Cuando el tío de Vimal Selvaraj importó semen Holstein para abrir su granja lechera en India a principios de los 90, fue aclamado como un revolucionario en la vanguardia de la agricultura.
por Krisy Gashler, Universidad de Cornell
Su primera generación de cruces de ganado entre Holstein y Sahiwal, una raza nativa de la India, parecía poseer las mejores características de ambos: la alta producción de leche de los Holstein y la resistencia a las enfermedades y la tolerancia a las condiciones climáticas extremas de los Sahiwal.
Pero después de unas cuantas generaciones, a medida que el ganado portaba cada vez más genética Holstein, las vacas enfermaron cada vez más. Sufrieron mastitis, infestaciones parasitarias y otras enfermedades que los Sahiwal habían tolerado. Tan solo 10 años después de ese primer cruce Holstein, la granja quebró.
«Este enfoque extremo en las características de la producción de leche ha tenido efectos beneficiosos, pero también daños colaterales», afirmó Selvaraj, Ph.D. ’07, profesor asociado de zootecnia. «La producción animal está impulsada por la industria, y la industria está impulsada por las ganancias. Mucha gente piensa a dos o tres años vista, no a 20 años vista».
En la actualidad, Selvaraj trabaja para preservar la diversidad genética de razas de ganado nativas que están desapareciendo rápidamente a través de bancos de genes, y su laboratorio ha logrado un avance que permitirá el almacenamiento a largo plazo y la reproducción de células madre de ganado, células que podrían usarse en el futuro para clonar razas que se han extinguido o que se han cruzado tanto con otras razas que han perdido sus rasgos más fuertes.
Sus hallazgos se publicaron en «Inducción y mantenimiento eficientes de células madre pluripotentes a partir de células somáticas bovinas», publicado en Biology Open el 1 de noviembre. Los autores principales son Viju Vijayan Pillai, exestudiante de doctorado de Selvaraj y actual residente de veterinaria en la Universidad de Purdue, y Prasanthi Koganti, investigadora postdoctoral asociada en el laboratorio de Selvaraj.
Tradicionalmente, las granjas conservaban unos pocos toros de alto rendimiento para preñar a sus vacas, intercambiándolos con toros vecinos para evitar la endogamia. Sin embargo, en la década de 1980, la mayoría de los ganaderos estadounidenses optaron por la inseminación artificial, atraídos por no tener que mantener toros grandes y peligrosos y por poder elegir a los machos genéticamente superiores de todo el país. Pero todos buscaban las mismas características, y el resultado es que ahora el 99 % del ganado Holstein estadounidense desciende de tan solo dos toros, ambos nacidos en la década de 1960.
El problema se está extendiendo a la ganadería mundial: según las Naciones Unidas, casi 100 razas de ganado se extinguieron entre 2000 y 2014, y otro 17 % de las razas de ganado a nivel mundial están en peligro de extinción. Esto podría tener graves consecuencias, ya que el cambio climático aumenta las temperaturas, permite que enfermedades e insectos se propaguen a nuevos territorios y hace que características como la rusticidad y la resistencia a las enfermedades sean cada vez más importantes.
«Si de repente aparece una nueva enfermedad u organismo y los animales son extremadamente susceptibles (y son más o menos homogéneos), entonces tenemos un problema muy, muy grave en nuestras manos», dijo Selvaraj.
Al igual que el banco mundial de semillas liderado por Noruega, Selvaraj aboga por un repositorio global de células madre ganaderas. Las Naciones Unidas y la Asociación Médica Veterinaria Americana se encuentran entre quienes piden un banco de genoma ganadero. Pero preservar la genética ganadera es mucho más complejo que las semillas. A nivel mundial, 64 países han establecido bancos de genoma de algún tipo, incluido Estados Unidos; sin embargo, estos bancos se componen principalmente de semen de toro criopreservado. Esta estrategia es buena, pero la preservación de células madre es mucho mejor, dijo Selvaraj. El semen almacenado es un recurso finito y solo proporciona la mitad del genoma: el semen requeriría cruzamiento con una vaca viva, mientras que las células madre podrían usarse para clonar una raza nativa pura y preservada.
Los esfuerzos previos para generar células madre bovinas han tenido resultados dispares, ya que la ciencia se basaba completamente en la investigación con ratones y humanos, afirmó Selvaraj. Su equipo secuenció la expresión génica en aproximadamente 400 embriones de blastocisto bovino. Mediante un enfoque de biología de sistemas, identificaron las principales vías importantes para el proceso de autorrenovación de las células madre y determinaron las condiciones necesarias para evitar que las células madre se diferencien en otros tipos celulares.
«Usando células madre, se puede preservar el genoma completo y luego regenerar el animal en cualquier momento», dijo Selvaraj. «Las células madre se auto-renuevan y son inmortales, por lo que se pueden usar algunas y volver a congelarlas. Esto proporciona una reserva inagotable que se puede usar en el futuro».
Más información: Viju Vijayan Pillai et al., Inducción y mantenimiento eficientes de células madre pluripotentes a partir de células somáticas bovinas, Biology Open (2021). DOI: 10.1242/bio.058756
