Ejemplo de Transgénico en la Salmonelosis; Ventajas y desventajas de los Transgénicos

Ejemplo de Transgénico en la Salmonelosis

En la actualidad los métodos convencionales de obtención de vacunas podrían ser sustituidos por sistemas vegetales transgénicos productores de la proteína recombinante. La ingesta oral de la planta transgénica permitirá la absorción intestinal y la posterior estimulación del sistema inmunitario del individuo. Estudios recientes demuestran que la ingestión oral de plantas transgénicas puede estimular una respuesta humoral protectora frente a diferentes agentes patógenos.

Es por esta razón que se está trabajando en el desarrollo de sistemas de expresión efectivos en bananas, las cuales se cultivan de forma generalizada en la mayoría de los países en vías de desarrollo y pueden ingerirse crudas, lo cual permitirá producir vacunas comestibles frente a enfermedades tales como: difteria, tétanos, tos ferina, sarampión, polio, tuberculosis, hepatitis B, fiebre amarilla, determinadas diarreas virales y bacterianas.

En relación a la salmonelosis , se están creando vacunas atenuadas mediante modificación genética; en donde se manipula el agente patógeno para eliminar su virulencia manteniendo su capacidad antigénica, brindando como ventajas: buena repuesta humoral y celular, no se requiere administración de gran cantidad del  patógeno y  no hay riesgo de reversión de la virulencia; además,  el uso de cepas recombinantes de microorganismos atenuados como el de la Salmonella, protegen a las vacunas orales de la degradación de los antígenos en el estómago e intestino antes de que puedan inducir una repuesta inmune.

Finalmente, es importante tener en cuenta que esta nueva forma de vacunación, empleando plantas transgénicas comestibles, es una estrategia muy beneficiosa especialmente para países en vía de desarrollo, los cuales carecen de infraestructura necesaria para la administración de vacunas convencionales que requieren refrigeración, material especializado para su administración, personal calificado, programas coordinados de salud, etc.¹

Ventajas  de los Transgénicos 

1. Resistencia a insectos: Algunos alimentos transgénicos han sido modificados para hacerlos más resistentes a las plagas de insectos.

2. Protección ambiental: Oklahoma State University informa que el aumento de los cultivos y animales transgénicos a menudo requieren menos productos químicos, tiempo y herramientas, y esto puede ayudar a reducir la contaminación ambiental, las emisiones de gases de efecto invernadero y la erosión del suelo.

3. Alimentos más nutritivos: La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura reporta que algunos alimentos transgénicos han sido diseñados para ser más nutritivos en términos de contenido de minerales o vitaminas.²

4. Mejoras en el proceso industrial: Una gran versatilidad en la ingeniería, puesto que los genes que se incorporan al organismo huésped pueden provenir de cualquier especie, incluyendo bacterias. 

5. Ventajas en los consumidores y alimentos: Elaboración de vacunas comestibles, por ejemplo tomates con la vacuna de la hepatitis B.³

Desventajas  de los Transgénicos 

1. Reacciones alérgicas: Los alimentos transgénicos pueden presentar riesgos significativos de alergia para las personas, de acuerdo con la Universidad de Brown.

2. Eficiencia reducida de antibióticos: Algunos alimentos transgénicos han sido introducidos con características antibióticas para hacerlos inmunes o resistentes a enfermedades o virus, de acuerdo con la Iowa State University. Cuando se comen, estos marcadores antibióticos persisten en tu cuerpo y pueden hacer que los medicamentos antibióticos reales sean menos eficaces.

3. Transferencia de genes: Un riesgo constante de los alimentos transgénicos es que los genes modificados de los organismos pueden escapar a la naturaleza. La Universidad de Brown advierte de que los genes resistentes a los herbicidas de los cultivos comerciales pueden cruzar a la población de malezas silvestres, creando así "hierbas excesivamente malas" que son imposibles de eliminar con herbicidas.²

4. Posible impacto medioambiental: La desaparición de semillas naturales por la creación de semillas y plantas transgénicas que generan semillas a su vez transgénicas. Para solucionar este problema ha sido necesario incluso crear bancos de especímenes de semillas naturales.  

5. Posibles daños a la salud: Los antitransgénicos argumentan que los herbicidas asociados a los OGM, como el roundup son tóxicos.³

Referencias Bibliográficas:

1. Molina Muñoz Isabel María. (sede Web).  2008 (acceso 26 de junio del 2016). Disponible en: http://www2.uned.es/experto-biotecnologia-alimentos/TrabajosSelecc/IsabelMolina.pdf

2. Duvauchelle Joshua. (sede Web).  2016 (acceso 26 de junio del 2016). Disponible en: http://www.livestrong.com/es/ventajas-desventajas-alimentos-lista_21934/

3. Riol Ricardo y Macías Alfonso. (sede Web). 2014 (acceso 26 de junio del 2016). Disponible en: http://cmccareimunderriol.jimdo.com/men%C3%BA-menu/espa%C3%B1ol-1/ventajas-e-inconvenientes/

Ejemplos de ADN recombinante en la naturaleza y de ADN recombinante artificial en la Salmonelosis

ADN Recombinante de Salmonella

Vacuna de Salmonella

Las vacunas tradicionales, normalmente requieren cultivar el microorganismo responsable de la enfermedad frente a la que se pretende inmunizar, pero existen muchos  inconvenientes con este tipo de enfoque, ya que no todos los microorganismos se pueden cultivar, se requieren de medidas estrictas en los laboratorios, la producción es muy cara, etc. 

Hoy en día, la tecnología del ADN recombinante permite nuevos enfoques para el diseño y producción de vacunas.  En el caso de Salmonella se ha experimentado quitarle ciertos genes no relacionados con la virulencia, pero que al desaparecer convierten a la cepa en atenuada (disminución de su virulencia en un millón de veces). Estos estudios han mostrado su efectividad en ovejas, bovinos, pollos y recientemente en humanos.

Las cepas de Salmonella atenuadas tienen la capacidad de invadir las células M de la mucosa intestinal y de migrar a las células linfoides del sistema retículoendotelial donde, en lugar de producir enfermedad, activan de forma eficaz las repuestas inmunes humoral y celular no sólo contra el microorganismo mismo, sino también contra aquellos antígenos heterólogos recombinantes que la bacteria puede expresar y transportar.

Científicos sugieren que Salmonella es una herramienta muy útil para enfrentar diferentes enfermedades producidas por microorganismos, al usarla como vector en la vacunación contra tétanos, difteria y pertusis, contra infeccione por Helicobacter pylori e incluso contra la malaria.¹

 
ADN Recombinante en la Naturaleza

La recombinación genética es el proceso mediante el cual una hebra de material genético es rota y luego unida a una molécula de ADN diferente; es decir que se obtiene un nuevo DNA a partir de moléculas distintas; razón por la cual, la recombinación genética es una fuente fundamental de variabilidad genética. En la naturaleza la recombinación genética se presenta tanto en procariotas como en eucariotas.  

En los organismos procariotas la recombinación genética se produce mediante transferencia de fragmentos de ADN a una célula receptora, dependiendo del origen del ADN donador, se distinguen 3 procesos de recombinación:

1.- Transformación: la bacteria acepta y recombina su genoma con ADN libre en el medio.

2.- Transducción: no se necesita del contacto físico entre dos tipos de bacterias.  El ADN donador procede de un virus.

3.- Conjugación: es la transferencia del material hereditario de una bacteria donadora a una receptora, en este caso el ADN donador lo aporta un plásmido.

En los eucariotas la recombinación homóloga (entre fragmentos de ADN de secuencias homólogas) se produce durante la meiosis entre cromosomas homólogos.

En los vertebrados también hay un tipo de recombinación genética especial en las células B y T del sistema inmunitario, se la denomina Recombinación V (D) J, que es la responsable de generar la variabilidad de anticuerpos y de receptores de células T necesarias para la respuesta inmune.

Por otra parte, lo virus presentan una recombinación específica de sitio, es un tipo especial de recombinación homóloga que ocurre en regiones específicas, cortas y homólogas, existentes en ambos fragmentos a recombinar. Los virus utilizan este tipo de recombinación para integrarse en el genoma del hospedador.

La recombinación específica de sitio es utilizada en investigación como herramienta para la manipulación controlada de genomas.

Finalmente, en Biología Molecular, el termino recombinación se refiere también a la obtención de ADN recombinante artificial a partir de fragmentos de ADN de diferentes procedencias.²
 

Referencias Bibliográficas:

 

1. Gómez Óscar.Vacuna atenuada de Salmonella como vector de antígenos heterólogos (sede Web).  2000 (acceso 19 de junio del 2016). Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/267423618_Vacuna_atenuada_de_Salmonella_como_vector_de_antigenos_heterologos 

2. FIBAO (sede Web).  2014 (acceso 19 de junio del 2016). Disponible en: http://medmol.es/glosario/recombinacion/

Prueba molecular para Salmonelosis

La detección de contaminación por Salmonella spp. en aves de corral y sus derivados se realiza utilizando métodos convencionales de cultivos microbiológicos, los cuales presentan limitaciones importantes para la detección eficaz de dicha contaminación. Los métodos clásicos de diagnóstico bacteriológico de Salmonella spp. son laboriosos, requieren tiempo y no todas las cepas aisladas pueden ser identificadas, por lo cual la información que brindan es limitada y dificulta la toma de decisiones.

La sensibilidad y especificidad de los métodos de cultivo dependen de la calidad, la toma adecuada de muestras, el almacenamiento y el número de unidades formadoras de colonia (UFC) presentes en la muestra, además de la habilidad del microbiólogo para detectar su presencia y la necesidad de un laboratorio de microbiología de alimentos para realizar el proceso. 

Sin embargo, a través del tiempo se han desarrollado métodos más sensibles y específicos que detectan la infección por Salmonella spp. en humanos y que aún no han sido implementados en la industria agropecuaria. Estas alternativas para la detección de contaminación por Salmonella spp. en huevos consisten en la utilización de pruebas de diagnóstico rápidas, sensibles y específicas basadas en métodos de detección molecular.

La técnica basada en la reacción en cadena de la polimerasa (Polymerase Chain Reaction o PCR) ha revolucionado el diagnóstico molecular de las enfermedades infecciosas. 

Razones científico-técnicas de por qué utilizar la técnica PCR para detección de Salmonelosis:

1. A diferencia de los métodos tradicionales que requieren 6 o 7 días para dar un resultado definitivo, PCR permite obtener los resultados en sólo 1 a 3 días, dependiendo de diversas modificaciones en el protocolo de trabajo, permitiendo la detección e identificación rápida y precisa de Salmonella.

2. La sensibilidad de las pruebas de PCR oscilan entre el 70 y 75% cuando la extracción del ADN se realiza con un método simple de lisis, en el cual no se usó la purificación del ADN; pero estos resultados de sensibilidad pueden mejorarse modificando el método de extracción, incluyendo un paso de purificación del ADN o utilizando un método comercial de extracción, pues las muestras de clara-yema tienen alto contenido proteico que puede interferir en la PCR. Sin embargo, la sensibilidad alcanzada con la estandarización de estas pruebas de PCR es más alta que la que se obtiene con cultivos convencionales, los cuales alcanzan una sensibilidad variable que puede fluctuar desde el 0-100% de acuerdo a varios factores, como la viabilidad de las bacterias que se encuentran en la muestra y la recolección y transporte de la misma. Esto significa que la PCR no requiere de la existencia de bacterias vivas o viables en la muestra para diagnosticar una contaminación o infección.

3. La utilidad de la prueba de PCR para detección del gen hilA está basada en la posibilidad de utilizarla para detectar contaminación por el género Salmonella en huevos y otras muestras. La PCR múltiple confirma si esta bacteria pertenece al serovar Typhimurium o Enteritidis, arrojando una mayor información si se precisa la identificación por serotipo.

4. La especificidad de la PCR múltiple es de 98,4% y la del gen hilA de un 100%; ambas especificidades son adecuadas para confiar que el resultado es verdadero, siendo la PCR para hilA 100% específica de género, lo cual tiene ventajas al momento de hacer un diagnóstico de contaminación de huevos por esta bacteria.

5. La utilización de estas pruebas de PCR permiten hacer una verificación y control de la salmonelosis. Por su rapidez y precisión, ésta será una herramienta fundamental para lograr la comercialización internacional de huevos, cumpliendo una de las normas de control sanitario exigidas para tal fin.

Referencias Bibliográficas:

1. CM Pérez, MM Sánchez, S Henao, NM Cardona-Castro. (sede Web). 2008 (acceso 12 de junio del 2016). Disponible en:http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0301-732X2008000300003&script=sci_arttext