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Científicos lograron que una vaca produzca insulina en su leche

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Los investigadores plantearon que este hallazgo podría aliviar la escasez de la hormona para pacientes con diabetes. Cómo se realizó el proceso y de qué forma se podría poner en práctica.

Podría haber una solución inesperada para la actual escasez de insulina: un bovino marrón de Brasil hizo historia recientemente como la primera vaca transgénica capaz de producir insulina humana en su leche.

“La madre naturaleza diseñó la glándula mamaria como una fábrica para producir proteínas de manera muy, muy eficiente”, explicó el líder del estudio, Matt Wheeler, profesor de ciencias animales de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. “Podemos aprovechar ese sistema para producir una proteína que puede ayudar a cientos de millones de personas en todo el mundo”.

Su equipo, que incluyó a científicos de la Universidad de São Paulo, describió cómo desarrollaron la vaca productora de insulina en un informe publicado el 12 de marzo en Biotechnology Journal. Se necesitarían más pruebas, un sistema de purificación y la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de EE. UU. para poner en práctica la estrategia. Pero la insulina producida por vacas transgénicas podría aliviar la escasez que a menudo hace que la hormona sea difícil de conseguir para los 8,4 millones de estadounidenses con diabetes que dependen de ella para sobrevivir.

“Nuestro objetivo era producir proinsulina, purificarla hasta convertirla en insulina y partir de ahí”, dijo Wheeler en un comunicado de prensa de la universidad. “Pero la vaca básicamente lo procesó ella misma… La glándula mamaria es algo mágico”.

Para producir la vaca transgénica, se insertó un segmento de ADN humano en los núcleos celulares de 10 embriones de vaca. Contenía la codificación de la proinsulina, un precursor de la forma activa de la insulina. A través de la ingeniería genética, el ADN humano fue seleccionado para su expresión solo en el tejido mamario. Los embriones alterados fueron implantados en el útero de vacas normales en Brasil, y nació un ternero transgénico.

Una vez que maduró, los investigadores utilizaron la inseminación artificial para tratar de embarazarla. Cuando eso falló, usaron hormonas para estimularla a producir leche por primera vez. A pesar de que tuvo menos de lo que un embarazo exitoso habría producido, la leche no solo tenía niveles detectables de proinsulina humana, sino también de insulina en sí. Los investigadores no esperaban eso.

Aún así, la insulina y la proinsulina tendrían que ser extraídas y purificadas para su uso, y cada litro de leche contenía solo unos pocos gramos. Los investigadores no saben cuánta insulina sería típica. Pero Wheeler hizo un cálculo rápido: si una vaca puede producir 1 gramo de insulina por litro de leche, y un Holstein típico produce de 40 a 50 litros al día, eso es mucha insulina. Una unidad típica de insulina equivale a 0,0347 miligramos.

“Eso significa que cada gramo equivale a 28,818 unidades de insulina”, dijo Wheeler. “Y eso es solo un litro: los Holstein pueden producir 50 litros al día. Puedes hacer los cálculos”. El siguiente paso es volver a clonar la vaca. Los investigadores tienen la esperanza de lograr un mayor éxito con la gestación y los ciclos completos de lactancia en la próxima generación de animales. Eventualmente, el objetivo es crear toros transgénicos, aparearlos con las hembras transgénicas y crear un rebaño “especialmente diseñado”. Incluso un rebaño pequeño podría superar rápidamente los métodos existentes para la producción de insulina, sin necesidad de instalaciones o infraestructura altamente técnicas, dijo Wheeler.

“Podría ver un futuro en el que un rebaño de 100 cabezas, equivalente a una pequeña lechería de Illinois o Wisconsin, podría producir toda la insulina necesaria para el país”, dijo. –¿Y un rebaño más grande? Podrías hacer el suministro de todo el mundo en un año”.

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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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