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Dra MV. Marvis Suárez Romero, MSc.
[email protected]
Centro Nacional de Seguridad Biológica, Cuba
Aplicaciones y perspectivas en el desarrollo de
animales modificados genéticamente.
Riesgos asociados.
Nuevas Técnicas para la modificación
genética y sus implicaciones.
1983, Universidad de Washington y
Pensilvania se inserta la hormona
del crecimiento humano en el
genoma de un embrión de ratón.
Andi,
primer
mono
transgénico, EEUU. (gen que
codifica la proteína GPF,
proteína fluorescente verde
de la medusa) modelos
animales para problemas
biomédicos.
Trucha: gen de la hormona del crecimiento
humano, gen del ratón de campo (inmunidad
contra toxicidad de metales pesados), gen de
rana (globina, poco oxígeno) criada en ríos y
estanques
contaminados.
Alemania,
Inglaterra
Tendencias Actuales
Bioreactores biotecnológicos.
Producción de productos biológicos
(medicinas, proteínas etc), se han
desarrollado ovejas y bovinos transgénicos
que
producen
estas
proteínas
recombinantes en su leche en mayores
cantidades que en los cultivos celulares
convencionales.
INSULINA,
Hormona
de
crecimiento
humana
Cabra (anticoagulante, 2009)
Células de mamíferos
TK-1, proviene de variedad Oryzias sp, Japón,
Corea, China y Viet Nam, no posee ninguna
coloración
en
su
estado
natural.
Genes de medusa para darle fluorescencia de
color amarillo verdoso (gen GPF), brilla en la
oscuridad.
"Tegan" es un perrito
genéticamente modificado
para brillar verde bajo la
luz ultravioleta.
Xenotransplantes.
Cerdos transgénicos para producir
órganos para trasplantes sin rechazo
por el sistema inmunológico del paciente.
Se inserta gen que expresa una proteína
humana en la superficie de las células del
animal, dichas células no son desconocidas
para el sistema inmune humano y
por tanto se evita el rechazo.
Cerdo ecológico
Inserción de un transgen que activa la enzima fitasa,
para mayor digestión del fósforo presente en las dietas,
reduciendo la contaminación ambiental. Canadá
Bovinos protegidos contra la Encefalopatía
Espongiforme Bovina
Bovinos carentes de PrPc Primeros estudios en ratones a los 20
meses los bovinos estaban totalmente normales. Pueden ser
útiles en las investigaciones y brindar productos de origen
bovino libres del prión. Estados Unidos y Japón.
Mosquitos GM
Inserción de un gen en mosquitos machos, que al
aparearse con hembras salvajes es fatal para las crías,
evitando que lleguen a la adultez.
Reducir la transmisión de patógenos. Fluorescencia
RIDL--OXITEC----Inglaterra
Liberaciones en Malasia, Brasil, Panamá, Islas Caymán.
Supersalmón en Canadá
(Salmón del Atlántico)
Crecimiento de salmón MG
con un no modificado a los
18 meses
Las proteínas "anticongelantes", del pez plano del Ártico
(platija)
Hormona del crecimiento del salmón Chinook.
Mejora su tolerancia a bajas temperaturas.
Reduce sus necesidades alimenticias entre un 40% y un
60%
Incrementa la disponibilidad de carne muy por encima de
las variedades naturales.
Crece en la mitad del tiempo que el natural hasta alcanzar
de dos a seis veces su tamaño.
Células
somáticas
Células
pluripotentes o
multipotentes
Transferencia
de ADN
Técnicas para la
generación de
animales
transgénicos
Microinyección directa
pronúcleo o
citoplasma del
embrión
Transposón
Vector virales
Vía esperma
Microinyección
El éxito de la transgénesis animal ha estado limitado por muchos
años por problemas técnicos en las fases claves del proceso como
la baja eficiencia de la integración del ADN foráneo y en particular
la transferencia génica en algunas especies. Otros problemas son
la seguridad alimentaria, bienestar animal y aceptabilidad
incluyendo brindar la información relevante al público (Houdebinea
LM, Lema M, Burachikc M. 2012)
TÉCNICAS MODERNAS
CISGENESIS E INTRAGÉNESIS
ENDONUCLEASAS DEDO DE Zn
Proteínas efectoras de tipo activador
transcripcional fusionadas a nucleasas (TALENS)
Nucleasas asociadas a clústeres de secuencias
repetidas inversas (CRISPR/CAS)
CISGENESIS E INTRAGÉNESIS
CISGENESIS E INTRAGÉNESIS
CISGENESIS
INTRAGENESIS
ADN DE LA MISMA
ESPECIE INCLUYENDO
ELEMENTOS
REGULADORES DEL GEN
DE INTERES.
ADN DE LA MISMA
ESPECIE O
COMPATIBLES SIN
INCLUIR LOS
ELEMENTOS
REGULADORES DEL GEN
DE INTERÉS.
RESULTADOS SIMILARES
A METODOS
CONVENCIONALES
EXCEPTO SITIO DE
INSERCIÓN.
PUEDE OCURRIR EL
SILENCIAMIENTO DE
GENES.
ENDONUCLEASAS DEDO DE Zn
 ZFN 1, ZFN 2 Y ZFN3
 Reconocen secuencias especificas del ADN.
 Cortan la doble cadena del ADN estimulando
la reparación y conduce a mutaciones.
 ZFN-3: desarrollado para secuencias más
largas de ADN o para genes de interés
específicos.
¿Es necesario regular los
productos de las NTM?
¿Ocurre una
modificación del
genoma?
Integración del ADN
recombinante: es
estable?
Posibilidad de detección
e identificación.
Alcance de las
regulaciones
nacionales
CONCLUSIONES
Las NBT plantean la necesidad de un
ejercicio de actualización y armonización
de las regulaciones con la biotecnología
moderna.
No lo juzgues mal Billy,
el doctor nos dijo que
podía
haber
efectos
colaterales después que
tu padre recibiera los
órganos de cerdo.
VENTAJAS
RIESGOS
Especificidad
La característica requerida puede elegirse con mucha
más precisión y así los rasgos adicionales pueden
reducirse a un mínimo.
Salud del animal
La inserción de un transgen puede alterar la
expresión del genoma y por tanto las funciones del
animal
Velocidad
Se puede establecer una característica deseada en una
generación, mientras que en el caso de la
reproducción selectiva suelen ser necesarias muchas
generaciones.
Trasmisión de virus
Este es un tema particularmente preocupante en el
caso de la reproducción de animales como
donantes de tejidos para los xenotransplantes
Flexibilidad
Existe la posibilidad de crear nuevas características.
(cruces de especies)
Diseminación
Los transgenes podrían trasmitirse a la población
silvestre a través de la reproducción normal
Economía
Se pueden introducir nuevas características en
animales para reducir necesidades de suplementos
alimenticios y tratamientos médicos.
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Biosafety
Análisis deAssessment
Bioseguridad
Basado
los riesgos –
Scienceen
& Risk-Based
Ciencia
Step
by Step
Paso a paso, Caso a Caso
We are here now
Ning Li 2011
Laboratorios NSB I y II
El nivel de seguridad estará determinado por el elemento que
aporte el mayor nivel de riesgo.
En el proceso de Modificación Genética
a) La secuencia nucleotídica completa ya sea del vector o de la
construcción indicando la localización y orientación de todos
los components genéticos que pudieran afectar la expression
del gen de interés, su tamaño, función biológica y su potencial
para movilizarse o recombinarse.
Importante la función esperada del transgen en el AMG
b) La Bioseguridad de un vector viral depende de cuanto se
puedan separar las funciones activadoras para la replicación del
genoma viral, logrado por el diseño del vector.
Tener en cuenta el modo de transmisión y su potencial para
recombinarse con otros patógenos.
.
Los impactos ecológicos de los OGM estarán relacionados con su
estado de salud, la interacción con otros organismos, su
papel dentro de los ecosistemas y sus posibilidades de
dispersarse y persistir.
El daño puede verse como: la perturbación a los ecosistemas,
la reducción o la eliminación de poblaciones silvestres, etc.
Los animales transgénicos podrían competir por comida o por
nichos ecológicos y podrían alterar los equilibrios dentro de la
cadena alimenticia.
La selección natural determinaría
finalmente el nivel de éxito de colonización del transgen en las
poblaciones silvestres.
Transferencia Horizontal de Genes
La
resistencia
a
antibiótico en bacterias
del suelo causada por
transgenes
provenientes
de
bovinos genéticamente
modificados enterrados
una vez concluído su
estudio.
Heinnman, 2010
Posibles Efectos Adversos
(a)Un incremento en la exposición de los humanos o
animales a microorganismos con resistencia a
antibióticos.
(b)La posibilidad que la nueva resistencia introducida
pueda comprometer la terapia con antibióticos en
humanos o animales.
(c) Nuevas características inesperadas o no propuestas
pudieran aparecer en los microorganismos a través
de la transferencia de parte de los genes o
construcciones genéticas (promotores u otras
secuencias de ADN)
Serán capaces de aparearse con las hembras salvajes fuera
de ambientes controlados?
Cuan cierto es
que
los
mosquitos
GM
no
causarán
nuevas
enfermedades
en el futuro o
adquirir
la
habilidad
para
trasmitir otras?
Quien tendrá la responsabilidad ante
los efectos indeseados que ocurran
como resultado del experimento?
P
Ese es el nuevo salmón MG
aprobado por la FDA, si
puedes
agarrar
uno
tendremos comida para un
mes.
Entrada de animales GM en el
suministro de alimentos
Capacidad del
sistema de
explotación para
reducir la fuga de
animales.
Peces y mariscos
MG que escapan,
se pueden cultivar
sin
detectarse,
consumirse por la
población.
Personas cazan o pescan la
especie.
Predisposición
para introducirse
en el medio
ambiente y
propagarse
Animales sometidos a
explotación se
transportan y venden
vivos
1. Aparición de nuevas alergias por la introducción de nuevas proteínas
en los alimentos. Inactivación de sustancias nutritivas valiosas en
los alimentos.
1. Los genes transportados por los vectores son especialmente
resistentes a la acción enzimática con la posibilidad de pasar a
sangre y causar alguna infección.
Gracias