Genética

Uso sostenible de la edición del genoma con CRISPR/Cas en la piscicultura

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By Milthon Lujan

Tromsø, Noruega – La edición del genoma de los peces mediante CRISPR/Cas puede convertirse en una herramienta para superar algunos de los desafíos que enfrenta la piscicultura.

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La industria acuícola enfrenta una serie de desafíos que incluye las enfermedades infecciosas y parasitarias, la reducción en la viabilidad, la disminución de la fertilidad, el lento crecimiento, el escape de los peces y la contaminación ambiental.

Las herramientas de edición del genoma como el CRISPR/Cas tienen el potencial de solucionar estos desafíos.

Los investigadores de SIVA Innovation Centre, de la Chinese Academy of Fishery Sciences (China) y del Qingdao Vland Biotech Company Group publicaron una revisión científica en donde discuten como el CRISPR/Cas puede ser usado para superar las limitaciones vinculadas a las enfermedades y ambientales en los peces de cultivo.

Asimismo, ellos presentan las limitaciones técnicas, los desafíos en las regulaciones y la evaluación de riesgos del uso del CRISPR/Cas, y ofrecen estrategias de investigación que proveerán los datos necesarios para la toma de decisiones normativas, evaluaciones de riesgo, y las aplicaciones sostenibles de CRISPR/Cas en la piscicultura.

Tendencias en la aplicación del CRISPR/Cas

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La comercialización del salmón modificado genéticamente AquAdvantage en el año 2016 en Canadá y en el año 2019 en EEUU, y de la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) en el 2018 en Argentina, mostraron que la ingeniería del genoma puede aportar soluciones a los desafíos que enfrenta la acuicultura.

Mientras que el salmón AquAdvantage fue producido usando la técnica de modificación genética clásica, la tilapia fue modificada usando la más reciente técnica de edición del genoma CRISPR/Cas9.

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La llegada de técnicas de edición del genoma más eficientes y baratas, especialmente CRISPR/Cas, ha conducido a que la edición del genoma sea propuesto como una solución potencial a varios de los desafíos actuales de la industria acuícola.

Los rasgos más buscados mediante la edición del genoma en la piscicultura son la reproducción y desarrollo, el crecimiento, la pigmentación, la resistencia a enfermedades, el uso en investigación y el metabolismo del omega-3.

Salmón del Atlántico

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En varios estudios el CRISPR/Cas9 ha sido usado para editar diferentes genes en el salmón del Atlántico, con el objetivo de mitigar algunos de los problemas en la salmonicultura.

Por ejemplo, CRISPR/Cas9 ha sido usado para desarrollar un salmón estéril mediante el silenciamiento de genes; el objetivo ha sido evitar la hibridación y la potencial introgresión genética de los salmones de cultivo que escapan en las poblaciones silvestres.

La técnica también ha sido usada para entender el rol del gen elov-2 en la producción de omega-3 del salmón del Atlántico.

Tilapia

En el caso de la tilapia, CRISPR/Cas9 ha sido usado para modificar algunos rasgos de reproducción como la esterilidad, la fertilidad y la determinación del sexo.

Aceptación del consumidor de los pescados modificados genéticamente

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Los autores del estudio destacan que a pesar de los notables avances en la aplicación de CRISPR/Cas en la piscicultura, la evaluación del riesgo y las normas, así como la aceptación del público y del consumidor son importantes para la comercialización de los productos modificados genéticamente.

Además del salmón transgénico y la tilapia editada, varios otros productos están en estado avanzado de desarrollo, pero se carece de las regulaciones y los procedimientos de evaluación de riesgo.

La confianza del consumidor y la aceptación pública de la nueva tecnología se basan en la capacidad de las autoridades para demostrar regulaciones robustas, transparentes y confiables, y evaluaciones de riesgos sólidas.

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Técnica de edición del genoma

El término de edición del genoma, también denominada nueva modificación genética, también es usado para denotar las emergentes técnicas de biología molecular que permiten hacer cambios (insertar, borrar o sustituir) en el ADN de un organismo.

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Las técnicas enmarcadas en la edición del genoma son CRISPR/Cas, nucleasa de dedos de zinc (ZFN), nucleasa efectora de tipo activador de la transcripción (TALEN), mutagénesis dirigida por oligonucleótidos (ODM) y meganucleasas.

En la actualidad, CRISPR/Cas es la más popular debido a su relativo fácil uso, bajo costo y alta eficiencia.

Limitaciones en el uso de CRISPR/Cas en la piscicultura

A pesar de las ventajas del CRISPR/Cas, el aprovechamiento de todo el potencial de la técnica en la acuicultura de peces se ve obstaculizada por algunos desafíos técnicos que los investigadores resumen desde la perspectiva genética como de la perspectiva de aplicación.

Perspectiva genética

– El recurso genómico acuático aún es limitado, a pesar de que se han secuenciado las especies acuáticas más importantes. La edición del genoma requiere de un conocimiento claro y sólido de los antecedentes genéticos, en términos prácticos, las secuencias genómicas.

– Los genes relacionados con los rasgos necesitan ser aclarados. Debido a que la disección genética en los organismos acuáticos está rezagada con respecto a la de los humanos y plantas, es necesario determinar los genes relacionados con los rasgos.

– Evento de duplicación en los peces. Entre los organismos acuáticos, los peces representan la categoría con la mayor abundancia de especies. Sin embargo, los peces teleósteos experimentaron una duplicación del genoma completo específico de los teleósteos.

Perspectiva de aplicación

– La membrana del huevo hace que la tasa de éxito de la microinyección sea baja para los peces ovíparos. Para los peces ovovivíparos, en la actualidad, no existe una plataforma de edición de genes.

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– La detección del efecto fuera del objetivo en los organismos modelo se centra más en la eficiencia del silenciamiento, con la finalidad de optimizar el diseño del CRISPR/Cas.

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– No existe un protocolo estándar debido a las diversas características de los organismos acuáticos, lo que requiere de un diseño específico para la especie, como el tipo de aguja, la dosis de inyección, etc.

Referencia (acceso abierto):
Okoli, A.S., Blix, T., Myhr, A.I. et al. Sustainable use of CRISPR/Cas in fish aquaculture: the biosafety perspective. Transgenic Res (2021). https://doi.org/10.1007/s11248-021-00274-7

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