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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.
Inserción de un transgen que activa la enzima fitasa, para mayor digestión del fósforo presente en las dietas, reduciendo la contaminación ambiental. Canadá
Cerdo ecológico
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.
Bovinos protegidos contra la Encefalopatía Espongiforme Bovina
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.
Mosquitos GM
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.
Técnicas para la
generación de
animales
transgénicos
Microinyección directa
pronúcleo o
citoplasma del
embrión
Transposón
Vector virales
Vía esperma
Células
pluripotentes o
multipotentes
Células
somáticas
Transferencia
de ADN
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)
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)
TÉCNICAS MODERNAS
CISGENESIS E INTRAGÉNESIS
CISGENESIS
ADN DE LA MISMA ESPECIE INCLUYENDO
ELEMENTOS REGULADORES DEL GEN
DE INTERES.
RESULTADOS SIMILARES A METODOS
CONVENCIONALES EXCEPTO SITIO DE
INSERCIÓN.
INTRAGENESIS
ADN DE LA MISMA ESPECIE O
COMPATIBLES SIN INCLUIR LOS ELEMENTOS
REGULADORES DEL GEN DE INTERÉS.
PUEDE OCURRIR EL SILENCIAMIENTO DE
GENES.
CISGENESIS E INTRAGÉNESIS
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?
Alcance de las regulaciones nacionales
¿Ocurre una modificación del genoma?
Integración del ADN recombinante: es estable?
Posibilidad de detección e identificación.
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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We are here now
Biosafety Assessment Science & Risk-Based
Step by Step
Análisis de Bioseguridad Basado en los riesgos –
Ciencia Paso a paso, Caso a Caso
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
Heinnman, 2010
La resistencia a antibiótico en bacterias del suelo causada por transgenes provenientes de bovinos genéticamente modificados enterrados una vez concluído su estudio.
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)
Cuan cierto es que los mosquitos GM no causarán nuevas enfermedades en el futuro o adquirir la habilidad para trasmitir otras?
Serán capaces de aparearse con las hembras salvajes fuera de ambientes controlados?
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
Predisposición para introducirse
en el medio ambiente y propagarse
Capacidad del sistema de
explotación para reducir la fuga de
animales.
Personas cazan o pescan la especie.
Animales sometidos a explotación se
transportan y venden vivos
Peces y mariscos MG que escapan, se pueden cultivar sin detectarse, consumirse por la población.
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
