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La técnica genética para producir machos subrogados da un importante paso adelante


El investigador de la Universidad del Estado de Washington Jon Oatley. (Imagen: WSU).El investigador de la Universidad del Estado de Washington Jon Oatley. (Imagen: WSU).

La Universidad del Estado de Washington (WSU) anunció a través de un comunicado que los investigadores por primera vez han conseguido animales machos de ganado porcino, caprino y bovino que pueden servir como padres subrogados, es decir, que producen espermatozoides que llevan únicamente los rasgos genéticos de animales donantes.

El avance, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences el 14 de septiembre, podría acelerar la propagación de características deseables en el ganado y mejorar la producción de alimentos para una población mundial en crecimiento. También permitiría a los criadores de regiones remotas un mejor acceso al material genético de animales de élite de otras partes del mundo y permitiría una reproducción más precisa en animales como las cabras, en las que es difícil utilizar la inseminación artificial.

El estudio es el resultado de seis años de trabajo colaborativo entre investigadores de WSU, la Universidad Estatal de Utah, la Universidad de Maryland y el Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido.

Mejorará la eficiencia de la producción de alimentos

“Con esta tecnología, podemos lograr una mejor difusión de los rasgos deseables y mejorar la eficiencia de la producción de alimentos. Esto puede tener un gran impacto al abordar la inseguridad alimentaria en todo el mundo”, dijo Jon Oatley, biólogo reproductivo de la Facultad de Medicina Veterinaria de WSU. "Si podemos abordar este problema genéticamente, significa menos agua, menos alimento y menos antibióticos que debemos utilizar en los animales".

Un equipo de investigación dirigido por Oatley utilizó la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 para eliminar un gen específico de la fertilidad masculina en los embriones animales que se criarían para convertirse en padres subrogados.

Los machos nacieron estériles, pero comenzaron a producir espermatozoides después de que los investigadores trasplantaran células madre de animales donantes en sus testículos. El semen que produjeron los padres subrogados contenía solo el material genético de los animales donantes seleccionados.

El proceso de edición de genes empleado en este estudio busca provocar cambios dentro de una especie animal que podrían ocurrir de forma natural, como la infertilidad.

Los machos nacieron estériles pero sanos

Los investigadores utilizaron CRISPR-Cas9 para producir ratones, cerdos, machos cabríos y toros que carecían de un gen llamado NANOS2 que es específico para la fertilidad masculina. Los machos crecieron estériles pero por lo demás sanos, por lo que cuando recibieron trasplantes de células madre productoras de esperma de otros animales, comenzaron a producir espermatozoides derivados de las células del donante.

Se confirmó que los padres subrogados tenían semen del donante activo. En el caso de los ratones, los padres sustitutos engendraron descendencia sana que portaba los genes de los ratones donantes. Los animales más grandes aún no se han criado. El laboratorio de Oatley está perfeccionando el proceso de trasplante de células madre antes de dar el siguiente paso.

Este estudio proporciona una poderosa prueba de concepto, dijo el profesor Bruce Whitelaw del Instituto Roslin. “Esto le muestra al mundo que esta tecnología es real. Se puede usar”, declaró. "Ahora tenemos que seguir y averiguar cuál es la mejor manera de usarlo de manera productiva para ayudar a alimentar a nuestra creciente población".

Superar las limitaciones de la selección genética

Los científicos han estado buscando una manera de crear machos subrogados durante décadas para superar las limitaciones de la selección genética y la inseminación artificial, herramientas que requieren la proximidad de los animales o un control estricto de su movimiento, y en muchos casos, ambos.

La inseminación artificial es común en el ganado lechero que a menudo está confinado, por lo que su comportamiento reproductivo es relativamente fácil de controlar, pero el procedimiento rara vez se usa con ganado de carne que necesita moverse libremente para alimentarse. Para los cerdos, el procedimiento también requiere que los animales estén cerca, ya que el esperma de cerdo no sobrevive bien a la congelación. En las cabras, la inseminación artificial es bastante problemática y podría requerir un procedimiento quirúrgico.

La tecnología del macho subrogado podría resolver esos problemas, ya que los sustitutos entregan el material genético del donante de forma natural, a través de la reproducción normal. Esto permite a los ganaderos y pastores permitir que sus animales interactúen normalmente en el campo.

Los donantes y los sustitutos no necesitan estar cerca el uno del otro, ya que el esperma congelado del donante o el propio animal sustituto pueden enviarse a diferentes lugares. Además, las hembras sin NANOS2 siguen siendo fértiles, ya que el gen solo afecta la fertilidad de los machos, y podrían criarse para generar machos estériles de manera eficiente para usarlos como toros sustitutos.

Tecnología de gran potencial

Esta tecnología tiene un gran potencial para ayudar al suministro de alimentos en lugares del mundo en desarrollo, donde los pastores todavía tienen que depender de la selección genética para mejorar su ganado, dijo Irina Polejaeva, profesora de la Universidad Estatal de Utah.

"Las cabras son la fuente número uno de proteínas en muchos países en desarrollo", dijo Polejaeva. "Esta tecnología podría permitir una difusión más rápida de rasgos específicos en las cabras, ya sea resistencia a enfermedades, mayor tolerancia al calor o mejor calidad de la carne".

La tecnología de machos subrogados también podría abrir una nueva opción para la conservación genética de especies en peligro de extinción, cuyo número cada vez menor deja a las comunidades animales aisladas unas de otras, limitando su diversidad genética.

Problemas legales y de percepción pública

Sin embargo, ninguno de los beneficios de los padres sustitutos puede realizarse sin cambios en el panorama actual de las regulaciones gubernamentales y la percepción pública.

Incluso cuando la tecnología es lo suficientemente avanzada para la comercialización, los padres sustitutos modificados genéticamente no podrían usarse en la cadena alimentaria en ningún lugar del mundo bajo las regulaciones actuales, aunque su descendencia no sería modificada genéticamente.

Esto se debe en parte a las percepciones erróneas de que la edición de genes es lo mismo que la controvertida manipulación de genes, dijo Oatley. La edición de genes implica realizar cambios dentro de una especie que podrían ocurrir naturalmente. No combina ADN de diferentes especies.

Oatley reconoce que hay mucho trabajo por hacer fuera del laboratorio y recientemente se unió al Grupo de Trabajo Nacional sobre Edición Genética en Ganadería para reunir a investigadores, representantes de la industria, bioeticistas y legisladores para encontrar un camino a seguir para la tecnología.

"Incluso si toda la ciencia está terminada, la velocidad a la que esto se puede poner en acción en la producción ganadera en cualquier parte del mundo estará influenciada por la aceptación social y la política federal", dijo Oatley. "Al trabajar con los legisladores y el público, podemos ayudar a proporcionar información que asegure al público que esta ciencia no conlleva los riesgos que otros métodos conllevan".

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