¿Qué es la bioingeniería?

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Jul 12, 2023

¿Qué es la bioingeniería?

Para muchos de nosotros, la biología puede desencadenar recuerdos de aulas malolientes y libros de texto con imágenes. Pero la biología es mucho más que solo laboratorios de ciencias en la escuela secundaria y disección de ranas. Está a nuestro alrededor y

La biología, para muchos de nosotros, Puede desencadenar recuerdos de aulas malolientes y libros de texto con imágenes. Pero la biología es mucho más que solo laboratorios de ciencias en la escuela secundaria y disección de ranas. Está a nuestro alrededor y tiene un gran impacto en el mundo, mucho más allá de lo que se podría considerar ciencia tradicional.

La ingeniería biológica, o bioingeniería, es la aplicación de principios de ingeniería al diseño y transformación de tecnología para su uso en la resolución de problemas biológicos. Los avances en bioingeniería beneficiarán a organizaciones de una amplia variedad de sectores, incluidos la atención sanitaria, la alimentación y la agricultura, los productos de consumo, la sostenibilidad y la producción de energía y materiales. Y el impacto potencial es grande: aparte de los beneficios transformadores que se obtendrán en la salud y el bienestar humanos, así como en un medio ambiente gestionado de forma más sostenible, la investigación de McKinsey sugiere que se pueden utilizar unos 400 casos de uso de la bioingeniería, casi todos ellos científicamente viables. , podría tener un impacto económico de entre 2 y 4 billones de dólares al año entre 2030 y 2040.

Es más, la ola de innovación se está acelerando. Los campos de la informática, la automatización, la inteligencia artificial y el análisis de datos avanzan más rápido cada año que pasa. Según SynBioBeta, una red profesional de ingenieros biológicos, la inversión en empresas de biología sintética recaudó alrededor de 4.600 millones de dólares solo en el primer trimestre de 2021, más de cuatro veces la inversión en el mismo trimestre del año anterior.

Pero no es tan fácil como simplemente crear productos de bioingeniería y obtener recompensas. Primero es necesario resolver cuestiones éticas, regulatorias y de percepción pública.

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Los científicos pudieron secuenciar y compartir públicamente todo el genoma de la COVID-19 apenas unas semanas después de que se informaran los primeros casos en diciembre de 2019. Esta velocidad sin precedentes fue posible gracias a los recientes avances en las tecnologías biológicas: cuando estalló el SARS en 2002, se necesitaron más de Cinco meses para que los científicos publiquen la secuenciación completa del genoma del virus después del primer caso reportado. Las innovaciones biológicas también permitieron diagnósticos más eficaces y nuevos tratamientos de bioingeniería.

La bioingeniería es un área de innovación biológica, impulsada por una serie de avances que incluyen el mapeo del genoma humano (completado en 2003) y el costo y la velocidad decrecientes de la secuenciación del ADN. Los avances en informática, análisis de datos, aprendizaje automático e inteligencia artificial también están impulsando el cambio.

Las innovaciones biológicas se agrupan en cuatro áreas:

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Como hemos visto, la salud y el rendimiento humanos tienen el camino más claro desde la investigación hasta la comercialización. La ciencia está avanzada y el mercado generalmente acepta las innovaciones. Pero más de la mitad del impacto directo de las aplicaciones de bioingeniería que McKinsey ha estudiado probablemente se producirá fuera de la salud en los próximos diez a veinte años. Desglosemos los sectores.

Las aplicaciones de la bioingeniería en el ámbito de la salud incluyen terapias celulares, genéticas y de ARN para tratar o incluso prevenir enfermedades; una gama de tratamientos antienvejecimiento para prolongar la vida; innovaciones en medicina reproductiva; mejoras en el desarrollo y la entrega de medicamentos; y nuevos modelos predictivos de la salud y las enfermedades humanas. El impacto potencial global anual directo se estima en hasta 1,3 billones de dólares durante los próximos diez a veinte años.

La bioingeniería puede apoyar nuevas formas innovadoras de criar animales y plantas utilizando marcadores moleculares o genéticos. Estos métodos son muchas veces más rápidos que las técnicas de cría selectiva existentes. Otras aplicaciones incluyen el desarrollo de proteínas alternativas, como la carne cultivada en laboratorio, y los esfuerzos para mejorar rápidamente los microbiomas de las plantas, el suelo, los animales y el agua para fomentar la productividad agrícola.

Están surgiendo oportunidades para ofrecer a los consumidores productos y servicios personalizados basados ​​en su composición biológica. Las aplicaciones pueden incluir pruebas genéticas directas al consumidor, belleza y cuidado personal, y enfoques innovadores para el bienestar (y la condición física) en humanos y mascotas.

Las aplicaciones aquí incluyen innovaciones relacionadas con materiales producidos mediante fermentación, nuevos materiales con ADN microbiano editado para permitir cosas como tejidos autorreparables y nuevas formas innovadoras de almacenamiento de energía.

De 2019 a 2021, las empresas de capital riesgo invirtieron más de 52 mil millones de dólares en empresas de biotecnología de base terapéutica a nivel mundial. Dos tercios de esa cantidad se destinaron a empresas emergentes con tecnologías de plataforma, particularmente aquellas que pueden adaptar tratamientos a pacientes individuales y administrar terapias en el sitio objetivo con gran precisión.

Seis plataformas en particular están generando una importante atención por parte de los inversores:

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Si todo esto suena demasiado de ciencia ficción para su comodidad, no está solo. Muchos observadores están preocupados por los riesgos que implica la bioingeniería; Incluso los defensores de la bioingeniería admiten que los riesgos podrían incluir consecuencias potencialmente desastrosas a nivel poblacional. No hace falta decir que estos riesgos podrían superar los beneficios. Éstos son algunos de los riesgos que deberán considerarse cuidadosamente:

Para abordar estos riesgos, la regulación será importante, al igual que la supervisión y el seguimiento de la ciencia a medida que se desarrolla.

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Más allá de los graves riesgos que deben tenerse en cuenta antes y simultáneamente con el desarrollo de aplicaciones de bioingeniería, McKinsey ve tres etapas en el camino hacia la adopción.

En primer lugar, se necesita inversión en investigación científica (es decir, financiación, herramientas, talento y acceso a datos) para que los científicos en bioingeniería puedan tener éxito. Por lo general, se necesitan años de investigación y una inversión significativa para que una nueva aplicación pase de la etapa de idea a la de viabilidad.

Luego vendrá la comercialización y la difusión. Cuatro factores influirán aquí:

Y, por último, los mecanismos que rigen el uso (incluida una amplia aceptación por parte de la sociedad y los reguladores) son clave en todas las etapas. McKinsey ha descubierto que alrededor del 70 por ciento del impacto potencial de los avances de la bioingeniería podría depender de la aceptación regulatoria, social y de los consumidores.

El cambio esta en camino. Estos cambios fundamentales en las ciencias biológicas pueden conferir beneficios significativos; Para capturarlos, cuatro grupos de partes interesadas deben trabajar para comprender la ciencia y garantizar que la innovación sea segura.

Innovadores. Los científicos gobiernan sus propios procesos de investigación mediante revisión por pares. Pero los científicos también deben tener en cuenta las opiniones de las comunidades en las que operan.

Empresas.Las organizaciones pueden adaptar estrategias para aprovechar la innovación biológica, adoptando un enfoque de inversión basado en cartera.

Sociedad civil, gobiernos y responsables políticos. Algunos países, incluidos China, el Reino Unido y Estados Unidos, han marcado la pauta para informarse sobre los avances biológicos y responder a ellos de manera eficaz. Pero la innovación debe equilibrarse con mecanismos que regulen el uso y el mal uso.

Individuos.Los consumidores potenciales de aplicaciones de bioingeniería deben informarse sobre los beneficios y los riesgos de cosas como la edición de genes.

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