Impacto de la edición génica en la producción porcina

Estas metodologías permiten modificar parte del genoma de un ser vivo —ya sea una bacteria, un virus, una planta o un animal— con el fin de mejorar, inhibir o alterar algunas de sus características, dando lugar a un organismo transgénico o a uno editado genéticamente.

  ORGANISMOS TRANSGÉNICOS VS ORGANISMOS EDITADOS GENÉTICAMENTE: UNA DISTINCIÓN CLAVE  

Antes de continuar, es importante aclarar la diferencia entre ambos conceptos, ya que no significan lo mismo:

• Unorganismo transgénicoes aquel al que se le ha añadido un gen externo.
• Un organismo editado genéticamente es aquel cuya secuencia genética ha sido modificada, ya sea eliminando un gen o alterándolo para inhibirlo, potenciar su función o cambiarla, pero sin incorporar genes externos. Es decir, se editan genes sin introducir material genético de otra especie, por lo que no generan un organismo transgénico.

DE LOS PRIMEROS TRANSGÉNICOS A LA INVESTIGACIÓN EN PORCINO

El primer animal transgénico se obtuvo en 1980 cuando el Dr. Jon W. Gordon y sus colaboradores de la Universidad de Yale demostraron que un embrión de ratón en fase unicelular podía incorporar material genético exógeno en sus cromosomas.

Paralelamente, otro grupo de investigadores descubrió ciertas proteínas responsables de que el virus del Síndrome Reproductivo y Respiratorio Porcino (vPRRS) pudiera acceder e infectar los pulmones de los cerdos.

Fue entonces cuando el Dr. Rowland y sus colaboradores plantearon la hipótesis de que la entrada eficiente del virus depende de su interacción con receptores celulares, en este caso el CD163, un receptor eliminador rico en cisteína presente en los macrófagos alveolares porcinos (MAP).

NUMEROSOS ESTUDIOS HAN CONFIRMADO DESDE ENTONCES LA FUNCIÓN ESENCIAL DEL CD163 EN LA INFECCIÓN POR EL VPRRS

  OBJETIVOS ACTUALES DE LA EDICIÓN GÉNICA EN PORCINO  

Actualmente, las investigaciones de edición génica en la especie porcina tienen cuatro objetivos principales:

• Producir animales resistentes a diferentes enfermedades de impacto productivo y económico.
• Mejorar la ganancia media diaria de peso, con la consecuente reducción de la conversión alimenticia.
• Obtener animales transformados en biorreactores para la producción de proteínas humanas en la glándula mamaria.
• Producir órganos aptos para su trasplante en seres humanos.

  EJEMPLO CLAVE: RESISTENCIA AL PRRS  

En el sector porcino, el PRRS representa una de las infecciones más costosas en todos los países donde está presente. Por ello, el desarrollo de cerdos resistentes al PRRS representa un avance de gran relevancia, pudiendo resumirse sus beneficios en:

• Mayor bienestar animal.
• Mayor productividad a un menor coste.
• Suministro constante de proteína inocua y de alto contenido proteico a la cadena alimenticia mundial.

MÁS DE DOS DÉCADAS DE INVESTIGACIÓN EN EDICIÓN GÉNICA PORCINA

Esta tecnología comenzó a aplicarse en la especie porcina hace más de 20 años, a raíz de una investigación realizada en la Universidad de Missouri por el Dr. Bob Rowland y su equipo.

En aquel estudio publicaron un artículo sobre la eliminación de una proteína mediante edición génica en cerdos, con el objetivo de que sus órganos pudieran emplearse para trasplantes en humanos.

  HERRAMIENTAS DISPONIBLES PARA LA EDICIÓN DEL GENOMA  

  CRISPR-CAS9: LA HERRAMIENTA MÁS PROMETEDORA  

Gracias a ello, ha tenido un impacto decisivo en la investigación porcina, al posibilitar la obtención de razas de cerdos resistentes a diferentes enfermedades.

La tecnología CRISPR-Cas9 se emplea en cerdos como herramienta en la investigación biomédica, tanto para modelar enfermedades humanas como para avanzar en el desarrollo de órganos destinados a trasplantes.

Los investigadores adaptaron este mecanismo de defensa inmunitaria para aplicarlo a la edición del ADN (Figura 2), creando una pequeña molécula de ARN con una secuencia “guía” corta que se une de forma específica a una secuencia objetivo del ADN de una célula, de manera similar a los segmentos de ARN que las bacterias producen a partir de los arreglos CRISPR.

Este ARN guía también se acopla a la enzima Cas9 y, al introducirse en las células, permite reconocer la secuencia de ADN deseada.

La enzima Cas9 actúa entonces cortando el ADN en la ubicación objetivo, replicando así el proceso natural observado en las bacterias. Aunque Cas9 es la enzima más utilizada, también pueden emplearse otras, como Cpf1.

Tras el corte del ADN, los investigadores aprovechan la propia maquinaria de reparación celular para añadir o eliminar fragmentos de material genético, o bien para sustituir un segmento existente por una secuencia personalizada.

  APLICACIONES ACTUALES DE LA TECNOLOGÍA CRISPR-CAS9 EN PORCINO  

La tecnología CRISPR-Cas9 se ha utilizado y refinado en porcino para distintas aplicaciones, que van desde la resistencia a enfermedades hasta la mejora del crecimiento y la investigación biomédica:

• Síndrome Reproductivo y Respiratorio Porcino (PRRS): la tecnología CRISPR-Cas9 se ha empleado para desactivar el receptor CD163 presente en las células de los cerdos, utilizado por ambos genotipos del virus del PRRS para penetrar en los macrófagos e iniciar la infección.
• Peste Porcina Africana (PPA): los investigadores trabajan en el uso de la tecnología CRISPR-Cas9 para introducir una variación en el gen RELA con el objetivo de aumentar la resistencia de los cerdos frente a esta enfermedad.
• Infecciones por Coronavirus: la tecnología CRISPR-Cas9 se ha utilizado para editar un receptor del virus de la gastroenteritis transmisible (TGEV), con el fin de limitar su capacidad de infectar a los cerdos.
• Retrovirus Endógeno Porcino (PERV): la tecnología CRISPR-Cas9 se ha utilizado para inactivar el PERV presente en el genoma porcino, reduciendo así el riesgo de transmisión viral en caso de trasplantes de órganos a humanos.
• Crecimiento muscular (miostatina porcina, MSTN): mediante CRISPR-Cas9 se ha logrado alterar el gen MSTN (gen de la miostatina) que regula el desarrollo muscular, con el objetivo de mejorar el crecimiento y aumentar la masa magra en los cerdos.

  DESAFÍOS DE LA EDICIÓN GÉNICA  

El desarrollo de la edición génica no está exento de limitaciones y plantea actualmente diversos retos científicos, técnicos y éticos.

1 Métodos efectivos para transferir la tecnología: uno de los principales obstáculos es encontrar formas seguras y eficientes de administrar la maquinaria de edición de genes directamente en las células objetivo dentro del organismo. Aunque suelen emplearse vectores virales, estos pueden desencadenar respuestas indeseadas.

2 Respuesta inmunitaria: el sistema inmunitario puede reconocer los componentes de edición genética como elementos extraños y atacarlos, reduciendo la eficacia de la terapia.

3 Mezcla o mosaicismo: existe la posibilidad de que no todas las células de un tejido sean editadas con éxito, lo que genera una combinación de células modificadas y no modificadas que compromete el resultado final.

4 Consideraciones éticas: es necesario reflexionar sobre cómo debe o no utilizarse esta tecnología y quién debería tener acceso a ella.

5 Consecuencias imprevistas: aún no se conocen completamente todas las implicaciones de los cambios genéticos. Incluso en aplicaciones bien dirigidas, pueden aparecer efectos inesperados a largo plazo.

6 Marco legislativo: la normativa sobre edición génica se encuentra en proceso de desarrollo y varía entre países y regiones, una situación que genera incertidumbre sobre la aplicación práctica de estas tecnologías y condiciona su adopción en los sistemas productivos.

  PERSPECTIVAS DE FUTURO Y ACEPTACIÓN SOCIAL  

Mirando hacia el futuro, la edición genómica basada en nucleasas tiene el potencial de revolucionar al sector porcino a través de la producción de cerdos modificados genéticamente, ampliando sus aplicaciones en distintos ámbitos de investigación.

Al mismo tiempo, el proceso regulatorio se encuentra en plena transición a nivel mundial, tanto para los productos destinados al consumo local como para aquellos orientados a los mercados de exportación.

La mayoría de los consumidores no están familiarizados con la edición génica y, entre quienes sí lo están, persisten ciertas dudas o preocupaciones sobre su uso en productos porcinos.

No obstante, la aceptación por parte de los consumidores podría evolucionar a medida que aumente la educación y la comprensión de los beneficios que aporta su aplicación en los sistemas de producción, especialmente cuando los productos estén disponibles de forma comercial.