Innovaciones en Reproducción Animal: Transferencia de Embriones, Transgénesis y Clonación

Ventajas de la Transferencia de Embriones

• Se multiplica la capacidad reproductiva de las hembras de alto valor genético hasta 100 veces.
• Se acortan los plazos en planes de mejora genética.
• Se reduce el intervalo entre generaciones.
• Permite aprovechar el potencial genético de hembras fértiles que no pueden gestar o parir.
• Facilita la incorporación de nuevas razas o líneas en zonas donde no se pueden importar animales.
• Posibilidad de obtener partos dobles en vacas.
• Conservación de embriones de animales con excelente genética mediante congelación.
• Herramienta experimental para modificar cromosomas, determinar el sexo y clonación.

Desventajas de la Transferencia de Embriones

• Variabilidad en la respuesta ovulatoria.
• Pérdida de hembras de alto valor genético por complicaciones quirúrgicas.
• El tratamiento prolongado con hormonas PMSG puede inducir la formación de anticuerpos y resistencia en los animales.

Animales Transgénicos

Definición

Un animal transgénico es aquel cuyo genoma ha sido modificado mediante la introducción de ADN exógeno o la deleción de un fragmento de su propio ADN.

Aplicaciones de los Animales Transgénicos

Mejora de Caracteres Productivos

Permiten modificar caracteres de importancia económica de forma rápida y precisa. Es crucial conocer los genes que controlan los caracteres de interés. En cerdos, se han utilizado genes que codifican la hormona de crecimiento (GH), el factor de liberación de la hormona de crecimiento (GRF), el oncogén c-ski de ratón y el factor de crecimiento IGF-1 humano.

Resistencia a Enfermedades

Producción de animales resistentes a patógenos y enfermedades con altos índices de bajas en producción animal. Requiere inversiones significativas, pero ofrece la posibilidad de introducir genes protectores contra infecciones o infestaciones, transmitiendo esta característica a la descendencia.

Xenotrasplantes

Los cerdos pueden ser utilizados como donantes de órganos y sangre para humanos.

Otras Aplicaciones

Aplicaciones reproductivas, de comportamiento, adaptabilidad, aprovechamiento energético y de producción.

Obtención de Animales Transgénicos

Microinyección del Transgén en el Embrión

• Se obtienen embriones de cerdas superovuladas por lavado de oviductos.
• Se centrifugan.
• Se inyecta la solución de ADN.
• Los embriones se transfieren a hembras receptoras.
• Se toman muestras de tejidos de los lechones para verificar si son transgénicos.
• Se estudia la expresión del transgén determinando las proteínas transgénicas.

Líneas Celulares

Células Embrionarias Totipotentes

Se obtienen en fases previas a la implantación, dando lugar al feto. (Células totipotentes → Transformación con el gen de interés → Inyección en mórulas → Obtención de quimeras → Cruzamiento para obtener animales transgénicos).

Células Germinales Primordiales

Al desarrollarse, forman espermatozoides u óvulos. Al introducirse en el sistema circulatorio de un embrión receptor, las células migran hacia la cresta germinal que da lugar a las gónadas, formando parte de los gametos.

Espermatogonias

Se basa en la posibilidad de transplantar células germinales masculinas (espermatogonias) de un individuo a otro. Estas colonizan los túbulos seminíferos del receptor y producen espermatozoides fecundantes. Metodología: Aislar espermatogonias → Mantener en cultivo → Transformar ADN → Seleccionar las que tienen el transgén → Reimplantar en el testículo receptor → Eliminar mediante tratamiento → Inyectar ADN en túbulos seminíferos.

Espermatozoides

Son capaces de incorporar ADN exógeno, que puede recombinarse con el material genético de la célula. Pueden ser usados para inseminación artificial o in vitro.

Limitaciones de la Técnica

Producir rebaños a partir de pocos animales transgénicos es costoso, ya que se requieren muchas generaciones y se debe evitar la consanguinidad. Los costes y beneficios deben ser competitivos con las técnicas convencionales.

Clonación

Obtención de individuos genéticamente idénticos, producidos por reproducción asexual, con los genes de un solo progenitor.

Aplicaciones de la Clonación

• Herramienta de investigación.
• Obtención de individuos clónicos a partir de animales transgénicos.
• Estudio de la heredabilidad de caracteres de interés comercial.
• Conseguir homogeneidad genética.
• Recuperar razas en extinción.
• Crear donantes de órganos personalizados.
• Solucionar problemas de alimentación.
• Obtención de altas cantidades de insulina mediante clonación de genes en bacterias.

Técnicas de Clonación

Embriocopias

Partición mecánica de embriones en fase de mórula. Se utiliza en todas las especies, siendo muy sencillo en vacuno.

Transferencia Nuclear

Transferir núcleos celulares a ovocitos a los que previamente se les ha eliminado su núcleo. Los núcleos transferidos pueden proceder de células somáticas diferenciadas o blastómeros embrionarios.

Determinación del Sexo

Sexaje de Embriones

Técnicas

• Análisis Citogenético del Cariotipo: Observación de los cromosomas X o Y en la metafase de las células. Eficacia del 50%.
• Análisis de ADN: Se usan embriones en la fase de blastocisto o mórula. Se requieren 4 o 5 células.
• Determinación de Enzimas Ligados al Cromosoma X: Se usan blastocitos, ya que los dos cromosomas X de las hembras son activos. La actividad de las enzimas ligadas será el doble en embriones femeninos que masculinos.
• Detección del Antígeno Y de Histocompatibilidad: Se detecta fácilmente en embriones machos en la fase de 8 células. Se usan antisueros policlonales.
• Sexaje Metabólico: Pone en evidencia las diferencias metabólicas entre machos y hembras.

Sexaje del Semen

Permite obtener crías con sexo predeterminado. El sexo lo determina el espermatozoide, por lo que hay que separar los que contienen cromosomas X e Y.

Técnicas de Separación

1. Basadas en Masa y Motilidad: Los gametos con el cromosoma X son más grandes y lentos, con sedimentación rápida. Se utilizan dos sistemas:
   • Gradiente Discontinuo de Albúmina: Espermatozoides Y son más rápidos en fluidos densos.
   • Gradiente de Percoll: En la centrifugación, los cromosomas X se colocan en la parte inferior y los Y en la parte superior de la columna de Percoll.
2. Basadas en la Diferencia de Carga Superficial: Sometiendo el semen a un campo eléctrico, los X van al ánodo y los Y al cátodo.
3. Basadas en la Diferencia del Contenido de ADN: Los X tienen mayor contenido de ADN.