K•Biotecnología SXXI.indd

CAPITULO VII
Grupo temático de biotecnología
Coordinación general
Pedro León Azofeifa
Asistente investigador
Ana Yanssy Morales Valverde
Miembros del grupo:
Adolfo Quesada Chanto Ph.D.: Vacunas recombinantes
Adrián Alvarado Ph.D.: Farmacéutica
Alice L. Perez Ph.D.: Química combinatoria
Ana Abdelnour Ph.D.: Biotecnología vegetal
Ana María Fallas M.Sc.: Farmacéutica
Carlos Manuel Araya Ph.D.: Control biológico y fitopatología
Edgardo Moreno Ph.D.: Diagnóstico molecular
Geovanni Martínez Ph.D.: Bioinformática y procesamiento de imágenes biomédicas
Jorge Abarca M.B.A.: Biorremediación de suelos y aguas en Costa Rica.
María del Rosario Sibaja M.Sc.: Aprovechamiento de desechos
Miguel Rojas Chaves Ph.D.: Ingeniería de tejidos
193
Diagnóstico
Biotecnología es:
“la utilización de microorganismos, células de plantas y animales o sus productos especializados,
mediante el empleo de alta tecnología y procesos propios de las disciplinas científicas para la obtención
de bienes y servicios”.
Datos históricos de la biotecnología
El término “biotecnología”, se empezó a utilizar alrededor de 1960 para designar a todas las técnicas cuyo instrumento de trabajo son los seres vivos y sus aplicaciones (Valdez 2004). Sin embargo, la
manipulación de seres vivos se remonta a más de 8 000 años en la historia de la humanidad, desde que
los sumerianos fabricaban cerveza, los egipcios elaboraban panes y cervezas y los antiguos habitantes de
los Andes fabricaban chicha de maíz hace por lo menos 4 000 años; en todos los procesos anteriores ya
se utilizaban linajes de levaduras especializadas que se conservaban a través de generaciones (Pastor, S.
2004).
El desarrollo de la biotecnología como una disciplina formal se ha visto marcado por una serie de
hitos que se han sucedido principalmente a partir del siglo XX. Entre estos eventos se mencionan: el
aislamiento de la penicilina a partir de un hongo, por Sir Alexander Fleming en 1928; posteriormente su
amplia producción y uso durante la Segunda Guerra Mundial marcó el inicio de la era de los antibióticos.
En 1953 James Watson y Francis Crick describieron la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN)
como una doble hélice regular donde la información es almacenada en el orden en que se intercalan las
4 bases nitrogenadas que constituyen la información fundamental de la vida. En 1976 se desarrollaron
técnicas para secuenciar el ADN y descifrar a mayor velocidad el contenido de la información genética
y un año después, Sanger describió el método de secuenciación -que lleva su nombre-; ese mismo año se
describió el primer gen humano. En la década de 1980 inició el despegue de la genómica, favorecido por
los aportes de David Botstein, Ray White, Mark Skolnick y Ron Davis, quienes mostraron la utilidad de
los polimorfismos de restricción de longitud de fragmentos (RFLP) para la localización de mutaciones
o variantes génicas causantes de enfermedades humanas. En 1982, se secuenció el genoma del bacteriófago lambda de 49 000 pares de bases de longitud. En 1983 se logra la transformación (inserción
artificial de ADN exógeno en una célula) de plantas con el plásmido Ti. En 1987, Applied Biosystems
desarrolló el primer secuenciador automático que tuvo éxito inmediato. En 1995 el genoma de Haemophilus influenzae fue secuenciado por el método de la “escopeta” (shot gun), el que sirvió luego de modelo
para secuenciar el genoma humano. El 15 de febrero del 2001, Nature publicó el primer “borrador” de
la secuencia completa del genoma humano, trabajado paralelamente por consorcios públicos y privados.
En 2003 se secuenció totalmente el genoma del arroz, seguido por los genomas de maíz, soya, sorgo,
tomate y algodón (EE.UU.), caña de azúcar (Brasil) y café (India) (Pastor, S. 2004).
La biotecnología en el mundo
En el plano mundial, la biotecnología ha tenido un impacto positivo en el área de la salud, especialmente en las ciencias médicas y farmacéuticas. Se ha dado un avance excepcional en los métodos de
diagnóstico y tratamiento de enfermedades y deficiencias genéticas (Valdez, 2004).
Uno de los impactos más fuertes de la biotecnología a escala mundial es su participación en el área
agropecuaria, ya que ha prometido acelerar y hacer más eficientes los procesos de mejoramiento animal
y vegetal, incrementando la producción y generando productos de calidad definida (Diamante, A. &
Izquierdo, J. 2004).
La biotecnología ha surgido como una de las herramientas que puede ser utilizada para dirigir los
retos de los países en vías de desarrollo. Sin embargo, el provecho que se pueda obtener de su potencial
195
depende de las políticas que establezcan estos países con la finalidad de traducir los descubrimientos
científicos en bienes y servicios (Calestous, Juma; & Lee, Yee-Cheong, 2005). La clave de la biotecnología es que es un área de investigación multi e interdisciplinaria, que posee diferentes estados de desarrollo y es potencialmente multisectorial. Cuando es utilizada adecuadamente, la biotecnología puede
mejorar los procesos productivos en el ámbito industrial ya que introduce cambios en la eficiencia de
producción y genera productos novedosos y competitivos para la salud humana, medicina veterinaria,
fuentes alimenticias, etc., que se incorporan al mercado mundial.
Corresponde destacar la preponderancia que ha tenido el sector privado en el desarrollo de la
biotecnología; en este contexto, uno de los mejores ejemplos son las empresas transnacionales que
adquirieron la mayor parte de pequeñas compañías de ingeniería genética y son habituales sus fusiones con empresas del sector semillero o agroquímico, lo que las posiciona como líderes del desarrollo
tecnológico al poseer un dominio casi total del mercado de los organismos genéticamente modificados
(OGM). Además, en relación con los OGM cabe considerar que en el pasado reciente se generaron
opiniones adversas que afectan su comercialización. Entre los motivos que originaron esta situación
se pueden mencionar los oligopolios en los insumos básicos de la producción (semillas modificadas y
herbicidas, entre otros), la diferencia de criterios entre Europa y EE.UU. en el desarrollo de la biotecnología, la desinformación pública, la falta de impacto a nivel de los pequeños productores subsistenciales, además de muchas otras barreras económicas y principalmente políticas gubernamentales mal
diseñadas o ejecutadas.
En la aplicación de las técnicas biotecnológicas, su potencial está limitado solamente por la imaginación. Se reconoce que la ciencia y la tecnología y sus aplicaciones prácticas no siempre son aceptadas por
el público en general y muchas veces produce impactos negativos en lo social y económico. Esto implica
una alta responsabilidad de la comunidad científica tanto del sector público como del privado, en los
aspectos relativos a la educación, la bioseguridad y la bioética, para que los resultados de las investigaciones sean aceptados, aplicables y sostenibles en el tiempo.
Actualmente está cobrando gran interés el área de la genómica funcional; allí la bioinformática constituye un área crítica en los estudios genómicos. Así, en bases de datos públicas y privadas existe una
vasta información de secuencias nucleotídicas cuya interpretación requiere del uso de la bioinformática.
Otra área emergente de la biología es la denominada “proteómica”, la cual producirá un dramático avance en la comprensión de procesos de desarrollo y en la identificación de las proteínas que intervienen en
los procesos biológicos.
Los estudios genómicos juegan un papel importante en el mejoramiento asistido de caracteres de
herencia simple y compleja (QTL), tales como la resistencia a enfermedades, estrés abiótico, rendimiento y calidad, así como en la transgénesis y la caracterización molecular y cuantificación de la variabilidad genética. Asimismo, son de gran importancia en la identificación de genotipos, aspecto clave en la
protección de obtenciones vegetales y animales y en la identificación de patógenos, lo cual tiene gran
impacto en el control de enfermedades y en la comercialización de productos afectados por barreras
sanitarias.
196
Estado actual de la biotecnología en la región
En la región de Latinoamérica y el Caribe en la década de los noventas, la biotecnología ha experimentado avances importantes en el ámbito comercial principalmente en el sector agrícola, observándose
también un avance en las áreas de la industria farmacéutica, de alimentos y la química. Si se compara con
otras regiones del mundo se puede apreciar que el desarrollo empresarial en biotecnología fue más lento
y se inició en Latinoamérica a finales de los 80 con la aplicación de la biotecnología moderna; en los
últimos años algunas empresas han desarrollado proteínas recombinantes, anticuerpos monoclonales y
vacunas animales que se comercializan mundialmente.
A pesar de los esfuerzos, la industria biotecnológica en la región no ha experimentado un desarrollo
sostenido debido a la falta de políticas nacionales coherentes que apoyen la innovación, la transferencia
de tecnología y la comercialización, para que las empresas puedan enfrentar y superar los obstáculos que
se presentan en las regulaciones de bioseguridad, la investigación y la percepción pública. Tampoco han
encontrado los instrumentos financieros adecuados para su desarrollo.
Las áreas de la biotecnología más importantes en la región son la comercialización de semillas
transgénicas como en el caso de Argentina y Brasil, así como la micropropagación de “vitroplantas” en
la mayoría de los países, además de la producción de biofertilizantes y bioplaguicidas. De acuerdo con
información publicada por Diamante, A. & Izquierdo, J. 2004, se identificaron 432 empresas biotecnológicas en 14 países de la región, donde se destaca numéricamente México, seguido de Cuba, Brasil y
Argentina.
REDBIO (Red de Laboratorios de Biotecnología)
La Red de Cooperación Técnica en Biotecnología Vegetal (REDBIO/FAO), se fundó en 1991 bajo
el auspicio de la FAO y tiene registrados alrededor de 2300 investigadores de 683 laboratorios e instituciones de biotecnología vegetal en 32 países de América Latina y el Caribe. A través de su sitio en
internet (www.redbio.org) pretende mantener un intercambio de conocimientos, tecnologías y materiales
biológicos, fomentar la enseñanza, uso racional, capacitación e innovación biotecnológica para la superación de problemas de producción, diversificación e intensificación agrícola, uso irracional de pesticidas,
así como también la conservación de recursos fitogenéticos.
De acuerdo con la base de datos de REDBIO, en el año 2004 había más de 2400 científicos registrados, que reportaron estar trabajando en proyectos de biotecnología en universidades, centros internacionales de investigación e instituciones publicas y privadas. Esta cantidad representa un alto número de
investigadores en la región. A pesar del volumen de investigación, la dispersión de los grupos y el bajo
impacto que tienen las actividades biotecnológicas a nivel regional han impedido un óptimo aprovechamiento de la producción biotecnológica en la región, por lo que se deberían implementar programas
nacionales con prioridades y objetivos definidos en cada país, que permitan promover la colaboración
regional y lograr financiamiento, partiendo de los principios básicos de transferencia apropiada de la
biotecnología a los productores y guardando especial atención en conservar las normas de bioseguridad
y bioética necesarias para preservar el medio ambiente y el bienestar de las poblaciones (Diamante, A.
& Izquierdo, J. 2004).
Gestión de la biotecnología y políticas internacionales
Una serie de políticas internacionales se han discutido y se ha tratado de lograr la aceptación de los
países involucrados, con la finalidad de regular las actividades de la biotecnología y sus impactos principalmente en el medio ambiente, la salud humana y animal, así como también se destacan los derechos
de propiedad intelectual y el acceso a los recursos genéticos.
Los dos grandes temas de discusión donde se trata de llegar a acuerdos internacionales son la bioseguridad, el respeto al impacto en la salud humana y el impacto al medio ambiente.
Derechos de propiedad intelectual
Los derechos de propiedad intelectual constituyen un ámbito de mucha importancia para el área de
la biotecnología. Se ha aprobado el “Acuerdo sobre los derechos de propiedad intelectual relacionados
al comercio” (ADPIC). Este acuerdo obliga a los países a implementar un marco regulatorio para los
derechos de propiedad intelectual (DPI) y se han establecido plazos que dependen del grado de desarrollo de cada país, teniendo los países menos desarrollados plazo hasta el año 2006 (Diamante, A. &
Izquierdo, J. 2004).
197
Desarrollo de la biotecnología en Costa Rica
Son diversas las áreas de acción de la biotecnología en las que Costa Rica ha incursionado, de acuerdo con una investigación publicada por Valdez, López & Jiménez (2004), acerca del estado actual de la
biotecnología en Costa Rica; los autores observaron que el país experimenta una buena participación
femenina en los proyectos de biotecnología, ya que un 54,1% de los investigadores son mujeres, datos
que son contrastantes con la realidad de muchos otros países en desarrollo donde la contribución femenina es muy baja. Otro aspecto observado es que la mayoría de investigadores son nacionales (95,1 %),
por lo que hay una poca participación de investigadores extranjeros, lo que podría reflejar un bajo nivel
de colaboración internacional y poco intercambio entre investigadores de diversos países. En cuanto a
las edades de los investigadores, el 87,5% son relativamente jóvenes, menores de 50 años, predominando
las edades comprendidas entre 31 y 50 años ( 69,6 %) y solo un 17,9 % son menores de 30 años; esta
característica puede ser preocupante ya que podría significar una limitación para la renovación de cuadros técnicos y científicos en el futuro, dentro de diez o quince años.
Respecto a la cantidad de proyectos de investigación, un 60 % de los investigadores está a cargo de
cuatro o más proyectos de investigación. Considerando estos números, se puede determinar que a pesar
de la alta carga académica que tienen los investigadores, el número de artículos científicos publicados
por investigadores, es considerablemente bajo. Esto podría revelar un exceso de tareas de docencia y
de investigación, que no permiten la efectiva elaboración de publicaciones de los resultados obtenidos.
Relativo a la formación académica, un 40% de los investigadores tienen título académico de posgrado
(maestría y doctorado), la mayoría (68,9 %) realizan actividades docentes, probablemente los que trabajan en las universidades. Esto permite suponer que sus conocimientos y experiencias son compartidos
con los estudiantes, lo que permitirá en el futuro un crecimiento y mejora de las actividades en este
campo. De acuerdo con los datos obtenidos al menos tres centros de investigación están dedicados a
la acuacultura (EB, CIMAR de la UCR, y la UNA) y otros tres centros están dedicados a productos
forestales (EB de la UCR, ITCR e INISEFOR de la UNA) (SIMBIOSIS 2003).
Principales campos de acción de la biotecnología en Costa Rica
198
Biotecnología vegetal
Durante las últimas dos décadas, los centros de investigación en las universidades estatales han desarrollado programas en biotecnología agrícola en el país, apoyados por los sectores gubernamentales,
además de que han recibido donaciones de fondos externos. Por su parte, la tecnología transgénica se
desarrolla desde 1990, cuando el Programa de Biotecnología del Arroz del Centro de Biología Celular
y Molecular (CIBCM) de la Universidad de Costa Rica, inició investigaciones para generar arroz transgénico con resistencia al “virus de la hoja blanca del arroz” (RHBV). El enfoque de este programa ha
sido multidisciplinario e integral que incluye: evaluación de flujo génico del arroz transgénico a especies
silvestres y malezas relacionadas, bioseguridad alimenticia y ambiental, así como aspectos de propiedad
intelectual y transferencia de la tecnología a los agricultores. Además, se desarrollan otros proyectos
de investigación en cultivos transgénicos, incluyendo la transformación de variedades de maíz y del
tubérculo tiquisque (Xanthosoma sagittifolium) en la Universidad de Costa Rica. El Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE) realiza investigaciones sobre la transformación
de variedades de plátanos (Musa sp.), para conferir resistencia a la enfermedad fúngica sigatoka negra.
(Valdez, M., Rodríguez, M.I. & Sittenfeld, A. 2004).
Dada la trascendencia para Costa Rica tanto a nivel económico como social, el uso de la biotecnología como herramienta estratégica es vital en los campos agropecuario, de salud, tecnología alimentaria
e industria, así como en el mejoramiento de productos y el tratamiento de desechos y subproductos
agropecuarios e industriales.
Aplicaciones del ADN para la identificación humana
Los primeros intentos para identificar seres humanos usando su ADN se iniciaron en 1991 con
la llegada del primer termociclador Perkin Elmer al CIBCM de la UCR. La tecnología disponible en
ese momento utilizaba la reacción en cadena de polimerasa con una polimerasa termoestable (Taq I)
obtenida de una bacteria termofílica. La reacción de la polimerase chain reaction (conocida por sus siglas
en inglés: PCR) requería el uso de precursores radioactivos (marcados con 32P) para poder detectar los
alelos amplificados durante de la reacción. Consecuentemente fue necesario establecer procedimientos
de seguridad y de manejo de desechos complejos y caros. Además el isótopo debía ser importado de
EE.UU. solo una vez al mes. Aún así, como producto de esta transferencia tecnológica, Eugenia Rojas
analizó la primera muestra de la población costarricense como tema de su tesis de maestría, que completó en 1995. Se lanzó entonces un esfuerzo para desechar el uso de radioisótopos y lograr buena separación de alelos en geles de alta resolución teñidos con sales de plata. Después de un año de optimización
se logró sistemáticamente evitar los isótopos radioactivos y detectar los alelos por tinción de plata a un
costo muy inferior. El Organismo de Investigación Judicial (OIJ) a través de la Caja Costarricense de
Seguro Social (CCSS) obtuvo una muestra representativa de todas las provincias del país a la cual se
aplicó una docena de marcadores STR internacionalmente aceptados de geles teñidos con plata.
En 1998 llegó el primer secuenciador automático de Applied Biosystems a la Universidad de Costa
Rica. Poco después varios laboratorios adquirieron secuenciadores de capilar (ABI310) que permiten
efectuar pruebas de paternidad altamente confiables si se cuenta con muestras del padre, de la madre y
del niño o niña en cuestión. La prueba también se ha aplicado con éxito a la resolución de crímenes y
particularmente violaciones, en las que su impacto es decisivo para la aplicación de justicia.
Una consecuencia importante en el campo social de este desarrollo tecnológico -adoptado y adaptado- ha sido la aprobación de la Ley de Paternidad Responsable como medida para permitir que cada
niño o niña en Costa Rica sepa quién es su padre y las madres solteras tengan apoyo para la crianza de
los hijos.
Producción de sueros antiofídicos
El Instituto Clodomiro Picado es el único centro productor del área centroamericana de sueros
antiofídicos, utilizados en el tratamiento específico para las mordeduras de serpientes venenosas. El procedimiento para su fabricación se realiza en varias etapas: la primera es la obtención de venenos, los que
constituyen la materia prima necesaria e indispensable para la producción de los antivenenos. El veneno
extraído se mantiene congelado y liofilizado para que no se altere su composición química. En la segunda etapa, para la producción del “antisuero” se inmunizan animales, principalmente caballos mayores
de 3 años, pero también se pueden utilizar carneros, sobre todo para aquellas personas que presentan
hipersensibildad a las proteínas de equinos. Una vez que se ha completado el proceso de inmunización
y luego de las evaluaciones pertinentes que evidencian un título adecuado de anticuerpos presentes en el
suero de cada uno de los animales, se realiza una “sangría” de producción, que consiste en obtener varios
litros de sangre, por punción de la vena yugular, la cual es inmediatamente colectada asépticamente en
recipientes estériles que contienen un anticoagulante. En la tercera etapa se hace un fraccionamiento del
plasma equino, que se lleva a cabo en el laboratorio de fraccionamiento de la División de Producción.
En este momento inicia el proceso de purificación de las globulinas equinas (anticuerpos neutralizantes)
que fueron producidas por los caballos durante la inmunización.
El suero antiofídico producido en el Instituto se presenta en forma líquida y liofilizada (anti-coral
y polivalente). La forma líquida debe ser almacenada a 4° Celsius y está lista para usarse de inmediato;
tiene un período de caducidad de 3 años; el liofilizado no necesariamente debe mantenerse en refrigeración; se disuelve antes de usarse en agua ésteril para inyectables y tiene una vida útil de 5 años. El
Instituto cuenta con una infraestructura moderna para el procesamiento de sus productos; los sueros
199
antiofídicos elaborados se usan tanto en el territorio nacional como en otros países centroamericanos y
algunas veces en Sudamérica. En la actualidad se producen alrededor de 60 000 frascos de antiveneno,
siendo los sueros polivalente y anti-coral los que se producen con mayor frecuencia, generando ventas
que rondan los 700 000 dólares anuales.
El Instituto Clodomiro Picado cuenta con una Sección de Desarrollo Tecnológico, cuyos objetivos
son la búsqueda de recursos a través de nuevos productos y la transferencia de la tecnología al sector
productivo nacional. Así, esta sección busca adaptar, mejorar y desarrollar nuevas tecnologías con la
infraestructura dispuesta en el Instituto para la producción de inmunobiológicos, tales como sueros hiperinmunes, reactivos de uso diagnóstico y vacunas. En la actualidad, la sección ha desarrollado algunos
productos a escala piloto, los cuales se encuentran listos para las evaluaciones de campo, como lo son
el suero de Coombs, suero antiparvovirus (de uso veterinario y está en proceso de prueba de campo en
perros), suero antitetánico (también de uso veterinario), además de otros reactivos en etapa experimental mediante anticuerpos monoclonales: antisueros para el tipeo de grupos sanguíneos, diagnóstico de
cólera y determinación de embarazo (HGC).
Biotecnología y comercio exterior
De acuerdo con la Oficina de Promoción del Comercio Exterior (PROCOMER) no existe, dentro
del sistema de aranceles, una categoría que sea exclusiva para la exportación e importación de productos de origen biotecnológico, por lo que se dificulta conocer el volumen de exportaciones en esta área.
Dentro de la biotecnología clásica, la elaboración de productos lácteos, panes y bebidas alcohólicas, ha
fortalecido algunas de las empresas más consolidadas en Costa Rica. En cuanto a la aplicación de tecnologías modernas, el principal producto biotecnológico que se exporta son las plantas in vitro tanto para
producción agrícola como las ornamentales, seguido de los sueros antiofídicos.
Costa Rica ha sido seleccionado por varios inversionistas extranjeros para el establecimiento de laboratorios de cultivo de tejidos. Principalmente son atraídos por las condiciones políticas y económicas
relativamente estables, además de la buena cantidad de mano de obra bilingüe y calificada para puestos
profesionales y técnicos. Un ejemplo de esto son las empresas Twyford (considerada, según su página
de Internet, como la empresa de cultivo de tejidos más grande en el mundo), Taisuco e Innovaplant. Una
empresa con un carácter distinto es el Grupo Trisán, la cual explota un importante nicho en el sector
agropecuario e industrial, con productos de innovación tecnológica de origen estadounidense y japonés.
Se sugiere que si los investigadores costarricenses conocieran más las necesidades de estos sectores productivos podrían presentar soluciones biotecnológicas alternativas e incluso el desarrollo de productos
que podrían potencialmente ser exportados. Otra empresa interesante es Chemtica Internacional S.A.,
que sintetiza trampas para insectos basadas en feromonas que son sintetizadas químicamente; el producto tiene un mercado a nivel mundial y es –según los empresarios- la única empresa de esta naturaleza
en toda América Latina.
Existen en el país una buena cantidad de empresas que utilizan aplicaciones biotecnológicas, pero
es evidente que no se cuenta con una adecuada fuente de información estadística oficial que sea veraz y
confiable, por lo que se plantea la idea de sugerir que el Proyecto Estado de la Nación haga un informe
o le dedique un espacio a ciencia y tecnología, incluyendo un amplio detalle de las empresas costarricenses.
200
Indicadores en biotecnología
En Costa Rica se han realizado dos investigaciones para medir la percepción popular de la biotecnología y sus aplicaciones.
Un primer estudio, realizado entre mayo y junio del 2001, determinó el grado de conocimiento y la
percepción de los OMG en Costa Rica. Los resultados revelaron -en general- una percepción pública
positiva. Sin embargo, más del 50% de los encuestados señalaron no haber escuchado o leído sobre cultivos modificados genéticamente. Así mismo, los autores encontraron una relación entre la aceptación
de los OMG y el nivel educativo de los encuestados.
Un segundo estudio publicado en 2004 por Valdez, Rodríguez y Sittenfeld, examinó la percepción
de la biotecnología y el grado de conocimiento en dicha materia en una muestra poblacional con alto
grado educativo, correspondiente a estudiantes de tres universidades públicas de Costa Rica. De acuerdo con los autores, la estimación del grado de conocimiento sobre algunas actividades y temas biotecnológicos mostró que los estudiantes tienen un grado satisfactorio, ya que solo 12% de los encuestados
mostró un conocimiento insuficiente. Se reveló una opinión favorable (79%) sobre el uso y los beneficios
de la biotecnología, incluyendo los OMG. En las muestras de las tres universidades se identificaron diferencias de conocimiento y percepción pública de la biotecnología; esta característica podría reflejar las
diferencias de las áreas de estudio de los encuestados. Los estudiantes de ciencias sociales podrían tener
un menor grado de conocimiento de temas relacionados con las ciencias de la vida, lo que se reflejaría en
grados de actitud menos positivos hacia la biotecnología y la ingeniería genética.
Por otra parte, los entrevistados no parecen percibir el importante papel que deben tener las autoridades públicas (la Asamblea Legislativa y los organismos públicos del Estado) en el proceso de regulación de las actividades biotecnológicas, lo que da luz acerca del grado de conocimiento de los entrevistados de las actividades regulatorias llevadas a cabo por el Comité Técnico Nacional de Bioseguridad,
creado por ley en 1997 y adscrito al Ministerio de Agricultura y Ganadería (Valdez, M., Rodríguez,
M.I., & Sittenfeld, A. 2004).
Volumen de publicaciones científicas
Una manera de medir o “cuantificar” la investigación en Costa Rica es conociendo cuántas publicaciones realizan los investigadores nacionales en un tiempo determinado. “Una investigación que no se
publica, aún no está terminada”. Además no solo publicar por el simple hecho de hacerlo, sino accesar
las revistas de más renombre internacional, por cuanto puede ser una medida de la calidad y el nivel de
la investigación que se desarrolla en Costa Rica.
En una investigación publicada por Lomonte y Ainsworth, (2002), se realizó un análisis bibliométrico de las publicaciones de Costa Rica presentes en el Science Citation Index (SCI) en el trienio 19992001. Los resultados revelaron un total de 722 referencias, distribuidas en 328 revistas; de ese total,
el 90,7% correspondía a artículos de investigaciones científicas originales. Las áreas de investigación
predominantes fueron las biomédicas (33,3%), las ciencias biológicas (27,5%), las agronómicas (15,5%),
seguidas de la química (13,6%). La institución que más publicaciones produjo fue la UCR (50% de
todas las publicaciones). Llama la atención la presencia de la UCR en el liderazgo de las publicaciones
y se cuestiona a la vez la baja actividad de otros centros de investigación nacional.
Los autores señalan que la evaluación y el seguimiento de la actividad científica de Costa Rica a través
de diversos tipos de indicadores, entre ellos los bibliométricos, es una tarea relevante y necesaria para
fomentar su desarrollo integral. En este sentido, sería prioritario el contar en el medio con un acceso
directo a fuentes de información de primera categoría para las ciencias, tales como el SCI, mediante
un compromiso económico por parte de las instituciones que rigen la ciencia y tecnología. El hecho
de contar con una comunidad científica pequeña, pero capaz de realizar aportes de calidad al conocimiento, como lo demuestran los análisis bibliométricos anteriormente analizados, facilitaría aún más el
aprovechamiento de las fuentes de información citadas, para llegar a una evaluación eficiente, detallada
y provechosa de la actividad investigativa. El crecimiento de la “brecha informacional” entre las naciones
menos y más desarrolladas es un importante obstáculo para la promoción de las ciencias.
Además, los autores aclaran que los países de la región latinoamericana más avanzados en las diversas
ciencias naturales, comprendieron desde años atrás la importancia de invertir en el acceso a las fuentes
201
de información y conocimiento, por lo que le corresponde a Costa Rica considerar este importante paso
como una prioridad, que podría marcar una notable diferencia en su evolución científico-cultural.
Instituciones vinculadoras de la biotecnología
La Comisión Institucional de Biotecnología de la Universidad de Costa Rica promueve la integración interdisciplinaria de unidades y grupos de la Universidad de Costa Rica, coordinado por la Dra.
Marta Fermina Valdez. Realiza actividades en el campo de la biotecnología, con el fin de potenciar su
contribución al desarrollo del país y entre sus principales objetivos se encuentran desarrollar acciones
para identificar y mejorar la práctica de actividades biotecnológicas a favor del desarrollo del país; promover la docencia interdisciplinaria; vincular los sectores productivos; coordinar actividades con otros
grupos nacionales e internacionales relacionados con la biotecnología; y fomentar el uso de tecnologías
de punta para que la UCR se mantenga a la vanguardia en el campo de la biotecnología, entre otros.
Por su parte, la Universidad Nacional ha creado una Comisión Institucional de Biotecnología llamada
BIOTECUNA, la cual agrupa a todos los investigadores de dicha institución que realizan diferentes
actividades en este campo. El Dr. Carlos Araya es el coordinador de esta comisión.
Existe además la Comisión Nacional de Biotecnología, coordinada por el Ministerio de Ciencia y
Tecnología (MICIT), que en principio, agrupa a investigadores e interesados en el campo. Finalmente,
el Centro Nacional de Alta Tecnología (CENAT) cuenta con una Comisión de Área para Biotecnología
formada por los cuatro representantes de universidades públicas; esta comisión coordina los trabajos de
investigación en biotecnología industrial que cultiva el CENAT.
Comunidad biotecnológica costarricense S.A.
Bajo la dirección electrónica www.biotecnologia.co.cr opera un sitio en Internet que ha logrado establecer las bases de una comunidad científica virtual que impulsa el desarrollo de las ciencias biológicas
aplicadas en Costa Rica, a través de la integración de estudiantes, investigadores, docentes, profesionales
y empresarios. Este sitio sirve de vínculo entre los científicos capacitados para resolver problemas específicos y las empresas que requieren solucionarlos. El impacto que dicha comunidad científica virtual
generará sobre el desarrollo de la biotecnología en Costa Rica, estará determinado por el grado de divulgación y aceptación entre las partes. Lo que sí está claro es que este intento representa el primero que
pretende sacar al país de su estancamiento en el desarrollo de las aplicaciones biotecnológicas. Estancamiento que, argumentan los fundadores de la comunidad, no se debe a falta de fondos económicos, ni
mucho menos a una carencia de material humano, sino más bien a la ausencia de integración, a una falta
de colectividad, de trabajo en equipo. Precisamente, esto es lo que la propuesta plantea: unificar, vincular
y comunicar. La Comunidad Biotecnológica Costarricense coordina actividades de vinculación, como
la “Semana de Ingeniería en Biotecnología, que se realizó en setiembre del 2005 y que contará con foros
especializados de información pertinente a biotecnología vegetal, ambiental, industrial y médica.
202
Conclusiones
Luego de un estudio riguroso de la situación de la biotecnología en Costa Rica, se concluye que
el país cuenta con recursos humanos de alto nivel; el personal está muy calificado para las labores de
investigación pero falta formación en capacidad gerencial y gestión de proyectos, característica que se
nota en todos los ámbitos del sistema educativo nacional. Desde el punto de vista económico encontramos que no existen aún los instrumentos financieros adecuados para el financiamiento de las pequñas
empresas; de hecho, en su mayoría (60%) trabajan con fondos internacionales, puesto que la banca no
brinda financiamiento especializado. De las pocas empresas que surgen, el 90% se financia con recursos
propios y no hay planes que los apoyen, ni existe capital de riesgo específico para la industria. Es importante recalcar aquí que la historia del desarrollo empresarial del sector en países desarrollados demuestra
que todas las empresas han permanecido durante un periodo importante como PYMES y luego se han
desarrollado o han sido absorbidas por grandes consorcios multinacionales.
En términos de infraestructura, los laboratorios institucionales cuentan con infraestructura de primera línea, mientras que las empresas grandes con potencial para el desarrollo biotecnológico no cuentan con infraestructura óptima ni capital para el desarrollo de investigación. La demanda interna de los
productos biotecnológicos es poco sofisticada ya que los clientes desconocen el potencial de la biotecnología.
Existen problemas de imagen de los alimentos “transgénicos”, característica que debe ser nuevamente
cuantificada por medio de indicadores de percepción. Aquí es muy importante anotar que se debe trabajar en la divulgación nacional en todos los niveles del conocimiento biotecnológico, de manera tal que
se logre llevar a la población a reconocer el potencial de la biotecnología como herramienta de desarrollo
económico.
Un aspecto de vital importancia para el desarrollo del área será la creación de un marco legal adecuado, debido a que este diagnóstico ha mostrado su inexistencia en forma ordenada, encontrando solo
algunos aspectos como la bioseguridad. El desarrollo de este marco legal debe ser promovido por la misma comunidad biotecnológica con su participación activa, de modo que se logre un marco regulatorio
que permita el crecimiento y la investigación del sector.
Como última característica de la situación de la biotecnología es de interés recalcar que no existen
estadísticas consolidadas y de fácil acceso; es por ello que se debe procurar un sistema nacional de
seguimiento, el cual sugerimos podría estar incluido en el análisis periódico del Proyecto Estado de la
Nación.
A pesar de las dificultades, Costa Rica cuenta con recursos que puede utilizar para la conquista de
algunas áreas que le puedan permitir un crecimiento en su desarrollo científico tecnológico.
Visión
La biotecnología ha surgido como una de las herramientas más efectivas, para poder alcanzar los
retos que se propongan los países en desarrollo. Algunos de los campos en que se puede aplicar la
biotecnología se describen a continuación, gracias al aporte de expertos costarricenses que trabajan en
estas áreas.
Vacunas recombinantes
La vacunación ha alcanzado éxitos muy importantes en el mejoramiento de la salud pública. Muchas
de las enfermedades que devastaron a la población en los siglos XVIII y XIX han sido controladas. La
viruela ha sido erradicada mientras otras se encuentran en vía de erradicación, como la polio.
Hasta hace pocas décadas las vacunas consistían en patógenos muertos o atenuados, que al ser
inoculados en una persona llevaban a estimular el sistema inmune, con la consiguiente producción de
anticuerpos contra el patógeno. Así, cuando el organismo se encontrara expuesto al patógeno por vías
naturales, el cuerpo ya estaría protegido, y reaccionaría rápidamente evitando la infección, evitando que
se desarrollara la enfermedad.
Este uso de virus atenuados o toxoides, que no son capaces de producir la enfermedad pero que sí
llevan al organismo a producir una respuesta inmune protectora contra ellos, es una manera que se ha
utilizado por mucho tiempo con éxito para la producción de vacunas. Sin embargo, el hecho de que muchas veces las vacunas no estén totalmente inactivadas, con el riesgo de que en vez de proteger puedan
ser la causa de una fatal infección, ha llevado al desarrollo de vacunas recombinantes. La aparición de
virus emergentes como el VIH, o las posibilidades de producir vacunas contra enfermedades crónicas,
alergias y cáncer, ha sido otro motor para la investigación en la producción de vacunas recombinantes y
vacunas de ADN.
203
La ingeniería genética ha hecho posible la producción de proteínas del patógeno que pueden ser utilizadas como vacuna, en vez de utilizar el microorganismo completo, con el riesgo que conlleva. El uso
de estas proteínas recombinantes es mucho más seguro ya que por sí solas no pueden producir enfermedad. Otra gran ventaja de las vacunas recombinantes es el hecho de mantenerse en buenas condiciones
sin necesidad de refrigeración, ya que uno de los problemas de las vacunas normales es que pierden su
actividad si no se encuentran refrigeradas, lo que constituye un serio problema en las campañas de vacunación que deben penetrar en lugares donde no hay posibilidad de mantener las vacunas refrigeradas.
Las vacunas de ADN constituyen otro tipo de vacuna en desarrollo que consiste en inocular en la
persona por algún medio (virus, plásmidos), ADN del patógeno. Este ADN se incorpora al ADN de la
persona, lo que lleva a las células de la persona a producir proteínas del patógeno, las cuales van a activar
el sistema inmune y crear defensas contra dicho patógeno. Este tipo de vacuna se puede usar también
para combatir enfermedades crónicas, autoinmunes y hasta el cáncer.
En el país ya existe la tecnología optimizada para la producción de vacunas de ADN. Estos procesos
ya se están utilizando en sistemas animales, existiendo pues un equipo de producción en pequeña escala. Estas investigaciones están siendo llevadas por un grupo de investigadores del Instituto Clodomiro
Picado de la Facultad de Microbiología y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Costa Rica.
El Instituto Clodomiro Picado ya cuenta con la calidad de profesionales para desarrollar diferentes
proyectos en el área de las vacunas de ADN y con la experiencia de la producción de antisueros a escala
industrial. Lo que se necesita es sobre todo más dinero para poder contratar más personal y equipo
necesario para desarrollar y producir vacunas. El Instituto también puede desarrollar el proceso de
producción de estas vacunas en asociación con empresas que sean luego las que se encarguen de la producción y comercialización de los productos.
204
Ingeniería de tejidos
Con este nombre se conocen los métodos utilizados en la obtención y crecimiento de tejidos humanos o animales empleados para restaurar, mejorar o sustituir órganos humanos dañados. Para lograr
este propósito, esta área combina células viables y no viables, así como diferentes biomateriales y técnicas
biotecnológicas además de clínica médica. Es un campo multidisciplinario en el cual participan médicos
de múltiples especialidades, personal de enfermería, biólogos e ingenieros de materiales.
Los productos de esta área comprenden una gran gama, desde huesos desmineralizados, hasta células vivas sobre una matriz inerte, que a su vez puede ser de muy variada composición. Algunos de
los tejidos que pueden ser parcialmente reparados son: óseo, dérmico, cartilaginoso, cardiaco, nervioso,
renal, muscular, así como piezas dentales y córneas, entre otros. No debe olvidarse que algunos de estos
tejidos podrían ser uilizados para diseñar modelos de estudio in vitro de la acción de drogas. Todo esto
implica en muchos casos la obtención del tejido mediante un procedimiento quirúrgico, su procesamiento para cultivo o conservación, lo cual se realiza en laboratorio bajo estrictas normas asépticas, para
luego ser aplicado o trasplantado al paciente, a quien finalmente se le debe dar un seguimiento clínico.
Con la utilización de estos biomateriales se pretende solventar problemas crónicos de salud o causados
por accidentes, los cuales tienen un costo hospitalario muy alto y no siempre una adecuada y satisfactoria recuperación. El desarrollo de esta área en el país conllevaría a una mejora en la calidad de vida de
los pacientes tratados.
No todos estos productos son considerados en sí como productos médicos, dado que difieren en
bastantes aspectos de los medicamentos tradicionales, tales como la no existencia de un principio activo
y por lo tanto no son susceptibles de estudios farmacológicos habituales. Es pertinente señalar que algunos de estos productos son producidos exclusivamente para el tratamiento individual de un paciente
y en este caso el procedimiento se denomina autológo.
En nuestro país existe el recurso humano con los conocimientos científicos-tecnológicos básicos
para implementar este campo de trabajo; no obstante se trabaja en forma aislada y deben coordinarse
las labores en este campo. Costa Rica dispone de una infraestructura médica adecuada para iniciar esta
área, pero sería necesario la construcción de laboratorios especializados para el procesamiento, cultivo y
conservación de tejidos a gran escala.
Es pertinente destacar que por no existir un desarrollo similar en América Central, se crearía una
alta demanda por estos productos tanto a nivel de atención hospitalaria estatal como privada. Solo
para dar un ejemplo, en Costa Rica cada año cerca de 3000 pacientes de la CCSS presentan algún padecimiento dermatológico que ameritaría un trasplante de piel. A nivel global esta disciplina ha estado
creciendo desde 1990 a una tasa mayor al 15% anual, alcanzando la cifra de inversión industrial a 3,5
billones de dólares en el año de 2001.
Química combinatoria
La química combinatoria (QC), se ha establecido como una tecnología dentro del área de la química orgánica sintética, para “crear” (sintetizar) moléculas “en masa”. Esta síntesis puede comprender
desde sustancias puras hasta mezclas complejas. Una de las claves de esta tecnología es llevar a cabo la
selección de “moléculas blanco u objetivo” (dianas), entre un grupo numeroso de compuestos generados
en este proceso. La selección debe corresponder a los estándares de las propiedades “deseables” que se
estén buscando.
Los métodos tradicionales de síntesis orgánica consisten en la obtención de compuestos activos uno
por uno, realizando miles de derivados en un proceso que consume mucho tiempo y personal. La idea
básica de la QC es realizar este proceso (obtención de una cantidad muy grande de moléculas), todas “al
mismo tiempo”, dando origen a lo que se conoce como “bibliotecas de compuestos” y realizando simultáneamente pruebas de actividad biológica diversa (ver Cuadro 7.1).
Comparación entre la química sintética tradicional y la química combinatoria
Química sintética
Química combinatoria (QC)
cuadro nº 7.1
Diferencias
tradicional (QT)
Síntesis química manual
Obtención de cientos de miles de moléculas
con múltiples variaciones moleculares
Mayor número y variedad
de moléculas (QC) en el
mismo tiempo
Biblioteca con número
Bibliotecas de infinitas moléculas
limitado de moléculas
Cribado molecular
Cribado molecular ultrarrápido, de alto
Incremento de la capacidad
individual, artesanal
rendimiento (HTS). Hasta 50 000 ó 60 000
y velocidad de selección o
moléculas por semana
cribado molecular en QC
Numerosos fármacos cabeza de serie
Aumento considerable del
Reducido número de
fármacos en cabeza
número de fármacos cabeza
de serie
de serie en QC
Para la creación de estas bibliotecas se acude al principio de la síntesis en fase sólida, conocida como
la síntesis de Merrifield (la forma “tradicional” de síntesis de péptidos), empleando para ello esferas de
un polímero, usualmente polietileno, modificado para enlazar selectivamente los diversos precursores
de la biblioteca. A esto le siguen una serie de pasos (tipos de reacciones) necesarios para llegar a la
1Sánchez García, P. “Investigacion y desarrollo de nuevos fármacos en el umbral del siglo XXI”, capítulo 19, fecha desconocida.
205
obtención de las estructuras moleculares que se buscan; es similar a “una reacción en cadena”. Este tipo
de reacciones por lo general se realiza en fase sólida. La QC ha desarrollado a su vez, combinaciones
de esta técnica (fase sólida, fase líquida, fases líquida-sólida) y se ha llegado a conocer también como
“síntesis en paralelo”.
A pesar de estas ventajas, la QC es aún una tecnología costosa ya que se requiere el acceso a un componente importante de instrumentación, no solo a nivel de síntesis, sino también en la realización de las
pruebas de actividad biológica. Paralelamente a la parte química, se ha desarrollado lo que se conoce
como “cribado (selección o rastreo o barrido) de alto rendimiento” (en inglés, High Throughput Screening, HTS). Esta consiste en la realización de pruebas de actividad “en masa” (actividad diversa que
depende de la especialidad del equipo de investigación o del acceso a diversas técnicas). Por lo general
el proceso se realiza de forma automatizada y se analizan compuestos en cantidades micro en platos de
96-1526 pozos por corrida. El instrumental se selecciona de acuerdo con las características buscadas
en los compuestos sintetizados así como en las propiedades biológicas esperadas (e.g., fluorescencia,
espectrometría de masas).
Una alternativa más accesible consiste en realizar Síntesis diversamente orientada (SDO) en inglés,
Diversity-Oriented Synthesis (DOS). La diferencia entre SDO y QC es el tamaño de las bibliotecas.
En SDO, las bibliotecas de compuestos van desde unas docenas hasta cientos de compuestos, mientras
que en la QC, van de miles a millones de sustancias. Esto simplifica el tipo de equipo necesario para
llevar a cabo la síntesis y pruebas de actividad biológica y se hace más asequible a nivel de laboratorios
de investigación de, por ejemplo, universidades. La QC está más orientada hacia procesos industriales.
Además, las consideraciones de identificación y purificación en cada caso son diferentes; no se espera
que se identifiquen millones de compuestos generados en una biblioteca, pero sí se trata de una derivada
de SDO. Los productos naturales, sus estructuras nuevas o conocidas, son la base fundamental para la
elaboración de bibliotecas en SDO y no tanto así en QC. El objetivo final de ambas aproximaciones es
la misma: identificar el mayor número de compuestos activos que sirvan a su vez como cabeza de serie
para continuar modificando la estructura y modular una o varias actividades biológicas.
Para el desarrollo de QC, el país no está preparado desde el punto de vista tecnológico, tanto en lo
requerido para la síntesis como para el cribado correspondiente. En cuanto a SDO, muchos laboratorios
cuentan con profesionales preparados para iniciar trabajos que conduzcan a la elaboración de las primeras bibliotecas. Sin embargo, la necesidad de introducir diversidad molecular requerirá del aprovisionamiento de reactivos e instrumental base para el desarrollo de reacciones en paralelo y del entrenamiento
correspondiente del personal, ya que esta técnica requiere de la ruptura de ciertos paradigmas clásicos
dentro de la química orgánica. Para un desarrollo con más empuje, se requiere aumentar el número de
profesionales en el campo de la química orgánica y de técnicos que puedan preparar los pequeños reactores de las reacciones en serie. A la par, debe contarse con el desarrollo de un grupo de colaboradores en
las áreas de “lo biológico” para contrastar las bibliotecas contra diversas pruebas de actividad biológica.
206
Diagnóstico molecular
En el sentido estricto, el diagnóstico molecular (DM) consiste en la detección de cualquier sustancia
que nos revele una condición determinada en los seres vivos o en sus sistemas. Mediante el uso de herramientas particulares, el DM descubre y localiza los componentes de agentes infecciosos, de la respuesta
inmune o de resistencia de los hospederos, de integrantes celulares, de constituyentes intersticiales o del
metabolismo, de tal manera que nos brinden información acerca del estado de salud, inmunidad, protección, homeostasis, predisposición o identidad de los seres vivos. El DM también se usa para descubrir
alteraciones en los ecosistemas. Los componentes más comúnmente detectados son las macromoléculas
(proteínas, ácidos nucléicos, carbohidratos, lípidos, glicoproteínas, glicolípidos y nucleoproteínas), moléculas orgánicas producto del metabolismo o degradación (péptidos, azúcares, fenoles, aminoácidos,
esteroles, esteroides) y otros derivados simples o complejos (NO, H2O2, porfirinas, etc.) que participan
en las funciones celulares.
El DM revela con alta sensibilidad y especificidad la presencia de un agente infeccioso como virus,
bacterias o algún otro patógeno. También nos dice si un individuo fue infectado con un parásito determinado o si su estado de inmunidad o de defensa es el apropiado para resistir el embate de una plaga.
Incluso nos da información sobre el estado de gestación y predisposición a enfermedades o nos revela
la paternidad o la identidad de un individuo. El DM moderno tiene la virtud de dar respuesta rápida
y segura a muchas de las interrogantes que tenemos con respecto a los sistemas vivientes y sus interacciones: desde cuándo y cómo produce alcohol una levadura hasta el grado de contaminación de un
ecosistema complejo. Gracias a la generación y uso inteligente del DM, las compañías farmacéuticas y de
producción de biológicos se han convertido en las industrias más prominentes y de mayor rendimiento
de las últimas tres décadas. Se estima que en los Estados Unidos, las compañías farmacéuticas dedicadas
al DM generan mayor rendimiento en la relación costo/beneficio y más trabajo que las dos compañías
de automóviles más grandes de ese país. Además, el DM tiene la virtud de que está diversificado ampliamente, ya que la rápida demanda de nuevos diagnósticos, aunada al desarrollo de nuevas técnicas,
promueve la existencia de un gran número de compañías de mediano y pequeño calibre.
Existe un número respetable de usuarios del DM, especialmente en agroindustria y medicina. El
DM más evidente es aquel que se realiza para determinar infecciones y enfermedades de plantas, de animales y de seres humanos. Sin embargo el DM también se utiliza en acciones forenses, especialmente en
la detección de drogas, revelación de paternidad y consecución de crímenes, así como para determinar la
contaminación de las aguas, entre otros. Lo anterior indica que en Costa Rica existe capacidad instalada
respecto a los equipos y técnicas fundamentales y sugiere que los principios del DM se entienden y no
son ajenos, especialmente dentro del círculo de los científicos de las universidades estatales. Analizando
el número de publicaciones de los últimos 10 años, es de interés mencionar que un número respetable
de ellas involucran el DM, especialmente en las áreas de salud pública y agropecuaria.
En los últimos años el DM ha tenido un auge extraordinario, gracias a la combinación y desarrollo
de por lo menos cinco herramientas tecnológicas: i) la manipulación e ingeniería de los seres vivos y sus
procesos, especialmente de microorganismos, tejidos y de células; ii) la fabricación mediante el proceso
de síntesis de moléculas orgánicas; iii) la innovación de sistemas de detección electrónicos y fotométricos ultrasensibles; iv) la evolución de sistemas de información computacional de alto rendimiento; y v)
la elaboración de sistemas fisicoquímicos de separación y purificación de sustancias. Aunque en Costa Rica existen centros de investigación que han implementado capacidades respecto a la herramienta
que se indica en el punto i), el desarrollo de las otras herramientas es muy limitado o nulo. Las pocas
técnicas de DM que se han implementado o inventado en el país se han limitado a investigaciones o
a diagnósticos de interés local o regional, sin que hayan alcanzado un nivel de avance que permita su
comercialización. Las razones de estas deficiencias las podemos encontrar en la reducida masa crítica de
científicos existente, en la carencia de fondos nacionales que promuevan la investigación básica así como
en la ausencia de una oficina de transferencia tecnológica de interés nacional, de fondos de inversión
de riesgo por parte de la industria, de una política de mercado en el campo del DM y de prioridades
nacionales sobre el DM.
La evidencia cuantitativa y cualitativa comprobada indica claramente que más del 96 % de la investigación que se realiza en Costa Rica se genera en las instituciones públicas del país, especialmente en
las universidades estatales, el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) y la CCSS. En este sentido,
es de esperar que sean precisamente estas instituciones las que posean mayor potencial para desarrollar
e implementar el DM en Costa Rica durante las próximas décadas. Sin embargo, es fundamental que las
empresas farmacéuticas nacionales se incorporen solidariamente a las acciones de riesgo inherentes a los
procesos de investigación del país. Para ello se hace necesario que se establezcan políticas claras que
207
faciliten a las empresas invertir, conjuntamente con las instituciones públicas, en investigaciones del
desarrollo de técnicas de DM pertinentes, de acuerdo con un plan nacional de prioridades.
208
Industria farmacéutica, visión de oportunidades
Es importante repasar muy rápidamente la historia de la industria farmacéutica nacional antes de
plantear algunas de sus posibilidades de desarrollo, haciendo uso de forma parcial o total de la biotecnología. Es así como vale la pena anotar que el desarrollo de la industria farmacéutica nacional ha estado
ligado al progreso del sistema de salud costarricense actual, debido a que en la década de los setentas
cuando se experimentaba una crisis mundial y la CCSS se encontraba en pleno desarrollo, se presentó
el problema de que las transnacionales dueñas en su mayoría de patentes de invención o de uso de las
distintas moléculas a nivel farmacéutico, se negaban a venderle productos a la CCSS debido a su pobre
capacidad de pago. Es así como el gobierno, en forma acertada, decide promover de forma particular el
desarrollo de la industria farmacéutica nacional en la producción de medicamentos genéricos; a la misma problemática actual de falta de recursos financieros y de instrumentos financieros que permitieran
dar soporte al proceso de inversión, requerido para incursionar en la industria farmacéutica. Sin embargo, se logra promover la inversión y se crean algunas de las industrias farmacéuticas actuales; aunado a
esto se dio un proceso de refuerzo en el crecimiento de las ya existentes. Este desarrollo de la industria
farmacéutica de manufactura de productos genéricos, junto a otros factores relevantes, le ha permitido
indirectamente a la CCSS alcanzar los niveles de salud actuales, que son comparables con los de cualquier país desarrollado.
De esto es importante rescatar dos aspectos: 1.-nuestra industria farmacéutica se basa en la manufactura de genéricos; y 2.- se desarrolló en condiciones aún más difíciles que las actuales. Tomando
estos dos aspectos como base para explotar la gran cantidad de oportunidades de desarrollo debemos
anotar que la manufactura de genéricos debe ser y seguirá siendo un campo de desarrollo de la industria
farmacéutica nacional; pero debido a la participación del país en tratados de comercio internacionales y
en los acuerdos de la Organización Mundial del Comercio, no podemos darnos el lujo de permanecer
únicamente en este sector, el cual será cada vez más competido y de difícil acceso, razón por la cual
debemos tratar de innovar en nuevas aplicaciones, en nuevas formas farmacéuticas, en presentación de
nuevas combinaciones que nos permitan un desarrollo científico y tecnológico que a la vuelta de unos
cuantos años, nos permitan incursionar en un desarrollo más sofisticado después de haber desarrollado
la infraestructura y el recuso humano para ello.
En segundo lugar, retomando el aspecto de que el desarrollo se dio en condiciones aún más difíciles
que las actuales, debemos anotar que para ello será necesaria un reevaluación de la legislación actual, de
modo que se puedan abrir algunas puertas lógicas y seguras que permitan al igual que en sus inicios,
incentivar la aplicación de desarrollos locales que estén asociados al uso de la biotecnología, ya que la
posición actual por parte del Ministerio de Salud ante algunas incursiones en la simple innovación
tecnológica en el diseño de nuevas formas farmacéuticas, o mejoras a las existentes, es simplemente
prohibitiva. Además de esta reforma legal desde las bases debe concentrarse en la mejora continua de
los sistemas de infraestructura como son: suministro eléctrico de calidad, sistemas de comunicación de
calidad mundial, sistemas de transporte nacional e internacional de calidad y sistemas de importación y
exportación que inviten al proceso y no como en la actualidad, que tienen el efecto contrario.
Ahora bien, retomando el tema de las oportunidades de desarrollo, siempre y cuando se den las condiciones antes citadas, se visualiza el desarrollo de la biotecnología para la generación de materias primas
básicas para la industria farmacéutica (ingredientes activos y excipientes), la cual puede estar orientada
hacia moléculas modernas o moléculas más viejas.
Dentro de las moléculas modernas tenemos la producción de medicamentos peptídicos de actividad
terapéutica cuyas patentes ya hayan vencido o estén a punto de vencer, de modo que puedan generar
medicamentos genéricos que permitan un mayor acceso de la población de los países en vías de desarrollo, como es el área centroamericana. Esto enfocado tanto en moléculas de uso humano como de uso
veterinario. Una segunda línea de desarrollo que podemos mencionar es la producción de suplementos
alimenticios de uso humano o veterinario como son vitaminas, suplementos proteicos, aminoácidos,
probióticos y una gran variedad de suplementos alimenticios más complejos.
El uso de la biotecnología para la manufactura de materias primas de uso farmacéutico permite la
aplicación de procesos de fermentación con la utilización de desechos del sector agroindustrial, lo cual
permitiría crear las bases para utilizar desechos de otras industrias. Es importante plantear las oportunidades de desarrollo por etapas de modo que pueda darse un crecimiento lógico dentro del área.
Es así como para la etapa I no será necesario plantearse el desarrollo de las moléculas más complicadas, sino más bien iniciar con la producción de moléculas sencillas de origen biotecnológico tradicional, como la producción de ácido láctico y sus sales, la producción de ácido cítrico y sus sales y
la producción de fructosa, entre otros. Desde esta perspectiva se puede plantear también la creación
de una planta de producción de alcohol de alta calidad para la industria farmacéutica, el cual no es
exclusivo de la industria farmacéutica y por ende podría tener una expectativa de uso mucho mayor
que este. Esta última opción plantea una posibilidad de desarrollo importantísima que permitiría
un inicio en la aplicación de los procesos de fermentación, el cual no sería un inicio de cero, sino de
una base ya existente, a través de una trasferencia de tecnología por parte de la entidad estatal que
maneja el monopolio de la fabricación de alcohol. Esto permitiría, a su vez, la experimentación en el
uso de otras fuentes de azúcar, distintas a la caña de azúcar; así, por ejemplo, podría incentivarse la
producción agrícola de la yuca, el sorgo o en su defecto la reutilización del banano, el cual enfrenta
actualmente problemas arancelarios importantes a nivel mundial.
Para esta misma etapa y con la perspectiva de obtener productos que se puedan comercializar a
nivel mundial, se plantea la posibilidad de desarrollar la enzimología, con base en la gran biodiversidad del país. La etapa inicial sería de identificar y caracterizar enzimas de uso industrial, para lo
cual podrían desarrollarse líneas de producción utilizando fuentes de bajo costo ricas en nutrientes,
como son algunos desechos agroindustriales, en pequeñas industrias, que sean la base para un posterior desarrollo de mayor escala. Ejemplos de enzimas son las lipasas y las polimerasas. Este tipo
de enzimas permitirían la producción de polímeros de uso industrial, farmacéutico o no; entre los
polímeros de interés se cuenta con algunos derivados de la quitina, que se basan en la utilización de
los desechos de crustáceos y con los cuales se han logrado algunos aprovechamientos interesantes
que podrían dar pie a la producción de polímeros de uso farmacéutico de alto valor agregado.
En un futuro de mediano plazo podría pensarse en la búsqueda de enzimas estéreo específicas
de alto valor para procesos de síntesis de moléculas de interés farmacológico, por ejemplo enzimas
capaces de producir D-amino ácidos, que han demostrado ser la base para muchos desarrollos farmacéuticos en el campo de la inhibición enzimática.
En una segunda etapa se puede pensar en el desarrollo de moléculas de origen biotecnológico
de uso farmacológico, de las cuales hayan o estén a punto de vencer las patentes. Se piensa en moléculas como la insulina, que actualmente no tiene protección de patente y ha permitido un cambio
radical en el precio, como ha sucedido con la fabricación de insulina genérica en la India, donde la
diferencia del costo para el paciente es de importancia. Así como esta, existen otros posibles péptidos de cadena corta, como la vasopresina, que podrían ser producidos de forma local.
Para una tercera etapa se puede apuntar al desarrollo de macromoléculas de origen biotecnológico con actividad farmacológica que puedan ser excretadas en leche u otros fluidos corporales de
animales genéticamente modificados que permiten ser la base de desarrollos a largo plazo de nuevas
moléculas o variaciones de las existentes que permitan hacer mejoras en su uso o a su administración, y
poder pensar en desarrollos de avanzada como la terapia génica.
209
En la segunda línea citada al inicio, es factible un desarrollo mucho más rápido basado en procesos
fermentativos para la producción de suplementos alimenticios como vitaminas y fuentes alternas de
proteína para consumo humano y animal.
En el caso particular de productos farmacéuticos se puede pensar en preparados de prevención como
son complementos vitamínicos.
210
Combate biológico - fitopatología
El combate biológico de organismos que pueden afectar el rendimiento económico de cultivos de
importancia económica (hongos, bacterias, virus, insectos, nematodos), contempla el fortalecimiento del
combate natural, la introducción de especies no nativas de agentes biocontroladores y el uso de plaguicidas derivados de animales, plantas, hongos, bacterias, virus y minerales para prevenir, repeler, eliminar
o reducir el daño causado por las plagas. Mediante este método de combate no se pretende sustituir
los plaguicidas químicos, sino encontrar prácticas más amigables con el ambiente, en una estrategia de
manejo integrado de los sistemas productivos.
El estudio de la biodiversidad en las poblaciones de microorganismos en agroecosistemas tropicales
cobra relevancia ante el impostergable reto de identificar organismos y productos de utilidad en fitoprotección. El combate biológico y el uso de bioplaguicidas en unidades de producción agrícola no es
la meta de una estrategia, sino el mecanismo aceptado para lograr sostenibilidad en la producción de
alimentos más sanos, protección del medio ambiente y competitividad en los mercados internacionales.
Es necesario fomentar el trabajo tripartito entre el sector privado, el gobierno y el componente académico para la selección de microorganismos con potencial de controladores y la identificación de metabolitos, enzimas o toxinas, que reduzcan el daño de plagas y mejoren la calidad biótica del agroecosistema,
con producción comercial. Este esfuerzo conduce hacia la reducción de la dependencia de plaguicidas
químicos sintéticos. El fomento del combate biológico no logra sus metas si paralelamente no se implementa la estrategia conjunta para aumentar su disponibilidad a nivel nacional, a través del fortalecimiento de empresas locales y medios adecuados para el mercadeo de estos productos. Costa Rica cuenta
con el talento humano y la infraestructura para el desarrollo y comercialización de bioplaguicidas. Las
instituciones de educación superior han trabajado en el identificación de diversos microorganismos y
productos naturales para uso en agricultura. El Ministerio de Agricultura y el Instituto Nacional para la
Biodiversidad (INBio), han dedicado recursos a este rubro con fines de uso en fitoprotección.
El país debe implementar los mecanismos para incentivar la simbiosis entre estas instituciones y
canalizar los esfuerzos de acuerdo con la demanda del sector productivo nacional. Hay muchos ejemplos de investigaciones que concluyeron con un producto bioplaguicida que no continuó en la cadena
hasta llegar a la comercialización y uso extensivo. La incorporación armoniosa de todos los actores de
la agrocadena, que identifiquen las demandas y dinamicen la oferta, será el catalizador para eliminar las
limitantes para el desarrollo y uso de bioplaguicidas. En este escenario, el énfasis debe estar en el paso
final de las investigaciones: la comercialización y consolidación de los productos en el mercado. Parte
de la solución corresponde a los equipos de trabajo, que deben integrar profesionales que se encarguen
de esta última fase, donde los investigadores, y, a veces las instituciones, no cuentan con experiencia y
capacidad de negociación, ni técnicas de mercadeo.
La implementación de un programa de combate biológico de plagas agrícolas en Costa Rica puede
llevarse a cabo a través de la importación de controladores previamente comprobados en otras regiones,
ya sean insectos o productos formulados de bacterias, hongos, o sus metabolitos. Otra opción es la producción de agentes específicos seleccionados en los agroecosistemas. En este segundo caso, la selección
de agentes biocontroladores debe ser un proceso permanente para cada cultivo y ambiente.
Los protocolos de selección, evaluación y producción de organismos para combate biológico son
universales y están en uso en los centros de investigación de las universidades, en los laboratorios
gubernamentales y en algunas empresas. Lo prioritario es promover la implementación de una estrategia
nacional de estímulo al uso de biocontroladores, como parte de la preocupación del país por reducir la
contaminación del ambiente y las importaciones de pesticidas sintéticos.
El impulso de una política en este sentido debe atender el componente de salud pública, un precio
diferenciado a fincas con programas de este tipo y trato justo en los mercados internacionales.
Cultivo de tejidos vegetales
Se define como el cultivo in vitro de células, tejidos u órganos en un medio con sustancias nutritivas
en condiciones estériles. Comprende el cultivo extracorpóreo de órganos completos, embriones, polen,
anteras, microesporas, raíces, nudos, yemas, meristemas, callos, células aisladas, protoplastos y otros.
Se incluye dentro de estas técnicas la micropropagación o multiplicación miniaturizada in vitro y
regeneración del material vegetal clonal en condiciones ambientales controladas y asépticas. En otras
palabras, es una multiplicación clonal masiva in vitro. Permite la producción comercial (o altos volúmenes de producción) de materiales seleccionados en forma clonal (genéticamente idénticos) y facilita su
envío a países y lugares lejanos con ninguna o pocas restricciones aduaneras.
El cultivo de tejidos vegetales se utiliza como herramienta complementaria para el mejoramiento
genético, ya que en especies de propagación vegetativa, en las cuales no es posible realizar cruces entre
materiales para producir semillas botánicas mejoradas, permite la incorporación de genes en los materiales (células, callos, etc.) y regenerar así materiales con las características deseadas. En otras palabras,
permite realizar ingeniería genética y regenerar las plantas trasformadas. Además, estas técnicas facilitan y acortan los ciclos de pruebas de los materiales, al permitir la multiplicación masiva de los materiales de interés.
El cultivo de tejidos también permite la obtención de materiales libres de virus y otros patógenos,
por medio de técnicas de micropropagación a partir del cultivo de meristemas y la adición de productos
químicos específicos al medio de cultivo en que crece el material vegetal.
Este grupo de técnicas también permiten apoyar los programas de conservación de los recursos
fitogenéticos, siendo especialmente útiles para la conservación de especies con semillas recalcitrantes,
propagadas vegetativamente, con problemas de reproducción y de material producido en laboratorio
(líneas de importancia). Dentro de las técnicas para la conservación del germoplasma se pueden mencionar la conservación in vitro a mediano plazo, que consiste en provocar la reducción del crecimiento
de los materiales in vitro para alargar los periodos de transferencia y la crioconservación o conservación
a largo plazo, que consiste en acondicionar el material para que resista el almacenamiento a ultra bajas
temperaturas, por lo general, en nitrógeno líquido. Esta última técnica permite no solo la conservación
de material vegetal, sino también hongos, bacterias y células animales.
Tres de las cuatro universidades estatales del país cuentan con al menos un laboratorio de cultivo de
tejidos vegetales. En estos laboratorios se realiza investigación, docencia y capacitación en las diferentes
técnicas. También el CATIE y el Instituto Nacional de Aprendizaje (INA) poseen infraestructura
adecuada para la capacitación en micropropagación de plantas.
Tomando en cuenta las diferentes técnicas biotecnológicas, las técnicas del cultivo de tejidos vegetales son las que han permitido el desarrollo de más empresas en el país; así, encontramos varias transnacionales estadounidenses, empresas taiwanesas, holandesas y otras, con laboratorios comerciales para
producir plantas in vitro para la exportación. También se encuentran varios laboratorios comerciales de
tamaños grande, mediano y pequeño de empresarios nacionales que producen vitroplantas para cubrir
las demandas nacionales en cultivos como banano, plátano, piña y otros y en asocio con empresas extranjeras, para producir para la exportación.
Debido a que el país ofrece actualmente un programa de bachillerato en Ingeniería en Biotecnología
(ITCR), dos programas de maestría en biotecnología (UCR y CATIE), y el INA capacita personal
211
para labores rutinarias en esta área, se está resolviendo uno de los principales problemas que existía hace
unos años, que era la falta de personal capacitado, es decir, masa crítica para desarrollar esta área. Otro
de los problemas que permanece vigente es de la falta de capital de riesgo, con intereses razonables por
parte de los bancos, para que jóvenes capacitados puedan iniciar sus empresas, ya que el costo de establecer una empresa en este campo es inicialmente alto, debido a la infraestructura y equipo requerido.
Otra limitante es la falta o poca divulgación internacional de las ventajas que presenta el país al poseer
personal capacitado, en diferentes niveles, en cultivo de tejidos; esta divulgación (por parte de CINDE,
COMEX y otros), permitiría el establecimiento de muchas más empresas internacionales o de consecución de socios para iniciar varias. Los encargados de desarrollarlos serían los profesionales y personas
capacitadas en esta área. Sus necesidades fueron apuntadas arriba y podría incluirse darle capacitación
a estos profesionales en emprendedurismo y otras áreas relacionadas con el establecimiento y manejo
de empresas.
212
Aprovechamiento de desechos
Los desechos sólidos son aquellas sustancias, productos y subproductos en estado sólido o semisólido de los que su generador dispone, o está obligado a disponer, en virtud de lo establecido en
la normatividad nacional o de los riesgos que causan a la salud y el ambiente. Según su origen los
desechos se clasifican en: domésticos, industriales, comerciales, agrícolas, hospitalarios y municipales. De acuerdo con su impacto ambiental, los desechos pueden clasificarse en cuatro grandes clases:
desechos tóxicos, radiactivos, inertes y biodegradables.
Los desechos tóxicos son aquellos que aumentan la incidencia de enfermedades y mortalidad de
la población. Estos residuos provienen principalmente de la industria minera, agrícola y farmacéutica.
Los desechos radiactivos corresponden a aquellos elementos radiactivos que ya han cumplido
su propósito, tanto en los laboratorios clínicos como en las industria y centrales nucleares. Los
desechos inertes son los residuos que no se degradan con facilidad y que no producen un daño directo a la biosfera. Los desechos biodegradables comprenden los residuos orgánicos útiles para el
metabolismo de otros seres vivos, que los usan como alimento. Entre ellos están los residuos de la
industria ganadera, pesquera y agrícola. Generalmente son dispuestos en rellenos sanitarios, zanjas
o en las riberas de los ríos; en el caso de los de la pesca son arrojados al mar, siendo una gran fuente
de contaminación ambiental. El alto potencial que muestran estos desechos para ser utilizados
como materia prima en otros procesos industriales y la necesidad de resolver el problema ambiental
provocado por ellos, ha motivado el surgimiento de varias iniciativas nacionales para su aprovechamiento con el fin de obtener productos de mayor valor agregado.
La aplicación de la biotecnología en la utilización de los desechos biodegradables de nuestro país
no solamente podría potenciar un desarrollo en sus actividades actuales sino promover la creación
de nuevas industrias. Por este motivo, las iniciativas de investigación y de formación de recursos
humanos dirigidos a este campo, tendrían un impacto positivo tanto desde el punto de vista económico como social para el país, mediante la generación de fuentes de empleo y la industrialización y
comercialización de nuevos productos. El desarrollo de este tipo de productos busca la sustitución
de importaciones y su exportación a los países de la región.
Entre los productos agrícolas más importantes, por su volumen de producción y por las divisas
que produce su exportación al mercado mundial, están: el banano, el café, la piña, la caña de azúcar
y el melón, entre otros. El cultivo y la industrialización de estos productos generan una gran cantidad de desechos que, generalmente, no son aprovechados y, más bien, constituyen una fuente de
contaminación ambiental difícil de controlar. Según Vega B. (1994) los desechos agroindustriales
corresponden a un 86% de la producción de desechos sólidos de Costa Rica.
El alto contenido de humedad es un problema para su transporte y favorece, junto con las condiciones climatológicas, su descomposición casi inmediata, provocando la aparición de ciertas plagas, como
las moscas. En algunos casos los desechos están dispersos, por lo que es necesario establecer centros de
acopio donde se consideren sus características para su posible utilización.
Hay varios laboratorios y centros de investigación en entidades públicas y privadas que han realizado
estudios sobre su caracterización y posibles usos en biotecnología. Sobre su aprovechamiento es importante destacar que ya se han hecho trabajos conducentes a su utilización para obtener productos vía
fermentación. Es importante realizar un diagnóstico sobre la generación de desechos, su valorización y
cuantificación así como su ubicación.
Biorremediación de suelos y aguas en Costa Rica
Es muy bien conocida la problemática ambiental que ha conllevado el aumento de la población y
el desarrollo del sector industrial en nuestro país y en todo el planeta. Hemos tomado los recursos de
la naturaleza, tales como el agua y productos sólidos, para ejercer las actividades diarias en nuestros
hogares y dentro de las industrias, para devolverlos con características químicas y biológicas totalmente
diferentes, a tal punto que su vertido se convierte en un peligro potencial para la ecología si entran en
contacto con los ríos, mares y tierras cultivables, entre otros. Lo anterior es una realidad mundial y
Costa Rica no está exenta de sufrir diversos impactos ambientales por descuidos, errores o por simple
desconocimiento, a pesar del desarrollo paulatino que hemos tenido en materia de educación y legislación ambiental en nuestro país.
Para combatir este problema, desde hace muchos años se habla respecto a la acción de los microorganismos y sus enzimas para la degradación de químicos complejos, tanto en suelos como en aguas
contaminadas. La actividad industrial demanda el tratamiento de sustancias nocivas para el ambiente
como aceite crudo de diversos orígenes, combustibles, PCP, hidrocarburos, cloroaldehídos, grasas, etilen
glicol, PNA, fenoles, BTEX, solventes, compuestos con sulfitos, aminas y otros compuestos químicos
complejos de origen vegetal, animal o mineral.
Si bien es cierto en el mercado ya se encuentra la posibilidad de comprar inóculos y enzimas, sus
costos en ocasiones no son accesibles y por lo tanto esto llega a limitar su implementación y la solución
a los problemas. La ventaja competitiva de nuestro país es que cuenta con el suficiente recurso humano
para comprender la problemática en la contaminación que ocurre a nuestro alrededor y, por lo tanto,
para el desarrollo de alternativas tecnológicas viables, refiriéndose a la capacidad de los científicos y
técnicos costarricenses para desarrollar nuestra propia industria en este tema, sin depender tanto de las
importaciones de cepas y enzimas extranjeras. La cantidad de laboratorios estatales y privados en los
cuales se pueden llevar a cabo estos proyectos es alta y con un aumento en la inversión en investigación
dirigida hacia la producción en este campo, Costa Rica puede ocupar un lugar importante en el mundo
del desarrollo de alta tecnología biológica.
Bioinformática
En la bioinformática se realiza investigación y desarrollo de herramientas de software útiles para
organizar y analizar grandes cantidades de datos biológicos como aquellos generados por secuenciadores de ADN, microarreglos de ADN y ARN, química combinatoria y espectrómetros de masas. El
propósito del análisis es ordenar y extraer información relevante que pueda ser utilizada, por ejemplo,
para determinar los genomas de diferentes especies y patógenos, para determinar las secuencias de genes
que motivan la aparición de enfermedades, así como para acelerar el desarrollo de nuevos medicamentos
y mejorar la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Para ello, primero se organiza la
información biológica en diferentes bases de datos de acuerdo con su importancia. Luego se extrae la
información relevante mediante la observación y descubrimiento empleando técnicas de minería de datos.
213
Existen muchos recursos gratis en Internet que pueden ser utilizados para promover el uso de herramientas bioinformáticas en la investigación en biología molecular en Costa Rica. Por ejemplo, muchos
programas bioinformáticos (junto con sus manuales de usuario) y cursos acreditados de bioinformática,
así como grandes bases de datos biológicos se encuentran actualmente disponibles en Internet sin costo
alguno.
Costa Rica cuenta con un buen número de doctores y doctoras en matemática, informática, biología
y microbiología que podrían colaborar para realizar investigación y desarrollo de nuevas herramientas
bioinformáticas que puedan facilitar la investigación en biología molecular en Costa Rica. Ellos y ellas
son: el Dr. Javier Trejos Zelaya y el Dr. Oldemar Rodríguez Rojas (Premio Nacional de Tecnología
“Clodomiro Picado Twight” 2001) de la Escuela de Matemática de la Universidad de Costa Rica; el Dr.
Alvaro de la Ossa Oseguera, de la Escuela de Ciencias de la Computación e Informática de la Universidad de Costa Rica; el Dr. Francisco Torres Rojas y el Dr. José Castro Mora de la Escuela de Ingeniería
en Computación del Instituto Tecnológico de Costa Rica; la Dra. María del Pilar Ramírez Fonseca, de
la Escuela de Biología de la Universidad de Costa Rica; el Dr. Federico Albertazzi Castro y la Dra. Henriette Raventós Vorst, del Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular de la Universidad
de Costa Rica, el Dr. Alejandro Leal Esquivel, del Instituto de Investigaciones en Salud de la Universidad de Costa Rica; Dr. Alberto Alape Girón, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Costa
Rica; el Dr. Fernando García Santamaría, del Centro de Investigación en Enfermedades Tropicales de
la Universidad de Costa Rica; y el Dr. Pedro León Azofeifa, del Centro Nacional de Tecnología. No se
reportan laboratorios de investigación en bioinformática en Costa Rica. Tampoco se reportan empresas
privadas que se dediquen al desarrollo de herramientas bioinformáticas en Costa Rica. En cuanto a la
docencia, en la Universidad de Costa Rica se imparte el curso PF-3808 Minería de Datos y el curso PF3822 Introducción a la Biología Molecular Computacional en el Programa de Maestría en Ciencias de
la Computación e Informática. En el Instituto Tecnológico de Costa Rica se imparte el curso IC-8022
Introducción a la Biología Molecular Computarizada, en el Programa de Bachillerato de Ingeniería en
Computación y el curso MC-8805 Minería de Datos, en el Programa de Maestría en Computación.
Finalmente, en la Universidad Nacional se imparte el curso BID-448 Introducción a la Bioinformática
y a la Biología Computacional en el Programa de Bachillerato en Biología.
El área de bioinformática debería ser desarrollada en forma conjunta por las Escuelas de Matemática,
Ciencias de la Computación e Informática, Biología y Microbiología de las universidades costarricenses.
Se requiere la creación de una maestría nacional en bioinformática. También se requiere la creación de
un laboratorio de investigación interinstitucional en bioinformática, donde cualquier profesor de las
cuatro universidades estatales costarricenses pueda realizar investigación y desarrollo de herramientas
bioinformáticas. Para ello, se requerirán recursos para financiar estudiantes de maestría, doctorado y
postdoctorado, para el intercambio académico, para la participación con ponencias en congresos internacionales y para la compra de equipo.
214
Análisis de imágenes biomédicas
El análisis de imágenes biomédicas es parte del área de estudio de ingeniería eléctrica y se denomina
visión por computador. Surgió de la necesidad de analizar en forma automática las señales eléctricas
multidimensionales (imágenes y videos) generadas por transductores tales como microscopios, equipos
de ultrasonido, equipos de resonancia magnética, equipos de rayos X y otros. Las señales son digitalizadas y analizadas haciendo uso de computadoras. De ahí que también se emplee el término de análisis
digital de imágenes biomédicas. Para el análisis se utilizan transformaciones y técnicas de estimación,
detección y clasificación, que muchas veces son combinadas y ejecutadas en forma secuencial. El resultado
del análisis podría ser el diagnóstico de alguna enfermedad, la densidad y viabilidad de un cultivo celular,
la forma, posición, orientación y movimiento de órganos, etc.
Para el mejoramiento del diagnóstico médico se requiere de una elevada inversión en investigación
y desarrollo de nuevos equipos médicos de alta tecnología, en los cuales el análisis de imágenes biomédicas es una parte fundamental. Con una adecuada política de incentivos por parte de las autoridades
costarricenses se podrían atraer inversionistas y empresas de alta tecnología al país que estén dispuestos
a realizar proyectos de investigación y desarrollo en conjunto con las universidades costarricenses y cuyo
objetivo final sería la producción de equipos médicos de alta tecnología para el mercado mundial.
Costa Rica cuenta con un número muy reducido de doctores capaces de realizar investigación de
alto nivel en el área de análisis de imágenes biomédicas; estos son: el Dr. Geovanni Martínez Castillo
(Premio Nacional de Tecnología “Clodomiro Picado Twight” 2002), de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de La Universidad de Costa Rica; el Dr. Juan Carlos Briceño Lobo, de la Escuela de Computación e
Informática de la Universidad de Costa Rica; y el Dr. Pablo Alvarado Moya, de la Escuela de Ingeniería
en Electrónica del Instituto Tecnológico de Costa Rica. En cuanto a infraestructura y equipo para realizar investigación de alto nivel en análisis de imágenes biomédicas, Costa Rica cuenta únicamente con
el Laboratorio de Investigación en Procesamiento de Imagen y Visión por Computador (IPCV-LAB)
de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica, fundado y coordinado por el Dr.
Geovanni Martínez Castillo. El IPCV-LAB está muy bien equipado y tiene experiencia en investigación
de alto nivel en el área de análisis de imágenes biomédicas para empresas de alta tecnología como Bayer
Healthcare, específicamente en el desarrollo de algoritmos de estimación de densidad y viabilidad celular
para microscopía in-situ. No se reportan empresas privadas en Costa Rica que se dediquen al desarrollo
de equipos médicos basados en análisis de imágenes biomédicas. En cuanto a docencia, en la Universidad de Costa Rica se imparte el curso SP-2132 Procesamiento de Imagen y Visión por Computador en
el Programa de Maestría en Ingeniería Eléctrica, así como el curso PF-3323 Graficación y Procesamiento de Imágenes en el Programa de Maestría en Computación e Informática. Finalmente, en el Instituto
Tecnológico de Costa Rica se imparte el curso IE-8034 Reconocimiento de Imágenes, en el Programa
de Bachillerato en Ingeniería en Computación.
El área de análisis de imágenes biomédicas debería ser desarrollada en forma conjunta por las Escuelas de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación e Informática de las universidades costarricenses. Por su excelente infraestructura, equipo y experiencia en el análisis de imágenes biomédicas, IPCVLAB de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica debería ser incentivado y
apoyado para convertirlo en un laboratorio de investigación interinstitucional, donde cualquier profesor
de las cuatro universidades estatales costarricenses pueda realizar investigación y desarrollo en el área
de análisis de imágenes biomédicas. Para ello se requerirán más doctores académicos con capacidad de
realizar investigación de alto nivel en el área de análisis de imágenes biomédicas, un programa nacional
de doctorado en ingeniería y recursos para financiar estudiantes de maestría, doctorado y postdoctorado, para el intercambio académico, para la participación con ponencias en congresos internacionales y
para la compra de equipo.
215
Bibliografía
Calestous, Juma; & Lee, Yee-Cheong, 2005. Innovation: applying knowledge in development. UN Millennium Project. Task
Force on Science, Technology, and Innovation. Earthscan 194 p.
Cortés, C. & Reyes, L. 2004. Mejorando el clima para la innovación en Costa Rica. Cristián Cortés –investigador- y Luis Reyes
–consultor-. Centro Latinoamericano para la Competitividad y el Desarrollo Sostenible. INCAE. 2004. [email protected].
ac.cr
Levy-Leblond, Jean-Marc. 2003. Revista CTS. Una cultura sin cultura. Reflexiones críticas sobre la “cultura científica”. 1 (1):
139-151.
Lomonte, B. & Ainsworth S. 2002. Publicaciones científicas de Costa Rica en el Science Citation Index: análisis bibliométricos del trienio 1999-2001. Rev. Biol. Trop. 50 (3-4).
Valdez, M., López, R., & Jiménez, L. 2004. Estado actual de la biotecnología en Costa Rica. Rev. Biol. Trop. 52 (3): 733-743,
2004.
Valdez, M., Rodríguez, M.I., Sittenfeld, A. 2004. Percepción de la biotecnología en estudiantes universitarios de Costa Rica.
Rev. Biol. Trop. 52 (3): 745-756.
SIMBIOSIS 2003. proyecto NODO - COSTA RICA “Programa Cooperativo para la construcción de indicadores en Biotecnología
y Tecnología de Alimentos adaptados a los países de América Latina y el Caribe, para motivar la aplicación y transferencia
de tecnologías industriales”. Lic. Rebeca López Calvo Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos. M.A.E. Luis
Jiménez Silva Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Dra. Marta Valdez Melara Comisión Institucional de
Biotecnología Bogotá, Colombia 24 Noviembre 2003
Joel I Cohen. 2005. FEATURE: Poorer nations turn to publicly developed GM crops. Nature Biotechnology, January 23 (1):
27-33.
Sittenfeld, A. & Espinoza, A. M. 2002. Costa Rica: revealing data on public perception of Gmcrops. TRENDS in Plant Science,
October, 7 (10): 468-470.
Páginas de internet visitadas
Pastor, S. - Coordinador Nacional REDBIO Perú - REDBIO / FAO. 2004. Manejo de la Biotecnología Apropiada para Pequeños Productores: Estudio de Caso Perú- Lima – Noviembre 2004. Sitio en Internet: http://www.redbio.org/estud_casos.htm,
visitado el: 30 junio 2005.
Diamante, A. Fundación REDBIO Argentina (FRARG) & Izquierdo, J. 2004. REDBIO/FAO Chile Oficial Principal de Producción
Vegetal FAO-RLC. Manejo y gestión de la Biotecnología Agrícola apropiada para pequeños productores: ESTUDIO DE CASO
ARGENTINA. Buenos Aires Argentina, abril de 2004. Sitio en Internet: http://www.redbio.org/estud_casos.htm, visitado el 30
junio 2005.
216