Utilidad de animales transgénicos Utilidad de animales transgénicos en la investigaciónen la investigación

Enrique López-LoyoMiembro Correspondiente Nacional, puesto número 2.

Novedades Científicas, ANM. año 1, número 3.Novedades Científicas, ANM. año 1, número 3.Comisión de Ciencias BásicasComisión de Ciencias Básicas

La Patología Comparada resurge como el punto de

encuentro entre el patrón de estudio morfológico

humano y el animal.

Su aplicación desde sus inicios se apoyó en los

biomodelos animales, muchos de los cuales se

lograron por manipulación genética.

Estos métodos de estudio fueron generados a partir

del comportamiento de la enfermedad en el

humano.

La Ingeniería genética se refiere a tecnología desarrollada por manejo del ADN recombinante. Secuencia “nueva” de ADN creada en los laboratorios por la unión de porciones de ADN con orígenes diferentes.

Fuente imágenes: www.genciencia.com/matematicas/el-codigo-genetico , www.semillasdevida.org.mx, iesbinef.educa.aragon.es/.../salud/gena.htm

Entonces definimos…

• Ingeniería genética: es el conjunto de técnicas y métodos que se utilizan para “construir” moléculas de ADN recombinante y luego introducirlas en moléculas receptoras.

A un organismo cuyo material genético ha sido

modificado artificialmente mediante la supresión de

expresiones génicas o la incorporación de fracciones o

secuencias de ADN ajeno a su especie, se le llama

organismo genéticamente modificado (OGM),

organismo modificado genéticamente (OMG) o

simplemente “transgénico” (antes, “transgenético”). 

En Venezuela: Hay prohibición de manipulación animal. Se aplican la Ley de Biodiversidad, el Convenio de Diversidad Biológica y el Protocolo Internacional de Biodiversidad.

Fuente: www.comunidadandina.org/quienes/map_ven.htm

Las técnicas generales para obtención de animales transgénicos:

• Microinyección de ADN en núcleo de ovocito • Microinyección de ADN en pronúcleo o en citoplasma de cigoto

(óvulo fecundado) • Electroporación de cigoto • Transfección de células totipotentes • Co-inyección en ovocitos de una mezcla de cabezas de

espermatozoides y ADN exógeno • Vectores virales • Transfección de gametos • Transferencia de núcleos transfectados (clonación)

• Los animales transgénicos poseen un gen que no les pertenece.

• Para generar un animal transgénico se hace el aislamiento del gen que se quiere introducir (al que llamaremos transgén), su clonación y manipulación para que pueda ser expresado por el organismo blanco, garantizando su inserción en el organismo.

•

http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.phphttp://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php

Recordar…• En biología, se denomina cigoto (zigoto, huevo) a la

célula resultante de la unión del gameto masculino con el femenino en la reproducción sexual de los organismos (animales, plantas, hongos y algunos eucariotas unicelulares).

• Su citoplasma y sus organelas son siempre de origen materno al proceder del óvulo.

• Nos recuerda el dilema del ADN mitocondrial en la investigación forense, porque siempre requiere de la línea materna.

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• Para lograr que todas las células del organismo expresen el nuevo gen, éste se introduce en un embrión en estadio de cigoto.

• Una vez seguros que el embrión incorporó el transgén, se implanta el embrión en un animal receptor, que actúa como madre, parecido a la fertilización in vitro.

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Cabras transgénicas portadoras de un gen humano.

• La técnica para producir un animal transgénico consta de varios pasos: a) se produce un transgén, b) se realiza una fertilización in vitro, c) se inyecta el gen transgénico en el cigoto, d) se implanta el embrión en una madre sustituta.

• De esta manera se han producido además conejos, ovejas y cerdos transgénicos.

(Fuente: Genzyme Transgenic, 1994, Science, 264:902)

•Con la investigación animal, los científicos han descubierto las maneras de salvar y prolongar la vida humana.

•Vacunaciones tales como la utilizada contra la poliomielitis, trasplantes de órganos perfeccionados, y técnicas quirúrgicas y de traumatología.

•Generado un debate por uso animales en la investigación y en los ensayos.

•Se plantea la continua revisión de los Principios de Bioética en la aplicación de biomodelos animales.

MAMÍFEROS TRANSGÉNICOS: ANTECEDENTES Y CRONOLOGÍAMAMÍFEROS TRANSGÉNICOS: ANTECEDENTES Y CRONOLOGÍA

1938: 1938: Spemann propone experimento de transferencia nuclear Spemann propone experimento de transferencia nuclear

1949: 1949: Hammond mantiene embriones de ratón en cultivo Hammond mantiene embriones de ratón en cultivo in vitroin vitro

1961: 1961: Tarkowski obtiene ratones quiméricos agregando embriones Tarkowski obtiene ratones quiméricos agregando embriones

1966: 1966: Lin describe la técnica de microinyección de embriones de ratón Lin describe la técnica de microinyección de embriones de ratón

1980: 1980: Gordon, Ruddle y col. obtienen los primeros ratones transgénicos por microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos de ratón Gordon, Ruddle y col. obtienen los primeros ratones transgénicos por microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos de ratón

1981 1981 Gordon y Ruddle obtienen ratones transgénicos por microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos de ratón Gordon y Ruddle obtienen ratones transgénicos por microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos de ratón

1981: 1981: Evans y Kaufman obtienen células embrionarias totipotentes de ratón Evans y Kaufman obtienen células embrionarias totipotentes de ratón

1982: 1982: Palmiter y col. obtienen ratones transgénicos gigantes mediante transgenes de la hormona del crecimiento de la rata Palmiter y col. obtienen ratones transgénicos gigantes mediante transgenes de la hormona del crecimiento de la rata

1983 1983 Palmiter y col. obtienen ratones transgénicos gigantes mediante transgenes de la hormona de crecimiento humana Palmiter y col. obtienen ratones transgénicos gigantes mediante transgenes de la hormona de crecimiento humana

1983: 1983: McGrath y Solter desarrollan una nueva técnica para experimentos de transferencia nuclear en ratón McGrath y Solter desarrollan una nueva técnica para experimentos de transferencia nuclear en ratón

1985: 1985: Hammer y col. obtienen animales de granja transgénicos (conejos, ovejas, cerdos) con el transgén de la hormona del crecimiento humano Hammer y col. obtienen animales de granja transgénicos (conejos, ovejas, cerdos) con el transgén de la hormona del crecimiento humano

1987: 1987: Thomas y Capecchi obtienen los primeros ratones Thomas y Capecchi obtienen los primeros ratones knockoutknockout por recombinación homóloga por recombinación homóloga

1989 1989 Clark y col. obtienen ovejas transgénicas con el gen humano del factor IX de coagulación de la sangre mediante microinyección de ADN en el Clark y col. obtienen ovejas transgénicas con el gen humano del factor IX de coagulación de la sangre mediante microinyección de ADN en el pronúcleo del cigoto pronúcleo del cigoto

1991 1991 Wright y col. obtienen ovejas transgénicas con el gen humano de la a -1-antitripsina mediante microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos Wright y col. obtienen ovejas transgénicas con el gen humano de la a -1-antitripsina mediante microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos

1991 1991 Ebert y col. obtienen cabras transgénicas con el gen AtPH humano (activador tisular de plasminógeno) mediante microinyección de ADN en Ebert y col. obtienen cabras transgénicas con el gen AtPH humano (activador tisular de plasminógeno) mediante microinyección de ADN en pronúcleo de cigoto pronúcleo de cigoto

1991 1991 Krimpenfort y col. obtienen vacas transgénicas con el gen humano de la lactoferrina mediante microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos Krimpenfort y col. obtienen vacas transgénicas con el gen humano de la lactoferrina mediante microinyección de ADN en el pronúcleo de cigotos

1993: 1993: Nagy y Rossant obtienen ratones quiméricos por co-cultivo de embriones Nagy y Rossant obtienen ratones quiméricos por co-cultivo de embriones

1993: 1993: Schedl y col. obtienen ratones transgénicos con cromosomas artificiales de levaduras Schedl y col. obtienen ratones transgénicos con cromosomas artificiales de levaduras

1994: 1994: Brinster y col. obtienen ratones transgénicos por transplante de espermatogonias Brinster y col. obtienen ratones transgénicos por transplante de espermatogonias

1996: 1996: Campbell y col. obtienen ovejas clónicas por transferencia nuclear de células embrionarias en cultivo Campbell y col. obtienen ovejas clónicas por transferencia nuclear de células embrionarias en cultivo

1997: 1997: Wilmut y col. obtienen ovejas clónicas por transferencia nuclear de células diferenciadas fetales y adultas en cultivo Wilmut y col. obtienen ovejas clónicas por transferencia nuclear de células diferenciadas fetales y adultas en cultivo

1997: 1997: Schnieke y col. obtienen ovejas clónicas transgénicas por transferencia nuclear a partir de células fetales diferenciadas Schnieke y col. obtienen ovejas clónicas transgénicas por transferencia nuclear a partir de células fetales diferenciadas

1998: 1998: Cibelli y col. obtienen vacas clónicas transgénicas por transferencia nuclear a partir de células fetales diferenciadas Cibelli y col. obtienen vacas clónicas transgénicas por transferencia nuclear a partir de células fetales diferenciadas

1999 1999 Baguisi y col. obtienen cabras transgénicas por transferencia nuclear Baguisi y col. obtienen cabras transgénicas por transferencia nuclear

1999 1999 Yanagimachi y col. obtienen ratones transgénicos mediante la co-inyección de cabezas de espermatozoides y ADN exógeno Yanagimachi y col. obtienen ratones transgénicos mediante la co-inyección de cabezas de espermatozoides y ADN exógeno

ANIMALES TRANSGÉNICOSANIMALES TRANSGÉNICOS

MAMÍFEROS MAMÍFEROS AVES AVES PECES PECES

RatónRatónRataRataConejoConejoVacunoVacunoCerdoCerdoOvejaOvejaCabra Cabra

PolloPolloCodorniz Codorniz

SalmónSalmónTruchaTruchaTilapiaTilapiaCarpaCarpaPez gatoPez gatoMedakaMedakaDorada Dorada

(Revisiones por Clark et al., 1987; Chen y Powers, 1990; Bialy, 1991; Sangh, 1994; Velander et al.,1997)

Los ratones manipulados genéticamente son de Los ratones manipulados genéticamente son de uso extensivo en USA y en Europauso extensivo en USA y en Europa

CASOS ESPECÍFICOS:CASOS ESPECÍFICOS:• Identificación reciente de tres genes Identificación reciente de tres genes

específicos: patologías neurológicas como la específicos: patologías neurológicas como la epilepsia. epilepsia.

• El modelo de animal transgénico ha sido El modelo de animal transgénico ha sido utilizado con éxito en la obtención de animales utilizado con éxito en la obtención de animales inmunológicamente alterados: VIHinmunológicamente alterados: VIH

• Tratamiento actual de los linfomas es producto Tratamiento actual de los linfomas es producto de manipulación genética de animales, uno de de manipulación genética de animales, uno de los logros en el área oncológica.los logros en el área oncológica.

Las especies más utilizadas: Las especies más utilizadas: • Ratas, ratones y otros roedores: 85-90% Ratas, ratones y otros roedores: 85-90% • Perros y gatos: menos de un 1% Perros y gatos: menos de un 1% • Primates no humanos: menos de 0,3%. Primates no humanos: menos de 0,3%.

Uno de los principales objetivos: Uno de los principales objetivos:

No se expongan a cualquier dolor No se expongan a cualquier dolor o stress innecesario. o stress innecesario.

Ratones en la investigación: Ratones en la investigación: Talla pequeña y bajo costo los hacen ideales para losTalla pequeña y bajo costo los hacen ideales para losexperimentos de laboratorio.experimentos de laboratorio.De fácil manejo De fácil manejo Se pueden criar diversas líneas de ratones con deficienciasSe pueden criar diversas líneas de ratones con deficienciasgenéticas naturales para alcanzar los modelosgenéticas naturales para alcanzar los modelosespecíficos de enfermedades humanas. específicos de enfermedades humanas. • CáncerCáncer• Inmunología Inmunología • Seguridad del producto Seguridad del producto • Virología Virología • Tratamientos de la fertilidadTratamientos de la fertilidad

Conejos en la investigación:

Semejanza entre fisiología de los conejos y de los seres humanos

Un buen modelo para la investigación de enfermedades humanas.

• Sistema inmune• Estudios del colesterol• Ojo y oído • Metabolismo de las drogas

Gatos en la investigación:Gatos en la investigación:

Los gatos representan menos del 1 por ciento de animales Los gatos representan menos del 1 por ciento de animales usados en la investigación cada año. usados en la investigación cada año.

• Investigación del VIH/SIDAInvestigación del VIH/SIDA• VisiónVisión• Sistema nerviosoSistema nervioso• Desórdenes de audiciónDesórdenes de audición• DiabetesDiabetes• ToxoplasmosisToxoplasmosis• Enfermedades de animalesEnfermedades de animales

Los primates y la investigación:Los primates y la investigación: Usados en apenas el 0,3% de los estudiosUsados en apenas el 0,3% de los estudios Contribuciones: tratamiento de la poliomielitis y Contribuciones: tratamiento de la poliomielitis y

enfermedad debida al grupo sanguíneo Rh. enfermedad debida al grupo sanguíneo Rh.

• SIDASIDA• CáncerCáncer• Enfermedad cardiacaEnfermedad cardiaca• Enfermedades infecciosasEnfermedades infecciosas• Enfermedades neurológicasEnfermedades neurológicas• NutriciónNutrición

Perros en la investigación:Perros en la investigación: Los perros también representan menos de 1%Los perros también representan menos de 1% de los modelos animalesde los modelos animales• Corazón y pulmones Corazón y pulmones • Trasplantes de órganosTrasplantes de órganos• DiabéticosDiabéticos• Traumas y choqueTraumas y choque• Sistema esqueléticoSistema esquelético• Enfermedades neurológicasEnfermedades neurológicas• Enfermedades de animalesEnfermedades de animales

•Otros animales:Otros animales:

Los cerdos:Los cerdos: quemaduras. quemaduras. Las ovejas:Las ovejas: derivación arteriovenosa (diálisis). derivación arteriovenosa (diálisis). Los hurones:Los hurones: virus de la gripe. virus de la gripe. Las marmotas:Las marmotas: cáncer humano y la hepatitis B. cáncer humano y la hepatitis B. Armadillos:Armadillos: vacuna contra la lepra vacuna contra la lepra Los CobayosLos Cobayos: estudios de nutrición y deficiencias de : estudios de nutrición y deficiencias de la vitamina C. la vitamina C. Las langostas:Las langostas: sífilis, la enfermedad de Parkinson y sífilis, la enfermedad de Parkinson y enfermedades de la coordinación motora.enfermedades de la coordinación motora.Las anguilas eléctricas:Las anguilas eléctricas: neurobiología. neurobiología.

Es importante el conocimiento y aplicación de estos Es importante el conocimiento y aplicación de estos métodos de investigación genética en animales de métodos de investigación genética en animales de investigación, más aún en instituciones generadoras investigación, más aún en instituciones generadoras de productos biológicos para consumo masivo.de productos biológicos para consumo masivo.

En poco tiempo se ha generado un En poco tiempo se ha generado un fenómeno fenómeno transgénicotransgénico de la industria animal y vegetal. de la industria animal y vegetal.

Un alerta ecologista en busca de respuestas:Un alerta ecologista en busca de respuestas: ¿Cuál es el punto de inflexión donde se inicia un ¿Cuál es el punto de inflexión donde se inicia un desequilibrio del medio ambiente ?desequilibrio del medio ambiente ?

• Inicialmente la ingeniería genética se utilizó para la Inicialmente la ingeniería genética se utilizó para la producción de fármacos, como la insulina, por la producción de fármacos, como la insulina, por la modificación genética en microorganismos. modificación genética en microorganismos.

• Posteriormente se aplicaron y derivaron en la obtención Posteriormente se aplicaron y derivaron en la obtención de vegetales y animales modificados genéticamente a de vegetales y animales modificados genéticamente a fin de mejorar sus propiedades para crear resistencia a fin de mejorar sus propiedades para crear resistencia a los cambios del microambiente circundante, a los los cambios del microambiente circundante, a los herbicidas y a la autodefensa de plagas e insectos.herbicidas y a la autodefensa de plagas e insectos.

Los requerimientos de alimentación masiva en el Los requerimientos de alimentación masiva en el mundo llevan al desarrollo paralelo de los mundo llevan al desarrollo paralelo de los vegetales transgénicos y la clonación animal se vegetales transgénicos y la clonación animal se proyecta como esperanza de fuente proteica en proyecta como esperanza de fuente proteica en un futuro cada vez más cercano.un futuro cada vez más cercano.

Fuente: www.elobservatodo.cl/admin/render/noticia/6349

Campos de maíz transgénico en Aragón, España, Abril de 2009.Campos de maíz transgénico en Aragón, España, Abril de 2009.

• En orden de desarrollo los alimentos modificados por En orden de desarrollo los alimentos modificados por ingeniería para consumo masivo: el tomate, la soya y el ingeniería para consumo masivo: el tomate, la soya y el maíz.maíz.

• Una directiva europea de 1997 obliga a que los Una directiva europea de 1997 obliga a que los productos transgénicos: productos transgénicos:

1.1. Demuestren ser necesarios y útiles, Demuestren ser necesarios y útiles, 2.2. Sean seguros para la salud humana y el medio Sean seguros para la salud humana y el medio

ambiente, ambiente, 3.3. Que sus características sean las declaradas y se Que sus características sean las declaradas y se

mantengan a través del tiempo, mantengan a través del tiempo, 4.4. Que posean un etiquetado detallado que especifique si Que posean un etiquetado detallado que especifique si

el producto está modificado genéticamente. el producto está modificado genéticamente.

http://www.zonadiet.com/alimentacion/transgenicos.htmhttp://www.zonadiet.com/alimentacion/transgenicos.htm

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Fuente: realyfantastico.blogspot.com