La biotecnología en la producción animal II

antes

DEL AULA

La biotecnología

EN LA PRODUCCIÓN ANIMAL II

José de Lucas Tron Arturo de Lucas Arbiza

En la primera entrega1 se mostraron muchos ejemplos prácticos de la aplicación de la biotecnología. Con ellos podemos entender qué utilidad tiene esta ciencia y cuál es su futuro, así como la amplitud de materias como la biología. El universo de posibilidades no sólo se refi ere a ello, sino al panorama académico que tienen los estudiantes ante sí.

La biotecnología genómica

Quizá la razón más importante, o el porqué la biotecnología se encuentra en el candelero de la discusión y de la polémica, sea la vinculada con el genoma y su manejo. A partir del descubrimiento de la doble hélice del ADN (ver fi g. 1) por Watson, Crick, Wilkins y Franklin en 1953, el avance sobre las bases genéticas que rigen la vida, y en buena medida el comportamiento de los individuos, ha sido espectacular, hasta llegar a los recientes conocimientos de los genomas de diferentes organismos, incluido el hombre, así como la identifi cación de genes o de SNIPS, 2 relacionados con diferentes aspectos, que para el caso que nos ocupa son los de tipo productivo o de enfermedades. Sería muy difícil abarcar la enorme cantidad de descubrimientos, pero aquellos de los cuales tenemos conocimiento nos sorprenden y nos llevan a imaginar

1 Véase: José de Lucas Tron y Arturo de Lucas Arbiza, “La biotecnología en la producción animal I”,

Correo del Maestro, núm. 164, año 14, enero de 2010. 2 SNIPS son polimorfi smos (variaciones) de un solo nucleótido y constituyen un tipo importante de variación en el genoma humano.

ADN cromosoma

gen

Figura 1. Cromosoma que muestra la doble hélice descubierta por Watson et al. en 1953.

wallpapers.diq.ru

futuros escenarios en cuanto hasta dónde puede llegar esta ciencia. Por ello, a continuación mencionaremos algunos de los principales campos ligados a la agricultura y la producción animal.

Identifi cación de genes de importancia económica

La identifi cación de genes que tienen que ver con la producción animal es cada vez mayor, tanto en caracteres de importancia productiva, como particulares de algunas especies (ovinos, bovinos, cerdos, aves de corral, peces, etc.), lo cual ha abierto un campo muy importante no sólo de selección sino de posibles modifi caciones genéticas. Por citar algunos ejemplos, en ovinos están el gen Boorola, vinculado a prolifi cidad en Merino; el gen Callipigye (“nalga hermosa”), relacionado con el peso de la canal y de algunos cortes mayores; el gen Carwell, asociado a un mayor rendimiento de la canal y 10% más de chuleta; el gen Lacaune, en el que las hijas del macho portador que lo tienen son más prolífi cas; el gen Texel, que atañe a la hipertrofi a muscular; el gen de resistencia a la enfermedad Scrapie en Cheviot, etcétera.

La identifi cación de genes es apenas el primer paso para realizar procesos de selección genética y lograr mejoramientos más rápidos, ya que permite acelerar los procesos de selección identifi cando la presencia y/o ausencia de genes de interés en individuos superiores en sus primeros estadios de vida, además de permitir una selección más confi able.

Identifi cación de genes vinculados a enfermedades y posibilidades de tratamientos farmacológicos adecuados

Otro campo en el que la biotecnología hace aportes importantes, y tiene un vasto terreno por delante, es el relacionado con la ubicación de individuos susceptibles o resistentes a determinados padecimientos, de tal forma que sea posible identifi car genes capaces de conferir resistencia a dichos padecimientos. En el hombre se ha avanzado en la susceptibilidad a la diabetes y otras enfermedades de origen genético como el Alzheimer, y en el campo de los animales, la identifi cación de individuos susceptibles o resistentes a enfermedades como la brucelosis ya es un hecho. El potencial de erradicar ciertas enfermedades o disminuir el uso excesivo de vacunas u hormonas en la producción animal en un futuro, como se ha logrado en la producción vegetal con el menor uso de plaguicidas al conferir resistencia a ciertas plagas, proporciona grandes benefi cios no sólo productivos sino posiblemente también de salud e impacto ambiental.

Animales genéticamente modifi cados (transgénicos)

El potencial y área de uso de los animales genéticamente modifi cados es muy extenso. El primer animal modifi cado genéticamente (GM) fue un ratón generado en 1980 y, a partir de ese momento, las técnicas de ingeniería genética utilizadas en animales han tenido un gran desarrollo. En la actualidad, los ratones ocupan 98% de los animales GM, las ratas 1% y el otro 1% se distribuye entre vacas, ovejas, aves de corral, cerdos y peces. La principal razón de este hecho es la funcionalidad y facilidad de producción y uso de los ratones, ya que su genoma ha sido secuenciado y estudiado a profundidad, además de conocer sus similitudes con el genoma humano, lo que permite su utilización como modelo para estudios médicos, por ejemplo, enfermedades y vacunas, función de genes o estudios de toxicidad u otros análisis.

La transformación de animales domésticos ha tenido un crecimiento lento en comparación de las plantas, y esto se puede atribuir a diferentes factores como la poca aceptación del público a los animales GM. La modifi cación genética ha sido inefi ciente en el número de animales necesarios para la obtención exitosa de un animal genéticamente modifi cado, lo que hace que esta técnica sea costosa; en ocasiones, los caracteres que es posible y deseable introducir no son tan claros en los genes objetivo aptos3 y el tiempo requerido para los

3 Genes aptos son aquellos que proporcionan características positivas, tanto en la selección natural como en la artifi cial. Son objetivo, en este caso, porque se trata de los que se quiere identifi car.

avesyporcinos.com.ar

Se han desarrollado individuos resistentes a enfermedades como el virus de la infl uenza aviar, que afecta de manera dramática la producción de pollos.

experimentos es mayor debido al ciclo de vida de los animales. Otro factor es el hecho de que no existe un gran nivel de apoyos económicos o fondos para la investigación en animales GM por parte de las grandes compañías debido a que consideran que el retorno de capital económico es muy bajo.

Otras razones son el hecho de que la industria del mejoramiento genético de ganado, principalmente pollos, cerdos y bovinos de leche, está muy bien organizada a nivel mundial y los progresos obtenidos mediante el mejoramiento tradicional o, en los últimos años, por la selección asistida con marcadores moleculares, son muy altos. Por estas razones, los resultados de cualquier modifi cación genética tendrían que ser sustancialmente mayores que los incrementos producidos por el método tradicional, es decir, que los resultados obtenidos sean en verdad superiores.

De igual manera, a diferencia de las plantas, que pueden sustituirse en su totalidad con una nueva variedad en un año o ciclo agrícola, en la producción animal solamente es posible sustituir un porcentaje del rebaño (con excepción de la producción de aves), lo que restringe la velocidad a la cual estos animales GM podrían adoptarse.

A pesar de estos obstáculos, gran parte de la investigación se ha generado en animales GM; por ejemplo, el desarrollo de individuos resistentes a enfermedades, como el caso de la tripanosomiasis, padecimiento que afecta el ganado bovino en África, o como el virus de la infl uenza aviar (AIV) una enfermedad que afecta de manera dramática la producción de pollos y que cada vez es

menos posible controlar y que ha logrado infectar a humanos.

Otras áreas de investigación son la generación de animales más productivos y más saludables en su consumo, como es el caso de un mayor y más acelerado crecimiento mediante la adición de genes que lo promuevan, por ejemplo, el salmón, del que se acelera su producción. También encontramos bovinos a los cuales se le han insertado genes de pez para producir ácidos grasos omega-3, o la introducción de genes de espinaca en cerdos para la conversión de grasas saturadas a no saturadas, también conocidas como ácido linoléico.

Vacunas, biofármacos y xenotransplantes

En Argentina las terneras Patagonia I, II, III y IV, La biotecnología hasta ahora ha permitido de la raza Jersey, poseen en su material genético aumentar la calidad y el promedio de vida el gen precursor de la insulina humana, a partir del hombre, y un ejemplo de ello son las va- del cual se puede generar la proteína de la insulina. cunas. Es fácil preguntarse si no existiese, por ejemplo, la vacuna de la polio u otras, qué estragos habría sobre una porción importante de la población como sucedía hasta hace pocos años. El avance de nuevas y mejores vacunas se vislumbra como uno de los campos que más promete al bienestar humano y animal.

Aunque el principal objetivo de los animales domésticos ha sido y es producir alimentos y otros satisfactores para el hombre y éste a su vez ha logrado incrementar y mejorar su producción a través de diferentes formas, la ingeniería genética está permitiendo ampliar sus usos hacia campos muy novedosos por medio de modifi caciones en los genes de estos animales. Tal es el caso de la biofarmacéutica, en la cual mediante la inserción de genes que codifi can para la producción de proteínas terapéuticas o de anticuerpos, éstos se han logrado producir en leche de ovejas, vacas y cabras o en huevos, como en el caso de Argentina, donde se menciona la generación de vacas transgénicas que producen insulina en la leche o en el Roslin Institute, con ovejas que fabrican 1-antitripsina en la leche para combatir el enfi sema hereditario.

Otra área que ha sido muy controversial es la de los xenotransplantes, desarrollada en la década de 1960, la cual hace referencia a los trasplantes de órganos y tejidos desde un animal donante (generalmente primates y cerdos)

www.elpais.com

a un humano receptor con el fi n de suplir la demanda de órganos (corazones, pulmones, riñones, hígados) y tejidos para los pacientes que año a año mueren en la espera de un trasplante. Sin embargo, el rechazo del sistema inmunológico humano ha sido el mayor reto de los xenotransplantes, y esto se ha intentado combatir mediante la generación de cerdos transgénicos que producen antígenos regulatorios del complemento humano, y que permiten que sus órganos puedan ser aceptados por el sistema inmunológico humano.

Trazabilidad de algunos productos como la carne

La identifi cación de paternidad o identifi cación de individuos por medio de la biotecnología, a través del mapeo de su genoma, es sin lugar a dudas uno de los campos en que más ha revolucionado la biología. Hoy no es sorprendente resolver casos de herencia para hijos no reconocidos; identifi car individuos que sean familiares estén vivos o muertos o, en medicina forense, encontrar vestigios del ADN de un asesino en su víctima. A esta parte de la tecnología se le ha llamado trazabilidad, es decir, que se puede seguir el rastro de un ADN a partir de porciones de tejido.

En la producción animal esta tecnología está adquiriendo una enorme importancia, porque permite seguir la ruta de un producto como la carne desde el lugar donde se produce hasta el anaquel de venta (es decir, el consumidor). A manera de ejemplo, en Uruguay, de la producción de un tipo de bovinos para un mercado especial en el Japón, se certifi ca su ADN, a fi n de que en los cortes que se expenden en este país se garantice su origen.

Conclusión

Cuando iniciamos este escrito, nuestra intención primaria era dar un panorama general de lo que es la biotecnología enfocada al sector de la producción animal. Sin embargo, conforme lo fuimos escribiendo, el tema empezó a expandirse y adentrarse en muchas áreas, por lo que temimos perder nuestro objetivo inicial. Esperamos que no haya sido el caso y que este texto sea eso, una visión general e introductoria, pero sobre todo que despierte inquietudes de lo que hay y está por venir. Es importante mencionar también que la biotecnología, así como cualquier otra técnica desarrollada, se debe enfocar al logro del bienestar del hombre, a la satisfacción de sus necesidades tanto en alimentación como en salud, vestimenta y recreación. Sin embargo, la búsqueda de nuevas formas u organismos la está llevado a la creación o modifi cación de individuos con otros fi nes, como

ursuppen.dk

Los GloFish son peces producto de un experimento realizado por el doctor Zhiyuan Gong y sus colegas en la Universidad de Singapur.

la producción de animales GM (quimeras) utilizados como mascotas. El ejemplo más notable es el GloFish, un pez cebra al cual se le ha insertado un gen que produce fl uorescencia y que se vende en Estados Unidos como mascota.

Tampoco debe olvidarse que el impacto que la biotecnología tiene sobre el medio ambiente es enorme y, por lo mismo, es imprescindible que se realice un enfoque sustentable. Sin embargo, como se señaló al principio, es innegable que la demanda de alimentos e insumos va en incremento tanto como la población, mientras el área productiva en el mundo es cada vez menor. De ahí el enorme reto que signifi cará en los próximos años compaginar en forma armónica la tecnología, el medio ambiente y la satisfacción de estas necesidades.

Por último, queremos señalar que, como se ha visto, el término biotecnología es muy amplio, ya que hace referencia a las diferentes tecnologías aplicadas a los seres vivos a fi n de obtener alimentos u otros satisfactores para nuestro uso, algunas de ellas utilizadas desde hace mucho tiempo. Sin embargo, en los últimos años la palabra ha tenido un giro que la relaciona directamente con la genética molecular y en especial con la ingeniería genética, debido a la infl uencia que estas tecnologías han tenido en la producción de alimentos, insumos industriales y medicinas. Por ello, se vislumbra que el potencial de estas técnicas es impensable, y nos permite imaginar múltiples escenarios de adonde se puede llegar, muchos de ellos increíbles. La novela de Michael Crichton, Next, da sólo una idea de algunos de los posibles escenarios de lo que podríamos ver, aunque probablemente se quede corta. El tiempo lo dirá más pronto que tarde…