La edición génica está revolucionando la producción porcina a nivel internacional, con aplicaciones que van desde la mejora de la resistencia a enfermedades hasta la optimización del crecimiento y el uso de los animales en investigación biomédica. Este artículo ofrece una visión de los avances más destacados y su potencial para transformar el futuro del sector.
DE LOS MÉTODOS TRADICIONALES A LA BIOTECNOLOGÍA
En el pasado, los métodos tradicionales para la mejora productiva de los cerdos, como la valoración visual —que evalúa a los animales en función de su apariencia— y la selección genómica —que emplea marcadores genéticos para identificar genes relacionados con rasgos como el crecimiento, el tamaño de la camada y la eficiencia alimenticia—, han permitido el desarrollo de diversas razas de alto valor productivo con elevado rendimiento reproductivo y excelentes características de calidad de canal, a las que se suman actualmente líneas más tolerantes y/o resistentes frente a determinadas enfermedades, retos de manejo y factores medioambientales. Sin embargo, estos métodos son lentos y no siempre exitosos.
En este contexto, el rápido desarrollo de la biotecnología ha permitido importantes avances en diferentes ámbitos, entre ellos, la medicina y la producción agropecuaria.
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
- 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.
HERRAMIENTAS DISPONIBLES PARA LA EDICIÓN DEL GENOMA
|
|
Estas tecnologías permiten añadir, eliminar o modificar material genético en regiones específicas del genoma. |
CRISPR-CAS9: LA HERRAMIENTA MÁS PROMETEDORA
El sistema CRISPR-Cas9 ha despertado gran entusiasmo en la comunidad científica, ya que es más rápido, económico, preciso y eficiente que otros métodos de edición del genoma.
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.
|
La tecnología CRISPR-Cas9 se adaptó a partir de un sistema natural de edición del genoma que las bacterias utilizan como mecanismo de defensa inmunitaria. Cuando se infectan con un virus, estas capturan pequeños fragmentos de ADN del invasor y los incorporan a su propio genoma en un patrón específico, formando segmentos conocidos como arreglos CRISPR. Los arreglos CRISPR permiten que las bacterias “recuerden” a los virus, o a otros estrechamente relacionados y, si estos vuelven a atacar, producen segmentos de ARN a partir de dichos arreglos para reconocer y unirse a regiones específicas del ADN viral.
|
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.
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.
|
En el caso de los ingredientes elaborados mediante biotecnología, un estudio de McKinsey y col. (2024) señaló que la mayoría de los consumidores estaban dispuestos a probar alimentos y bebidas percibidos como más saludables, de mejor o igual sabor y más sostenibles que las opciones tradicionales. El tiempo dirá… |
