El uso de la tecnología CRISPR-Cas para eliminar una peligrosa enfermedad viral en los cerdos representa un paso importante hacia la mejora de la salud animal.
En un comunicado de Genus, informa que los cerdos genéticamente modificados ayudarán a proteger a la industria de una enfermedad económicamente importante: “Los genes de resistencia a las enfermedades del ganado aportan beneficios para la salud de los animales y permiten a los agricultores satisfacer la creciente demanda de Proteína asequible y de alta calidad. Anteriormente, los investigadores utilizaron la edición genética para modificar el gen CD163 del cerdo y demostraron resistencia al dañino virus del síndrome respiratorio y reproductivo porcino (PRRS).
Para maximizar los beneficios potenciales, este rasgo de resistencia a enfermedades debe estar presente en poblaciones reproductoras comercialmente viables para la cría y distribución de cerdos. Con este fin, se creó un programa de edición de genes a gran escala, el primero de su tipo, para introducir un único alelo CD163 modificado en cuatro líneas de cerdos de élite genéticamente diversas.
Estos esfuerzos dieron como resultado cerdos sanos resistentes a la infección por PRRSV, según lo determinado por la exposición a macrófagos y animales. Esta población fundadora se utilizará para pruebas adicionales de enfermedades y rasgos, propagación y distribución comercial luego de la aprobación regulatoria. El uso de CRISPR-Cas para eliminar enfermedades virales representa un paso importante hacia la mejora de la salud animal.
La ganadería desempeña un papel importante en el sistema alimentario mundial, ya que proporciona el 18% de las calorías del mundo y el 34% de las proteínas a través de la producción de carne, lácteos y huevos.
Según estimaciones recientes de la Organización Mundial de Sanidad Animal, cada año se pierde el 20% de la producción ganadera debido a enfermedades. Sin embargo, la industria ganadera ahora puede modernizar el tratamiento de enfermedades introduciendo nuevas tecnologías que modifiquen los genes necesarios para mejorar la salud.
El síndrome respiratorio y reproductivo porcino (PRRS) es una enfermedad viral que afecta a los cerdos domésticos. Descubierta por primera vez en los Estados Unidos en 1987, la enfermedad ahora se encuentra en instalaciones de producción porcina de todo el mundo.
La enfermedad puede presentarse a lo largo de la vida del animal, con síntomas que incluyen anorexia, fiebre, letargo y depresión. La insuficiencia respiratoria es especialmente peligrosa para los cerdos jóvenes; por ejemplo, la mortalidad en los lechones lactantes puede alcanzar el 100%. Como sugiere el nombre, la enfermedad afecta el éxito reproductivo de los cerdos a través de síntomas que incluyen abortos tardíos, lechones muertos y lechones débiles al nacer. La infección por PRRSV compromete el sistema inmunológico respiratorio, lo que resulta en una mayor gravedad de las infecciones secundarias que generalmente se tratan con antibióticos.
Con pérdidas globales anuales estimadas en 2.700 millones de dólares, el PRRS es una enfermedad de principal preocupación para los productores y criadores de cerdos de todo el mundo.
El PRRSV es causado por uno de dos tipos de virus de ARN de cadena positiva envueltos: PRRSV-1 o PRRSV-2. Actualmente, la principal estrategia para prevenir la infección por PRRSV es la administración de vacunas de virus vivos modificados o de virus muertos. Desafortunadamente, las vacunas han demostrado una eficacia limitada porque los virus del PRRS tienen una alta tasa de mutación debido a la ARN polimerasa viral dependiente de ARN, propensa a errores, y una tasa significativa de recombinación genética.
El trabajo de varios laboratorios ha identificado al CD163 como el receptor de entrada del PRRSV. CD163 es una proteína transmembrana de tipo I que se expresa en la superficie de macrófagos y monocitos maduros y participa en la mediación de la inflamación y la eliminación de complejos de hemoglobina-haptoglobina de la sangre.
El dominio 5 de SRCR CD163 es el sitio de interacción de PRRSV 9 y está codificado completamente por el exón 7. Estudios anteriores demostraron que un enfoque de ARN guía dual (ARNg), en el que dos complejos Cas9-ARNg se dirigían a los intrones que flanqueaban el exón 7, podría conducir a una predeleción del dominio SRCR 5 en cerdos.
Esta estrategia de edición dio como resultado animales con macrófagos alveolares pulmonares y monocitos de sangre periférica resistentes a PRRSV, y estos cerdos no mostraron evidencia de infección o replicación viral en los tejidos pulmonares y de ganglios linfáticos cuando se expusieron a PRRSV. La capacidad de conferir resistencia al PRRSV modificando un único gen representa una oportunidad para mejorar la salud porcina y reducir los costes de producción en granjas de todo el mundo.
Traducir los resultados del trabajo de prueba de concepto a un programa de edición de genes a escala comercial requiere consideraciones adicionales más allá de la identificación de la secuencia diana: el alelo que confiere resistencia a la enfermedad debe existir en líneas genéticamente avanzadas con suficiente diversidad para asegurar un progreso genético continuo, y las líneas modificadas El alelo no debe afectar negativamente al rendimiento comercial.
En la producción comercial de alimentos se utilizan comúnmente cuatro líneas de cría de cerdos domésticos: Landrace y Large White son líneas de cría de élite con características maternas superiores, como edad de pubertad, fertilidad y tamaño de camada; Las líneas Duroc y White Composite son líneas de sementales de élite con excelentes características de producción, como tasa de crecimiento, eficiencia alimenticia y composición de la canal. Cualquier cambio en CD163 que confiera resistencia al PRRSV debe realizarse en las cuatro líneas para mantener su alto mérito genético y acelerar el tiempo de comercialización. Realizar la misma edición en todas las líneas garantiza una composición molecular y expresión consistentes del alelo CD163, al tiempo que permite un proceso de revisión regulatoria más simple.
Los cerdos con deleción del exón 7 de CD163 resultantes eran sanos e indistinguibles en apariencia y comportamiento en comparación con un grupo de cerdos no tratados. Además, los animales editados genéticamente eran completamente resistentes a la infección por PRRSV tanto de tipo I como de tipo II.
«Este es un esfuerzo bastante impresionante, por lo que ahora necesitamos obtener la aprobación regulatoria y demostrar que estos cerdos son seguros para el consumo y para el medio ambiente, y que la edición genética funciona». De hecho, los cerdos se vuelven resistentes al virus PRRS y su rendimiento es comparable al de las líneas no editadas. Una vez que se reciba la aprobación regulatoria, los cerdos resistentes se introducirán en la población, dice Van Eenennaam de Genus.
Las tecnologías de edición de genes, incluidas las basadas en el sistema CRISPR-Cas, permiten la introducción de alelos que son difíciles de lograr mediante la reproducción y selección clásicas, y proporcionan otra herramienta que puede usarse para controlar enfermedades en el ganado”.
Fuentes: Género, CRISPR Journal. Foto: Género.
