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Edición Genética, Precisión Aplicada a la Producción

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La aplicación de la tijera genética permitió editar el genoma de un bovino y eliminar la enfermedad conocida como “vaca loca”. Este avance, de bajo costo y fácil difusión en laboratorios, permitirá producir nuevos medicamentos.

La edición genética es una técnica nueva que se presenta como una de las de mayor potencial, tanto en el ámbito agropecuario como de salud humana, debido a que permite editar un genoma como si fuera un archivo de texto. Con la aplicación de esta nueva herramienta, un equipo de investigadores argentinos logró eliminar el gen de la enfermedad neurológica degenerativa, conocida como “vaca loca”, en embriones bovinos.

Daniel Salamone, director del Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires (Fauba) de Argentina, destacó la importancia de la consolidación de los laboratorios argentinos en la aplicación de esta técnica. “Pudimos editar el genoma, cortar el gen con la enfermedad y eliminarla”.

Esta herramienta permite la modificación dirigida de secuencias del genoma de un organismo; lo que significa que es posible modificar una secuencia de genes de manera específica para eliminar características indeseables o potenciar las favorables.

Así, gracias al trabajo integrado de científicos de la Fauba, el Instituto Nacional Tecnología Agropecuaria (INTA), la Universidad Maimónides y expertos de Alemania y los Estados Unidos, la aplicación de CRISPR-Cas9 –o tijera genética– les permitió hacer modificaciones en el genoma de la enfermedad conocida como “vaca loca” –Encefalopatía espongiforme bovina–. “Se introdujeron cambios, similares a los que ocurren de forma natural, pero dirigidos a ciertos genes de interés”, señaló Salamone.

De acuerdo con Oscar Taboga, investigador del Instituto de Biotecnología del INTA Castelar, la edición génica “es similar a editar un texto literario”, y agregó: “Es como sacar un fragmento que queremos cambiar y reemplazarlo eventualmente por otro”.

La similitud con la edición de un texto apunta a que “en términos moleculares, en vez de letras, son bases del ADN –ácido desoxirribonucleico– que están codificados para una información particular”, explicó Taboga.

Lo atractivo de la tijera génica es que “permite eliminar diferentes elementos sin el agregado de nada nuevo”, dijo Salamone quien lo denominó como “evolución acelerada porque si bien estas mutaciones se dan en la naturaleza, en este caso no se agrega nada nuevo”.

Para el investigador de la Fauba, “eliminar el gen de la vaca loca tuvo el atractivo de poder cortarlo pero, además, insertar en el mismo lugar una secuencia nueva”. A futuro, con esta técnica “se podrá cortar y pegar para otorgar resistencia a otras enfermedades o incorporar una característica beneficiosa”, expresó.

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Foto. Para Taboga: “Bastó con cambiar un aminoácido –el componente de la proteína que genera la enfermedad– para que ese animal tenga resistencia”.

Desde el INTA se aportó el equipamiento y los servicios técnicos especializados, la asistencia y el soporte molecular a la investigación. Según Taboga, en el caso particular de la vaca loca “bastó con cambiar un aminoácido –el componente de la proteína que genera la enfermedad– para que ese animal tenga resistencia”. Y adelantó que “estas modificaciones sutiles permitirán en un futuro reparar enfermedades genéticas así como otorgar resistencias”.

Para María Inés Gismondi, investigadora del INTA, la técnica de tijeras genéticas “podría contribuir a reparar los errores producidos por la enfermedad”, quien agregó: “El interés en aplicar esta metodología está en poder seleccionar la región del genoma en la que se va introducir esa resistencia que buscamos”.

Sin embargo, el uso de la tijera genética presenta posibilidades “más allá de la eliminación del gen de la vaca loca”, indicó Salamone para quien la aplicación de esta nueva técnica “permitirá eliminar productos que están presentes en la leche y que originan alergias en algunas personas”.

Además, Salamone indicó que mediante un proyecto que requiere financiamiento del Estado, buscarán generar modificaciones genéticas en cerdos para hacerlos compatibles como donantes en xenotrasplante, es decir, que puedan donar diferentes órganos para uso en biomedicina en humanos.

Evolución acelerada

Reconocido mundialmente como el avance científico del 2015, es una tecnología que “por costos y facilidad tiene enormes posibilidades en el país”, señaló Salamone tras lo cual agregó que “se pasó de una inversión de 30 a 40 mil dólares con la técnica anterior, a ésta que ronda los mil dólares”.

Para los investigadores del INTA y la FAUBA esta fue una primera prueba con la técnica de tijeras génicas. Presenta un futuro auspicioso para obtener un número limitado de animales los que, eventualmente, serían utilizados como biorreactores para producir medicamentos.

Actualmente, quienes también aplican esta estrategia molecular en el INTA son investigadores que hacen edición de genes de plantas. Y en investigación animal, desde hace años se trabaja en los institutos de Patobiología y de Virología en Castelar para mantener el estatus de país libre de vaca loca.

La investigación que permitió eliminar ese gen fue publicada en la edición de julio de la revista Theriogenology. Los estudios recibieron financiamiento de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica del Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación de Argentina.

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Girolando, la mejor alternativa para la producción lechera en climas cálidos

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Con una producción promedio de 5.000 litros de leche durante 305 días bajo el calor del clima tropical, estas terneras presentan una mayor resistencia y adaptación al entorno, lo que aumenta sus tasas de supervivencia. Estas cualidades las destacan en un país donde la cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %. Las terneras Girolando pueden producir en promedio 5.000 litros de leche durante 305 días en climas cálidos. Fotos: Felipe Argoty, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.

En Colombia la producción lechera afronta una crisis marcada por los altos costos tanto de los insumos importados utilizados por la industria como de los alimentos concentrados para el ganado, además de factores como la tendencia al bajo consumo en el mercado y el encarecimiento de las tierras en zonas tradicionales de ganadería, entre otros, situación que ha obligado a los productores a buscar nuevas alternativas que permitan mantener la rentabilidad del negocio y reducir las pérdidas.

Foto. La cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %

Cerca del 80 % de la producción de leche proviene de animales con composición genuina en su genética, escenario en el que resaltan las terneras Girolando, una raza que toma y supera lo mejor del cruzamiento entre la productividad de la Holstein y la rusticidad de la Gyr, lo que les permite adaptarse a altas temperaturas, ser más tolerantes a parásitos y poderse pastorear en condiciones adversas, características que las convierten en la mejor opción para climas tropicales como los de Tolima, Valle del Cauca, Magdalena Medio y los Llanos Orientales y la Costa Caribe, en donde han demostrado un rendimiento superior.

En la industria lechera la etapa más crítica es la cría de las terneras, ya que es cuando los animales dependen de una adecuada alimentación y cuidados especiales para asegurar su supervivencia y óptimo desarrollo. Además de ser costosa, esta fase se asocia con altos índices de mortalidad, en particular por problemas de nutrición.

Ante este problema, durante su Maestría en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, el zootecnista Luis Felipe Argoty López evaluó mediante tres experimentos alternativas para mejorar la rentabilidad durante la cría, con dietas menos costosas pero con el aporte nutricional necesario para evitar problemas de crecimiento y desarrollo, clave en la crianza de reemplazo, cuando preparan a las terneras para que se conviertan en futuras vacas lecheras que renueven el hato y mantengan la productividad del sistema.

Foto. En Colombia cerca del 50 % de la producción de leche proviene de cruces de toros y cebús.

El Estudio

En la investigación se analizó el crecimiento y desarrollo ruminal (ingesta de alimento sólido) de 19 terneras Girolando F1 con edades entre 14 y 22 meses, en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias, municipio de Guacarí (Valle del Cauca).

Para el trabajo se hicieron 3 grupos de animales con sendos tratamientos. A los del primer grupo (grupo control) se le suministraron 4 litros de leche al día, repartidas en dos tomas, y concentrado comercial; al segundo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento experimental; y al tercer grupo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento comercial. A todos los tratamientos se les suministró pasto pangola y agua a voluntad.

Sobre el alimento experimental, el investigador explica que “hicimos ajustes dentro de la proteína, la pusimos un poco más disponible dentro de la dieta de las terneras, usamos soya, maíz, algunos cereales, premezclas, un promotor de crecimiento ruminal y lo que utilizan todos los alimentos concentrados, porque el reto era hacer un concentrado experimental similar en composición al comercial, pero con algunas mejoras”.

Foto. El estudio se realizó con 19 terneras en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias (Valle del Cauca)

También recolectó muestras de sangre cada 15 días, para analizar metabolitos como proteína, albúmina, globulinas, calcio, betahidroxibutirato (BHB) y cortisol. Así mismo evaluó parámetros biométricos como edad, peso, circunferencia, altura, ganancia de peso, consumo promedio y conversión alimenticia. Cada variable evaluada se analizó estadísticamente a través de un modelo mixto de medidas repetidas.

Aunque en la ganancia de peso los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los tratamientos, entre muestreo sí las hubo y se evidenció que la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal.

También se evidenció que “la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal”.

Foto. Con la raza Girolando se puede obtener una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas

El investigador destaca que, “este indicador sugiere que las terneras están desarrollando su rumen de forma óptima, lo cual es esencial para una digestión eficiente, y en última instancia para su futura capacidad de producir leche”.

También se registraron bajos niveles de cortisol en la sangre, una hormona que se libera en respuesta al estrés y puede afectar el crecimiento y la salud general del animal. Altos niveles de este indican que las terneras están experimentando estrés, lo que puede influir negativamente en su sistema inmunológico y reducir su capacidad de aprovechar nutrientes, afectando el desarrollo del rumen y la futura producción de leche.

“Si logramos que más productores opten por razas como la Girolando, tendríamos una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas, cuya adaptación a nuestras condiciones es limitada”, anota el magíster.

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