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Biotecnología parte 3 - Monografía



 
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2.2.9. Otras aplicaciones.


- En el campo de la horticultura se han obtenido variedades coloreadas imposibles de obtener por cruzamiento o hibridación, como el caso de la rosa de color azul a partir de un gen de petunia y que es el responsable de la síntesis de delfinidinas (pigmento responsable del color azul). En clavel también se ha conseguido insertar genes que colorean esta planta de color violeta.
- También se ha conseguido mejorar la fijación de nitrógeno por parte de las bacterias fijadoras que viven en simbiosis con las leguminosas. Otra línea de trabajo es la transferencia a cereales de los genes de nitrificación de dichas bacterias, aunque es enormemente compleja al estar implicados muchísimos genes.
- En colza y tabaco, se ha logrado obtener plantas androestériles gracias a la introducción de un gen quimérico compuesto por dos partes: una que sólo se expresa en el tejido de la antera que rodea los granos de polen y otra que codifica la síntesis de una enzima que destruye el ARN en las células de dicho tejido.  Este procedimiento permitirá la obtención de híbridos comerciales con mayor facilidad.
- En la industria auxiliar a la agricultura destaca la producción de plásticos biodegradables procedentes de plantas en las que se les ha introducido genes codificadores del poli-b-hidroxibutirato, una sal derivada del butírico. Cuando estos genes se expresan en plantas se sabe que de cada 100 gr. de planta se puede obtener 1 gr. de plástico biodegradable.
- Producción de plantas transgénicas productoras de vacunas, como tétanos, malaria en plantas de banana, lechuga, mango, etc.


2.2.10. Mecanismos que regulan la aprobación y seguridad en los cultivos mejorados genéticamente.



La novedad de estos avances y las posibilidades que abren han hecho que las administraciones de todo el mundo articulen sus legislaciones bajo el criterio de precaución, que significa que cada una de estas mejoras debe ser evaluada “caso por caso”, y como si se tratara de un nuevo medicamento se autorice o rechace ante la más mínima duda sobre su seguridad. Así, las variedades actualmente autorizadas lo han hecho de acuerdo con las pautas recomendadas por comités de expertos como los de la FAO, Organización Mundial de la Salud y otras instituciones de reconocido prestigio.  En el periodo de aprobación, se evalúan tanto las características que corresponden a la mejora introducida (gen, proteína a la que da lugar, etc.) como el cultivo mejorado en sí (comportamiento agronómico, impacto sobre especies no objetivo, etc.) y tanto desde el punto de vista medioambiental, como en lo que respecta a su seguridad de uso para alimentación humana o para fabricación de piensos. Ninguna de estas evaluaciones es requerida para variedades que se hayan mejorado por otras técnicas, incluyendo aquellas en las que las técnicas son mucho más agresivas con el genoma de la planta e impredecibles en los resultados. Podemos, estar, por tanto, seguros de que hay una legislación estricta que vela para que ninguna de estas aplicaciones llegue a la fase comercial con posibles daños medioambientales o sanitarios que no compensen su utilidad, y la prueba fehaciente de que esto es así, es que tras cuatro años de comercialización, y cuando se suman millones de has. sembradas con estas variedades, no ha habido ni un sólo incidente sanitario.

2.3. Las plantas transgénicas y el ambiente.


La agricultura moderna es intrínsecamente destructora del ambiente. En particular, devasta la diversidad biológica, sobre todo cuando se practica de manera ineficiente en cuanto al uso de los recursos o cuando significa la aplicación de tecnologías que no están adaptadas a las características ambientales (suelos, laderas o zonas climáticas) de cierta región. Y esto ocurre por igual en la agricultura de pequeña y de gran escala. La aplicación generalizada de tecnologías agrícolas ordinarias como herbicidas, plaguicidas, fertilizantes y labores de labranza, ha dado por resultado graves daños ambientales en muchas partes del mundo. Por lo tanto, será necesario evaluar los riesgos ambientales de las nuevas tecnologías MG comparándolos con los riesgos de seguir utilizando tecnologías convencionales y otras técnicas de cultivo en uso común.

Ciertas prácticas agrícolas que se utilizan en algunas partes del mundo en vías de desarrollo tienden a conservar la diversidad biológica. Esto se logra sembrando simultáneamente un conjunto de variedades del mismo cultivo y mezclándolas con otros cultivos secundarios, de modo que se mantenga una comunidad vegetal muy diversa (Toledo y cols. 1995; Nations y Nigh 1981; Whitmore y Turner 1992).
Casi todas las preocupaciones ambientales relacionadas con la tecnología MG de las plantas se deben a la posibilidad de un flujo genético hacia los parientes cercanos a la planta transgénica, a los posibles efectos indeseables de los genes o caracteres foráneos (p.ej., resistencia a los insectos o tolerancia a los herbicidas) y al posible efecto en otros organismos.
Así como se ha procedido al implementar otras tecnologías nuevas, es justificable ser cuidadosos antes de llevar al mercado un producto comercial. Deberá demostrarse que el impacto potencial de una planta transgénica ha sido cuidadosamente analizado, y que si éste no es neutral o inocuo, al menos es preferible que el impacto de las tecnologías agrícolas ordinarias para cuyo reemplazo fue diseñada (Campbell y Cooke 1993; May 1999; Toledo y cols. 1995).
En vista del uso limitado de las plantas transgénicas en el mundo y de las condiciones geográficas y ecológicas relativamente limitadas de su liberación, la información concreta acerca de sus efectos reales sobre el ambiente y la diversidad biológica, aún es muy escasa. Por consiguiente, no hay consenso en lo que se refiere a la gravedad o incluso a la existencia de cualquier posible daño ambiental de la tecnología MG. Existe la necesidad, por lo tanto, de efectuar evaluaciones de riesgo muy completas en cuanto a las probables consecuencias de todas las variedades de plantas transgénicas desde una etapa muy temprana de su desarrollo, así como de un sistema de seguimiento que permita evaluar esos riesgos en las pruebas de campo y liberaciones subsecuentes.

Las evaluaciones de riesgo requieren información básica previa, incluyendo la biología y ecología de la especie, la identificación de especies emparentadas con ella y los nuevos caracteres resultantes de la tecnología MG, así como datos ecológicos relevantes acerca del (o los) sitio(s) donde se pretenda liberar la planta transgénica. La recopilación de esos datos es sumamente difícil en los ambientes con gran diversidad. En particular, es necesario poner atención en los centros de origen o diversidad de las plantas cultivadas, pues allí habrá muchos parientes silvestres a los que pueden transmitirse los nuevos caracteres (Ellstrand y cols. 1999; Mikkelsen y cols. 1996; Scheffer y cols. 1993; Van Raamsdonk y Schouten 1997). En caso de que el ambiente sea especial, pueden crearse plantas transgénicas mediante el uso de tecnologías que reduzcan al mínimo las posibilidades de flujo genético por medio del polen, así como sus efectos en los parientes silvestres, mediante el uso de métodos de esterilidad masculina o una herencia materna basada en la transformación del cloroplasto (Daniell 1999; Daniell y cols. 1998; Scott y Wilkinson 1999).
Hasta ahora, los estudios sobre la transferencia de genes desde las plantas ordinarias y transgénicas hacia sus parientes silvestres y otras plantas del ecosistema, se han concentrado en especies de importancia económica como el trigo, la colza oleaginosa y la cebada. La ausencia virtual de datos, sobre todo de especies como el maíz, impone la necesidad de vigilar de manera cuidadosa y continua cualquier posible efecto de las nuevas plantas transgénicas en el campo (Hokanson y cols. 1997; Daniell y cols. 1998). Además, existe una necesidad constante de investigar las tasas de transferencia genética de los cultivos tradicionales a las especies nativas (Ellstrand y cols. 1999).

Al hacer el seguimiento de una liberación experimental en pequeña escala de algún cultivo transgénico, deberían considerarse las siguientes cuestiones, aparte de atender las preocupaciones específicas relacionadas con el ambiente de la localidad en particular:

a.    ¿La existencia de una planta transgénica con resistencia a cierta plaga o enfermedad en particular, exacerba el surgimiento de nuevas plagas o enfermedades resistentes y este problema resulta peor que el ocasionado por la alternativa tradicional? (Riddick y Barbosa 1998; Hillbeck y cols. 1998; Birch y cols. 1999).
b.    Si hay transferencia de caracteres hacia las variedades silvestres (p.ej., tolerancia a la salinidad, resistencia a las enfermedades, etc.), ¿la expansión del nicho de tales especies suprimiría la diversidad biológica en las áreas circundantes?
c.    ¿El uso extendido de plantas tolerantes al estrés traería en consecuencia un aumento considerable en la utilización de la tierra en lugares donde previamente la agricultura era imposible, de tal manera que quizás se destruyan ecosistemas naturales valiosos?
Las evaluaciones de riesgo que se lleven a cabo, deberán ser estandarizadas para las plantas introducidas por primera vez a un nuevo ambiente. La mayoría de los países cuentan ya con procedimientos para la aprobación y liberación local de nuevas variedades de cultivos agrícolas. Aunque tales evaluaciones se basan principalmente en el comportamiento agronómico de las nuevas variedades en comparación con las existentes, este proceso de aprobación podría ser la base o el modelo para un proceso de evaluación de riesgo más formal, cuyo fin fuera investigar el posible riesgo ambiental de las nuevas variedades, incluyendo las que poseen transgenes.
Históricamente, la pobreza y el cambio estructural de las regiones rurales han dado por resultado un grave deterioro del ambiente. La adopción de biotecnologías modernas no debería acelerar ese deterioro. Por el contrario, tendría que ser utilizada de tal manera que disminuya la pobreza y los efectos nocivos de ésta sobre el ambiente.

2.4. Fondos financieros para la investigación de cultivos transgénicos:

equilibrio entre los sectores público y privado.
El sector público y diversas fundaciones filantrópicas se encargaron de financiar la investigación nacional e internacional de cultivos durante el periodo de la posguerra, lo que desembocó en la duplicación o triplicación de los rendimientos agrícolas en grandes partes de Asia y Latinoamérica, así como avances en el índice de empleo y la nutrición de los países en vías de desarrollo. Las plantas enanas de trigo y arroz, así como otras variedades de alto rendimiento que fueron el centro de esta “Revolución Verde”, cubrieron las necesidades de millones de agricultores y consumidores de escasos recursos.
Sin embargo, el punto de equilibrio en cuanto al origen de los recursos financieros para esta clase de investigación, ha cambiado de manera significativa durante la última década, del sector público al privado, y se ha registrado una reducción correspondiente en la capacidad de investigación agrícola nacional no comercial que es necesario revertir. No obstante, aún existe investigación agrícola considerable en el sector público, sobre todo en Norteamérica, Australia, Europa, China, India y Brasil, así como en el sistema llamado Consultative Group for International Agricultural Research (CGIAR). El sistema CGIAR consta de 16 centros internacionales de investigación cuyos intereses incluyen el maíz y el trigo (México), el arroz (Filipinas), la papa (Perú) y el mijo y el sorgo (India), pero el apoyo financiero para el CGIAR ha ido declinando en términos reales. Pese a que aún se están llevando a cabo investigaciones básicas en el sector público, la aplicación estratégica, en marcado contraste respecto a la “Revolución Verde”, tiene lugar principalmente en el sector privado, que controla gran parte de la propiedad intelectual.

En tales circunstancias, las prioridades de investigación son dictadas por las fuerzas del mercado (es decir, los índices de precios). Las compañías generan productos cuyos costos sean recuperables en el mercado. No obstante, también existen productos que benefician a la sociedad en su conjunto, en vez de servir a los individuos, y cuyo costo no puede recuperarse en el mercado (los llamados bienes públicos). Para esa clase de trabajo en beneficio de la sociedad, se necesitan recursos financieros públicos (Stiglitz 1993). Un ejemplo clásico de esta clase de bienes públicos, sería una planta mejorada que los agricultores pudiesen propagar con poco deterioro, como sucede con los cultivos que se autopolinizan (p.ej., el trigo y el arroz) o se propagan en forma vegetativa (p.ej., la papa). Si la investigación necesaria para el mejoramiento de esos cultivos se dejara en manos de los mercados normales para el aprovisionamiento privado, dichos mercados estarían desabastecidos de manera sistemática. Este es un patrón típico.
La razón principal de que los donadores de recursos financieros y las fundaciones filantrópicas apoyen la investigación agrícola internacional, es la de asegurar que se investiguen bienes públicos que sean igualmente relevantes para los agricultores en pequeño y los complejos ambientes tropicales y subtropicales. Si tales investigaciones fueran totalmente privadas, incluso en un mercado en perfecto funcionamiento, la demanda de productos innovadores por parte de los consumidores opulentos rebasaría, por su propia naturaleza, el poder adquisitivo de los consumidores de escasos recursos y los agricultores en pequeño.

Dada la limitación de los recursos de que disponen para la investigación hasta la fecha, los sectores no comerciales (el sector público y las fundaciones filantrópicas) han logrado más de lo que podría haberse esperado (p.ej., arroz con mayor contenido de beta-caroteno y arroz resistente al virus de la mancha amarilla).

2.5. Propiedad intelectual.



Hoy por hoy, la biotecnología industrial está orientada principalmente hacia las necesidades de la agricultura comercial de gran escala, en vez de hacia las del campesino que hace una agricultura de subsistencia. La mayoría de los países en vías de desarrollo carecen de recursos financieros suficientes y cuentan con menor infraestructura científica que la necesaria para crear sus propios programas de biotecnología y mejorar los cultivos de mayor importancia para alimentar a su población. La prolongada disminución en la investigación agrícola pública, la privatización creciente de las tecnologías MG y el hincapié cada vez mayor en los cultivos y las prioridades de las naciones industrializadas, no son un buen presagio para lograr alimentar a las poblaciones cada vez más numerosas de los países en vías de desarrollo. Como se hizo notar previamente, si los incentivos para que se comparta el acceso a las tecnologías MG no cambian, es poco probable que el mundo destine una parte significativa de sus esfuerzos de investigación para mejorar la nutrición y la producción, basada en la mano de obra intensiva, de cultivos alimenticios básicos para la gente pobre.

La aplicación de las técnicas de investigación genómica moderna a las especies de plantas, nos promete una explosión de nuevos conocimientos e información, que podría desembocar en novedosos e importantes avances de la producción agrícola, así como en la calidad, cantidad y variedad de productos alimenticios. El logro de estos dependerá en buena medida de la investigación financiada con recursos públicos y privados, así como de los esfuerzos de desarrollo de las compañías comerciales que cuentan con el respaldo de inversionistas privados. Tal como sucede en otras áreas biotecnológicas, es muy probable que los derechos de propiedad intelectual tengan un papel importante en lo que se refiere a garantizar la recuperación económica de las inversiones intelectuales y financieras que posibilitan la investigación y el desarrollo de nuevos productos. Un aspecto importante de tales derechos de propiedad intelectual, cuando se trata de inventos y descubrimientos producto de la investigación genómica y otras aplicaciones de la biotecnología, es que no deberían otorgarse derechos de propiedad intelectual excesivamente amplios. La concesión de tales derechos entorpecería la investigación y el desarrollo posterior de productos. Conviene ajustar estrechamente los derechos de propiedad intelectual, de modo que éstos sean proporcionales al alcance real de los nuevos inventos y descubrimientos y no entorpezcan la continuidad de la investigación, la innovación y el desarrollo.

En vista de lo anterior, es importante evaluar el impacto de los derechos de propiedad intelectual en los países en vías de desarrollo. Para que las nuevas variedades de plantas beneficien a las crecientes poblaciones de dichos países, será necesario desarrollarlas por medio de una variedad de fuentes, incluyendo: (i) agricultores que seleccionen las plantas que se comportan mejor en su localidad y guarden la semilla para uso o venta futuros; (ii) instituciones de investigación públicas o pro bono, financiadas por medio de recursos fiscales o donaciones filantrópicas, que desarrollen variedades mejoradas y las proporcionen a los usuarios adecuados de manera gratuita o a precio de costo; y (iii) compañías con fines de lucro interesadas en crear nuevos productos y mercados que permitan desarrollar variedades novedosas, financiadas con las ganancias obtenidas de la venta de semillas. Como instrumentos de planes de acción pública, los regímenes de propiedad intelectual deberían facilitar al máximo la innovación, en cuanto al desarrollo de nuevas variedades agrícolas benéficas se refiere, por medio de recursos individuales, públicos o corporativos y promover la colaboración en materia de investigación.

En particular, debería ponerse atención en los convenios internacionales que pudiesen afectar la innovación agrícola. Entre otros convenios, vale la pena mencionar el Trade Related Intellectual Property (TRIP, o Propiedad intelectual en materia comercial), la legislación de patentes, la protección de variedades de plantas y la Convención sobre Diversidad Biológica. Para ser eficaces, esos convenios tendrían que ser congruentes entre sí, de modo que existieran pocas discrepancias en lo que se refiere a promover la innovación por parte de agricultores, instituciones de investigación públicas y corporaciones con fines de lucro. En el momento actual, parece que muchos países en vías de desarrollo rehusan la firma de convenios internacionales de propiedad intelectual de plantas, porque están convencidos de que esos convenios crearán un sistema que favorecerá marcadamente al sector corporativo (con menoscabo de los esfuerzos del sector público y privado apoyados por su propia ciudadanía). En realidad, muchos de los derechos de propiedad intelectual que se han concedido hasta la fecha en los países desarrollados, corresponden a las herramientas utilizadas para la investigación y el desarrollo de nuevas variedades de plantas transgénicas. Si los derechos que restringen el uso de esas herramientas son implantados de manera enérgica y universal (y si su empleo no se generaliza por medio de licencias o convenios pro bono en los países en vías de desarrollo) es poco probable que las aplicaciones potenciales de las tecnologías MG antes descritas beneficien a los países menos desarrollados del mundo, al menos por largo tiempo (es decir, hasta que expiren las restricciones otorgadas por esos derechos).

Hoy en día, las compañías privadas pueden obtener variedades de plantas en forma gratuita solicitándoselas a los agricultores o a instituciones no comerciales como el CGIAR, agregándoles una o más características propietarias y lanzándolas al mercado como semillas que gozan de una variedad de formas de protección legal o técnica contra la copia, la conservación en manos del agricultor o la transferencia de un campesino a otro. Por lo tanto, existe un sistema de mercado que se basa en parte en las contribuciones gratuitas de los agricultores e instituciones como el CGIAR. Esto hace que los avances de investigación se concentren marcadamente en compañías que, por tener una búsqueda legítima de utilidades, se olvidan de enfocar esa investigación en asuntos como la pobreza y la sustentabilidad de largo plazo. Las plantas transgénicas han intensificado el dilema, porque para crearlas se requiere un alto grado de capacitación e infraestructura. Además, algunas compañías han recibido patentes sumamente amplias, lo que asegura su competitividad en el mercado. Si se quiere compensar este desequilibrio, será necesario fortalecer la investigación del sector público por medio de los agricultores, el CGIAR y los sistemas nacionales de investigación agrícola y darles a éstos mayor atención y recursos (por parte del gobierno y de los científicos en materia agrícola del mundo). Además, esas instituciones del sector público deberían tramitar los derechos de propiedad intelectual de sus descubrimientos, de modo que tales derechos puedan ser utilizados para negociar con el sector privado y, de ese modo, aumentar el beneficio público.

La agricultura intensiva exige el uso de semilla certificada (es decir, semilla libre de patógenos, plagas y malezas), de modo que los agricultores acostumbran comprar su simiente año tras año. La mayoría de los agricultores plantas variedades híbridas de maíz y otros cultivos, pues éstas son más uniformes y vigorosas que las variedades ordinarias debido a la heterosis (o vigor híbrido), pero esas ventajas se pierden al usar la semilla de la segunda generación. Además, algunos agricultores trabajan sujetos a los términos de un contrato suscrito con las empresas procesadoras de alimentos, quienes requieren normas de calidad específicas, de modo que es imprescindible el uso de nueva semilla cada año. Sin embargo, en el caso de algunos cultivos (p.ej., la soya) muchos agricultores conservan parte de la cosecha y la utilizan como simiente por varios años (reutilización de la semilla), hasta que los bajos rendimientos los obligan a comprar nueva semilla.
No siempre conviene usar parte de la cosecha como semilla, ya que ésta puede estar contaminada de plagas y patógenos. En los países en vías de desarrollo es frecuente que se intente proporcionar a los agricultores semilla limpia a precio económico como parte de los programas gubernamentales. Sin embargo, en muchos casos, los campesinos en pequeño no pueden darse el lujo de comprar semilla nueva todos los años, por lo que procuran apegarse a su antigua costumbre de guardar parte de la cosecha anual y usarla como semilla al año siguiente. Históricamente, la fecundidad y la reproducción de los cereales han tenido un profundo significado espiritual en África, Asia y partes de América. Se acostumbra intercambiar semillas libremente, así como entregarlas a los viajeros que proceden de tierras lejanas. Sea como sea, resulta claro que los agricultores de los países en vías de desarrollo tienen una firme convicción de que es su derecho decidir si utilizan su propia semilla o si compran simiente certificada nueva (Nuffield Council on Bioethics 1999). En este aspecto, el público en general suele inclinarse marcadamente a favor de los campesinos.

A fin de asegurar la recuperación financiera de sus inversiones, muchas compañías biotecnológicas productoras de semillas han intentado impedir el uso de la semilla de segunda generación resultante de cultivos transgénicos. Por ejemplo, a los agricultores que adquieren semillas de plantas transgénicas, se les exige con frecuencia la firma de un contrato que les prohíbe expresamente la práctica de conservar y sembrar semilla de segunda generación.

Es probable que, a la larga, la forma más eficaz de protección de la propiedad intelectual de las semillas resulte ser tecnológica. Un ejemplo específico de este fenómeno, que ha sido causa de grandes controversias, es la solicitud de patente de una invención en la que los caracteres deseables de las plantas transgénicas sólo se expresan mediante la aplicación de cierto activador químico a las semillas o las plantas (GURT, del inglés Genetic Use Restriction Technology; nosotros utilizaremos las siglas TRUG, o tecnología restrictiva del uso genético) (Oliver y cols. 1995). Esta tecnología consiste en dar un tratamiento químico a las semillas o las plantas, cuyo efecto es inhibir o activar genes específicos relacionados con la germinación. Una de esas tecnologías se basa en un sistema complejo de tres genes, uno de los cuales sintetiza una proteína que interfiere en el desarrollo normal de la planta e impide la germinación de la semilla. La expresión de este gen tiene lugar mediante la aplicación de tetraciclina (u otras sustancias químicas), lo que impide que una proteína inducida reprima la expresión del gen de una recombinasa. Una vez que la recombinasa se expresa, después de la aplicación de tetraciclina, se elimina una secuencia de bloqueo situada entre un promotor transitoriamente activo y el gen “asesino”, lo que permite la expresión de la proteína letal para el embrión de la planta. Así pues, la semilla que se le vendiese a los agricultores sería tratada previamente con tetraciclina u otras sustancias químicas (cobre, esteroides, etc.).
La mayoría de los expertos están de acuerdo en que aún quedan muchos problemas técnicos por resolver, y que las TRUG tardarán varios años en salir a la venta. La posible comercialización de tecnología TRUG (a la que se ha dado el nombre de “tecnología exterminadora”) para regular el uso de las semillas de plantas transgénicas, ha suscitado un intenso debate público. Por un lado, los agricultores, sobre todo los oriundos de países en vías de desarrollo, defienden su derecho a conservar y sembrar semillas de segunda generación. Por otro, las compañías productoras de semillas buscan recuperar sus inversiones y de ese modo, seguir invirtiendo en nuevas tecnologías. Ambas partes, así como el público en general, tienen mucho que arriesgar en estos asuntos. Existe la clara necesidad de una resolución que sirva a los intereses públicos más amplios.

En una TRUG alternativa, los caracteres transgénicos se expresarían únicamente después de aplicarle a las semillas o las plantas un activador químico específico. En este caso, aunque los agricultores se reservaran el derecho de conservar su propia semilla, no tendrían acceso a los caracteres benéficos a menos que pagaran los activadores químicos. Las TRUG tienen aplicaciones potencialmente benéficas para los consumidores, los agricultores y el ambiente, que no deben ser pasadas por alto en los debates sobre los derechos de propiedad intelectual. Por ejemplo, la TRUG puede utilizarse para impedir que los transgenes pasen a las plantas silvestres estrechamente emparentadas con el cultivo al impedir la germinación de las semillas cruzadas. Además, cabe la posibilidad de que esta tecnología permita eliminar el problema de las plantas “voluntarias” que surgen de las semillas que quedan tiradas en el campo después de la cosecha. La eliminación de las plantas voluntarias antes de la siembra del siguiente cultivo, se hace necesaria porque éstas son huéspedes de plagas y patógenos que pueden anular los beneficios resultantes de la rotación de cultivos. Tal como sucede con cualquier otro regulador del crecimiento que le sea aplicado a los cultivos, existen posibles riesgos ambientales y de salud humana relacionados con el uso de activadores químicos (p.ej., tetraciclina, cobre o esteroides) y será necesario atenderlos. Otras de las preocupaciones suscitadas por el uso de la TRUG, son de orden económico y tienen que ver con los derechos de propiedad intelectual y el monopolio de la producción de plantas transgénicas por compañías particulares.

3.    BIOTECNOLOGÍA ANIMAL.



3.1. De la domesticación a la biotecnología.



3.1.1. Historia de la Zootecnia.



La historia de la zootecnia se establece alrededor de 4 etapas principales:
1.    Domesticación- Llegada de los Asirios a la cuenca del Mediterráneo
2.    Cultura Greco-Romana - siglo XV
3.    Descubrimiento de América - Primera Guerra Mundial Revolución Industrial
4.    Etapa después de la Primera Guerra Mundial

La domesticación fue practicada, en pequeña escala por muchas culturas primitivas de cazadores y recolectores. La tensión provocada por la presión demográfica impuso a las poblaciones la necesidad de empezar a aumentar artificialmente sus existencias de alimentos.
La domesticación parte de un proceso de relación basado en interacciones sociales entre el hombre y el animal, que conduce a modificaciones etiológicas, morfológicas y genéticas en él y contrasta marcadamente con las de sus congéneres salvajes, y con la estructura social del hombre paleolítico.
A partir de la domesticación, es decir, ya entrado el neolítico, se conforman distintos grupos humanos en distintos sitios y épocas, probablemente con organización tribal en su estructura social, con algunos animales y plantas domésticas.

De ésta primera etapa surgen tres grupos culturales:

-    Pastores
-    Agricultores
-   Mixto

3.1.2. Períodos.



1.    Contactos amplios con poblaciones salvajes de apareamientos libres.
2.    Confinamiento dentro de un entorno humano con apareamiento en cautividad
3.    Crianza para privilegiar ciertas características y cruces ocasionados con formas salvajes.
4.    Desarrollo planeado de razas especialmente por criterios económicos, 3.000 a.c.
5.    Los animales salvajes son perseguidos y exterminados.

De la Roma de labrigos nos quedan preciosos documentos sobre las técnicas de manejo de animales para la producción que recogen y refuerzan las desarrolladas por los Griegos. De estos documentos cabe destacar: “Las Geórgicas”, de Virgilio. “Los Trabajos y los días”, de Hesiodo. En la que consigna toda una serie de técnicas de manejo y utilización de éstos animales: bovinos, equinos, ovejas y cabras como fuente de alimento y vestido.
En sus estados finales, se dió con el propósito consciente de desarrollarla como una manera de establecer fuentes accesibles de alimento, vestido, fuerza biológica para el trabajo, animales para rituales religiosos y animales para proporcionar una compañía regular destinada al ejercicio de la cría.
La dinámica del sistema-ciudad va retroalimentando un gran fortalecimiento del desarrollo urbano, que a su vez genera dos importantes fenómenos unidos por tener hilos de intercambios a la sombra del gran mundo mercantil:

1.    El surgimiento de una tecnología agraria que haga posible la producción de los excedentes que reclama el desarrollo urbano.
2.    La acumulación de capitales generados de la actividad mercantil que son después invertidos en el espacio rural.
Se recurre al animal para labores de labranza en forma generalizada y se aprovecha considerablemente el estiércol para abonamiento del suelo. Se funde así indisolublemente la ganadería y la agricultura.

3.1.3. Ganadería primitiva.



El animal se desenvuelve muy naturalmente en su medio con amplia influencia de las leyes ecológicas, con sistemas de manejo muy sencillos y con cruzamientos ocasionales con sus congéneres salvajes en los alrededores de los asentamientos humanos.
Se desarrollan algunas técnicas muy primitivas de manejo, consistentes fundamentalmente en proporcionar algunos sitios para el ordeño o para cuidado de los partos y la alimentación de las crias, también sobre el adiestramiento y cuidado del caballo.

Puede decirse, sin riesgos de caer en juicios hiperbólicos, que el capitalismo surgió del feudalismo apoyado en la diápoda de la oveja y el caballo, a la que poco después se le une el bovino.
Fue en la segunda mitad del Siglo XIX, cuando la ZOOTECNIA ya formalizada académicamente en Francia, inició un importante desarrollo de técnicas, precarias aún por supuesto, en la formulación de raciones con base en forrajes en el continente Europeo y en Estados Unidos. En las postrimerías del siglo se dieron los primeros esbozos de lo que sería la producción comercial de concentrados con base en subproductos agrícolas que se hicieron disponibles para los animales.
Desde el punto de vista tecnológico pueden reconocerse dos sub-períodos
El primero, anterior a la revolución agrícola, en el que el cuidado de los animales logra alguna jerarquía dentro de los oficios de la época. Esta etapa culmina con la aparición de la medicina veterinaria en el siglo xviii, que demuestra la importancia que habían adquirido los animales dentro de la producción agraria.
El segundo subperíodo establece ya todo un saber zootecnico, con expresiones tan conspicuas como la selección racial, sistemas de alimentación animal, manejo adecuado de productos de origen animal leche, quesos, mantequilla, etc.
Desde 1908 inicia actividades “Poultry Science Association”, en la década de los años 20, se conforman las primeras campañas de mejoramiento genético avícola, cuyo impacto se haría sentir pasada la Segunda Guerra Mundial.
El mayor grado de industrilización se da en la producción lechera donde los sistemas de estabulación, la alimentación con concentrados y la inseminación artificial ya son de utilización relativamente frecuente.

El tractor comenzó a reemplazar los tiros de arado, empezando a ceder la supremacía de los equinos dentro de las especies zootécnicas, lo que contrasta con el ascenso de los porcinos que abandonan su tradicional convivencia con la gallina en la huerta campesina o urbana para saltar a un plano preponderante en el mundo tecnificado de la explotación pecuaria.
Durante la década de los ´80 los países industrializados desarrollaron la mayoría de las tecnologías de vanguardia que actualmente se denominan en forma genérica como “biotecnología”; la biotecnología animal es una técnica de vanguardia que involucra principalmente la manipulación de ADN, Anticuerpos monoclonales, Fertilización in vitro, y manipulación de embriones, entre otros.

En los últimos años se han desarrollado nuevas disciplinas y conocimientos que están modificando significativamente los alcances de la industria pecuaria, conduciendo a una nueva biotecnología animal. Dentro de las disciplinas más sobresalientes tenemos la biología y genética molecular, la biología celular, así como métodos de análisis complejos basados en el uso de computadoras. La genética molecular ofrece mecanismos para identificar y estudiar la diversidad que existe entre y dentro de las especies ganaderas que utiliza el hombre para su sustento.
La genética molecular ofrece un gran número de herramientas y oportunidades a la ganadería; siendo posible evaluar la genealogía y los niveles de biodiversidad presentes en las poblaciones animales, esto permite racionalizar las acciones de conservación de los recursos genéticos animales. Mediante la asistencia con marcadores genéticos, que se asocian a mayor productividad, se facilita enormemente programas de mejoramiento genético. Además, es posible la búsqueda, clonación y aprovechamiento de genes novedosos, que pueden ser importantes en la producción animal, en particular y en la industria de la biotecnología, en general.
Uno de los aspectos importantes en la conservación de los recursos genéticos es el desarrollo de metodologías de ingeniería reproductiva para optimizar los programas de conservación de los recursos genéticos, tales como la crío-conservación de semen, oocitos, células somáticas y embriones. Así como las técnicas modernas de clonación de individuos a partir de células somáticas.

Existen tres áreas diferentes en las cuales la biotecnología puede influir sobre la producción animal: el uso de nuevas tecnologías reproductivas, nuevas vacunas y nuevas bacterias y cultivos celulares que producen hormonas. En animales tenemos ejemplos de modelos desarrollados para evaluar enfermedades genéticas humanas, el uso de animales para la producción de drogas y como fuente donante de células y órganos, por ejemplo el uso de animales para la producción de proteínas sanguíneas humanas o anticuerpos. La inseminación artificial de bovinos ha estado disponible por muchos años, y en los últimos veinte años los científicos han desarrollado técnicas que permiten la transferencia de embriones sin cirugía.
A continuación se describen los aspectos de genética molecular e ingeniería reproductiva más importantes en la actualidad.


3.2. Marcadores genéticos.



Dentro de las herramientas más poderosas en genética molecular se encuentra el uso de marcadores genéticos. Estos pueden consistir en variantes polimórficas de segmentos anónimos de ADN, ó bien, genes específicos, en los que se han identificado ciertas variantes que tienen efectos positivos en ciertos rasgos productivos.
Los marcadores genéticos en el ámbito de ADN pueden emplearse en un gran número de aplicaciones. Se pueden emplear en la identificación y registro de individuos. En la determinación del grado de consanguinidad y diversidad genética existente entre y dentro de las distintas poblaciones. Así como en la estimación de las distancias genéticas presentes entre las poblaciones animales, y en definir sus orígenes y procesos evolutivos. También, los marcadores genéticos se pueden emplear en programas de selección, como una guía para definir estrategias de apareamiento con varios fines, como el incremento del vigor híbrido en poblaciones comerciales; la introducción de nuevos alelos dentro de una población comercial ó en la formación de razas sintéticas.

Un registro genético de reproductores basado en marcadores de ADN, puede utilizarse en las asociaciones de criadores para garantizar la identificación de individuos, permitir la autenticación de la progenie, exclusión de paternidad y resolver cualquier disputa de propiedad o de registro. Esto puede facilitar enormemente el manejo de registros en sistemas de apareamiento múltiple. Así mismo, empleando marcadores residentes en el cromosoma X, es posible trazar la descendencia femenina de un semental, ó bien la masculina, empleando marcadores localizados en el cromosoma Y. Estos últimos marcadores pueden a su vez usarse en el sexado de embriones, con amplias posibilidades en explotaciones en donde un solo sexo es más importante productivamente.

Los marcadores genéticos permiten evaluar los niveles de diversidad genética presentes en las diferentes poblaciones animales e identificar aquellas que son únicas, facilitando la toma de decisiones en políticas de conservación. Como el determinar la procedencia y el número de individuos, ó dosis de semen ó embriones, que se requieren para garantizar la conservación de los niveles de biodiversidad. México posee diversas poblaciones de animales domésticos criollos que están seriamente amenazadas y que urge estudiar sistemáticamente para establecer programas de conservación y aprovechamiento. Probablemente, estas poblaciones pueden ser reservorios de variantes genéticas únicas, potencialmente importantes para la mejora genética de poblaciones comerciales, tales como resistencia a enfermedades o adaptación a situaciones extremas.

Un resultado de la reciente investigación genómica en animales domésticos es la identificación de genes que participan en la expresión de los complejos rasgos productivos. Es importante evaluar en nuestras poblaciones la presencia de estos genes y considerar sus aplicaciones en programas de mejoramiento genético. Igualmente, es importante la identificación, el estudio y el aprovechamiento de genes novedosos que pueden estar presentes en la amplia biodiversidad de las poblaciones animales criollas y que podrían tener importantes aplicaciones productivas, tanto en la industria pecuaria como en la biotecnología en general.
Conservación de los recursos genéticos animales. Es ampliamente aceptado que es fundamental para el desarrollo y el futuro de una industria animal altamente productiva y competitiva en el entorno mundial, la evaluación, el aprovechamiento y la preservación de la biodiversidad presente en las poblaciones animales. De hecho los niveles disponibles de biodiversidad es la base para el progreso genético. Por lo tanto, es importante establecer esquemas de evaluación, sistemáticos y objetivos, de la capacidad productiva de las poblaciones locales, tanto en aquellas consideradas como razas puras, así como en las poblaciones de animales criollos. Esta información es crucial para la selección de los individuos, o de las muestras, que formarán parte de un banco nacional de los recursos genéticos animales. Estos bancos de genes serían tanto poblaciones vivientes (preservación in-situ), como muestras congeladas de semen, embriones, oocitos, y células somáticas (preservación ex-situ) y estarían orientados al mantenimiento de la biodiversidad existente en nuestras poblaciones animales. Estos esfuerzos, eventualmente pueden llegar a desarrollar una industria nacional de germoplasma mejorado. El cual se seleccionaría más acorde a nuestras necesidades de producción, considerando adaptabilidad a diversos ecosistemas y demandas del mercado.

3.3. Transferencia de embriones



La transferencia de embriones ha llevado al desarrollo de otros servicios como el sexado, técnicas de congelamiento y otros. Para las enfermedades animales, la biotecnología provee de numerosas oportunidades para combatirlas, y están siendo desarrolladas vacunas contra muchas enfermedades bovinas y porcinas. Las nuevas vacunas recombinantes tienen mayor protección, son más estables y más fáciles de producir. La ingeniería genética ha hecho posible producir hormonas de crecimiento e interferon para bovinos, porcinos y aves. La modificación de los organismos iniciales proporciona oportunidades para el mejoramiento de las propiedades organolépticas y el tiempo de permanencia en estante de productos cárnicos y lácticos, así como mejores tasas de fermentación que facilitan la mecanización de los procesos.

3.4. Clonación somática.


La clonación somática que permitió la clonación de una oveja, ofrece nuevas posibilidades en el mejoramiento animal, conservación de recursos genéticos animales y como una herramienta de mayor costo efectivo para investigación y entrenamiento. Las técnicas relacionadas de transferencia de embriones, crío-preservación de embriones y semen e inseminación artificial son ampliamente utilizadas, con impacto significativo.

3.5. Modelos animales por manipulación genética.



La experimentación con animales transgénicos permite constatar una variabilidad temporal y espacial en la expresión del transgén debida principalmente a los efectos de posición, directamente relacionados con el lugar de inserción del transgén en el genoma del huésped. Por ello, el estudio de los mecanismos que regulan la adecuada expresión de los transgenes es fundamental para el desarrollo de modelos animales por manipulación genética.
Diversos laboratorios han obtenido ratones transgénicos con cromosomas artificiales de levaduras (YACs) observándose, en todos los casos, un nivel de expresión óptimo del transgén. En nuestro laboratorio, de reciente creación, estamos utilizando como modelo experimental inicial la corrección del albinismo en ratones mediante la transferencia de copias funcionales del gen de la tirosinasa. La tirosinasa es el enzima clave de la biosíntesis de melanina. La ausencia de este gen conlleva el albinismo, defecto genético que afecta a 1:10000 europeos caracterizado por la hipopigmentación y la presencia de múltiples anomalías en la retina y el sistema visual. Ratones transgénicos obtenidos con YACs portadores del gen de la tirosinasa han permitido verificar la corrección total del fenotipo albino y descubrir una región controladora de locus (LCR) como responsable de la correcta expresión del gen.

En primer lugar estamos interesados en analizar las secuencias en cis, presentes en esta LCR, mediante diferentes construcciones transgénicas en YACs y plásmidos que permitan explicar cómo estas secuencias son capaces de evitar los efectos de posición y garantizar la expresión óptima de los transgenes. Para ello se han construido diferentes mutaciones específicas en YACs mediante recombinación homóloga en células de levadura que están siendo analizadas en ratones transgénicos.

En segundo lugar se pretende estudiar el papel de la tirosinasa en el desarrollo y organización de la retina de mamíferos. Para ello estamos utilizando construcciones génicas inducibles por el sistema de la tetraciclina que permitan activar la producción de tirosinasa a voluntad en ratones transgénicos. Estos animales permitirán descubrir la ventana temporal de actuación de la tirosinasa durante el desarrollo embrionario.

El estudio de los mecanismos, funcionales y estructurales, implicados en la obtención de un adecuado patrón de expresión del transgén trasciende al modelo de la tirosinasa y es de importancia capital en proyectos de biotecnología animal y terapia génica, en los cuales se debe garantizar una expresión óptima. Por ello nuestro laboratorio ha iniciado el desarrollo de construcciones transgénicas basadas en cromosomas artificiales de expresión específica en glándula mamaria con el objetivo de optimizar la producción de proteínas recombinantes en la leche de animales transgénicos.
Finalmente, se está desarrollando un modelo animal con ratones knock-out que incorporan una mutación, generada por recombinación homóloga en células ES, en un gen que codifica para un receptor cerebral implicado en fenómenos de analgesia, esquizofrenia y psicosis.





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