Científicos argentinos eliminaron el gen de la vaca loca

Nuevos conocimientos de edición genética también podrían ayudar a producir cerdos con corazones aptos para humanos, vacas con leches especiales para alérgicos y animales más productivos.

Nuevos conocimientos de edición genética también podrían ayudar a producir cerdos con corazones aptos para humanos, vacas con leches especiales para alérgicos y animales más productivos.

La Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA), a través del Laboratorio de Biotecnología Animal, logró eliminar el gen de la vaca loca en embriones a partir de estudios que se realizaron en colaboración con científicos de Alemania y Estados Unidos. El logro representa un avance en el combate de una temida enfermedad que afecta a los bovinos y que se puede transmitir a humanos. Pero, además, el trabajo permitió poner a punto en nuestro país una nueva técnica de edición genética, denominada Crispr-Cas9 (tijera genética), que podría generar nuevos conocimientos en las áreas de la medicina humana y la producción animal.

La investigación fue publicada en la edición de julio de la revista Theriogenology. Su principal autora, Romina Bevacqua, realizó los estudios financiados por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica del Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación (MINCyT). En el proyecto también participaron miembros del Laboratorio de Biotecnología Animal de la FAUBA como Rafael Fernández Martín, Virginia Savy, Natalia Canel y su director, Daniel Salamone. Además, participaron Oscar Taboga y María Inés Gismondi, del INTA Castelar, y Sergio Ferrari, de la Universidad Maimónides. Parte de los trabajos se realizó con la colaboración de Heiner Niemann, investigador del Instituto de Genética de Animales de Granja (FLI, por sus siglas en alemán), Alemania, y con la empresa Recombinetics, de Minnesota, EE.UU. En ambos países, Bevacqua llevó a cabo diferentes estadías posdoctorales.

“Aplicamos esta nueva estrategia de tijeras moleculares para hacer tres tipos de modificaciones en el genoma. Por un lado, introdujimos cambios muy pequeños (mutaciones) como los que ocurren de forma natural, pero de forma dirigida a ciertos genes de interés, que en nuestro caso fue el de vaca loca. Por este motivo, algunos investigadores en el área comenzaron a hablar de evolución acelerada”, informó Bevacqua desde Estados Unidos, al sitio de divulgación científica de la FAUBA, Sobre la Tierra. Allí continúa realizando sus estudios en la Universidad Rockefeller.

“Por otra parte, mostramos que es posible aplicar esta tecnología para insertar un gen de interés de forma precisa en el gen de vaca loca y, finalmente, demostramos que podemos cortar en más de un lugar del gen para eliminar un fragmento grande del mismo o eliminarlo por completo”, añadió.

La vaca loca, o encefalopatía espongiforme bovina, es causada por priones, partículas infecciosas formadas por una proteína capaz de producir enfermedades neurológicas degenerativas. “Al remover ese gen, la vaca no puede ser afectada por esta enfermedad”, afirmó Salamone, y aclaró que la investigación no apuntó a generar un animal, sino a evaluar el uso de herramientas de edición genética para remover genes de un embrión y reemplazarlos por otros de interés. Asimismo, aclaró que la Argentina es un país libre de la enfermedad de la vaca loca, pero que Europa, Estados Unidos y otros países sufrieron grandes problemas.

Los investigadores subrayaron que lograron eliminar en un laboratorio la propensión a ciertas enfermedades y generaron nuevos conocimientos científicos que benefician tanto a los animales como a los humanos, quienes también podrían adquirir esa enfermedad. Salamone y su equipo consideran que están avanzando sobre una nueva generación de animales producidos por este tipo de tratamientos. Sin embargo, para obtener ejemplares vivos resistentes a enfermedades y para que se conviertan en productos comercializables, se requieren más investigaciones e inversiones, además de algunos cambios en la regulación actual.

Edición genética

Hasta la actualidad, las herramientas disponibles de edición genética, desarrolladas hace unos 12 años en Estados Unidos, eran muy costosas y poco eficientes, pese a que mejoraron en los últimos años. “En todos los animales que desarrollamos en estas décadas en el país, los genes que agregamos hasta ahora se ubicaron en cualquier lugar del genoma, de un modo al azar. Con lo cual, a veces no funcionan bien”, dijo el docente de la FAUBA.

La edición genética abre un campo de investigación auspicioso: “Para nuestra investigación utilizamos una nueva tecnología que surgió hace cinco años, muy económica y eficiente, que se llama Crispr-Cas9. A diferencia de las costosas técnicas anteriores, que intentaban sobrescribir el gen, esta herramienta permite editar el genoma de cualquier especie (desde plantas hasta animales) directamente cortando el gen”, detalló.

Y agregó: “Lo atractivo de nuestro trabajo es que no sólo cortamos, como se hizo en la mayoría de las investigaciones que existen hasta ahora, sino que hicimos un cut and paste: cortamos y pegamos un nuevo gen. Por ahora sólo se trató de un indicador, de color verde, pero en el futuro podría ser reemplazado por otros que permitan obtener mayores ventajas”. Esto significa que ahora el gen se posiciona en el lugar exacto elegido por el científico, lo cual asegura una mayor eficiencia. “Damos en el blanco”, dijo Salamone.

“En el caso particular de la vaca loca, basta cambiar un aminoácido (el componente de la proteína que genera la enfermedad) para que ese animal tenga resistencia. Por eso creemos que estas modificaciones sutiles nos permitirán en un futuro reparar enfermedades genéticas u otorgar resistencias”.

Bevacqua amplió la información: “Hasta la fecha, introducir modificaciones genéticas en embriones para generar animales modificados en todas sus células requería de procesos sumamente costosos y complejos, como la clonación. La tecnología Crispr-Cas9 también demostró ser eficiente por inyección directamente en los cigotos, que pueden producirse por vías naturales, como inseminación artificial. Así logramos que el nivel de intervención en el laboratorio sea mucho menor”.

“Si a esto sumamos el hecho de que el sistema puede introducirse como ácido ribonucleico – ARN (que no se ubica en el genoma cuando el objetivo es sólo mutar un gen específico), realmente sólo se introduce un cambio puntual, como podría ocurrir naturalmente, pero direccionado”, dijo. “El 46% de los embriones que analizamos fue específicamente modificado, demostrando el gran potencial de esta técnica. Incluso cuando el objetivo es insertar un gen, ya no sería necesario co-introducir otros genes para seleccionar, como ocurría hasta hace poco”, detalló, aunque consideró que algunas cuestiones técnicas aún requieren ser mejoradas.

Cerdos donantes y leches especiales

Estas tecnologías implementadas en la Argentina pueden ser aplicadas a la actividad agropecuaria, con animales resistentes a enfermedades o con características productivas sobresalientes. Por ejemplo, en Uruguay probaron el Crispr-Cas9 para remover el gen de la miostatina en ovejas (que limita el crecimiento del tejido muscular) y obtuvieron ejemplares con una producción de carne mayor que la tradicional. Con la utilización de una tecnología semejante se generaron bovinos sin cuernos, peligrosos para quienes manejan las vacas, que evitarían la práctica del “descorne”, prohibida en muchas regiones.

Además, esta tecnología permitiría generar animales cuyo destino sería producir medicamentos. “Para esto tendríamos que introducir al genoma una cantidad importante de material genético, con los genes de la medicina que queremos producir, pero también con información para que esa medicina se produzca en un determinado órgano y momento, por ejemplo: en la leche y durante la lactancia”. En este sentido, la tijera genética podría ayudar a suprimir proteínas de la leche que causan alergias en algunas personas: “Podríamos producir una vaca con leche hipoalergénica, que tiene un bajo riesgo de generar reacciones en los humanos que la consuman”.

Además, los investigadores de la FAUBA exploran otras líneas de investigación. Actualmente están enfocados en producir cerdos cuyos órganos podrían trasplantarse a seres humanos sin generar rechazo. “El tipo de tecnología que desarrollamos y probamos en los bovinos con la vaca loca podría ser utilizado para remover muchos de los antígenos que el humano rechaza del cerdo y generar animales compatibles para donarnos sus órganos”, adelantó Salamone,

¿Por qué esta necesidad? Según el Instituto Nacional Central Único Coordinador de Ablación e Implante (INCUCAI), que lleva coordina las donaciones y trasplantes de órganos, tejidos y células, en 2015 se trasplantaron 1370 órganos en la Argentina. No obstante, la lista de espera superaba con creces esa cifra: ese mismo años 7765 personas aguardaban una donación. Así es como desde la FAUBA sostienen que, eventualmente, el trasplante de órganos de otras espacie, como el cerdo, podría convertirse en una solución.

Desafíos en la regulación

Salamone especificó que en el laboratorio de la FAUBA apuntan a generar animales modificados genéticamente que tienen como destino producir medicamentos. No obstante, una de las grandes limitantes a la hora de utilizar una vaca como bioreactor (por ejemplo, como una fábrica de medicina para humanos), más allá de lo tecnológico, se relaciona con las regulaciones necesarias para liberarlos al ambiente y comercializarlos.

Desde el punto de vista legal, el Crispr-Cas9 representa un desafío: “Apostamos a que las regulaciones van a ser más flexibles para esta nueva generación de tecnología, muy exquisita y de alta precisión, que produce animales con modificaciones genéticas, pero que no tienen nada nuevo y nocivo. Estamos siendo punta de lanza, por eso esta nueva legislación aún no está establecida”.

Fuente: FAUBA