biotecnología” denota una actividad

biocientífica que no ha progresado más allá del

laboratorio de investigación.

En un diccionario norteamericano “biotecnología”

se define como sinónimo de “ergonómica”: el estudio

del trabajo humano en relación con el entorno.

La palabra “biotecnología” apareció primero en

Yorkshire a principios del siglo XX. Una oficina

de biotecnología empezó como un laboratorio

de consultoría en Leeds, ofreciendo servicios de

consejería en química y microbiología a industrias de

fermentación en el norte de Inglaterra desde 1899.

Las dos universidades de Manchester (pronto

serán fusionadas) tienen una larga y distinguida

lista de desarrollos en fermentación. En 1912, el Dr.

Chaim Weizmann aisló una cepa de Clostridium

acetobulylicum que convierte carbohidratos en

butanol, acetona y etanol; un descubrimiento usado

extensivamente para la producción industrial de

acetona y butanol.

En 1923, el Dr. Thomas Kennedy Walker dio

la bienvenida a los primeros estudiantes en su

Departamento de Industrias de Fermentación,

posiblemente el primero en su género, en lo que

es ahora el Instituto de Ciencia y Tecnología

de la Universidad de Manchester. Después el

nombre del Departamento fue cambiado por el de

Bioquímica Industrial, semánticamente similar

a “biotecnología”. El pregrado era una amalgama

de biociencia y bioingeniería. Desde 1923 hasta el

retiro del profesor Walker, 35 años después, sus

estudiantes se posicionaron en cargos de liderazgo

en la industria de alimentos, de drogas y en bioindustrias

relacionadas, en muchos países.

La interrelación entre alimentos y drogas.

Esta presentación asume que muchos graduados en

bioingeniería progresarán a posiciones de liderazgo en

industrias relacionadas con alimentos, medicamentos

y otras. Aunque sus patrones históricos, de crecimiento

y desarrollo han diferido, los alimentos y los

medicamentos, y las industrias que los producen, han

tenido una asociación muy cercana. Estándares de

calidad y seguridad para alimentos y medicamentos

son comúnmente admistrados por la misma agencia

reguladora; la Administración de Drogas y Alimentos

de Estados Unidos es un ejemplo típico. Como se

discutirá luego, los procesos modernos de alimentos

y farmacéuticos emplean tecnologías, métodos de

producción y procesos de control similares.

Dentro de los primeros reportes históricos (ca 2900

a.C.), los chinos descubrieron una asociación cercana

entre alimentos y medicinas, ambos esenciales para

la buena salud y ambos derivados de fuentes vegetales

y animales. Los chinos creen que muchas dolencias

pueden ser curadas por la dieta. Ellos fueron los

primeros en utilizar esponja quemada, una fuente

acuática de yodo para pacientes con bocio.

la idea de que la salud depende de dos principios:

el Yin y el Yang. La debilidad del Yin proviene de

una mala función de los órganos internos y se revela

por calenturas, lengua roja y pulso débil; la debilidad

del Yang resulta de la falla de los órganos internos

para absorber nutrientes esenciales, y se manifiesta

por disminución de la temperatura. La medicina china

clasifica los alimentos como “fríos” o “calientes” y

“fuertes” o “débiles”.

Dentro de una larga lista de alimentos chinos

medicinales, existen algunos de los que no se duda de

su efectividad, otros son de dudosa credibilidad. Se

afirma que el cuerno de ciervo sirve para aliviar la

fatiga, la impotencia y las deformidades esqueléticas.

La raíz de Ginseng (Panax schinseng), con poca

evidencia farmacológica confiable, se dice que

sirve para aliviar la diabetes y trastornos digestivos,

cardiovasculares, hepáticos, y otras enfermedades.

Análisis de diferentes muestras de remedios a base

de Ginseng muestran variaciones significativas en

su composición.

Las creencias orientales acerca de alimentos

terapéuticos, están atrayendo a los estadounidenses;

un tercio de ellos, dicen que compran remedios

herbarios como alternativa a medicamentos de

prescripción. Este grupo de población se ha

caracterizado por la búsqueda de un Elixir vitae por

más de medio siglo. Durante la década de los 50, los

suplementos vitamínicos estuvieron de moda; durante

los años 60, proteínas y aminoácidos estuvieron en furor;

en los 70, se hizo una gran publicidad a los ácidos grasos

esenciales y al colesterol, con relación a disfunciones

cardiovasculares; durante los 80, la fibra dietética fue

de gran interés. En el presente la moda son los “alimentos

funcionales” (lo cual motiva la pregunta: ¿Qué son

alimentos funcionales?) y “nutracéuticos”, alimentos

que se cree que poseen propiedades farmacológicas

benéficas. No es sorprendente que los chinos reclamen

la paternidad del concepto de nutracéuticos.

Alimentos y medicamentos: ciencia y tecnología

Una característica común de los alimentos, los

medicamentos y otras industrias básicas, es que las

tecnologías descubiertas por empirismo, precedieron

por mucho tiempo al entendimiento científico de

las propiedades bioquímicas de las materias primas

y los productos procesados. Los alimentos que se

han aceptado y las medicinas que curan o alivian

enfermedades particulares, fueron descubiertas por

casualidad, ensayo y error y experiencia dolorosa.

La historia del procesamiento de los alimentos,

en gran parte es la historia de la bioingeniería;

el reemplazo gradual de las manos humanas y la

energía, primero por animales, luego por máquinas.

Los procesos industriales de fraccionamiento y

transformación, utilizados hoy, fueron desarrollados

hace cientos de años. Lo que comenzó como una labor

artesanal, con un uso intensivo de energía humana,

fue progresivamente mecanizado. Adicional a la

producción de una inmensa

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