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Investigadores Argentinos Buscan Desarrollar Leche Hipoalergénica

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El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la Universidad Nacional de San Martín (Argentina) trabajan para obtener leche bovina sin beta-lactoglobulina, proteína perjudicial para la salud humana. La investigación utiliza herramientas de modificación genética.

El mismo equipo de científicos argentinos que desarrolló el primer bovino bitransgénico del mundo capaz de producir leche maternizada –Rosita ISA, un logro biotecnológico que puso a la Argentina en la vanguardia–, ahora apuntan a obtener una leche hipoalergénica para lactantes que no puedan alimentarse con leche materna. Para lograrlo, deberán identificar y “silenciar” el gen específico que produce la beta-lactoglobulina, presente en la leche bovina, que es una de las proteínas más alergénicas para los humanos.

Con ese objetivo, los especialistas del INTA y de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM) trabajan con herramientas de modificación genética de última generación y estiman que en unos tres años podrían obtener una vaca similar a Rosita ISA cuya leche, además de poseer las dos proteínas humanas, no contengan beta-lactoglobulina. De acuerdo con los especialistas, esto generaría una leche hipoalergénica que sería consumida sin inconvenientes para la salud por lactantes que no puedan alimentarse con leche materna.

Nicolás Mucci, investigador del grupo de Biotecnología del INTA Balcarce, explicó que la beta-lactoglobulina “se caracteriza por ser el principal alérgeno e inductor de diabetes tipo I en niños” y agregó que “su eliminación o reducción podría ser beneficiosa para la salud de los lactantes”.

En este sentido, Germán Kaiser, del mismo grupo de trabajo, advirtió que para llegar a ese objetivo “es necesario conocer la ubicación y secuencia del gen responsable de la producción de la proteína para, luego, recurrir a herramientas que reconozcan y corten esa secuencia de ADN específica”.

De acuerdo con Adrián Mutto, jefe del grupo de Biotecnologías Aplicadas a la Reproducción Animal del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas de la UNSAM, “el silenciamiento o la atenuación génica de animales representa un desafío a cubrir, ya que aún no se encuentra abordada tan ampliamente. No obstante, sus potencialidades son sumamente importantes para la salud humana”.

Foto. Nicolás Mucci (der.) investigador del INTA Balcarce, junto con Pablo Ross (izq.), investigador de la Universidad de California –Estados Unidos–.

Herramientas y Mecanismos

Existen muchas herramientas para reconocer y “cortar” segmentos de ADN. De hecho, estas tecnologías se estudian y desarrollan desde hace 25 años, pero desde hace tan sólo tres que se comenzaron a entender ciertos mecanismos que parecían estar escondidos en la naturaleza por los cuales algunas bacterias pueden resistir la invasión de ciertos patógenos.

Los más prometedores son los TALENs y los CRISPRs. Los primeros son proteínas producidas por bacterias patógenas de células vegetales que se unen a ciertas secuencias de ADN y modifican su comportamiento. Así, modulan la expresión génica y crean un ambiente apto para desarrollarse.

Los CRISPRs representan un sistema inmunológico rudimentario pero muy efectivo: otorgan resistencia a sus propios patógenos, mientras que generan una memoria para posibles infecciones futuras. Así, las bacterias reconocen y cortan secuencias génicas en los patógenos para eliminarlos y asegurar su supervivencia.

Ambos sistemas son capaces de identificar segmentos específicos de ADN por lo que el INTA y la UNSAM buscarán “diseñarlos” en el laboratorio para que reconozcan secuencias de interés en el genoma bovino para modificar, cortar y modular la expresión de ciertos genes.

“La selección genética mediante cruzamientos dirigidos ya no alcanza para cubrir ciertas demandas de la población”, advirtieron los investigadores, al tiempo que adelantaron que “la modificación genética de animales por inclusión o eliminación de genes nos brinda la posibilidad de generar productos de origen animal imposibles de alcanzar por genética clásica”.

Además, será posible combinar todas estas tecnologías y poder manejar fenotipos complejos, gobernados por muchos genes, hecho este muy difícil de pensar como posible hasta el nacimiento de Rosita ISA, el primer bovino del mundo portador de dos genes humanos.

“Afortunadamente nuestras instituciones están en constante respuesta a estas demandas y mediante una fuerte apuesta al progreso en investigación y a la formación de recursos humanos preparados para este desafío. La utopía de ayer, es el presente en el que trabajamos hoy para lograr los objetivos planteados en un futuro ya no muy lejano”, concluyeron los tres científicos.

El Mejor Camino

Los tres investigadores, que hace pocos años desarrollaron el primer bovino bitransgénico del mundo, consideraron que el mejor camino para lograr este tipo de modificación genética es mediante la utilización de dos mecanismos que usan ciertas bacterias para reconocer secuencias específicas de sus patógenos y modificarlas para poder sobrevivir.

La plataforma genética experimental que el INTA y la UNSAM desarrollarán en los próximos años utilizará estas herramientas de última generación para identificar el gen de la beta-lactoglobulina en células bovinas y modificar su secuencia para impedir la formación de esa proteína durante la lactancia.

De esta forma, en aproximadamente tres años podrían generar un bovino bitransgénico como Rosita ISA que produce proteínas humanas en su leche, con la diferencia de que este nuevo ejemplar tendría altas concentraciones de esas proteínas y no produciría beta-lactoglobulina, lo que generaría una leche hipoalergénica que sería consumida sin inconvenientes para la salud por lactantes que no puedan alimentarse con leche materna.

En este sentido, tanto Mucci como Mutto y Kaiser, coincidieron en que “si bien el tiempo biológico podría ser de tres años, los tiempos de aplicación masiva y difusión comercial son difíciles de calcular, ya que aún la Argentina no cuenta con una estructura legal que contemple el consumo de alimentos provenientes de animales genéticamente modificados”.

En este sentido, tanto Mucci como Mutto y Kaiser, coincidieron en que si bien el tiempo biológico podría ser de tres años, los tiempos de aplicación masiva y difusión comercial son difíciles de calcular.

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Desarrollan una molécula que podría disminuir la carga de Escherichia coli en bovinos

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Investigadores del Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO) y el Instituto de Patobiología Veterinaria (IPVET) desarrollaron una molécula innovadora que podría ayudar a disminuir la presencia de Escherichia coli en el ganado y reducir el riesgo de contaminación de alimentos y agua. El avance apunta a prevenir casos de Síndrome Urémico Hemolítico, una enfermedad que afecta especialmente a niños.

Con aproximadamente 500 casos por año en la Argentina, el Síndrome Urémico Hemolítico (SUH) es la primera causa de insuficiencia renal aguda pediátrica en el país y la segunda de insuficiencia renal crónica. El principal agente causante es Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC) con serotipo O157:H7, una bacteria cuyo principal reservorio son los bovinos. El ganado generalmente no se enferma, pero excreta la bacteria de forma intermitente a través de sus heces, contaminando pasturas, fuentes de agua y, eventualmente, algunos alimentos. Los terneros jóvenes y los animales en etapa de destete son los mayores excretores.

“El principal objetivo era generar anticuerpos que bloqueen el mecanismo de virulencia de esta bacteria para evitar que colonice el intestino de la vaca y que los bovinos dejen de contaminar el ambiente y alimentos”, explicó Mariano Larzábal, investigador del IABIMO (INTA-CONICET).

Después de más de una década de investigación, el equipo identificó dos proteínas clave del sistema de secreción de tipo III (SST3) de EHEC — denominadas EspB e Intimina como los blancos más eficaces para bloquear la colonización intestinal del ganado. Los experimentos iniciales, tanto in vitro como en animales demostraron que anticuerpos dirigidos contra estas proteínas eran capaces de neutralizar uno de los mecanismos de virulencia de la bacteria y reducir significativamente su excreción fecal.

La forma que aplicaron fue fusionar ambas proteínas en una única molécula artificial: Quimera. “La llamamos Quimera porque es la combinación de dos proteínas distintas en una sola molécula que, como tal, no existe en la naturaleza”, comentó Ángel Cataldi, investigador del IABIMO y uno de los impulsores del proyecto.

En ensayos preliminares de respuesta inmune se comprobó que la Quimera proteica es capaz de generar respuesta a nivel de anticuerpos en bovinos y que estos anticuerpos, además de reconocerla, también son capaces de reconocer a las proteínas originales por separado y mantienen la capacidad de disminuir la acción de EHEC O157:H7 en cultivos celulares.

Uno de los desafíos históricos de las vacunas anti-EHEC ha sido convencer al sector ganadero de su utilidad: el bovino no es usualmente afectado por esta bacteria, por lo que vacunar implica un costo sin beneficio directo visible para el productor.

Teniendo en cuenta estos planteos, se ha pensado una alternativa de vacuna que podría mejorar su receptividad y hacerla más económica que una constituida únicamente por subunidades recombinantes. Esto implicaría la expresión de la molécula quimérica en la membrana externa de una bacteria que ya forma parte de una formulación vacunal de interés pecuario, para que de ese modo quede disponible en el exterior del microorganismo y pueda ser detectada por el sistema inmune del animal y no genere un gasto extra para el productor.

El desarrollo ya superó las etapas de laboratorio y modelos animales pequeños. Se está trabajando en la fase de bacterias recombinantes que expresen la quimera. Los resultados preliminares son alentadores y se espera que en la siguiente etapa se pueda probar en animales a campo.

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