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22 octubre, 2015

Los primeros perros de genes editado en China

Hercules y Tiangou
Un beagle extramusculado se ha creado a través de la ingeniería del genoma. ¿Estamos en nuestro camino a la personalización del ADN de nuestras mascotas?

El mejor amigo del hombre es ahora su más reciente proyecto de ingeniería genética.

Unos científicos en China dicen que son los primeros en utilizar la edición de genes para producir perros personalizados. Ellos crearon un Beagle con el doble de la cantidad de masa muscular mediante la supresión de un gen llamado miostatina.

Los perros tienen "más masa múscular y se espera que tengan capacidad de correr más rápido, lo cual es bueno para la caza, aplicaciones a la policía (militares)," Liangxue Lai, investigador del Laboratorio Clave de Biología Regenerativa en el Instituto de Guangzhou de la Biomedicina y Salud, dijo en un correo electrónico.

Lai y sus 28 colegas publicaron sus resultados la semana pasada en la revista de la biología celular molecular, diciendo que tienen la intención de crear perros con otras mutaciones en el ADN, incluso aquellos que imitan enfermedades humanas como el Parkinson y la distrofia muscular. "El objetivo de la investigación es explorar un acercamiento a la generación de los nuevos modelos de enfermedades en los perros para la investigación biomédica", dice Lai. "Los perros están muy cerca de los seres humanos en términos metabólicos, fisiológicos, y las características anatómicas."

Lai dijo que su grupo no tenía planes de cría para criar los Beagles extramusculares como mascotas. Otros equipos, sin embargo, podrían moverse rápidamente para comercializar perros de genes alterados, lo que podría editar su ADN para cambiar su tamaño, mejorar su inteligencia, o enfermedades genéticas correctas. Un diverso Instituto Chino, BGI, dijo en septiembre que había comenzado a vender los cerdos miniatura, creados a través de la edición de genes, por $ 1,600 cada uno como novedad de mascota.

El proyecto del Beagle en China estuvo encabezado por Lai y Gao Xiang, especialistas en ingeniería genética de los ratones en la Universidad de Nanjing. Los perros se mantienen en Guangzhou General Instituto de Investigación Farmacéutica, que dice en su sitio web que crían más de 2.000 Beagles al año para la investigación. Los Beagles son de uso común en la investigación biomédica en China y los EE.UU.

El Genoma Editado se refiere a las técnicas de reciente desarrollo que permiten a los científicos desactivar fácilmente genes o reorganizar sus letras de ADN. El método utilizado para cambiar los Beagles, conocidos como CRISPR-Cas9, es especialmente barato y preciso.

El mes pasado, Duanqing Pei, un representante de la Academia de Ciencias de China, destacó el trabajo de Lai como parte de lo que él llamó un gran esfuerzo de China para modificar animales utilizando CRISPR. La lista de los animales que ya ha diseñado utilizando los genes editados en China incluye cabras, conejos, ratas y monos. Pei describió los esfuerzos como una prioridad científica nacional y parte de los esfuerzos de China para establecer la investigación de clase mundial.

Hercules y Tiangou
La facilidad con la que el gen editado puede ser llevada a cabo ha elevado las preocupaciones de que los seres humanos podrían ser el siguiente. Esos temores se avivaron en abril cuando otro equipo chino informó de la alteración de embriones humanos en el laboratorio en un intento de corregir un defecto genético que causa la beta talasemia.

Los investigadores de perros tomaron mucho el mismo enfoque, introduciendo directamente los productos químicos en el gen editado una enzima que corta con tijeras el ADN, la Cas9, y una molécula de guía en los ceros en un tramo particular del ADN en más de 60 embriones de perros. Su objetivo era dañar, ambas copias del gen de la miostatina, para que los cuerpos de los Beagles no producieran cualquiera de la proteína inhibidoras muscular que fabrica el gen.

Al final, de 65 embriones editados, 27 cachorros nacieron, pero sólo dos, una hembra y un macho, tenía trastornos en ambas copias del gen de la miostatina. Llamaron a la hembra Tiangou, después del "perro de los cielos" en la mitología china. Nombraron al macho Hércules.

Lai y sus colegas informaron de que en Hercules, el gen editado estaba incompleto, y que un porcentaje de las células musculares del perro todavía estaban produciendo miostatina. Pero en Tiangou, la interrupción de la miostatina fue completa y la Beagle "muestra un fenotipo muscular, obvio," o característicos. Por ejemplo, sus músculos del muslo eran grandes en comparación con los de sus compañeros de camada.

Los efectos de perder el gen de la miostatina son bien conocidos en la naturaleza. Una raza de ganado ultra carnosos llamados azules belgas normalmente carecen del gen y crecen a un tamaño descomunal. Entre los perros, la mutación se produce de forma natural sólo en los whippets, dice Eva Engvall, una científico jubilada y criadora de whippet quien en 2007 ayudó a identificar la mutación que afecta a esa raza. Los perros doblemente musculosos se llaman "whippets matones."

En raras ocasiones, una persona también puede nacer sin ninguna copia funcional de la miostatina. En el 2004 los médicos informaron de un recién nacido que "apareció extraordinariamente musculoso, sobresaliéndole los músculos de los muslos y los brazos." Ellos confirmaron que se estaba perdiendo el gen de la miostatina y señaló que con cuatro años y medio de edad, el niño podría extender sus brazos mientras sostenía unas pesas de tres kilogramos.

Debido a que el gen de la miostatina está bien estudiado y el porqué de la doble musculatura no se sabe que tiene obvios inconvenientes que ha sido citados con frecuencia en los debates sobre el futuro hipotético "dopaje genético" entre los atletas. Los médicos estadounidenses ya están tratando de bloquear la miostatina en experimentos de terapia génica que tratan de frenar la pérdida de músculo en los niños que sufren la distrofia muscular de Duchenne.

Engvall dice que quedó impresionada por el trabajo de China, que según ella se muestra cómo el gen editado también podría ser utilizado para corregir enfermedades genéticas que afectan a algunas razas de perros. "El objetivo de este trabajo no era para recrear nocauts miostatina", dice Engvall, "El objetivo era utilizar la tecnología CRISPR en los perros. Y en este proyecto, los autores han vencido algunos obstáculos, en que los perros son un poco complicados cuando se trata de la manipulación de los embriones ".

Sin embargo, Eliane Ostrander, una científica de los Institutos Nacionales de Salud, que ha estudiado la miostatina en los perros, dice que aún no está claro para ella, sobre la base de la publicación, si los Beagles estaban mostrando incrementos muy notables en la masa muscular, como se ve en los lebreles. "El número de perros es aún pequeño," dice ella. "Será interesante ver qué tipos de variación subirá como más perros experimentan el proceso."

Cuando las alteraciones del ADN se introducen en la fase del embrión, pueden afectar a cada una de las células en el cuerpo de los animales, incluyendo el esperma y el óvulo, las células de la "línea germinal". El equipo de Lai dice que comprobaron el esperma de Hércules y encontraron que si lo utilizan para criar, pasaría la mutación miostatina en adelante. "Los rasgos favorables que resultan de la edición de genes pueden pasar de generación en generación", dice Lai, y será posible criar un gran número de perros de genes editado ", que pueden ser comercializados."

La gente ha estado influyendo en la genética de los perros durante milenios. Por lo menos hace 36.000 años, los primeros humanos ya habían comenzado a domesticar lobos y dar forma a los compañeros que tenemos hoy. Charles Darwin frecuentemente ha citado la cría del perro en El origen de las especies para demostrar cómo la evolución se produce gradualmente por un proceso de selección. Con el CRISPR, sin embargo, la evolución no es gradual o sujeto al azar. Es inmediata y bajo control humano.

Es precisamente ese poder que está despertando gran debate y preocupación por el CRISPR. Sin embargo, al menos algunos investigadores piensan que los perros genéticamente modificados podrían poner un rostro peludo amistoso en la tecnología. En una entrevista de este mes, George Church, profesor de la Universidad de Harvard, que lleva un gran esfuerzo para emplear la edición CRISPR, dijo que cree que será posible aumentar los perros utilizando el ADN editado para hacerlos vivir más tiempo o simplemente hacerlos más inteligentes.

Church dijo que también creía que la alteración de los perros y otros animales de gran tamaño podría abrir un camino a la edición del gen eventual de las personas. "La Edición de la línea germinal de los cerdos o perros ofrece una línea en ella", dijo. "La gente puede decir, 'Hey, funciona.'"

Por: Antonio Regalado

El artículo ha sido traducido del inglés al español, pueden escribirnos para corregirlo o darnos su opinión. Email: doctorleuka@gmail.com

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Los veterinarios recomiendan pruebas genéticas para determinar la sensibilidad a la ivermectina

Bristol
La notable recuperación de una perra en cuidados, hasta que sanó desde que estuvo al borde de la muerte por la Escuela Cummings de Medicina Veterinaria de la Universidad de Tufts, destaca el valor de una prueba genética sencilla que puede ayudar a los propietarios a determinar si sus mascotas son vulnerables a lo que en la mayoría de los casos es un seguro , los medicamentos de uso común.

Bristol, una perra de pastor australiano de 4 años, fue llevada al Hospital Veterinario Foster de pequeños animales a principios de septiembre, apenas estaba sensible y experimentaba convulsiones persistentes. Su dueña sospechaba que Bristol sufría de toxicidad grave por la ivermectina, una condición en la que la ivermectina, es el ingrediente activo de algunos medicamentos de prevención del parásito del corazón, atraviesa la barrera hematoencefálica y causa un daño neurológico.

Bristol requiere atención inmediata y agresiva, incluida la ayuda de un respirador mecánico. También se sometió a una resonancia magnética cerebral para descartar otras causas de su condición. "Nos llevó una gran cantidad de la intervención, sin esta condición habría sido fatal", dijo el Dr. Terri O'Toole, DVM, de un equipo de especialistas en cuidados críticos que supervisan el cuidado de Bristol.

Aunque Bristol empezó a respirar por sí misma dentro de los 10 días, permaneció inconsciente durante tres semanas. Con el tiempo, ella comenzó a caminar con la ayuda de un carro y con férulas en sus patas, y más tarde comenzó a caminar por sus propios medios con el apoyo del personal del hospital.

Después de un mes de tratamiento, Bristol recuperó sus rasgos de personalidad normales y la capacidad de caminar, comer y beber por su cuenta. "No hay muchos casos con final feliz como este", dijo Meghan E. Vaught, DVM, que trató a Bristol durante su estancia hospitalaria de 40 días. "Esta es una gran historia de éxito."

Tufts trata sólo uno o dos casos de toxicidad por ivermectina cada año, y son más frecuentemente el resultado de accidentes, como cuando los perros están expuestos a productos de la ivermectina en dosis superiores destinadas a caballos.

Aunque los productos que contienen ivermectina suelen ser seguros y eficaces, muchos perros pastores de razas de patas blancas como Bristol tiene una mutación genética que los hace sensibles a ella y a varias otros medicamentos, incluyendo algunos medicamentos comunes de quimioterapia. O'Toole recomienda que los propietarios tienen que someter a una prueba genética simple sus perros de razas de pastoreo para determinar si tienen una mutación en el gen de resistencia a múltiples fármacos (MDR1).

"Obteniendo la prueba de mutación genética les permitiría saber con seguridad si poran utilizar con seguridad algunas de estos otros medicamentos", dijo O'Toole. "Los kits están disponibles a través de los veterinarios, y que incluyen un cepillo pequeño que se utiliza para tomar una muestra del interior de la boca del perro." El hisopo se envía a un laboratorio de pruebas en la Universidad Estatal de Washington.

Muchos propietarios de perros raza de pastoreo son conscientes del riesgo y el uso de las medicinas alternativas, como fue el caso con el dueño de Bristol. Sin embargo, Bristol fue expuesta a la ivermectina indirectamente. Mientras que en una lección de pastoreo, se ingiere las heces de las ovejas que recientemente había sido desparasitadas con un producto que contenía la ivermectina. O'Toole dijo que el caso pone de relieve la necesidad de que los propietarios estén muy atentos cuando sus perros están en ciertas zonas, como en granjas o en graneros, donde otros animales podrían haber sido tratados con altas concentraciones de ivermectina.

La propietaria de Bristol, Laura Liebenow, de Greenfield, Massachusetts., Adiestradora de perros de exposiciones caninas, está utilizando su experiencia para crear conciencia entre sus colegas y amigos acerca de la posibilidad de que los perros puedan desarrollar toxicidad a la ivermectina por la exposición de las heces de las ovejas, vacas, caballos o cerdos.

"Fui consciente de la ivermectina y el hecho de que los perros de pastoreo en ocasiones ingieren heces de los animales de granja, pero nunca pensé en preguntar si hace poco la oveja había sido tratada con ivermectina," dijo ella. "Espero que mi experiencia le sirva de lección a otros para que puedan ser proactivos y evitar una situación similar a la de Bristol."


Por: Andy Cunningham, de la Universidad de Tufts

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Nuevo estudio genético sobre el origen del perro 2015



Un estudio genético traza los orígenes de la domesticación del perro en Asia Central

El equipo de Boyko, liderado por la postdoctorado Laura Shannon, ha pasado los últimos siete años viajando por el mundo y haciendo una recolección de muestras de sangre de los perros criados libres en las aldeas, estos perros viven cerca de los asentamientos humanos. Algunos son salvajes, algunos son perros callejeros, algunos están alrededor de unas propiedades específicas, pero no son propiedad de una persona en particular. En cualquier caso, son estos perros desatados y no las razas conocidas en el Crufts, que representan la diversidad genética completa de nuestros compañeros caninos.

Hay millones de perros en el mundo y la gran mayoría de ellos no son de raza pura ", dice Boyko. "Y se sabe muy poco acerca de estos perros libres que están alrededor de las aldeas." Su equipo rectificó mediante la recopilación de las muestras de sangre de 549 perros de las aldeas en 38 países en 6 continentes. "Hice mi doctorado trabajando con las mariposas tropicales; en comparación, el trabajo con los perros es fantástico ", añade. "Usted no tiene que darles caza con una red. Usted aparece, teniendo comida, y ahí hay perros.”

Después de analizar más de 185.000 marcadores genéticos de estos perros, el mayor estudio jamás realizado en la diversidad canina mundial, el equipo llegó a la conclusión de que los perros fueron domesticados por primera vez en Asia Central, en algún lugar cerca de la India o Nepal.

Pero esta no es la última respuesta final. Es sólo el último tiro en un debate de larga duración acerca de cuándo, dónde y por qué los primeros lobos salvajes se han transformado en el mejor amigo del hombre. "Está casi completo el conjunto de posibles áreas en las que pueden haber sido domesticados los perros", dice Greger Larson de la Universidad de Oxford en un comunicado por correo electrónico. "Los análisis genéticos previos han señalado con el dedo, o al menos un gesto en la dirección de, Europa, el Cercano Oriente, Siberia y China. Añadiendo ahora a Asia Central, esto significa que todo el mundo puede señalar como una región favorita, al menos en un periódico que apoye sus sospechas ".

Los fósiles más antiguos de los perros son de al menos de unos 15.000 años y proceden de Europa Occidental y Siberia. Pero los estudios genéticos han arrojado una luz a estas respuestas sumamente contradictorias dependiendo de si se mira en el ADN moderno de los perros que viven o en el antiguo ADN de los fósiles, de las partes del mundo que recogen muestras, y si se ven en los genomas completos, marcadores específicos, sólo el cromosoma Y, o simplemente el ADN mitocondrial (un genoma secundario que se encuentra fuera de lo más importante).

Tan sólo en el 2013, un estudio de todo el genoma de los lobos y perros que viven, argumentó que la domesticación tuvo lugar hace unos 10.000 años, durante la revolución agrícola, cuando los lobos recogían los restos de la humanidad cada vez más estaban acostumbrados a la vida con nosotros. Cuatro meses más tarde, otro estudio de todo el genoma argumentó que los lobos fueron domesticados en Asia oriental hace unos 32.000 años. Seis meses después de eso, sin embargo, otro estudio de este principal ADN mitocondrial en ambos modernos y de los fósiles de los perros, ponen el lugar de la domesticación en Europa y un tiempo pasado entre 18.000 y 32.000 años. Eso es mucho antes de la Revolución Agrícola, y sugiere que los lobos pueden haber acompañado a los cazadores recolectores europeos, ya sea como compañeros de caza o carroñeros.

El estudio de Boyko no resuelve este marasmo de resultados contradictorios, pero sí añade dos nuevas cosas valiosas. En primer lugar, el equipo se centró en los perros de las aldeas, que han sido ignorados en una gran medida hasta ahora. En segundo lugar, se utiliza un método diferente a los estudios genéticos anteriores. Se basaron en un fenómeno bien conocido llamado desequilibrio de ligamiento (DL), en la que los genes cercanos, que normalmente se heredan como un solo fragmento, son más propensos a romperse con el tiempo.

Si nos fijamos en las poblaciones humanas, se ve la menor cantidad del desequilibrio de ligamiento (DL) en el este de África y en cantidades cada vez mayores en las partes más distantes del planeta, esto refleja el origen africano de nuestra especie y nuestra posterior expansión planetaria. Del mismo modo, el equipo de Boyko encontró la menor cantidad de desequilibrio de ligamiento (DL) entre los perros de la aldea en Asia Central, la localización de esta región como la cuna de la domesticación.

Pero Olaf Thalmann de la Universidad de Oulu dice que el DL es un estimador bastante vulgar" Hay otras explicaciones para el patrón que el equipo vio. Por ejemplo, los perros domésticos podrían haber evolucionado en el Medio Oriente o Europa y ha sido llevado a Asia Central por los seres humanos, antes de ir extinto en su lugar de origen. "¿Será esta la última palabra en la domesticación del perro?", Pregunta Thalmann. "Lo dudo mucho. Personalmente, creo que hemos llegado a un callejón sin salida con inferencias a partir de los datos modernos ".

Por lo que quiere decir: Tenemos que analizar más el antiguo ADN de los fósiles del perro y del lobo.

Larson está de acuerdo. "Los orígenes de las poblaciones modernas son muy desordenadas", dice. "Por lo tanto, es difícil, si no imposible, poder deducir la verdadera historia más profunda de los perros, investigando exclusivamente en las poblaciones existentes, no importa cuán lejanos o profundamente secuenciado están."

Basta con tomar de nuestra propia especie. Ninguna comparación de las personas que viven habría jamás revelado que todos los no africanos llevan una pequeña proporción de ADN Neandertal, o que lleven Melanesios en el ADN de otro misterioso grupo de seres humanos antiguos llamados los homínidos de Denisova, o que una ola masiva de inmigrantes europeos encabezados en África alrededor hace 3.000 años. Tomando el antiguo ADN para poder descubrir esas revelaciones sobre nuestra historia. Lo mismo se aplica a nuestros perros.

Larson es el caso. Su equipo lleva años recogiendo muestras de más de 1.500 perros y lobos antiguos, y ahora está listo para poder analizar todos ellos. "Una vez que tengamos los datos antiguos, podemos compararlo con los patrones de variabilidad genética en las poblaciones modernas para conseguir realmente enfrentarse de dónde y cuando los perros fueron domesticados y el patrón dinámico y complejo de la dispersión y la mezcla que ha pasado desde entonces", dice .

Boyko también está muy entusiasmado con este proyecto. "Si tanto de nuestros resultados se alinearon y señalaron el mismo lugar, entonces podríamos llegar a un consenso en el campo", dice.

Y si no lo hacen?

"Entonces tenemos que averiguar cuál de nuestras hipótesis está menos bien apoyada."

Por: ED YONG

Trd y publ: Etólogo Canino: doctorleuka@gmail.com

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