La biotecnología ha acompañado a los humanos desde hace miles de años. En su concepción más general, la biotecnología se refiere al uso de organismos vivos o de sus componentes subcelulares para la producción de sustancias, desarrollo de procesos o creación de servicios. La biotecnología comprende varias ramas como la ambiental, humana, vegetal, industrial y animal. En este artículo te presentamos algunos aspectos de la biotecnología animal, particularmente aquellos derivados del conocimiento y la manipulación del material genético.
¿Qué es la biotecnología animal?
Se define como la aplicación de la ciencia y la ingeniería para el procesamiento o producción de materiales por animales para proporcionar bienes y servicios para el bienestar de la población humana, aunque esta se puede ampliar al bienestar animal en general. La biotecnología animal comprende el empleo del ganado (ej. vacuno, caprino, ovino, porcino), aves de corral, peces, insectos, animales de compañía y de laboratorio. No es una disciplina nueva si se considera que la producción animal a través de la selección de las diferentes razas, comenzó con la domesticación de especies animales hace alrededor de doce mil años. Algunos desarrollos biotecnológicos modernos incluyen la generación de animales transgénicos (animales con uno o más genes introducidos por intervención humana) o la clonación, definida como la producción de animales casi idénticos por transferencia nuclear de células somáticas.
El desarrollo de la biotecnología animal ha dado lugar a la aparición de tres sectores de gran interés y en constante crecimiento como la Genómica animal, la Clonación de animales y la generación de Animales transgénicos y «knockouts».
Genómica animal: La genómica define y caracteriza la composición genética completa de un animal. El conocimiento de los genomas de los animales permite comprender más algunos fenómenos como la base de la suceptibilidad y resistencia a las enfermedades, el aumento de peso y los determinantes del valor nutricional.
Clonación de animales: Mediante la transferencia nuclear de células somáticas se puede crear una copia genética
exacta de un animal existente. La clonación no manipula la estructura genética del animal ni cambia el ácido desoxirribonucléico o ADN de un animal, es simplemente una forma de reproducción asistida sofisticada y compleja.
Animales transgénicos y “knockouts”: Un animal transgénico es aquel al que se le ha agregado material genético de otra especie a su ADN. Esta innovadora tecnología permite transferir con precisión, genes beneficiosos de una especie a otra. Además de esto, los animales transgénicos dentro de la biomedicina constituyen modelos de laboratorio muy importantes para conocer con mayor certeza la función que juegan determinados genes en procesos específicos; por ejemplo, el papel que desempeñan muchos genes en enfermedades como el cáncer, la diabetes o en infecciones. Los animales “Knockouts” se definen como aquellos que han sido modificados genéticamente para desactivar uno o más genes de forma específica. Estos animales han demostrado su utilidad en la biomedicina ya que han permitido descifrar la función de numerosos genes en enfermedades como el cáncer, la obesidad, infertilidad entre otras.
El desarrollo de estos tres sectores ha impactado en diferentes áreas:
Biotecnología animal para promover la salud humana
Con el uso de herramientas de la tecnología del ADN recombinante, los animales se han convertido en «fábricas» para producir proteínas terapéuticas en la leche, los huevos y la sangre, que pueden utilizarse en el desarrollo de productos biofarmacéuticos. Se han modificado aves de corral, cerdos, cabras y bovinos que producen proteínas humanas en huevos, leche, sangre u orina. Algunas de las proteínas producidas incluyen enzimas, factores de coagulación, albúmina y anticuerpos.
Además, la biotecnología animal se puede utilizar para producir órganos, tejidos y células de trasplante compatibles con humanos. Por ejemplo, los cerdos se utilizan actualmente para suministrar válvulas cardíacas para su inserción en humanos, pero también se están considerando como una posible solución a la grave escasez de órganos humanos disponibles para los procedimientos de trasplante. Una práctica recurrente en odontología, es la utilización de injertos óseos de bovino o de cerdo para regenerar hueso como alternativa de reconstrucción de defectos óseos, ya sean congénitos u ocasionados como traumatismos, secuelas oncológicas e infecciosas.
Biotecnología para el mejoramiento de la salud animal
La biotecnología ha favorecido a la ganadería mediante prácticas como la inseminación artificial, la transferencia de embriones, la fertilización in vitro, el mapeo genético y la clonación, a la vez que ha permitido mejorar la reproducción lo que resulta en rebaños más saludables. Además, se han desarrollado tratamientos que pueden prevenir y controlar enfermedades, así como nuevas vacunas, pruebas de diagnóstico y prácticas para tratar las enfermedades de los animales, al tiempo que reducen los patógenos transmitidos por los alimentos a nivel de las granjas.
Biotecnología para el desarrollo de alimentos mejorados de origen animal
Las mejores condiciones de salud animal derivadas del uso de vacunas, medicamentos y pruebas de diagnóstico dan como resultado alimentos más seguros para los consumidores. La calidad de los alimentos puede mejorarse mediante la introducción de rasgos deseables a través de nuevos genes en el ganado y aves de corral. La carne, leche y huevo podrán enriquecerse nutricionalmente. Un ejemplo específico de estas aplicaciones es la transferencia del gen de la hormona del crecimiento de la trucha arcoíris directamente a los huevos de carpa. La carpa transgénica resultante produce hormonas de crecimiento tanto de la carpa como de la trucha arcoíris y crece hasta ser un tercio más grande que la carpa normal.
Conservación del medio ambiente y los animales
La biotecnología puede ayudar a producir animales respetuosos con el medio ambiente, así como a conservar especies en peligro de extinción. Los animales de granja y sus piensos se han mejorado mediante la biotecnología para reducir los desechos animales, minimizando el impacto sobre el medio ambiente. Un ejemplo es el desarrollo de cerdos transgénicos con mejor asimilación de fósforo en la dieta para disminuir el impacto ambiental del estiércol animal. Enviropigs es la marca registrada de cerdos desarrollados con este fin en la Universidad de Guelph en Ontario, Canadá. Son animales diseñados genéticamente para producir la enzima fitasa en sus glándulas salivales que permite una digestión más eficaz del ácido fítico presente en el maíz y la soya.
Otro ejemplo del impacto de la biotecnología en la ecología es la producción de peces infértiles. Algunas especies de peces que se cultivan no son autóctonas y pueden representar una amenaza en los ecosistemas naturales. Para evitar esto, se han desarrollado técnicas para alterar la composición cromosómica de los peces para hacerlos infértiles y así reducir cualquier riesgo.
Además, las técnicas de reproducción y clonación actuales ofrecen la posibilidad de preservar especies amenazadas o mejorar su diversidad genética. Recientemente se reportó la clonación de un hurón de patas negras, una especie en peligro de extinción. El animal fue clonado gracias a las células congeladas de un ejemplar silvestre que vivió hace más de 30 años.
Cuestiones éticas, seguridad y normativas
Como ocurre con cualquier nueva tecnología, la biotecnología animal se enfrenta a una variedad de incertidumbres, problemas de seguridad, riesgos potenciales y cuestiones éticas. Por ello, se han planteado preocupaciones respecto a:
El uso de genes para generar animales transgénicos, especialmente genes marcadores que se utilizan para probar si el ADN extraño ha sido transferido con éxito.
Los efectos potenciales de los animales modificados genéticamente en el entorno, con base en el posible efecto sobre la dirección de la evolución a través de la manipulación del ADN de animales.
Los efectos de la biotecnología en el bienestar del animal, considerando las posibles aplicaciones para la salud humana y seguridad alimentaria donde se emplean carne o productos animales derivados de la biotecnología animal.
El futuro de la biotecnología animal
El desarrollo futuro de la biotecnología animal es promisorio; sin embargo, es necesario que las agencias gubernamentales involucradas en su regulación establezcan políticas adecuadas y procesos para los usos comerciales de los productos creados a través de esta tecnología. En enero de 2008, la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés), aprobó la venta de animales clonados y sus crías como alimento a pesar de la oposición de diferentes grupos. Un campo con muchas esperanzas es el uso de órganos animales en operaciones de trasplante humano, lo cual ayudaría a resolver el problema de disponibilidad de los mismos, además de que reducen los problemas de rechazo y tejidos en muchos casos.
Para Saber Más:
Eriksson S., Jonas E., Rydhmer L. y Röcklinsberg H. (2018). «Invited review: Breeding and ethical perspectives on genetically modified and genome edited cattle». J. Dairy Sci., 101(1):1-17. doi:10.3168/jds.2017-12962
Wilmut I., Bai Y. y Taylor J. (2015). «Somatic cell nuclear transfer: origins, the present position and future opportunities». Philos Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 370(1680):20140366. doi:10.1098/rstb.2014.0366.
Clonación. Guías informativas del National Human Genome Research Institute. https://www.genome.gov/es/about-genomics/fact-sheets/Clonaci%C3%B3n
Alejandra Ochoa Zarzosa. Profesora e Investigadora del Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
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Joel Edmundo López Meza. Profesor e Investigador del Centro Multidisciplinario de Estudios en Biotecnología, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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