Hasta 1982, cualquiera que usara insulina para controlar su diabetes la obtuvo de lo que ahora consideramos como una fuente inusual: el páncreas de vacas y cerdos, cosechados en mataderos y enviados en masa a plantas de procesamiento farmacéutico. Pero hubo problemas para obtener toda nuestra insulina de esta manera: las fluctuaciones en el mercado de la carne afectaron el precio del medicamento, y los aumentos proyectados en el número de personas diabéticas hicieron que los científicos se preocuparan de que las deficiencias en el suministro de insulina pudieran atacar en las próximas décadas.
Todo eso cambió con la introducción de Humulin, la primera insulina humana sintética. Pero la droga también fue un hito por otra razón: fue el primer producto comercial que salió de la ingeniería genética, sintetizado por bacterias que habían sido alteradas para incluir el gen para producir insulina humana.
El año pasado, el American History Museum adquirió un puñado de elementos clave utilizados para crear Humulin de Genentech, la compañía de San Francisco responsable de su desarrollo, y los expuso la semana pasada en una exhibición titulada "El nacimiento de la biotecnología", dando a los visitantes un mira los albores de la era de la ingeniería genética.
Equipo de electroforesis utilizado en la investigación genética temprana en Genentech (Museo Nacional de Historia Americana) El trabajo de Genentech comenzó con un descubrimiento realizado en la década de 1970 por un par de científicos del Área de la Bahía, Herbert Boyer de UC San Francisco y Stanley Cohen de Stanford: los genes de organismos multicelulares, incluidos los humanos, podrían implantarse en bacterias y seguir funcionando normalmente. Poco después, se unieron con el capitalista de riesgo Robert Swanson para formar la compañía, con la esperanza de utilizar la ingeniería genética para crear un producto comercialmente viable.
Al principio, decidieron que la insulina era una opción lógica. “Fue conveniente. Era una proteína fácil de manejar, y obviamente era algo que mucha gente necesitaba ", dice Diane Wendt, una curadora del Smithsonian que trabajó en la pantalla.
Uno de sus primeros logros fue construir sintéticamente el gen de la insulina humana en el laboratorio, un solo par de bases genéticas a la vez. Para verificar la precisión de su secuencia, utilizaron una técnica llamada electroforesis en gel, en la cual la electricidad fuerza al ADN a través de un gel. Debido a que las piezas más grandes de ADN migran más lentamente que las piezas más pequeñas, el proceso filtra efectivamente el material genético por tamaño, lo que permite a los investigadores elegir las piezas que desean, uno de los pasos clave en los primeros métodos de secuenciación genética.
La electroforesis todavía se usa ampliamente, pero el equipo donado por Genentech es decididamente más improvisado que las configuraciones estándar que se ven en los laboratorios de hoy. "Se puede ver que está hecho a mano", dice Mallory Warner, quien también trabajó en la pantalla. "Usaron placas de vidrio y clips de carpeta, porque estaban trabajando muy rápido todo el tiempo y querían algo que pudieran desmontar y limpiar fácilmente".
Un microforge usado para fabricar pequeños instrumentos de vidrio personalizados, hechos en algún momento alrededor de 1970 (Museo Nacional de Historia Americana) Para manipular el ADN y otras moléculas microscópicas, los investigadores utilizaron una variedad de pequeños instrumentos de vidrio. Fabricaron muchas de estas herramientas con un dispositivo llamado microforge, esencialmente, un taller de herramientas en miniatura extrema, equipado con su propio microscopio para que los fabricantes pudieran ver lo que estaban haciendo.
Un contenedor para Eco R1, una enzima utilizada en la investigación genética en Genentech poco después del desarrollo de Humulin (Museo Nacional de Historia Americana) Después de sintetizar un gen para la insulina, los científicos necesitaban asimilarlo en el ADN de una bacteria para que el organismo produjera insulina por sí solo. Para ello, utilizaron una variedad de enzimas, incluido Eco R1, un químico que corta el ADN en una ubicación precisa, en función de los pares de bases circundantes. Los investigadores extrajeron pequeñas moléculas de ADN llamadas plásmidos de la bacteria, las cortaron con estas enzimas y luego usaron otras enzimas para unir el gen de la insulina sintética. El nuevo plásmido híbrido podría insertarse en bacterias vivas.
Un tanque de fermentación utilizado para cultivar bacterias genéticamente modificadas (Museo Nacional de Historia Americana) Después de que los científicos de Genentech crearon bacterias con éxito con copias del gen de la insulina, confirmaron que los microbios podían producir insulina humana en cantidades suficientes en un tanque de fermentación como este. Luego, las bacterias genéticamente modificadas fueron transmitidas a los investigadores de Eli Lilly, quienes comenzaron a producirlas en cantidades comerciales para la venta. Voila: insulina humana sintética.
Un prototipo de arma genética, desarrollada por John Sanford, Ed Wolf y Nelson Allen en la Universidad de Cornell (Universidad de Cornell) Por supuesto, el estado de la biotecnología continuó evolucionando en los años posteriores al debut de Humulin, y el museo también ha recolectado artículos notables de esa época. Uno es un prototipo de una pistola genética, desarrollada por científicos de la Universidad de Cornell a mediados de la década de 1980.
El dispositivo facilita a los científicos la introducción de genes extraños en las células de las plantas, al recubrir pequeñas partículas de metal en el ADN y dispararlas a las células de las plantas, lo que obliga a un pequeño porcentaje de los materiales genéticos a penetrar en los núcleos de las células y entrar en sus genomas. El prototipo original de la pistola génica utilizó una pistola de aire modificada como mecanismo de disparo, y la técnica resultó exitosa cuando modificó las células de cebolla, elegidas por su tamaño relativamente grande.
La primera máquina termocicladora, construida por científicos de la Corporación Cetus (Corporación Cetus) Otra innovación posterior marcó el comienzo de la era de la biotecnología en serio: la reacción en cadena de la polimerasa, o PCR, una reacción química desarrollada en 1983 por el bioquímico Kary Mullis que permitió a los científicos multiplicar automáticamente una muestra de ADN en mayores cantidades con mucho menos trabajo manual. El primer prototipo de máquina de PCR, o termociclador, se basó en el conocimiento de los investigadores sobre cómo las enzimas como la ADN polimerasa (que sintetiza el ADN a partir de bloques de construcción más pequeños) funcionaban a varias temperaturas. Se basó en ciclos de calentamiento y enfriamiento para generar rápidamente grandes cantidades de ADN a partir de una muestra pequeña.
"El nacimiento de la biotecnología" se exhibe en la planta baja del Museo de Historia de Estados Unidos hasta abril de 2014.
