Animales transgénicos
La posibilidad que un animal adquiera de manera artificial una característica específica no es imposible. Actualmente la ciencia ha conseguido desarrollar el mecanismo que permite crear animales transgénicos y este logro ha sido totalmente novedoso en la historia de la evolución de los organismos.
Antes de comenzar a hablar de los animales transgénicos tenemos que aclarar que estos son una clase específica de organismos modificados genéticamente (OMG).
Según la Comunidad Europea, los OMG son aquellos cuyo ADN ha sido modificado de forma artificial mediante técnicas de ingeniería genética. A su vez, pueden ser de distintas clases por ejemplo, aquellos a los que se les ha introducido uno o más genes (inserciones) o los que se les ha quitado o anulado uno o más genes propios (deleciones o silenciamiento génico).
Los animales más grandes, como ovejas, cabras, cerdos y vacas pueden modificarse genéticamente gracias al desarrollo de las técnicas de clonación.
Por su parte, los animales transgénicos son aquellos a los que se les ha incorporado, en forma artificial, un gen foráneo en su genoma y como resultado adquieren características deseables específicas. El gen incorporado es un segmento de ADN (perteneciente a otra especie) que se denomina transgen.
En 1982 se obtuvieron los primeros animales transgénicos, eran "súper ratones". Éstos tenían incorporado un gen obtenido de ratas, que codifica para la hormona de crecimiento. En consecuencia, el ratón transgénico producía mucha más hormona de crecimiento que el ratón "silvestre", por lo cual se veía bastante más grande.
El éxito en este experimento significó una verdadera revolución ya que se comprobó que un gen de una especie podía introducirse en otra especie, integrarse al genoma del receptor, y expresarse, produciendo así un organismo que manifiesta la característica asociada.
La biotecnología incluye "cualquier técnica que utilice organismos vivos o parte de esos organismos para fabricar o modificar productos, mejorar plantas o animales o para desarrollar microorganismos para usos específicos" (Rodríguez-Villanueva, 1986).
Actualmente, si bien la modificación genética está mucho más extendida en la biotecnología vegetal, debido a que la manipulación genética en animales es mucho más compleja, se han logrado numerosos éxitos en este campo.
¿Cómo se obtienen los organismos transgénicos?
Existen diferentes técnicas para la obtención de animales transgénicos.
Técnica de microinyección
Es la técnica que se ha empleado en los primeros ensayos para la obtención de animales transgénicos. El transgen se inyecta con una microaguja en el pronúcleo de un ovocito fertilizado. El ADN foráneo se insertará al azar y generalmente en varias copias. Este ovocito fertilizado lleva la nueva información genética y se transfiere a una hembra receptora para que continúe el desarrollo.
Con el uso de esta técnica fue posible la obtención de diferentes animales transgénicos, como por ejemplo, ratones, conejos, ovejas, cerdos, cabras y vacas, todos ellos capaces de producir proteínas de alto valor biológico.
En el Instituto Roslin de Escocia donde se creó a Dolly lograron ovejas que producen alfa-1 antitripsina humana, una sustancia que podría ser útil para los pacientes con fibrosis quística.
Técnica de recombinación homóloga
Esta técnica se basa en el proceso de meiosis en el cual se recombinan secuencias homólogas de ADN, es decir, que se intercambia material genético entre esas regiones. Es utilizada básicamente para estudiar las funciones de ciertos genes.
Consiste en insertar el gen de interés aprovechando las regiones con homología entre el ADN (cromosómico) del animal y el transgen. La ventaja de esta técnica es que permite ser más específico en cuanto a la región en la que se inserta el transgen. Esta técnica no se puede emplear en embriones, por lo cual debe realizarse en células madre embrionarias.
La desventaja del método es que solamente se puede aplicar en ratones porque es de la única especie de la que se pueden obtener células madre embrionarias. Sin embargo, es útil para inactivar ciertos genes, estudiar la función de los genes propios del animal y también simular enfermedades humanas para su estudio o posterior desarrollo de terapias.
Transferencia nuclear
La técnica se basa en la incorporación del material genético de una célula, perteneciente al animal que se quiere clonar, dentro de un ovocito al cual se le ha removido su material genético (proceso denominado enucleación). La transferencia nuclear asegura que la totalidad de los animales obtenidos sean transgénicos, de modo que los animales transmitirán el transgen a la siguiente generación. Esta técnica fue utilizada para la obtención de la oveja Dolly (Wilmut et al., 1997).
No es fácil obtener animales transgénicos, ya que son necesarios muchos intentos para lograr éxito, y el costo es alto, pero indudablemente tienen un gran valor potencial.
Vectores retrovirales
Todos los virus son capaces de introducir su material genético en una célula huésped como parte de su ciclo de replicación. Un retrovirus es un tipo de virus que presenta un genoma de ácido ribonucleico (ARN) que se replica en la célula receptora. La transfección con los retrovirus modificados se suele realizar sobre embriones en estado temprano de desarrollo que luego se implantan en el útero de una hembra receptora. Las crías resultantes son analizadas para localizar aquellos individuos que tienen el transgen integrado en sus células reproductoras, y estos serán cruzados convenientemente para conseguir una estirpe de animales totalmente transgénicos, es decir, homocigóticos para el transgen en todas sus células.
Electroporación de cigoto
Para llevar a acabo esta técnica se aplica un voltaje elevado a las células que se desean transformar, es decir incorporar el ADN foráneo. Los cigotos (célula resultante de la unión del gameto femenino con el gameto masculino) despolarizan sus membranas plasmáticas y generan poros muy pequeños por los que penetran las moléculas de ADN. Esta técnica se diferencia del resto porque es muy eficiente, aunque es difícil realizar un ajuste fino para asegurar la viabilidad de las células.
Aplicaciones
- Para fabricar medicamentos: granjas farmacéuticas
Los animales pueden funcionar como "fábricas productoras de medicamentos", por ejemplo, una hembra de mamífero puede producir en su leche proteínas adicionales que se pueden usar como medicamento. También la leche puede funcionar como alimento con un contenido aumentado de vitaminas u otros suplementos dietarios.
Así, por ejemplo, se lograron vacas que producen lactoferrina o insulina, y cabras que fabrican antiprotrombina, una sustancia que controla la coagulación de la sangre. En el Instituto Roslin de Escocia donde se creó a Dolly, lograron ovejas que producen alfa-1 antitripsina humana, una sustancia que podría ser útil para los pacientes con fibrosis quística. Hay compañías que quieren fabricar anticuerpos en la leche de cabras, en tanto otras buscan usar ovejas transgénicas para producir proteínas humanas que sirvan para tratar enfisemas.
Conseguir animales transgénicos requiere de muchos intentos para lograr éxito y el costo es alto. Pero con el desarrollo de la clonación se pueden obtener rebaños de animales idénticos que producen un mismo producto. Así, en julio de 1997, nació Polly, la primera oveja clon transgénica que en su leche se encuentra el factor IX, este se usa para tratar un tipo de hemofilia. Actualmente se han establecido granjas farmacéuticas en las que se crían ovejas, cabras, vacas o cerdos transgénicos que producen en su leche proteínas terapéuticas humanas. Con la técnica de clonación, los investigadores del Instituto Roslin obtuvieron por vez primera en 1997 ovejas transgénicas a las que se les había introducido el gen humano que codifica para el factor IX de coagulación de la sangre (Schnieke et al., 1997).
En el 2011 se obtuvo en Argentina el primer bovino bitransgénico en el mundo que produce leche de alto valor nutricional para los lactantes (Mucci et al., 2011). Esta vaca se llama Rosita ISA, fue creada con genes bovinos y humanos, y es capaz producir leche similar a la materna. Los investigadores estiman que hay grandes posibilidades de que los descendientes de Rosita ISA sean portadores de los genes y puedan producir leche maternizada.
- Para transplantes
El xenotransplante es el proceso de trasplantar órganos, tejidos y células entre especies diferentes. Por medio del mismo se podría resolver el problema de la escasez de órganos para transplantar. A su vez, la biotecnología podría lograr que los xenotrasplantes sean exitosos si se logra evitar el rechazo que normalmente le producen al cuerpo humano los cuerpos extraños.
Actualmente se está trabajando con cerdos ya que sus órganos tienen el tamaño adecuado y existe mucha experiencia con respecto a su crianza. Para camuflar o disimular la naturaleza extraña de estos órganos se los "humaniza", por medio de la ingeniería genética.
El riesgo que más preocupa es el contagio de nuevas enfermedades en los transplantados. Ciertos virus animales son capaces de infectar células humanas. Entre ellos se encuentran ciertos retrovirus porcinos endógenos (Fano, 2000) que son inofensivos para sus huéspedes pero potencialmente letales para otras especies. El riesgo se debe a la patogenicidad de ciertos virus que saltan las barreras específicas y varían en forma impredecible.
Hanson (1999) plantea que el xenotrasplante "representa una amenaza potencial a la salud pública aunque provea un beneficio a pacientes individuales".
Para pensar
Los beneficios que está trayendo la utilización de animales modificados genéticamente en el plano científico y sanitario es evidente, y en el futuro se pueden producir significativas aplicaciones para la industria. Sin embargo, la ética en la biotecnología es un tema muy delicado. Al respecto se está debatiendo si los procedimientos actuales de transgenia en animales están completamente controlados y qué riesgos sobre la seguridad ambiental y sobre la salud de los seres humanos o de otras especies animales pueden causar estos procedimientos.