Noticias Internacionales

CRISPR: vacas con microbiomas ‘a medida’ para frenar las emisiones de metano

Publicado

en

(573 lecturas vistas)

COMPARTIR

Científicos de EE UU trabajan en modificar los microbios intestinales de estas reses para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero. La técnica, basada en esta herramienta de edición genética, aún está en fase experimental, pero podría transformar la ganadería sostenible. En los últimos años la comunidad científica se ha preguntado si es posible emplear edición genética en los microorganismos del rumen para limitar la emisión de metano. Por otro lado, el proyecto METALGEN en España mide las emisiones de forma directa e individual en los animales de una forma no invasiva

Gran parte del metano emitido por las vacas proviene de microbios de su intestino que expulsan a través de eructos. Por ello, tanto la dieta como la genética de los propios animales tendrían un importante impacto en la composición de dicha microbiota. Y la modificación de estos organismos para disminuir su producción de gas permitiría también reducir las emisiones antes de que lleguen a la atmósfera.

En los últimos años la comunidad científica se ha preguntado si es posible emplear herramientas de edición genética, como CRISPR, para intervenir en los microorganismos del rumen y así limitar la emisión de metano.

Este es el reto que se marcó hace un par de años un grupo de investigadores de la Universidad de California (UC) en Davis, la UC Berkeley y la UC San Francisco (todas en EE UU), respaldados por una financiación de 70 millones de dólares del Audacious Project de la organización TED.

El profesor Ermias Kebreab, conocido por estudios previos para lograr que los aditivos de algas marinas en la alimentación bovina afecten hasta en un 82 % a la producción de metano, es uno de los líderes de esta iniciativa.

En conversaciones con SINC, este investigador, que también ejerce como director del Centro Mundial de Alimentos, ha explicado que usando CRISPR Cas9 en su intervención temprana han comprobado que se produce “una reducción continua de las emisiones”. No obstante, aún no han desarrollado la técnica, por lo que considera que “es muy pronto”.

Bacterias seleccionadas minuciosamente

Kebreab cuenta que se han centrado en los genes que controlan la última parte del proceso que genera el metano. Para ello, habrían seleccionado las bacterias más comunes, las que funcionan mejor en el estómago de la vaca y las que se pueden cultivar y modificar en el laboratorio. “Elegimos cepas según su abundancia, niveles de actividad ruminal y su capacidad de cultivo y transformación”, apostilla.

El profesor de la UC Davis comenta que siguen varias estrategias para garantizar que los microbios editados puedan prosperar y dominar un ecosistema tan complejo y competitivo como el rumen.

Nos centramos en rasgos que mejoran la competitividad, como la flexibilidad metabólica, y en probar métodos de administración que favorezcan la colonización en etapas tempranas de la vida, cuando los nichos microbianos aún se están formando”, aclara.

En cuanto a un posible escape de microbios modificados a ecosistemas silvestres, afirma que se toman muy en serio los riesgos de la transferencia horizontal de genes y han diseñado “estructuras con una movilidad mínima y sin marcadores de resistencia a los antibióticos, con mecanismos de seguridad integrados en el genoma”.

Kebreab asegura que no han encontrado evidencias de que haya razas bovinas más compatibles con las intervenciones microbianas basadas en CRISPR en el rumen. E incluso asevera que la edición genética podría funcionar igualmente en otros rumiantes como ovejas o cabras, más comunes en otros países en desarrollo.

Foto. Matthias Hess (a la izquierda) y Ermias Kebreab (a la derecha) están junto a un aparato que simula el estómago de una vaca y permite analizar los microbios que generan metano. / UC Davis | Gregory Urquiaga

Avances en paralelo en España

España también ha desplegado una iniciativa en esta línea en la que han participado el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), del CSIC, la Confederación de Asociaciones de Frisona Española (CONAFE) y NEIKER. En su proyecto METALGEN buscan la mejora de la eficiencia alimentaria y la mitigación de emisiones de gases con efecto invernadero en vacas lecheras. Para su investigación han contado con información genética de 1 500 ejemplares de explotaciones comerciales.

Hasta ahora, el proyecto ha logrado la medición de emisiones de forma directa e individual en los animales de una forma no invasiva. Asimismo, ha identificado los microorganismos que favorecen la producción de metano de las arqueas o que limitan esa producción.

METALGEN ha incorporado igualmente la edición genética del microbioma, aunque uno de sus impulsores, Óscar González Recio, reconoce a SINC que esta técnica se encuentra en una etapa muy temprana.

“De momento la investigación se limita al laboratorio. Hacer una edición genética dirigida a uno o pocos microorganismos y que no afecte al resto de la comunidad microbiana ni al animal es un reto, que requiere mucha más investigación y evidencia antes de poder ponerla en práctica”, subraya González, antes en INIA y actualmente presidente de la sección ‘Microbioma’ de la Sociedad Internacional de Genética Animal (ISAG) y profesor de la Universidad de Edimburgo.

Este investigador, no obstante, reconoce que uno de los hallazgos que más les ha sorprendido es que el control genético de la microbiota resulte tan consistente entre las vacas criadas en diferentes países.

Eficacia combinada

Para González hay otros enfoques como los aditivos alimentarios, las algas marinas o las vacunas que podrían ser complementarios y convivir con la mejora genética.

“Podemos y debemos atajar el problema por varios frentes, cada uno con sus ventajas y sus inconvenientes. Por ejemplo, la mejora genética necesita de más años para ver el efecto pero, por otro lado, su aplicación es más barata y permanente. Mientras que con vacunas o estrategias nutricionales se requiere una implementación continua y completa que aumenta mucho el coste, los cambios son visibles a más corto plazo”, opina.

Podemos y debemos atajar el problema por varios frentes, cada uno con sus ventajas y sus inconvenientes. Óscar González, impulsor del proyecto METALGEN

Kebreab coincide en esta complementariedad y destaca que, aunque CRISPR tiene el potencial de producir efectos a largo plazo con una sola intervención, “su escalabilidad y aceptabilidad requerirán una validación exhaustiva”.

Foto. Los miembros del equipo tras el proyecto METALGEN, una iniciativa española para reducir las emisiones de metano. / Óscar González Recio

Una vacuna contra el metano

David R. Yáñez-Ruiz es el coordinador de un proyecto del CSIC puesto en marcha en la Estación Experimental del Zaidín (EEZ) —que incluso ha contado con financiación de la Fundación Bezos— para el desarrollo de una vacuna que reduzca las emisiones de metano del ganado.

El objetivo es que la respuesta inmune disminuya la producción de metano en torno a un 30 %. Primero se desarrollará en vacuno lechero, luego en vacuno de carne y posteriormente en otras especies.

El objetivo es que la respuesta inmune disminuya la producción de metano en torno a un 30 %

La ventaja de la vacuna, a diferencia del CRISPR, es que ofrece una vía más inmediata, estable y compatible con protocolos ya consolidados en ganadería.

El investigador comparte con SINC que están completando los primeros ensayos en terneros para caracterizar cómo colonizan estas arqueas desde el nacimiento y cómo responde el sistema inmunitario. Con esa información se diseñarán los antígenos, la vía y el momento óptimo de vacunación. Uno de sus grandes beneficios es que bastarían una o dos dosis en toda la vida del animal, frente a aditivos como Bovaer, que deben administrarse de forma continua y resultan poco viables en sistemas de pastoreo.

Sin embargo, Yáñez-Ruiz también reconoce que “la vacunación presenta otras limitaciones, como conseguir una respuesta inmune lo suficientemente alta (<30 %) sin afectar a otras funciones del animal”. Una reducción a esos niveles no perjudicaría ni su digestión ni su salud.

Integrar microbios de otros excrementos

Otra alternativa curiosa y llamativa es un experimento llevado a cabo por investigadores de la Universidad Estatal de Washington. Estos probaron microbios de excrementos de bebés canguro en simuladores de estómago de vaca.

Dichos microbios se caracterizan por generar ácido acético en lugar de metano, lo que reduce emisiones y aporta energía aprovechable para el crecimiento del ganado. Al introducirlos en el estómago simulado reemplazaron a los productores de metano durante meses. El próximo reto es comprobar si funciona en vacas reales.

Futuras aplicaciones

Yáñez-Ruiz destaca que el potencial del CRISPR es “enorme” en la modulación del microbioma digestivo, puesto que ya se conoce el genoma completo de la arquea más abundante del rumen (Methanobrevibacter ruminantium) y eso permitiría iniciar pruebas de edición genética en sistemas in vitro. “Sin embargo, el tiempo que se requiere para que esto pueda llegar a ser posible, no solo por cuestiones técnicas, sino legales, es aún muy largo”, asegura.

Hay que esperar entre 5 y 7 años para hacer más ensayos con animales y estudios de campo de contención

Para Ermias Kebreab, antes de usar el corta-pega genético a gran escala en granjas o sistemas comerciales habrá que esperar entre 5 y 7 años para hacer más ensayos con animales y estudios de campo de contención.

No obstante, la perspectiva es muy prometedora y los miembros de su proyecto ven “grandes posibilidades para CRISPR en el ganado más allá del metano, incluida la resistencia a las enfermedades, una mejor administración de vacunas y la resiliencia al estrés, si se aborda de manera responsable”.

La legislación marcará que su implantación se demore más o menos, con la FDA de EE UU desarrollando ya una guía para microbios modificados genéticamente. Eso sí, Europa muestra aún su habitual enfoque más restrictivo.

Leer más
Click para comentar

Deja un mensaje

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Noticias Internacionales

1° Congreso Internacional Bubalino – Argentina 2026

Publicado

en

COMPARTIR

Leer más

Noticias Internacionales

En Chile investigación busca desarrollar herramienta para enfrentar la mastitis bovina

Publicado

en

COMPARTIR

 

La mastitis bovina es una de las principales enfermedades que afectan al ganado lechero y puede generar importantes consecuencias para la producción, la calidad de la leche y la salud de los animales. En las regiones de Los Ríos y Los Lagos, donde se concentra el 82 por ciento de las vacas lecheras del país, esta problemática adquiere especial relevancia para una de las principales actividades productivas del territorio.

Oriunda de Llanquihue, Macarena Núñez Campos, llegó a Valdivia en 2019 para estudiar Bioquímica en la Universidad Austral de Chile (UACh), pero su interés por la ciencia comenzó mucho antes. “De niña me gustaban mucho las clases de ciencias naturales y, a medida que fui creciendo, mis ramos favoritos pasaron a ser biología y química”, recuerda. También guarda especial recuerdo de sus experiencias en el laboratorio de su colegio y de su participación en ferias científicas, espacios que despertaron tempranamente su curiosidad y fueron fundamentales para descubrir que quería dedicar su vida profesional a la ciencia.

Hoy, esa vocación se refleja en una investigación que busca aportar una nueva herramienta para la detección de los microorganismos responsables de la mastitis bovina.

La reciente graduada del Magíster en Ciencias mención Microbiología de la Facultad de Ciencias de la UACh, desarrolló su investigación en vinculación con Laboratorios y Servicios Veterinarios Valdivia Limitada (Lavet), enfocándose en el desarrollo y evaluación de un método diagnóstico basado en una técnica molecular denominada LAMP (Loop-mediated isothermal amplification. El objetivo fue detectar de manera rápida y específica cinco patógenos asociados a la mastitis bovina: Staphylococcus aureus, Streptococcus uberis, Escherichia coli, Mycoplasma bovis y Prototheca bovis. Los dos últimos son considerados agentes emergentes de especial interés debido a las dificultades que pueden presentar para su diagnóstico y control.

“Mi tesis consistió en desarrollar y evaluar un nuevo método diagnóstico para la detección rápida y específica de cinco patógenos causantes de mastitis bovina. El método se basó en una técnica molecular denominada LAMP, que permite amplificar y detectar material genético de los microorganismos de manera rápida y sin requerir necesariamente el equipamiento sofisticado que utilizan otras técnicas moleculares convencionales”, explica Macarena.

Un desafío para la producción lechera regional

La mastitis es una enfermedad que afecta directamente la productividad de los rebaños. Puede disminuir la producción y calidad de la leche, aumentar los costos asociados al tratamiento y en casos más severos, comprometer la salud y la futura productividad del animal. Contar con herramientas que permitan identificar oportunamente el microorganismo responsable de una infección puede contribuir a mejorar las decisiones sanitarias y avanzar hacia tratamientos más específicos.

“En Chile, esta problemática cobra especial relevancia en las regiones de Los Ríos y Los Lagos, donde se concentra el 82% de las vacas lecheras del país. Por lo tanto, cualquier enfermedad que afecte la sanidad de los rebaños en esta zona puede tener un impacto no solo en los productores, sino también en toda la cadena productiva láctea”, añade Macarena.

La investigadora destaca que el desarrollo de métodos diagnósticos más rápidos y accesibles podría ser especialmente relevante para la realidad productiva regional, al permitir identificar con mayor oportunidad qué microorganismo está provocando una infección y apoyar decisiones de manejo y tratamiento. Uno de los aspectos centrales de esta experiencia ha sido precisamente la vinculación entre la investigación desarrollada desde la universidad y las necesidades del sector productivo.

Para Macarena Núñez, esta relación resulta fundamental para que el conocimiento científico pueda trascender el ámbito académico y convertirse en soluciones concretas: “Creo que es fundamental vincularse con el sector productivo porque permite que los resultados de las investigaciones no se queden únicamente en el ámbito académico, sino que puedan transformarse en soluciones concretas para problemáticas reales”.

A su juicio, esta colaboración permite complementar las capacidades de ambos sectores: mientras la academia aporta conocimiento y una base científica sólida, la industria contribuye a identificar necesidades concretas y espacios donde ese conocimiento puede tener una aplicación.

Una beca para continuar formando capital humano

El vínculo de Macarena con el laboratorio se inició en 2023, durante su formación de pregrado en Bioquímica. Desde entonces, tuvo la oportunidad de integrarse al Laboratorio de Mastitis Bovina, experiencia que posteriormente dio paso al desarrollo de su tesis de magíster. Durante este proceso fue guiada por el Dr. Armin Mella y el Dr. Diego Carrillo, quienes la acompañaron en el desarrollo de la investigación.

La investigación fue desarrollada con el apoyo del programa Piloto de Becas de Postgrado impulsado por el Gobierno Regional de Los Ríos y la Universidad Austral de Chile, financiamiento que para Macarena fue fundamental para completar su formación de magíster. “La beca FIC fue de gran ayuda para mí, ya que me entregó los recursos y herramientas necesarios para poder finalizar mi tesis y continuar con mi formación de manera adecuada. El apoyo permitió financiar aspectos no solo asociados a mi investigación, sino que también a gastos relacionados con mi permanencia en Valdivia y en el programa de magíster”.

Actualmente, Macarena se encuentra trabajando en Puerto Varas, en Aqua BC, empresa vinculada a la biotecnología y a la prestación de servicios para el sector acuícola. Si bien su trabajo actual no está directamente relacionado con la mastitis bovina, reconoce que la experiencia desarrollada durante el proyecto FIC amplió su perspectiva sobre las posibilidades profesionales que existen para quienes se forman en ciencias. “Me hizo comprender que nuestro desarrollo profesional no necesariamente tiene que estar ligado exclusivamente a la academia o la investigación, sino que también podemos incorporarnos directamente a la industria”, afirma.

Para Macarena, esta experiencia demuestra el valor de conectar las capacidades científicas que se desarrollan en las universidades con las necesidades concretas de los territorios y sus sectores productivos. “Considero que esta conexión entre el conocimiento científico y las necesidades de la industria es fundamental para que la investigación pueda tener un impacto concreto en la sociedad y en los distintos sectores productivos”, concluye.

La profesional termina esta entrevista agradeciendo especialmente a la Dra. Leyla Cárdenas, directora del proyecto FIC, a Francisca Sepúlveda y Pedro Matus, encargados de su seguimiento.

Proyecto financiado por el Fondo de Innovación y Competitividad (FIC) del Gobierno Regional de Los Ríos y aprobado por el Consejo Regional.

Leer más

Noticias Internacionales

Estudio detecta anticuerpos contra la paratuberculosis bovina en terneros neonatos

Publicado

en

COMPARTIR

Un estudio del Royal Veterinary College demuestra que los anticuerpos contra Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis pueden identificarse en la sangre de los terneros tras la ingesta de calostro. El hallazgo abre una nueva vía para estudiar la exposición temprana a la enfermedad de Johne y fortalecer las estrategias de vigilancia y control en los rodeos.

Una investigación realizada por científicos del Royal Veterinary College (RVC) identificó que los terneros recién nacidos pueden presentar anticuerpos contra la enfermedad de Johne en su sangre luego de consumir el calostro materno. El descubrimiento podría aportar una nueva herramienta para determinar en qué momento los animales se exponen por primera vez al agente causal de esta enfermedad, favoreciendo el desarrollo de estrategias más eficaces de prevención y control.

La enfermedad de Johne, también conocida como paratuberculosis bovina, es una enfermedad infecciosa, crónica e incurable causada por Mycobacterium avium subespecie paratuberculosis (MAP). La infección suele producirse durante las primeras semanas o meses de vida, aunque los signos clínicos generalmente aparecen años más tarde.

En los animales afectados, la bacteria provoca un deterioro progresivo de la mucosa del intestino delgado, generando inflamación crónica, pérdida de peso, disminución de la producción de leche, diarrea persistente y, en los casos más graves, la muerte. Además de comprometer el bienestar animal, representa un importante problema económico para la producción lechera a nivel mundial.

Hasta el momento, los programas de vigilancia se enfocan principalmente en detectar la enfermedad en bovinos adultos, mientras que existe escasa información sobre lo que ocurre durante las primeras etapas de vida.

Un nuevo enfoque para estudiar la exposición temprana

Con el objetivo de profundizar el conocimiento sobre la infección en los primeros días de vida, investigadores del RVC analizaron muestras de sangre de 38 terneros recién nacidos y sus respectivas madres provenientes de un establecimiento lechero comercial del suroeste de Inglaterra.

Las muestras habían sido obtenidas originalmente como parte de los controles rutinarios destinados a verificar la correcta absorción de anticuerpos provenientes del calostro. Posteriormente, los científicos aprovecharon los sueros residuales para medir anticuerpos específicos contra MAP y evaluar su relación con el estado sanitario de las madres y con la eficiencia de la transferencia de inmunidad pasiva.

Los resultados mostraron que los terneros nacidos de vacas con anticuerpos frente a MAP presentaban concentraciones significativamente más altas de esos mismos anticuerpos que aquellos cuyas madres no evidenciaban seropositividad. Asimismo, la relación entre los niveles de anticuerpos detectados y la absorción del calostro fue diferente según el estado sanitario de la madre.

En conjunto, los hallazgos respaldan la hipótesis de que los anticuerpos específicos contra MAP son transferidos desde la vaca al ternero a través del calostro.

Potencial para mejorar la vigilancia sanitaria

Los investigadores aclaran que la detección de estos anticuerpos no constituye una prueba diagnóstica de infección en terneros recién nacidos, ya que refleja la inmunidad pasiva transferida por la madre y no necesariamente la presencia de la bacteria en el animal.

Sin embargo, consideran que esta información podría incorporarse como una herramienta complementaria dentro de los programas de vigilancia de rodeos y de evaluación del riesgo sanitario, contribuyendo a comprender mejor la dinámica de transmisión de la enfermedad durante las primeras etapas de vida.

De confirmarse los resultados de esta investigación en estudios con un mayor número de animales, este enfoque podría aportar información valiosa para optimizar las estrategias de control de la enfermedad de Johne, mejorar el bienestar animal y reducir las pérdidas productivas asociadas a esta importante enfermedad de los bovinos.

Leer más

Tendencia