La edición de genomas en los animales

Este tipo de tecnologías se integra en los programas de selección genómica y apunta a lograr un impacto en el rendimiento de la producción

Los productos animales como la leche, la carne y los huevos proporcionan aproximadamente el 13% de la energía y el 28% de la proteína que se consume en todo el mundo. En los países desarrollados, estos números aumentan a 20% y 48%, respectivamente. La leche y la carne bovina contribuyen con el 45% del suministro mundial de proteínas animales, seguidos por los pollos (31%) y los cerdos (20%).

A pesar de los avances en la producción de proteínas animales durante los últimos 50 años, las proyecciones sugieren que la demanda de carne de cerdo podría aumentar hasta un 43% y la demanda de carne de res hasta un 66%. Todo esto para alimentar a una población mundial que prevee ser de 9 mil millones para 2050. El mayor aumento se espera para los productos avícolas, con una demanda de carne de aves de corral que aumentaría 121% y los huevos 65% (revisado por Van Eenennaam, 2019).

En 2016, la población mundial de ganado de mil millones de cabezas, incluidos 270 millones de vacas lecheras, produjo 6.5 mil millones de toneladas de leche de vaca y 66 millones de toneladas de carne de res. Los programas de mejoramiento del ganado buscaron y lograron aumentos en el rendimiento por animal, con una disminución resultante en la intensidad de las emisiones de gases de efecto invernadero por unidad de leche o de carne de res, aunque esto no ha sido así en todas las regiones.

En general, la producción de carne aumentó con un stock ganadero más pequeño. Es probable que el crecimiento futuro en la producción, tanto de carne como de lácteos, se logre a través de rebaños más grandes y de una mayor producción por animal. De hecho, para 2026 se espera que la producción mundial de carne se expanda en casi 40 millones de toneladas (Mt) y la producción mundial de leche en 178 Mt (Van Eenennaam, 2019).

CIENCIA Y AGRO

Para satisfacer este incremento de la demanda será necesario acelerar la tasa de ganancia genética en los programas de mejoramiento global para ganado lechero y de carne. El mejoramiento genético animal es un proceso lento, pero tecnologías como la fertilización in vitro, la selección genómica y la transferencia nuclear de células somáticas pueden contribuir a aumentar la intensidad de la selección, la confiabilidad de la estimación del mérito genético y a disminuir el intervalo entre generaciones.

A esto se suma la reciente edición del genoma que, como frutilla de un postre, podría integrarse en los programas de selección genómica para alterar la variación genética y/o el intervalo de generación con el fin de acelerar la tasa de ganancia genética (Van Eenennaam, 2019). La edición del genoma permite modificar con precisión el genoma de un organismo. Dentro de estas tecnologías, la conducida por el sistema CRISPR/Cas es la más robusta, eficiente y con una buena relación costo-efectividad.

Una consideración importante para mejorar la producción y/o calidad del ganado a través de la manipulación genética es asegurar una edición precisa del genoma en múltiples genes. El crecimiento y desarrollo de los animales están influenciados por múltiples genes que funcionan en todo el cuerpo y los diferentes rasgos de producción a menudo están controlados por diversos y/o múltiples genes. Diferentes sitios de mutación o tipos de mutación en el mismo gen también pueden tener un gran impacto en el rendimiento de la producción (Ruan y col., 2017).

Hay gran cantidad de aplicaciones potenciales para la edición del genoma en animales de granja, incluidas las mejoras en el bienestar animal (por ejemplo, animales sin cuernos), la productividad, la adaptación ambiental (ambientes con distintas temperaturas), la eliminación de alérgenos (lactoglobulina en la leche) y la resistencia a enfermedades (existen desarrollos concretos de resistencia a tuberculosis).

Los primeros desarrollos se enfocaron en la resistencia a enfermedades y en el bienestar animal y esto marcó una diferencia clave con los cultivos genéticamente modificados desde una visión de la aceptación pública (Bruce, 2017). Recientemente, esto fue ejemplificado en cerdos.

El síndrome respiratorio y reproductivo porcino (PRRS) es la enfermedad que encabeza el ranking mundial en términos de impacto económico en la producción porcina. Causada por el virus PRRS, esta enfermedad es responsable del aborto entre las cerdas gestantes, la muerte de los lechones jóvenes y la incapacidad de prosperar en los animales más viejos. Se estima que las pérdidas económicas anuales superan los 1.500 millones de euros solo en Europa. Si bien existen vacunas, las mismas no ofrecen una protección cruzada sustancial contra diferentes sub-cepas del virus.

Al conocer la biología molecular de la interacción entre el virus y el huésped, por edición genómica, se pudieron eliminar con precisión 486 bases del genoma, conduciendo a animales completamente resistentes a la infección. Este es un paso importante hacia un animal editado con implicaciones comerciales y positivas para el bienestar (Lillico, 2019).

Esta tecnología de edición genómica puede resolver mejor los problemas mencionados anteriormente en el mejoramiento animal y compensar los inconvenientes del mejoramiento tradicional y de la selección genómica. La edición del genoma reduce en gran medida la duración del proceso de mejoramiento del carácter a atender, contribuye a generar diversidad genética corrigiendo genes que causan defectos en los sistemas pecuarios productivos y permite mejorar caracteres que no existen en la naturaleza (por ejemplo, cerdos con ácidos grasos omega-3 en su grasa corporal) (Ruan y col., 2017).

Así como también ocurre en las especies vegetales, se espera que la tecnología de edición del genoma encienda una verdadera revolución en la cría de ganado. Esto va a permitir un aumento de la productividad y una consolidación de la seguridad alimentaria tanto ambientalmente como en lo que respecta a aspectos de salud.

REFERENCIAS

• Bruce A. (2017). Genome edited animals: Learning from GM crops?. Transgenic Res, 26:385–398

• Lillico S. (2019). Agricultural applications of genome editing in farmed animals. Transgenic Res, 28:57–60.

• Ruan J, Xu J, Chen-Tsai RY, Li K. (2017). Genome editing in livestock: Are we ready for a revolution in animal breeding industry?. Transgenic Res, 26:715–726.

• Van Eenennaam AL. (2019). Application of genome editing in farm animals: cattle. Transgenic Res, 28:93–100.