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Animales transgénicos: pasado, presente y futuro


Partes: 1, 2

Publicación original: Arch. med. vet., dic. 2004, vol.36, no.2, p.105-117. ISSN 0301-732X.
Reproducción autorizada por: Revista Archivos de Medicina Veterinaria,

Resumen: Desde la demostración del primer animal transgénico en 1980, la ingeniería genética ha revolucionado todos los aspectos de la investigación biológica y biomédica. Desde entonces, se ha logrado la generación de varios tipos de animales transgénicos, incluyendo vacas, cerdos, ovejas, cabras y conejos. Hasta muy recientemente, la generación de animales transgénicos involucraba la microinyección de pequeñas cantidades de ADN en el pronúcleo de un embrión al estado de dos células, técnica conocida como microinyección pronuclear. El descubrimiento de que los animales podrían ser clonados mediante transferencia nuclear de células mantenidas en cultivo abrió las puertas para realizar recombinación homóloga en estas especies. Esto podría tener importantes implicaciones especialmente para los propósitos del descubrimiento de nuevas drogas, para mejorar características productivas de los animales, en la clonación de cerdos como fuentes de órganos para trasplantes y en la producción de proteínas farmacéuticas. En esta revisión se discuten los avances que ha tenido la tecnología para la generación de animales transgénicos y los beneficios de la transferencia nuclear como una nueva ruta para la generación de animales transgénicos de granja.

Palabras Claves: animales transgénicos, transferencia nuclear, clonación.

Summary: Since the initial demonstration in 1980 that a transgenic animal could be generated harbouring a transgene from a different species, genetic engineering has revolutionized all aspects of fundamental biological and biomedical research.

Since then, much has been accomplished in the generation of various types of transgenic animals, including cows, pigs, sheeps, goats and rabbits. Until recently, genetically modified livestock could only be generated by pronuclear injection. The discovery that animals can be cloned by nuclear transfer from cultured somatic cells means that it is now possible to achieve gene targeting in these species. This may have important implications for the purposes of drug discovery research, to improve animal health and productivity, in cloning pigs as a source donor for xenotransplantion, and in the production of pharmaceutical proteins. This review discusses the development of transgenic technology and the potential benefits emerging from nuclear transfer as a novel route for the generation of transgenic livestock.

Key Words: transgenics, nuclear transfer, cloning.

INTRODUCCIÓN

Desde sus primeros inicios el hombre ha seleccionado plantas y domesticado animales mediante el cruzamiento selectivo de individuos con el fin de transferir los caracteres deseados. La principal limitante de este proceso radica en la incompatibilidad sexual observada cuando los organismos son muy divergentes genéticamente, lo que impide esta transferencia entre especies. La ingeniería genética permite romper esta barrera posibilitando la incorporación de genes desde otras especies que de otra forma sería imposible con los métodos de mejoramiento tradicional. De esta forma los organismos genéticamente modificados o más comúnmente denominados transgénicos son organismos vivos (plantas, animales o bacterias) manipulados genéticamente mediante la inserción de un gen que habitualmente no formaba parte de su repertorio genético. La finalidad de esto es proporcionar a la planta o animal nuevas características productivas y hacerlos más eficientes y competitivos (Clark, 2002).

El gen a ser introducido consiste básicamente de una construcción de ADN que contiene una región promotora y la región codificante para la proteína de interés, los que se insertan en el genoma en forma artificial mediante alguna de las técnicas disponibles como se detalla más adelante. Esta región de ADN es denominada comúnmente transgen y puede provenir de otro animal de la misma especie o desde una bacteria o planta. El lugar del animal donde se expresa el transgen está dirigido por la región promotora o las regiones reguladoras de la región promotora.

Así por ejemplo, si se utiliza el promotor del gen de la ß-Lactoglobulina se podría dirigir la expresión y secreción de una proteína recombinante exclusivamente en la leche del animal.

Hasta muy recientemente, la tecnología para generar animales de granja modificados genéticamente involucraba la microinyección pronuclear, en la cual pequeñas cantidades del ADN de interés (transgen) eran inyectadas en el pronúcleo de un embrión al estado de dos células. Aunque ampliamente aceptada y utilizada en forma rutinaria en muchos laboratorios, ha habido muy poco progreso para mejorar su eficiencia, la que se mantiene en el orden 0.1-5%, dependiendo de la especie considerada (Wall y col., 1997). Al mismo tiempo que la microinyección pronuclear se estaba desarrollando, en animales de granja, las células madre embrionarias (ES cells) estaban siendo desarrolladas y utilizadas para experimentos de recombinación homóloga en el ratón. Esta tecnología ha sido tremendamente eficiente para explotar la capacidad de las células en contribuir a la línea germinal y realizar recombinación homóloga con ADN exógeno, permitiendo la introducción de cambios precisos en el genoma del animal (para revisión ver Hooper, 1992). Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de muchos laboratorios, no se han descrito aún células madre embrionarias en otras especies distintas al ratón (Stice, 1998), lo que ha frenado muchas aplicaciones potenciales de esta tecnología en animales de granja. Esta situación se revirtió recientemente después del nacimiento de Dolly, el primer animal obtenido por transferencia nuclear de una célula adulta (Wilmut y col., 1997). Sin embargo Polly, la primera oveja transgénica obtenida por transferencia nuclear (Schnieke y col., 1997), y George y Charlie, los primeros terneros transgénicos obtenidos de la misma forma (Cibelli y col., 1998), son los que han marcado el curso de las investigaciones en este campo y conducirán el camino en el futuro. Hoy en día, la transferencia nuclear se ha convertido en una alternativa real a la microinyección pronuclear debido a que permite un acortamiento del tiempo entre la obtención de un animal transgénico fundador y el establecimiento de un rebaño transgénico. Además, la transferencia nuclear abrió las puertas a la recombinación homóloga de animales de granja que había sido restringida sólo al ratón mediante la tecnología de células madre embrionarias. Esto posibilita la eliminación de genes endógenos en animales de granja (gene knock out) y/o la inserción de genes específicos en regiones transcripcionalmente activas del genoma, favoreciendo altos niveles de expresión de la proteína de interés.


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