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INTA
Argentina | Buenos Aires | 05-12-2018

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Investigadores de la UNSAM y el INTA logran un avance clave en la edición génica de bovinos   
Adrián Mutto, docente e investigador del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas, y científicos del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria lograron editar el genoma de embriones bovinos para evitar la producción de una proteína que se encuentra en la leche y es la principal causante de alergia en seres humanos. Es la primera vez que se aplica la tecnología de “tijeras génicas” con este propósito.
Agencia TSS ( Argentina )
Nadia Luna
La leche de la vaca es un alimento clave durante los primeros años de vida por su aporte de calcio para el crecimiento de los huesos. Sin embargo, se estima que uno de cada veinte niños es alérgico a la leche de vaca y sus derivados. En algunos casos, el problema se revierte en la adultez, mientras que en otros la intolerancia es de por vida. La “culpable” de esta afección es una proteína llamada beta-lactoglobulina, que corresponde al 50 % de las proteínas que componen el suero de la leche. Esto sucede porque, al no estar presente en humanos, el sistema inmune de algunas personas la detecta como algo potencialmente peligroso y genera una reacción alérgica que irrita el tracto digestivo.

Científicos de la UNSAM y del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) trabajan desde hace años en la obtención de vacas productoras de leche hipoalergénica y lograron un importante avance. Este año nacieron las primeras cuatro terneras “editadas” con la tecnología CRISPR, también conocida como “tijeras génicas”. Por primera vez en el mundo, los científicos la usaron para intentar apagar —es decir, evitar que se exprese— el gen de la beta-lactoglobulina con resultados alentadores. Si bien aún no consiguieron silenciarlo por completo, recientemente comprobaron que se produjeron cambios en tres de cuatro animales.

Las terneras nacieron entre marzo y julio de este año. Para evitar que la proteína se exprese es necesario que la edición se logre en los dos alelos –las formas alternativas que puede tener ese mismo gen–y en todas sus células. Mutto estima que la probabilidad de éxito de esta técnica es de entre un 30 % y un 40 % y, en esta primera tanda de vacas editadas, los resultados fueron los siguientes: la primera ternera no presentó cambios en el genoma; la segunda y la tercera tuvieron modificaciones en uno de los alelos pero no en todas sus células; mientras que en la cuarta se confirmó la edición del gen en uno de los alelos y en todas sus células.

El equipo de investigación está compuesto por Adrián Mutto (UNSAM), Nicolás Mucci y Germán Kaiser (INTA). Además, cuentan con la colaboración de Pablo Ross, investigador argentino en la Universidad de California en Davis (Estados Unidos) con quien aprendieron a utilizar la técnica. En 2011, Mutto, Mucci y Kaiser ya habían sido noticia por convertirse en los creadores de Rosita ISA, la primera vaca bitransgénica del mundo capaz de producir dos proteínas humanas en su leche: lisozima y lactoferrina.

La investigación forma parte del proyecto “Biotecnología y genómica aplicada al sector pecuario” del INTA y además recibió fondos de un proyecto PICT 2015 otorgado al Instituto de Investigaciones Biotecnológicas (IIB-INTECH) del CONICET y de la UNSAM, proveniente de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT) del ex Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación (MINCYT).

Tras el nacimiento de las terneras “editadas”, los científicos buscan ir un paso más allá. En vez de introducir genes foráneos, identifican el gen responsable de la alergia en humanos y lo recortan mediante ingeniería genética para que no produzca la proteína. Mutto lo explica así: “Es como si la célula fuera un libro de cocina. Si le arrancamos una hoja, no vamos a poder hacer esa receta porque no tenemos las instrucciones”.

¿Por qué decidieron usar esta técnica?

La principal ventaja es que las vacas no son transgénicas: simplemente se les apaga un gen. Con Rosita habíamos logrado obtener leche modificada de alto valor nutricional, pero esa tecnología ya quedó vieja y tiene un componente negativo que es la presión social de tener un animal transgénico con fragmentos de ADN que no le son propios. En 2013, en Estados Unidos, unos científicos que estudiaban el sistema inmune bacteriano descubrieron que puede ser usado para ingeniería genética, es decir, para poder cortar, apagar y prender genes. La técnica, conocida como CRISPR, permite hacer cortes en el ADN con mucha precisión.

¿Cómo reacciona la célula ante ese cambio?

Como todas las células tienen una maquinaria de alarma y reparación de ADN; automáticamente se activa un mecanismo de reparación de ese corte. Esto hace que cambie el marco de lectura de ese gen porque hay instrucciones que ya no están. En realidad, el ser humano viene modificando animales desde que existen los animales domésticos. Hace muchos años, una vaca lechera daba 30 litros de leche y hoy da 60. Eso es mejoramiento genético que llevó 50 años de cruzamiento entre especies. Lo que hacemos nosotros es de un generación a otra. ¿Qué consecuencias tiene para la vaca? Ninguna. Solo que va a producir leche sin una proteína y las personas alérgicas van a poder consumirla sin problemas.

Con esta técnica, “apagar” un gen parece algo muy sencillo, aunque imagino que no lo es. ¿Cómo lo hacen?

Primero hay que conocer la secuencia de ese gen. En este caso, la secuenciación completa del genoma bovino ya era conocida, así que no hubo problema por ese lado. Armamos las tijeras génicas en el laboratorio y se las inyectamos por micromanipulación a embriones que fecundamos por fertilización in vitro. Hay que inyectarlas el primer día de fecundación, cuando apenas es una sola célula, de manera que cuando empiece a dividirse, la edición esté presente en todas sus células. Ésta es una técnica biotecnológica de uso corriente en la mayoría de los países ganaderos y esa es otra gran ventaja: es mucho más económico que producir un clon transgénico. Utilizamos ovocitos y semen sexado de la raza holando-argentino. Mantenemos el embrión en incubadora por 7 días y luego lo transferimos a un vientre receptor. Así de simple.

¿Tuvieron dificultades durante este proceso?

La verdad que no. En 2014 fuimos con Nicolás (Mucci) al laboratorio de Pablo Ross para aprender la técnica y tardamos algunos años en ponerla a punto, pero más que nada porque los tiempos que manejamos acá son distintos. En Estados Unidos se usa mucho esta técnica y en la Argentina todavía somos pocos. Aparte de nosotros, está el grupo de Federico Pereyra Bonnet en el Hospital Italiano y el de Daniel Salamone en la Universidad de Buenos Aires. Ahora también estamos empezando a trabajar con cerdos modificados con CRISPR como modelo de estudio de enfermedades humanas, entre ellas, cáncer de colon y de mama, hemocromatosis y fibrosis quística.

El hecho de no usar un animal transgénico les permite evitar regulaciones, ¿no?

Exacto. Para liberar un animal transgénico, hay que pedir permiso a la Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria (CONABIA), que se encarga de hacer distintos análisis que llevan bastante tiempo. En cambio, en este caso no necesita regulación y puede ser manejado en un campo de la misma manera que cualquier otro animal. De todos modos, igual pedimos autorización porque no hacemos nada que la CONABIA no avale. Recién cuando nos confirmaron que no iban a regular empezamos a transferir los embriones a las vacas receptoras en el INTA.

¿Qué análisis hicieron para saber si el gen efectivamente estaba editado?

Se saca una muestra de sangre para obtener el ADN y se observa si está el fragmento que habíamos cortado. Lo metemos en un secuenciador, que es una máquina que lee las bases del ADN y lo comparamos con la secuenciación de un gen normal para ver si está editado o no, y si esa edición es total o parcial. Si se comprueba que el gen está apagado, diría que hay un 90% de posibilidades de que la vaca produzca leche hipoalergénica.

¿Cuáles son los próximos pasos a seguir?

Ahora estamos encarando dos caminos. Uno es tratar de lograr el full knock-out (apagado total del gen) a partir de 40 nuevas preñeces que ya transferimos a hembras receptoras. Mientras tanto, lo que vamos a hacer es tomar células de la vaca editada con la que obtuvimos mejor resultado (la cuarta ternera) para volver a tratarla con las tijeras, lograr ese apagado total del gen y utilizar esas células para generar un clon.

Y una vez que logren apagar el gen por completo, ¿cómo se transfiere este desarrollo a los productores?

¡Le das la vaca! Tan simple como eso. Una vez logrado en una ternera ya no se necesita usar biotecnología para propagarla. Se hace un macho de la misma forma y después se obtienen las vacas por cruzamiento natural. El objetivo sería obtener un tambo que produzca leche hipoalergénica. Y si pensamos en el precio final del producto, debería valer lo mismo que la leche común porque el costo es ordeñar una vaca. Además, tiene grandes probabilidades de llegar a las góndolas porque no es un alimento transgénico.