Ejemplo de transgénico animal en la enfermedad de Fibrosis Quística. Ventajas y desventajas de los transgénicos.

Ejemplo de transgénico animal en la enfermedad de Fibrosis Quística.

Tema: Desarrollo y uso de un modelo porcino transgénico con deleción completa del gen CFTR (CFTR-null) para replicar la fisiopatología humana y mecanismos de la Fibrosis Quística.

Objetivo: Generar un modelo animal con mutación nula del CFTR que reproduzca fielmente los defectos pulmonares, pancreáticos, intestinales y demás  manifestaciones multisistémicas de la Fibrosis Quística humana. Para investigar el inicio de la enfermedad, los mecanismos de transporte iónico, el daño orgánico asociado y, además, permitir la evaluación y el desarrollo de terapias dirigidas al defecto del canal CFTR, contribuyendo a una mejor comprensión de su patogenia.

Tipo de Animal Transgénico: El modelo consiste en un Cerdo doméstico (Sus scrofa domestica) homocigoto knockout para el gen CFTR (CFTR-null), sin expresión funcional de la proteína reguladora de la conductancia transmembrana de fibrosis quística.

Método de Obtención:

1. Se aislaron fibroblastos de fetos porcinos a mitad de gestación.

2. Se construyó un vector con secuencias homólogas que flanquean la región de interés del CFTR y un cassette de resistencia, destinado a interrumpir la transcripción normal de CFTR.

3. El vector de targeting se introdujo en los fibroblastos utilizando vectores adeno-asociados (rAAV) que promueven la recombinación homóloga específica y reducen integraciones aleatorias.

4. Luego , se seleccionaron células con integración dirigida mediante cultivo en presencia de un antibiótico y cribado por PCR/Southern blot para confirmar la  interrupción de CFTR.

5.Los fibroblastos con mutación nula del CFTR se usaron como donantes para transferencia nuclear somática (SCNT) en ovocitos porcinos enucleados.

6. Los embriones reconstruidos se implantaron en cerdas receptoras, resultando en el nacimiento de cerditos CFTR-null homocigotos. Tras el nacimiento, los lechones se genotiparon para confirmar la presencia del CFTR alterado; los animales CFTR−/− mostraron manifestaciones fisiológicas y patológicas similares a la fibrosis quística humana, incluyendo alteraciones en el transporte de Cl− y daño pancreático y pulmonar.

 Para que sirve:

• Este modelo reproduce la enfermedad multisistémica humana con defectos en el transporte iónico, meconium ileus, destrucción pancreática, enfermedad hepática y alteraciones de las vías respiratorias, permitiendo estudiar cómo la ausencia de CFTR afecta células y tejidos desde el nacimiento.
• Estudiar la transcriptómica y la función celular en epitelios respiratorios antes del desarrollo de inflamación crónica, utilizando técnicas avanzadas como la secuenciación de célula única en vías aéreas grandes y pequeñas desde el nacimiento.
• Sirve para probar terapias génicas y estrategias de corrección molecular, como vectores virales dirigidos al CFTR, permitiendo medir su efecto sobre el transporte iónico y la función de la barrera mucociliar antes de su aplicación en humanos.
• Facilita la investigación de infecciones secundarias, alteraciones en la bioquímica de las secreciones y trastornos metabólicos en órganos afectados, superando las limitaciones observadas en modelos murinos convencionales.

Cambios estructurales en las vías respiratorias de lechones CFTR−/−.

Imagen obtenida de: https://link.springer.com/article/10.1007/s00424-020-02440-y

5 Ventajas y 5 Desventajas de los transgénicos

Ventajas de los organismos transgénicos

1. Aumento del rendimiento agrícola: Los cultivos transgénicos suelen mostrar mayor productividad por hectárea en comparación con las variedades tradicionales. Esto se logra al reducir pérdidas causadas por plagas, enfermedades y malezas, contribuyendo así a mejorar la seguridad alimentaria global.

2. Reducción en el uso de pesticidas y exposición a químicos: Cultivos resistentes a plagas, como el algodón Bt, permiten disminuir significativamente el uso de pesticidas sintéticos. Esto protege a los agricultores de la exposición a agentes tóxicos y reduce la contaminación ambiental derivada del uso intensivo de químicos.

3. Producción de medicamentos en animales transgénicos: Los animales modificados genéticamente pueden generar proteínas terapéuticas humanas en leche, sangre o huevos (por ejemplo, antitrombina o factores de coagulación), ofreciendo una forma más eficiente de producir fármacos complejos que algunos métodos tradicionales.

4. Modelos para investigación biomédica: Ratones, cerdos y otros animales transgénicos se emplean como modelos de enfermedades humanas, como cáncer, fibrosis quística o patologías neurodegenerativas. Esto facilita el estudio de mecanismos fisiopatológicos y la prueba de nuevos tratamientos con mayor precisión.

5. Mejora de la calidad nutricional: La ingeniería genética permite incrementar niveles de vitaminas o micronutrientes en cultivos básicos. Un ejemplo es el arroz dorado, enriquecido con provitamina A, que ayuda a reducir deficiencias nutricionales en poblaciones vulnerables.

Desventajas de los organismos transgénicos

1.  Riesgos ecológicos y pérdida de biodiversidad: Existe la posibilidad de que genes modificados se transfieran a especies silvestres o cultivos no modificados (flujo génico), lo que podría alterar poblaciones naturales y reducir la diversidad genética local.

2.  Desarrollo de resistencias: El uso continuado de cultivos resistentes a herbicidas o insectos puede favorecer la aparición de malezas o plagas resistentes, obligando al empleo de químicos más potentes o estrategias más intensivas, lo que podría aumentar los impactos negativos.

3.  Bienestar animal: La manipulación genética puede generar efectos inesperados en animales, como malformaciones, problemas metabólicos o menor esperanza de vida, planteando cuestiones éticas sobre su uso.

4.  Incertidumbre sobre efectos a largo plazo en la salud: Aunque los cultivos transgénicos aprobados no han mostrado riesgos mayores que los alimentos convencionales, persiste el debate sobre posibles efectos a largo plazo, incluyendo alergias o respuestas inmunológicas inesperadas.

5.  Debate ético, legal y percepción pública: Existen debates éticos sobre la manipulación genética de organismos vivos, así como preocupaciones de consumidores respecto a etiquetado, derechos alimentarios y transparencia regulatoria, lo que puede dificultar la aceptación social de estas tecnologías.

Video obtenido de: https://www.youtube.com/watch?v=ArZOjYvI5-0

Referencias Bibliográficas:

1. Benedetto R, Centeio R, Ousingsawat J, et al. Transport properties in CFTR−/− knockout piglets suggest normal airway surface liquid pH and enhanced amiloride-sensitive Na⁺ absorption. Pflugers Arch - Eur J Physiol [Internet] 2020 [consultado 22 Feb 2026];472:1507–1519. Disponible en: https://doi.org/10.1007/s00424-020-02440-y

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3. Naveen AK, Sontakke M. A review on regulatory aspects, challenges and public perception in acceptance of genetically modified foods. Food Sci Biotechnol [Internet] 2024 [consultado 22 Feb 2026];33(4):791–804. Disponible en: https://doi.org/10.1007/s10068-023-01481-0