NUEVAS HERRAMIENTAS MOLECULARES PARA EL MEJORAMIENTO GENÉTICO

Publicado por: Alberto de los Santos , el día 2018-09-28, a las 17:45:53

Jorge Quiroz Valiente1 Lorenzo Granados Zurita1 1 INIFAP-Tabasco Agro Región

Por definición, el mejoramiento genético tiene como finalidad incrementar la productividad, la resistencia al medio ambiente y a las enfermedades presentes en el mismo, generando una mejor adaptación de las especies animales. Desde el punto de vista zootécnico, existen varias disciplinas que ayudan a lograr este objetivo. El uso de la tecnología en las explotaciones bovinas del trópico, se ha desarrollado lentamente. Por ejemplo, durante la década del 70, el descubrimiento de las prostaglandinas y su aplicación para controlar el ciclo estral significaron un gran avance en el control reproductivo de los bovinos; desde entonces se comenzaron a implementar protocolos de Inseminación a tiempo fijo, y es ahora que recientemente se utilizan a mayor escala, promovidos por el apoyo de los equipos de ultrasonido.

En el caso del mejoramiento genético, la tecnología CRISPR (Jinek et al., 2012) es una herramienta simple pero potente para editar genomas. Surge como una respuesta de las bacterias a los fagos que son las entidades biológicas más abundantes en la tierra y suponen un desafío constante para sus huéspedes bacterianos. Por lo tanto, las bacterias han desarrollado este sistema CRISPR que le proporciona inmunidad adquirida, heredable, específica contra la secuencia al fago y otros elementos adquiridos horizontalmente, como los plásmidos (Richter et al., 2012).

Esta técnica, permite a los investigadores alterar fácilmente las secuencias de ADN y modificar la función de los genes. Sus variadas aplicaciones potenciales incluyen la corrección de defectos genéticos, el tratamiento y la prevención de la propagación de enfermedades y la mejora de los cultivos agrícolas. La técnica consiste en el diseño de una molécula de ARN (CRISPR o ARN guía) que luego va a ser insertada en una célula. Una vez dentro reconoce el sitio exacto del genoma donde la enzima Cas9 deberá cortar. Posteriormente, se incorpora una secuencia concreta exactamente en el sitio original de corte. Para esto, debe de darle a la célula la secuencia que se desea que se integre en el ADN.

Sin embargo, su promesa también plantea interrogantes éticas. Las siglas CRISPR/Cas9 provienen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, en español “Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas.” La segunda es el nombre de una serie de proteínas, principalmente unas nucleasas (cortadores del ADN), que las llamaron así por CRISPR associated system (es decir: “sistema asociado a CRISPR”). Es la herramienta de ingeniería genómica más versátil creada en la historia de la biología molecular hasta la fecha. La capacidad de este sistema para editar diversos tipos de genoma con una facilidad sin precedentes ha causado considerable emoción y alarma en toda la comunidad biomédica internacional.

A partir de mayo de 2018, en China al menos 86 personas han participado en ensayos clínicos que alteran sus genes (https://www.wsj.com/articles/china-unhampered-by-rules-races-ahead-in-gene-editing-trials-1516562360).

La Academia Nacional de Ciencias y la Academia Nacional de Medicina lanzaron una iniciativa en 2015 para informar la toma de decisiones relacionadas con los avances recientes en la investigación de la edición del genoma humano. Es importante destacar que el Comité favoreció la edición del genoma somático, pero no permitió la modificación genómica para ningún tipo de mejora, es decir no se permitió modificar las células germinales.

CRISPR-Cas9 ha revolucionado la generación de animales transgénicos. Este sistema ha demostrado alta eficiencia y facilidad de uso sin precedentes, lo que reduce el tiempo y el costo necesarios para la edición del genoma con modificaciones genéticas más extensas. También se ha demostrado que es aplicable a una amplia variedad de animales, desde metazoos de ramificación temprana hasta primates. Se han realizado sondeos del genoma en organismos modelo, se han construido modelos precisos de enfermedades humanas y se han probado y validado terapias potenciales en modelos animales. Varios logros en la modificación genética de animales se han traducido en productos para las industrias agrícola y farmacéutica. Con base en el progreso notable hasta la fecha, se puede anticipar que en el futuro, la tecnología CRISPR-Cas9 permitirá avances adicionales de largo alcance, incluyendo la comprensión de las bases de enfermedades con orígenes genéticos complejos, ingeniería de animales para producir órganos para el trasplante humano y genéticamente transformando poblaciones enteras de organismos para prevenir la propagación de enfermedades (Shrock & Güell, 2017).

Con el rápido desarrollo de la biología molecular y las disciplinas relacionadas, la cría de animales ha pasado de la cría convencional a la crianza molecular. La selección asistida por marcadores y la selección genómica se han convertido en prácticas dominantes en la cría molecular de ganado. Sin embargo, estas técnicas solo usan información de variación genómica pero no información multiómica (proteómica, metabolómica, etc.), por lo que no explican completamente la base molecular de las variaciones fenotípicas en rasgos complejos (Yang et al., 2017).

La edición del genoma en especies animales grandes tiene aplicaciones prácticas tremendas, desde modelos más precisos para la investigación médica a través del bienestar animal mejorado y la eficiencia de la producción. Aunque la modificación genética en animales grandes tiene una historia de 30 años, hasta hace poco los problemas técnicos limitaban su utilidad. Los métodos originales-inyección pronuclear e integración de virus-estuvieron plagados de problemas asociados con baja eficiencia, silenciamiento, mala regulación de la expresión génica y variabilidad asociada con la integración aleatoria (West & Gill, 2016).

El término "organismos genéticamente modificados” (OGM) se ha convertido en un tema controvertido, ya que sus beneficios para los productores de alimentos y los consumidores se acompañan de posibles riesgos biomédicos y efectos ambientales secundarios. Las crecientes preocupaciones del público sobre los OMG, particularmente en forma de alimentos genéticamente modificados, están dirigidas a los problemas de salud a corto y largo plazo que pueden resultar de esta biotecnología avanzada. Se están llevando a cabo estudios complejos en todo el mundo de forma independiente para evaluar las ventajas y desventajas de los alimentos GM. La tecnología está avanzando más rápido que las dudas que nos generan.