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Alcanzan los Primeros Machos que Pueden Reproducir con Esperma de Animales Donantes

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Científicos han creado por edición genética los primeros animales aptos para ser ‘machos subrogados’ viables: producen espermatozoides que llevan solo los rasgos genéticos de los animales donantes.

Esta investigación pionera, publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences el 14 de septiembre, podría acelerar la propagación de características deseables en el ganado y mejorar la producción de alimentos para una población mundial en crecimiento.

También permitiría a los criadores de regiones remotas un mejor acceso al material genético de animales de élite de otras partes del mundo y permitiría una reproducción más precisa en animales como las cabras, donde es difícil utilizar la inseminación artificial.

“Con esta tecnología, podemos lograr una mejor difusión de los rasgos deseables y mejorar la eficiencia de la producción de alimentos. Esto puede tener un gran impacto en abordar la inseguridad alimentaria en todo el mundo”, dijo en un comunicado Jon Oatley, biólogo reproductivo de la Facultad de Medicina Veterinaria en la Universidad de Washington State. “Si podemos abordar esto genéticamente, entonces eso significa menos agua, menos alimento y menos antibióticos que debemos poner en los animales”.

Un equipo de investigación dirigido por Oatley utilizó la herramienta de edición de genes, CRISPR-Cas9, para eliminar un gen específico de la fertilidad masculina en los embriones animales que serían criados para convertirse en toros sustitutos. Los machos nacieron estériles, pero comenzaron a producir espermatozoides después de que los investigadores trasplantaran células madre de animales donantes en sus testículos.

El esperma que produjeron los machos subrogados contenía solo el material genético de los animales donantes seleccionados. El proceso de edición de genes empleado en este estudio busca provocar cambios dentro de una especie animal que podrían ocurrir de forma natural, como la infertilidad.

Seis años de trabajo resultan en éxito con ratones

El estudio es el resultado de seis años de trabajo colaborativo entre investigadores de WSU, la Universidad Estatal de Utah, la Universidad de Maryland y el Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido.

Los investigadores utilizaron las ‘tijeras genéticas’ CRISPR-Cas9 para producir ratones, cerdos, cabras y ganado que carecían de un gen llamado NANOS2 que es específico para la fertilidad masculina. Los machos crecieron estériles pero por lo demás sanos, por lo que cuando recibieron trasplantes de células madre productoras de esperma de otros animales, comenzaron a producir espermatozoides derivados de las células del donante.

Se confirmó que los machos subrogados tenían esperma de donante activo. Los ratones engendraron descendencia sana que portaba los genes de los ratones donantes. Los animales más grandes aún no se han criado. El laboratorio de Oatley está perfeccionando el proceso de trasplante de células madre antes de dar el siguiente paso.

Este estudio proporciona una poderosa prueba de concepto, dijo el profesor Bruce Whitelaw del Instituto Roslin. “Esto muestra al mundo que esta tecnología es real. Se puede utilizar”, dijo Whitelaw. “Ahora tenemos que ir y averiguar cuál es la mejor manera de usarlo de manera productiva para ayudar a alimentar a nuestra creciente población”.

Los científicos han estado buscando una manera de crear machos subrogados durante décadas para superar las limitaciones de la cría selectiva y la inseminación artificial, herramientas que requieren la proximidad de los animales o un control estricto de su movimiento, y en muchos casos, ambos.

La inseminación artificial es común en el ganado lechero que a menudo está confinado, por lo que su comportamiento reproductivo es relativamente fácil de controlar, pero el procedimiento rara vez se usa con ganado de carne que necesita deambular libremente para alimentarse. Para los cerdos, el procedimiento aún requiere que los animales estén cerca ya que el esperma de cerdo no sobrevive bien a la congelación. En las cabras, la inseminación artificial es bastante desafiante y podría requerir un procedimiento quirúrgico.

La tecnología del padre subrogado podría resolver esos problemas, ya que los sustitutos entregan el material genético del donante de forma natural, a través de la reproducción normal. Esto permite a los ganaderos y pastores permitir que sus animales interactúen normalmente en el campo.

Los donantes y los sustitutos no necesitan estar cerca el uno del otro, ya que el esperma congelado del donante o el propio animal sustituto pueden enviarse a diferentes lugares. Además, las hembras noqueadas por NANOS2 siguen siendo fértiles, dado que el gen solo afecta la fertilidad de los machos, y podrían criarse para generar machos estériles de manera eficiente para usarlos como machos sustitutos.

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Colombia trabaja para declarar región como «Libre de Fiebre Aftosa sin vacunación»

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Desarrollan vacuna contra el virus de la fiebre aftosa con tecnología innovadora

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El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de Argentina (INTA), el National Research Council de Canadá (NRCC) y Bioinnovo –empresa de base tecnológica conformada por el INTA y Vetanco SA– trabajan con la primera vacuna contra el virus de la fiebre aftosa que no utiliza material infectivo en su proceso de manufactura. Se trata de un hito de relevancia mundial.

La fiebre aftosa es la primera barrera en la comercialización internacional de productos agropecuarios. Los brotes de la enfermedad tienen un gran impacto económico y social a nivel global. Se estima que en las regiones endémicas las pérdidas anuales asociadas a esta enfermedad son de entre 8,4 y 27,3 billones de dólares.

Recientemente se reportaron brotes en animales salvajes en Alemania y en bovinos en Israel, que confirman los riesgos e importancia de contar con estrategias preventivas para esta enfermedad. Para prevenirla existen vacunas efectivas que emplean material infectivo en el proceso de producción. Muchos países deciden no tener plantas productivas de la vacuna dentro de sus territorios o prohíben trabajar con cepas diferentes a las de circulación regional, restringiendo la producción al mercado local.

Por esto, Bioinnovo –empresa de base orientada a la salud animal con más de diez años de trayectoria formada entre el INTA y Vetanco S.A.– es decir, “se puede producir en instalaciones convencionales utilizando los mismos equipos y tecnologías que los ya empleados en la fabricación de cualquier vacuna que utilice células de mamíferos en su proceso productivo”, explicó Andrés Wigdorovitz, director de INCUINTA y Bioinnovo.

“Se trata de una solución segura, eficaz y con perspectivas de posicionarse como una alternativa superadora en cuanto a requerimientos de seguridad y versatilidad”, aseguró Wigdorovitz. “Es la primera vacuna contra la fiebre aftosa en células de mamífero en no utilizar material infectivo en ninguna etapa del proceso productivo”, agregó, y destacó que “el proyecto de una vacuna recombinante para el tratamiento de la fiebre aftosa comenzó hace más de diez años en el Instituto de Virología y fue protegida por una patente a fines del año 2022”.

Por su parte, Marianela Dalghi, investigadora en Bioinnovo y responsable actual de liderar el proyecto, indicó: “Su fórmula basada en cápsides vacías recombinantes (o VLPs, del inglés Virus-Like Particles) hace que no sean necesarios procesos exhaustivos de purificación para eliminar proteínas no estructurales del virus y permite fácilmente discriminar animales infectados de vacunados (DIVA)”.

En ese sentido, al no utilizar virus infectivo en ninguna de las etapas de producción, “la fabricación de nuestra vacuna no está sujeta a las limitaciones nacionales e internacionales de manejo de cepas virales”, subrayó Dalghi. Además, destacó que “ofrece gran potencial para diversificar los portfolios vacunales, alcanzar nuevos mercados, expandir los bancos de antígeno, potenciar la capacidad de respuesta ante emergencias sanitarias en el país y agilizar el desarrollo de vacunas contra cepas virales emergentes”.

En los últimos dos años de trabajo, Bioinnovo logró validar la tecnología desarrollada a escala preindustrial, y avanzar en la elaboración de la documentación necesaria para su registro.

Se está trabajando, en esta etapa, en la búsqueda de un socio internacional. “Este trabajo se está realizando en forma articulada con Cancillería de la Nación de forma muy alentadora, para llevar la tecnología a la etapa de lanzamiento comercial dentro de 2 a 4 años, y con un producto que sea innovador, seguro y tan eficaz como las mejores vacunas disponibles actualmente”. subrayó Wigdorovitz

Por su parte, Jorge Winokur, presidente de Bioinnovo y Vetanco, declaró: “Desde Bioinnovo y su socio comercial Vetanco seguimos invirtiendo en plataformas de vacunas bioseguras para abastecer al mundo en el control de brotes de variantes exóticas”.

Esta política de manipulación segura de materiales va acompañada de los productos de la plataforma Biotech para inmunidad de las mucosas y la línea Vedevax de vacunas dirigidas. Y añadió: “Estamos orgullosos de contar con un equipo comprometido de investigadores, innovadores y técnicos”.

Nueva tecnología

La metodología actual que se empleó para producir nuestra vacuna recombinante se basa en el crecimiento en un biorreactor de las células de mamífero CHOBRI TM que contienen la información para producir de manera inducible VLPs del virus de la fiebre aftosa.

La estrategia de optimización de la producción inducible de VLPs que se desarrolló ha sido patentada por el INTA en conjunto con el NRCC.

Los biorreactores que se utilizan son los mismos que se usan en la producción de vacunas antiaftosa para replicar a las partículas virales infectivas en células de mamífero BHK-21. Luego de que las células alcanzan una masa crítica de crecimiento, se induce la expresión de las VLPs utilizando cumato, un compuesto químico que no es tóxico y es ampliamente accesible.

Después del período de inducción, se colectan las células y se lisan, y posteriormente se somete al lisado celular a procesos de purificación. Finalmente, se adicionan adyuvantes y excipientes de modo de obtener la formulación final, a la cual se le realizan los más estrictos controles de calidad.

Premio a la solución innovadora

Entre más de 1.500 postulantes, el proyecto desarrollado en conjunto por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC) y el INTA, actualmente liderado y financiado por Bioinnovo, ganó la 15° edición (2024) del Concurso de Soluciones Innovadoras Banco Nación, organizado por la Fundación Empretec.

Este premio destacó la vacuna innovadora para prevenir la fiebre aftosa que utiliza cápsides vacías y genes recombinantes sintéticos, eliminando la necesidad de material infeccioso.

Este premio no sólo reconoció un avance científico-tecnológico sino también el esfuerzo de trabajo en equipo y compromiso para crear soluciones con impacto positivo a nivel mundial.

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