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AVANCES BIOTECNOLOGICOS EN SALUD Y PRODUCCION ANIMAL(").

Luis L. Rodriguez Roque, M.V., Ph. D. Escuela de Medicina Veterinaria-P.I.E.T., Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica.programa de Apoyo a Investigadores Cientificos, C.O.N.I.C.I.T.

(*) Partes de este trabajo fueron publicadas par el mismo autor en:"Oportunidades de las biotecnologias agropecuarias en America Central"IICA, San Jose Costa Rica Mayo, 1989. Ponencia ante el IX CongresoNacional Agropecuario y de Recursos Naturales. San Jose, Costa Rica,Octubre 1993.

Durante los ultimos arias, especialmente durante los ultimos 15arias, se ha desarrollado una serie de tecnologias completamentenovedosas en el area de las ciencias biol6$icas, que hall encontradoaplicaciones especificas en salud y producclon animal. Estos nuevasconocimientos se hall llamado par varios nombres como par ejemplo:"manipulacion genetica", "ingenieria genetica", "clonaje ,molecular","ADN recombinante" y mas genericamente "biotecnolQgia" (Sommer, 1986).

La biotecnologia puede definirse genericamente como" la aplicacion~ de principios cientificos y tecnol6gicos al procesamiento de materiales

par agentes biol6gicos para proveer bienes y seIVicios" (Wilkie, 1988) .

A pesar de que los conceptos actuales de biotecnologia comprenden todauna serie de conocimientos y tecnicas de desarrollo muy reciente yrevolucionarios, la idea de usar organismos vivos para obtener procesos0 productos beneficiosos es rnuy antigua, como ejemplos tenemos el usade la fermentacion para.~roducir bebidas alcoholicas, las levaduras ~araproducir pan, bacterlas para producir quesos, yogurt, antibiotlcoS(penicilina) y otros productos (Hodges, 1986).

Entonces que es 10 nuevo en biotecnologia? Todos los ejemplosanteriores dependen de caracteristicas ya inherentes a los organismos,tanto microorganismos como animales 0 plantas. Estas caracteristicasespeciales, las obtuvieron par seleccion natural y evolucion, y la Unicaforma de cambiarlas es par cruzamientos selecti vas y seleccion genetica,0 par mutaciones que ocurren natural 0 espontaneamente.

La gran contribucion de la biotecnologia moderna es la capacidadque posee de identificar, separar y manipular artificialmente estascaracteristicas geneticas (Glover, 1984). No solo esto sino que aharase cuenta con la capacidad de "crear" organismos, 0 sustanciasbiol6gicas con las caracteristicas deseadas y obtener el resultadodeseado en una sola generacion, sin necesidad de cruzar selecti vamentelos organismos durante largos periodos de tiempo (Koshland, 1985). Loque es mas, en algunos cas os se pueden producir sustancias con acti v~dadbiol6gica como peptidos u oligonucleotidos (partes de proteinas y acldosnucleicos respectivamente) par sintesis quimica artificial, fuera de los

'J organismos vivos (Arnon, 1983). Con estos procedimientosbiotecnologicos se obtienen resultados mas especificos, sin efectos

. .

colaterales indeseables y en mucho menor tiempo de 10 que seria posible r'par seleccion genetica natural par muchas generaciones, 0 atin par ~",;mutaciones geneticas inducidas al azar en log organismos (Sonmer, 1986) . ~ '.

En el caBO especifico de la produccion y salud animal, labiotecnologia tiene aplicaciones principalmente en lag siguientes areas:

1. Diagnostico, prevencion y control de enfermedades animales.

A. produccion de vacunas subunitaria par ADN recombinante (ADNr) 0peptidos sinteticos, modificacion genetica de microorganismos. Vacunasde ADN.

B. Produccion de zooterapicos, interferon, anticuerpos monoclonales,yotros.

C. produccion de reacti vas de diagnostico, anti cuerpos monoclonales jParaELISA, radioinrnunoensayo, sondag de acidos nucleicos, hibridizacion, yotros.

2. Nutricion animal y promocion de crecimiento.

A. Inoculos ruminales de bacterias y protozoarios geneticamentemodificados.

B. Produccion de hormonas de crecimiento sinteticas. ~3. Mejoramiento genetico animal. 4 '

A. Inseminacion artificial, sexado de semen.

B. Transferencia y manipulacion genetica embrionaria, "clonajeembrionario", sexado de embriones, animales transgenicos, quimerasyotros.

4. produccion de sustancias de origen animal para usa endiagnostico, investigacion y terapeutica (suero fetal bovino,hormonas animales, y otros).

1. DIAGNOSTICO, PREVENCION Y CONTROL DE ENFERMEDADES.

A. Produccion de vacunas.Al<JUI:las enfermedades animales son causadas par agentes infecciosos

diflciles de cultivar en el laboratorio en cantidades suficientes paraproducir vacunas. En otros casas lag vacunas producen efectosse~undarios indeseable~ (como 10 es el hecho de no poder distinguiranlmales vacunados de lnfectados), 0 lag vacunas existentes son pocoeficientes en producir la inrnunidad deseada, 0 poco estables. En estoscasas se esta tratando de desarrollar vacunas producidas par media deingenieria genetica para prevenir y controlar dichas enfermedades(Schudel, 1988).

~isten diferentes metodos de producir vacunas par ingenieria,gen~tlcai se pueden producir vacunas subunitarias ya sea individuales C=)'0 lncorporadas en otros agentes virales, 0 vacunas sinteticas ~

.

(peptidos), 0 vacunas a base de microorganismos manipulados\-I geneticamente (Gorham, 1988). Mas recientemente se hall desarrollado las

"vacunas de ADN" (llamadas "gene vaccines" en ingles) que consisten eninyectar el animal con un plasmido que contiene la informaci6n geneticade la vacuna y es capaz de expresar esa informaci6n y producir laproteina vacunal dentro del mismo animal.

A.1. Vacunas subunitarias:

i. Clonaje y expresi6n en bacterias 0 levaduras 0 en celulas demamifero.

Usando cualquiera de estos metodos el producto final es una proteina0 un fragmento de proteina el cual se ha determinado que es capaz deinducir una respuesta inmune contra el microorganismo causante de laenfermedad (Kupper, 1988) . Esta proteina debe purificarse antes de poderservir como vacuna. Las ventajas de este metoda es que se suministraal animal una parte del agente, y no el agente completo, par 10 cual noes capaz de revertir y convertirse en pat6geno, 10 que las hace muyseguras (Macfarland, 1984; Barchrach, 1982). Entre las desventajas seencuentran el hecho de tener que purificar la proteina de otrosproductos del microorganismo usado para la producci6n de la vacuna(Bachrach, 1982). Par otro lado las dosis que se deben suministrar deeste tipo de vacunas son muy al tas debido a que son par 10 general pocoantigenicas (no inducen buena inmunidad) (McKercher, 1985).

ii. Clonaje y expresi6n en vectores virales como Vaccinia, Papilloma,Adenovirus, Retrovirus, yotros.

En este caso se pueden incorporar las proteinas inmunogenicas (queV inducen inmunidad) de varios agentes virales (por ejemplo rabia,

distemper, herpesvirus) en un s610 virus vivo que es inoculado e induceprotecci6n contra las tres enfermedades con una sola vacunaci6n(Paoletti, 1983). En el caso de la ganaderia 0 avicultura, el poderaplicar una sola vacuna contra varias enfermedades reduciria los costasde manej 0 . Par otro lado las proteinas serian mas inmunogenicas alestar incorporadas en la membrana del virus vacunal (Gillespie, 1986).

iii. Vacunas de ADN (gene vaccines) : este es un nuevo concepto en materiade vacunas. Consiste en la inyecci6n de un plasmido de expresi6ndirectamente al animal. La forma en que este sistema funciona aun noesta muy claro pero se cree que la informaci6n genetica contenida en elplasmido es expresada par las celulas del animal e inducen una respuestainmune (Cox, G.J., T. Zamb, and L. Babiuk. 1993. Bovine herpesvirus 1:itmlune response in mice and cattle injected with plasmid DNA. J. Viral.67:5664-5667.)

A.2. Vacunas sinteticas (peptidos).Estas vacunas son producidas par metodos quimicos fuera de

organismos vivos. Se sintetiza la cadena de aminoacidos (componentesde las proteinas) de acuerdo a la secuencia del producto deseado (Arnon,1983). Estas vacunas tienen la ventaj a que con ellas se pueden produciranticuerpos especificos contra las porciones mas relevantes de los virus0 bacterias (Mcfarland, 1984). Una de las mayores desventajas de est"emetoda es la relativa facilidad con que un virus podria cambiar esaporci6n de una de sus proteinas y par tanto "escapar la respuesta inmune

~ generada par el peptido sintetico. Un ejemplo de una vacuna sinteticaes contra el virus de la Fiebre Aftosa, sin embargo en pruebas de

.

I laboratori~ se enc=tro ~e el vi=s f~ capaz ~ ~tar yesca~r la~Orespuesta lnmune en los anlrnales vacunados (McKercher, 1985). En la

actualidad se realizan pruebas para tratar de producir peptidos mas i;,"complejos 0 series de peptidos que eviten que el virus mute tanfacilmente (Duque, 1987).

A.3. Agentes rnanifulados geneticamente.Par 10 genera son agentes de baj a patogenicidad y con rnarcadores

geneticos ~e permi ten distinguirlos de los agentes de campo y par 10tanto permlte distinguir anirnales vacunados de animales infectadosnaturalmente. un ejemplo de este tipo es una vacuna contra laPseudorabia (upjohn) consistente en un virus mutante producido parrnanipulacion genetica, el cual no posee una de la proteinas virales(Kit, 1987). Esta proteina no influye sabre la efectividad de la

vacuna, sin embargo permite par media de una muestra de suero y unasencilla prueba inmunol6gica, distinguir animales vacunados de animalesque poseen el virus de campo. Esto es de suma importancia en programasde control de esta enfermedad, ya que se puede remover los animalesinfectados y dejar solamente los vacunados (Kit, 1986).

Otro ejemplo de una vacuna en base a un agente modificado es lavacuna contra el virus de la rinotraquei tis infecciosa bovina (virusherpes bovino tipo 1, IBR/IPV). Uno de los problemas mas graves coneste virus es el hecho de que los anirnales vacunados con vacuna viva,al igual que aquellos infectados en forma natural, mantienen lainfeccion para siempre, siendo capaces de transmi tir el virus y provocarepizootias de la enfermedad. Otra de las desventajas del virus vivocomo vacuna, es que produce aborto en enimales prenados (Whetstone,1983). Par esta razon es muy deseable una vacuna que se puedadistinguir de las cepas pat6genas de campo, y que a su vez sea capaz deinducir inmunidad adecuada (Rodriguez, 1988).

B. Produccion de zooterapicos:Entre los zooterapicos mej or conocidos estan los interferones, las

cuales son sustancias de tamafio relativamente pequeno, que usa elorganismo para defenderse inespecificamente de las infeccionesprincipalmente par virus. Estas sustancias han sido clonadas y seproducen en bacterias y levaduras manipuladas geneticamente (Guzman,1987). Sus usos potenciales incluyen la proteccion de animales bajo"stress" contra lnfecciones virales., Otro ejemplo son los anticue~os monoclonales, los cuales sonproducidos par celulas "hibridomas" producto de la fusion de celulasproductoras del anticuerpo deseado (linfocitos) con celulas tumorales(mielomas) 10 cualles permite crecer y producir anticuerpos especificosindefinidamente (Sherman, 1986). Los anticuerpos monoclonales se hanusado como terapeuticos (Colonno, 1986) y como prevencion parainfecciones gastrointestinales en terneros causadas par Escherichia colicepa K-99. Esta bacteria es una import ante causa de diarrea enterneros, penetra par via oral y se adhiere a las paredes del intestinoa traves de "vellos" 0 "pilus" en su superficie. Los anticuerposmonoclonales (Gen-coli Molecular Genetics Inc.), se pueden adquirircomercialmente, estan dirigidos y reconocen tinicamente estos "pilus" par10 cual bloquean la adherencia de la bacteria y previenen la diarrea(Sherman, 1983). Los mismos anticuerpos se usan en un "kit" de

diagnostico de campo para K-99 (Coli-tect, Molecular Genetics Inc.) conel cual se puede diagnosticar el problema en los primeros animales condiarrea y suministrar el anticuerpo a los otros para prevenir laenfermedad. Este enfoque de suministrar el diagnostico de campo y eltratamiento especifico podria extenderse a otros tipos de problemas

.

virales y bacteriales, gastrointestinales y respiratorios y en otras\-/ especies ademas de bovinos como par ej emplo en porcinos 0 en aves, donde

el nlimero de individuos y el potencial de venta es mucho mayor (Afshar,1986). Par supuesto debemos de considerar aqui. la produccion desustancias terapeuticas de amplio usa en produccion animal, como es elcaso de la Hormona Foli.culo Estimulante (FSH) bovina que es ampliamente usada en reproduccion animal y ya se produce par tecnologi.a de ADNrecombinante (Chappel, 1988).

C. produccion de reactivos de diagnostico.

El diagnostico de las enfermedades animales es de las areas masdeficientes en el area centroamericana. AUn los metodos tradicionalesde laboratorio que no involucran nuevas biotecni cas, son poco usados anivel de campo. Estos servicios par 10 general son prestados parinsti tuciones estatales. Sin embargo conforme se crean nuevas empresasproductivas mas sofisticadas, se van requiriendo mejores servicios dediagnostico de enferme dades animales. El diagnostico de lasenfermedades animales se obtiene par media de la identificacion en ellaboratorio ya sea del agente especi.fico (bacteria, virus, parasito,etc), 0 de partes del mismo (anti.genos, acidos nucleicos) (Afshan,1986). Alternativamente se detecta la presencia de anticue:rpos especi.ficas contra el agente (Veijalainen, 1986). Los productos biotec nol6gicosque tienen mas usa en diagnostico son los anticuerpos monoclonales(AcMo). En la actualidad se comercializan, princi 'palmente en

Norteamerica y Europa, varios "kits" para diagnostlco de enfermedadesanimales basados en nuevas biotecnologi.as, algu nos ejemplos son:Rotavirus (Rotazyme, Abbott Labs.), Leucemia Felina, Leucosis Bovina y

~ Anemia Infecciosa Equina (Pitmann Moore Inc.), Enfermedad de Gumboro,Bronquitis Infecciosa y Enfermedad de Newcastle (Orgenics, Ltd.,Israel), yotros. Este ultimo ejemplo es en particular interesante yaque es un metoda sumamente sencillo de usar a nivel de campo y permiteobtener los ni veles de inmunidad en poblaciones de aves, con 10 cual sepuede determinar la ectad optima de vacunacion, 0 evaluar la efecti vidadde varias vacunas en pocos minutos. El principia de este "kit" es elusa de la tecnica de "inmunopeine" que consiste en aploicar variosanti.genos a cada uno de los "dientes" de un peine hecho de un tipoes~ecial de ny~os 0 de nitrocel~losa. Esto permite incubar cada"dlente" del pelne con un suero dlferente par sepa rado, con 10 que sepue?en probar simultaneamente varios sueros (8 par cada peine) contravarlOS agentes (3-5) (Obata, 1988).

2. Nutricion animal y promocion de crecimiento.CUalquier producto que promueva la nutr'icion 0 el crecimiento

animal,tiene el potencial de tener buena aceptacion en la industria

pecuarla.Las hormonas naturales y esteroides sinteticos son ampliamente

usados en todo el mundo para promover el crecimiento animal. Algunosde estos compuestos actuan sabre los microorganismos presentes en eltracto intestinal, ya sea bajando la poblacion de microorganismosdafiinos 0 promoviendo el crecimiento de otros beneficiosos. Otrosinducen mej or aprovechamiento de nutrientes, y otros proveen nutrientesen forma directa. .

) La hormona de crecimientc? \BST) ha sido P?t,entada ,(Monsant?) y ~e~ esta usando aunque su usa es Ilmltad. El proposlto es lntroduclr mas

hormona de crecimiento de 10 normal para que el animal continue

.

creciendo mas aceleradamente. Par otro lado se ha reportado que bovinosque reciben ~osis controladas de hormona de crecimi~nto (somatotropina, ~~BST) produclda par ADNr producen de un 10- 25% mas de leche, par 10 ~tanto teoricamente se podria mantener la misma produccion de leche con "0.'

25% menos de animales en laB fincas (Annexstad, 1987). La ventaja deesta hormona es que a diferencia de otras hormonas animales comoesteroides ( ej. estr6genos) , la somatotropina bovina no se acumula enloB animales tratados y no funciona en humanos (no induce crecimiento)ya que se probo en casas de enanismo y no funciono. Sin embargo, unode loB principales problemas de estas sustancias es la administracioncontin~a que es necesaria, y la se~ridad de que no afecte a :1.osconsumldores de productos animales (Mlller, 1986).

Algunas investigaciones en el area de nutricion animal estancomenzando a ser dirigidas hacia loB microorganismos intestinales queparticipan en la digestion y absorcion de nutrientes, es~ecialmente enrumiantes. Como sabemos loB rumiantes, a traves de loB mlcroorganismosruminales (bacterias, hongos y protozoarios) , son capaces de utilizarla celulosa y obtener una serle de nutrientes de loB pastas y forrajes.Si estos microorganismos se modifican geneticamente para cumplir estafuncion en forma mas eficiente esto beneficiaria el aprovechamientonutritivo y aumentaria la productividad. Esto seria de suma utilidadespecialmente en paises en desarrollo donde laB dietas animales sonbajas en proteinas. Estos microorganismos modificados podrian"inocularse" facilmente en el rumen par media de bolos. Estastecnologias estan en fase de investigacion y desarrollo en algunospaises como loB Estados Unidos, Canada y Gran Bretafia (Taylor, 1987).

3. M&JORAMIENTO GENETlCO. ~c~-"i{.;j

A. Inseminacion artificial:Durante muchos afios la Inseminacion Artificial (IA) ha sido usada

para el mejoramiento genetico. En este momenta la tecnica cuenta conamplia aceptacion en todo el mundo. En centroamerica un alto porcentajede loB cruzamientos fueron hechos par I.A. De estos gran parte (mas del80%) fue con semen import ado principalmente de loB EEUU y Canada y menosdel 20% fue con semen local (Informe sabre la situacion actual de lainseminacion artificial en el contexto de la ganaderia bovina en CostaRica, Ministerio de Agricultura y Ganaderia, Diciembre 1983). Latecnologia de congelacion de semen existe a nivel de todos loB paisescentroamericanos sin embargo la comercializacion interna es minima. Elarea de evaluacion genetica computadorizada unida a tecnicas de controlde calidad adecuadas permitirian la sustitucion de mucho del materialgenetico que hay se importa. Una de laB principales areas deinvestigacion en inseminacion artificial es el sexado del semen, atraves de diferentes metodos como centrifugacion diferencial einmunoafinidad. Esto permitiria aumentar laB posibilidades de escogerel sexo de laB crias (Johnson, 1987; Seidel, 1988).

B. Transferencia v maniDulacion qenetica de- embrion~~ =La transferencia de embriones es en laactualidad una de laB

biotecnicas que mas auge va tomando en todo el mundo, dado que perfil teobtener un mayor nUrnero de animales progenie de aquellos animalesgeneticamente valiosos en un tiempo muy carta (Smith, 1988).

Sip embargo la transferencia de embriones es una parte de toda una ~serle de tecnicas relacionadas a esta. En breve, la transferencia de;

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embriones consiste en inducir a un animal geneticamente valioso~ (donadora) a producir varios ovulos (superovulacion) que son

fecundados para producir embriones (Carney, 1987). Estos embriones sonrecuperadosdel utero del animal a traves de un "lavado" 0 "flushing".Los embriones asi recuperados, son transferidos a otras vacas(receptoras) lascuales se encargan de llevar a termino la gestaci6n(Britt, 1988). De esta manera se pueden producir hasta 15 terneros

hijos de una vacageneticamente valiosa (donadora) , con un mismo taro,en ~lperlodo de una sola gestacion (9 meses). Este procedimiento esel basico yesta siendo usado con cierto exi to par medicos veterinariosen todo el mundo inclusive en varios paises latinoamericanos (Del Campo,1988) .

En Centroamaerica se ha realizado transferencia de embriones enfo!:ma semi-comercial desde 1983, con exito variable. Algunos de logveterinarios dedicados a este campo reportan porcentaj es de exi to de un30~50% en condiciones de campo; Par supuesto log porcentajes de exitoson mejores durante log ultimos arias. Se transfieren tanto embrionesobtenidos de donadoras locales como embri one s import ados deNorteamerica.

EXisten algunas variables a la tecnica basica, como 10 son lacongelacion de embriones i 10 cual permi te transferirlos en el momen~oadecuado, en cas~ de no pbseer s~ficien17es ani.~les receptores (SUZukl,1986) . Otro e]emplo es la mlcromanlpulaclon de embrlones 0 "embryosplitting" que consiste en "~artir" el embrion de 4-;-8 celulas en dosnuevas embrl one s , con 10 cual se pueden obtener anlmales totalmenteidenticos; Otras tecnicas usadas son la fertilizacion in vitro queconsiste en ~e~tilizar lo~ ovulos fue-;:a ~el animal y lue$9 t~anf~rirlos.

V Es~e procedlffilento, c~lnado con tecnlcas ~e madurac~on In v~trQ deOOCl tOg (precursores de ovulos maduros) , perml te produclr embrlones deanimales que se han sacrificado y de log que se ha recuperadQ losovarios (Ly, 1988).

TransQlgntenucle§r.Uha de ~as tecnicas mas novedosas es el transplante nuclear en

embriones (Prather., 1987).. La tecnica consiste en colectar oocitos(huevos no fecundados) de animales poco valiosos y remover lainformacion genetica propia, luego se taman los blastomeros (informaciongenetica) del embrion que se desea "clonar" y se inserta uno en cadaoocito. Asf de un embrion de 4 blastomeros se producen 4 oocitos"transplantados". Luego los oocitos se someten a pulsos electricos(electrofusion) para pramover la fusion del materlal genetico y se

ponen a madurar en el oviducto ligado de una oveja. Aqui los nuevasembriones maduran y se puede volver a repetir el procedimiento, paraproducir mas individuos identicos (clones) estos embriones se puedentransferir aanimales receptores para producir progenie (Prather, 1988) .Par el momenta el metoda no es muyeficiente, pero hay varios grupostrabajando en el perfeccionamiento de estas tecnicas especialmente enla Uni versidad de Wisconsin en el laboratorio del Dr. Neil First (Marx,1988) .

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Una de lag aplicaciones biotecnolOgicas que mas interesa a losproductores pecuarios es el poder determinar el sexo de la progenie deBUS animalesi asi a los productores de leche le interesa aumentar elnUffiero de hembras y al de carne el nUffiero de machos. Un grupo detrabajo en la Uhiversidad de Davis- California ha descubie~to un

~ anticuerpo monoclonal que reacciona con antigenos especificos del

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embri6n macho (H-Y) (Anderson, 1987). Con un metoda de --);;

inmunofluorescencia son capaces de selecccionar los embriones macho de ~~'tlos embriones hembra, con un exito del 85% en la predicci6n del sexo, i~~,

y sin afectar la viabilidad de los embriones para ser transplantados.

Otros procedimientos que se hall usado para identificar el sexo,incluyen el usa de sondas de ADNr especificas para el genoma del macho,sin embargo este procedimiento requlere obtener el ADN del embri6n con10 cual puede bajar sensiblemente la viabilidad del mismo (Ellis, 1988)

Animales transqenicos:Una de las aplicaciones mas interesantes de la biotecnologia seria

la manipulaci6n genetica a nivel embrionario para producir animalestransgenicos, 0 sea que contienen genes foraneos incorporados a suspropios genes (Reed, 1988i Murray, 1988). Tal es el caso de ratonestransgenicos a los cuales se les incorpor6 durante la fase embrionaria,el gene de la lactoalbUrnina de oveja. AI G+ecer estos ratonesprodujeron leche que contenia lactoalbUrnina de oveja (Simons, 1987).El ej ernplo clasico es aquel en que el .;3:en de la honnona de crecimientoes incorporado a embri one s , con 10 cual se producen animales de tarnafiomucho mayor de 10 que seria norrnalmente. Hastael momenta esto se halogrado en ratones, ovejas, cerdos y bovirios,con exito relativo(Rexroad, 1988). La regulaci6n de la producci6n de la hormona puede serinducida con sustancias como el Zinc, ya que el gen de la homona sepuede asociar al promotor del gen de la metalotionina, una sustancia quesolamente se produce en presencia de al tas cantidades de estos metales.Par ej ernplo en ratones se ha logrado producir "superratones" capaces decrecer hasta un 35% mas que los ratones norrna1es. Una ventaj a de estos ~

metodos es que esto se logra sin suministrar sustaricias foraneas a 10s ~,animales, como hormonas artificiales, y la producci6n de 1a hormonanatural se puede detener al suspender la dieta rica en Zinc, con 10 cua1se podria evitar problemas para el consumo hurnano {Palmiter, 1982).

Un usa practico de los animales transgenicos es incorporar en ellosgenes de sustancias utiles desde el punta cte vista terapeutico y que sondificiles de producir 0 purificar a partir de microorganismosmodificados par ingenieria genetica. Asi tenemos que se hall producidoovej as transgenicas que producen en su leche el factor de coagulaci6nIX de humanos, usado para el tratamiento dehemofilicos (Wilmut, 1988).Sin embargo los niveles obtenidos hasta ahara son muy bajos para seraprovechados comercialmente. Entre 1as mayores ventajas de producirproteinas para terapia en humanos en animales transgenicos, es lareducci6n en e1 costa ya que estos productos se obtienen actualmente deplasma 0 de tej idos humanos (cadaveres) a un costa sumamente alto ycon el riesgo de transmisi6n de infeccionesgraves como 10 es e1 virusdel SIDA. Mientras que en animalestransgenicos podrias obteperse apartir del plasma 0 la 1eche de estos '(Wilmut, 1988).

4. PRODUCCION DE SUSTANCIAS DE ORIGEN ANIMAL PARA USa EN DIAGNOSTICO,INVESTIGACION Y TERAPEUTICA.

Muchas materiales de origen animal siguen siendo usadas para lapurificaci6n de hormonas, sales biliares, y otras sustancias que se usantanto para diagn6stico e investigaci6n como para terapia, tanto enanima1es como en humanos. Entre estas sustancias tenemos: suero fetal "~bovino, abomasos, pancreas, glandulas suprerrenales, bilis, crista1ino J'Jde cerda, y otros. En la actualidad el suero fetal bovino, es usado en ii'

.

grandes cantidades en investigacion y diagnostico tanto en Norteamerica~ como en Europa,' Tenemos datos de que solamente Costa Rica exporto al

menDs 25,000 lltros de este suero durante 1987, como "materia prima" quefue procesada en otros pafses y vendido a mas de $230 par litro($5,750,000) par estas compafifas (Castro, C. Cornunicacion Personal,1988). Este proc~samientopodrfa real~zarse loca~mente y,exportar elproducto ya termlnado. El procesamlento conslste baslcamente decentrifugacion, filtracion e irradiacion con rayos gamma, ademas de laspruebas de esterilidad y control de calidad necesarios (APHIS, 1988).

Como este caso, existen otros productos que podrfan exportarse enforma mas ,t~rminada generando un mayor ingreso de di visas y mayor empleoen la reglon.

CONCLUSIONES.

Esta breve revision presenta una serie de tecnologias innovadorasque se h~ desarrollado en ]os 61 timos afio~. El pote~cial de usa deestas es lnmenso para los palses centroamerlcanos y podrlan representarfuentes de ingreso al ternas a los productos tradicionales de exportaciony sustituir productosde importacion de alto costa. Debemos recordarque las necesidades de usa de la biotecnologfa en centroamerica sondiferentes de las de los pafses desarrollados 0 de otras regiones, y partanto nos va a corresponder desarrollarlas en forma autoctona, basadasen nuestra propia realidad.

La produccion animal en toqo el area de Centroamerica representauna de las mas importantes fuentes de prptefna para la poblacion.Ademas es fuente de divisas producto de la exportacion de carne, cuerosy otros subproductos de origen animal. Sin embargo el sector pecuario

~ atraviesa una seria crisis producida par los bajos precios de la carney otros productos de origen animal en los mercados internacionales y alaumento en los cos~tos de produccion. Una posible solucion a esteproblema serfa el aumento en la eficiencia de producci6n. Sin embargopara aumentar la eficiencia es necesario mejorar cuatro areas que vanestrechamente relacionadas: nutricion, reproduccion, mejoramientogenetico y salud. En cada una de estas areas la biotecnologfa presentaopciones para el mejoramiento de la eficiencia productiva. Par ejemplola transferencia embrionaria permitirfa la evaluacion rapida delmaterial genetico de 10s animales en terminos de su adaptabilidad acondiciones tropicales (Smith, 1988). La aplicacion de tecnicas dediagnostico a la ganaderia podrfa disminuir las altas perdidasocas~onadas po~ las enfermedades ani~lep, la mayorfa de,~ las cualespodrlan prevenlrse con prqgrama~ de dlagnostico y vacunaclon adecuados(cuadro 4) . Un casotipico es el de la Anaplasmosis, una enfermedaddel ganado en el tropico. Ya existe al menDs una vacuna subunitaria,que podrfa ser de extrema utilidad en Centroamerica, sin embargo no secomercializa debido en parte a que en el pais donde se produj 0 la vacunaesta enfermedad no tiene tanta importancia como en Centroamerica yotras regiones tropicales (Palmer, 1986). De aquf la importancia depoder desarrollar nuestra propia biotecnologfa.

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BibliQgrafia. ~A.P.H.I.S. (USDA). 1988. Fetal Bovine Serum Import Requirements. IiAfshar, A, et al. 1986. Dot-Enzyme Immunoassay for visual detection ofantibodies to pseudorabies virus in swine serum. J. Clin. Microbiol.23:563-565.

Anderson, G.B. 1987. Identification of embryonic sex by detection of H-Yantigen. Theriogenology. 27: 81-97.

Annexstad, J. 1987. New facts on bovine s~atotropin research. DairyHerd Management magazine, January 1987.

Arnon, R. ~gl. 1983. Synthetic Vaccines (review article). J.Immunol. Meth. 61:261-273.

Bachrach, H.L. 1982. Recombinant DNA technology for the preparation ofsubunit vaccines. JAVMA 181:992-999.

Biotecnologia yTercer Mundo: Politicas y Estrategias. 1988. BoletindeBiotecnologia (CONICIT, Costa Rica). Vol. 5 (1): 1-3

Britt, J.H., and Holt, L.C. 19~8: Endocrino,logical screenin$of embryodonors and embryo transfer reclplents: A reVlew of research Wl th cattle.Theriogenology. 29:189-201.

Carney, E.,and B. Bavister. 1987. Stimulat,ory and Inhibitory Effectsof Amlnoaclds on the Development of Hamster Elght-Cell Embryos ln Vitro.J. in Vitro Fertilization and Embryo Transfer. 4: 162-167. U;~,--~Chappel, S. ~gl. 1988. Bovine FSH produced by recombinant DNAtechnology. Theri~enolo~29:235-236.

Colonno, R. J. et al. 1986. Isolation of a monoclonal antibody thatblocks attachment of the major group of human rhinoviruses. J. Virol.57: 7-12.

Del Campo, M.R., et al. Bovine embryo transfer under field conditions inChile. XI International Congress on Animal Reproduction and ArtificialInsemination. June 26-30 1988.

Duque, Hernando. Compania VECOL, Bogota, Colombia. Comunicacionpersonal, 1987.

Ellis, S.B. et al. 1988. Sex determination of bovine embryos usingmale specific DNA probes. Theriogenology. 29:242.

Gillespie J.H. et al1986. Response of dairy calves to vaccinia virusesthat express foreign genes. J. Clin. Microbiol. 23: 283-288.

Glo,!er, J?M. (ed). 1984. Gene c;oni~g: th~ mechanics of DNAmanlpulatlon. Chapman and Hall., New York.

Guzman, G., Kouri, G., Aguilera, A. Soler, M. Inhibicion de lamul tiplicacion del virus dengue en presencia del interferon. Interferony Biotecnologia (Cuba), 4:108-114. ~Hodges, H. 1986. Biotechnology and domestic animals. World Animal ,~:

.

Review. 59: 2-10.V .

Johnson L.A., Flook, J.P., Look M.V. 1987. Flow sorting of X and Ychromosome-bearing spermatozoa into two populations. Gamete Research.16:1-9.

Kit, S., Kit M., McConnell, S. 1986. Intramuscular and intravaginalvaccination of pregnant cows with thyrl1idine kinase- negative, temperatureresistant infectious bovine rhinotracheitis virus (bovine herpesvirus 1) .Vaccine 14: 55-61.

Kit, S" Sheppard, M., Ichimura, H. 1987. Second-generationpseudorabies virus vaccine with deletions in thyrl1idine kinase andglycoprotein genes. Am. J. Vet. Res. 48: 780-793.

Koshland, D.E. 1985. Excursions in biotechnology. Science 229:1191.. ,

Kupper, H. etal. 1981. Cloning of cDNA of major antigen of foot andmouth disease virus and expression in E. coli. Nature. 289: 5798-5801.

Lu, K.H. ~.Q;l. 1988. Production of cattle embryos by ifLvitromaturation and fertilization of follicular oocytes and their subsequentculture in vivo in sheep. Theriogenology. 29: 272.

Macfarland, R. et al. 1984. T cell responses to cleaved rabies virusglycoprotein and to synthetic p~ptides. J. Immunol. 133:2748-2751.

. '.Marx, J. L. 1988. Cloning sheep and cattle embryos. Science, 239:

'-./, 463-464.

McKercher, P.D. etal. 1985. Dose-response of a genetically engineeredfoot-and-mouthdisease virus polypeptide immunogen in cattle. Am. J.Vet. Res. 46:587-590.

...

Miller, L.A., Vice -,President and General Manager, Animal ScienceDivision, Monsanto Agrid.11.tural Company. Testimony given to theLivestock, Dairy and Poultry Corrnnittee on Agriculture, U.S. House ofRepresentatives, WashingtQnD.C. June 11, 1986.

~urray, ~.D., et al. 1988. Techniques for the transfer of foreign geneslnto anlmals. Proceedings, XI International Congress on AnimalReproduction and ArtifitialInsemination, Dublin, June 26- 30 1988, Vol.

_5: 19-27.

Obata, T. and S.Y. Cheng. 1988. Strip-comb dot inInUnobinding: a rapid,easy and sensitive method to screen monoclonal antibodies. BioTechniques 6:299-303.

Palmer G.H. et al. 1986. Immunization with an isolate-common surfaceantigen protects cattle against anaplasmosis. Science. 231:1299-1302.

p~lmiter, R.D., Brinster, R.L., Hammer, R.E., 1982. Dramatic growth ofmlce that d~velope from eggs microinjected with methalothionein-growthhormone fuslon genes. Nature 300: 1046- 1048.

Paoletti, E. ~.Q;l. 1983. Construction of live vaccines using~ geneticallyengineeredpoxviruses. Proc. Natl. Acad. Sci. 81:193-197.

.

Prather, R.S., et al. 1987. Nuclear transplantation in the bovine embryo: ~assesment of donor nuclei and recipient oocyte. Biology of Reproduction.37: 859-866.

Prather, R. S. et al. 1988. Nuclear transplantation in the early porcineembryo. Theriogenology 29:290.

Reed, M.L. et al. 1988. Microinjection of liposome-encapsulated DNAinto murine and bovine blastocysts. Theriogenology 29: 293.

Rexroad, C.E., and V.G. Pursel. 1988. Status of gene transfer indomestic animals. Proceedings, XI International Congress on AnimalReproduction and Artifitial Insemination. June 26-30 1988, Vol. 5: 28-35.

Rodriguez, L., Fernandez, S. 1988. Aislamiento del virus herpes bovinotipo 1 asociado a casos de vulvovaginitis, conjuntivitis y rinitis enhatos lecheros de Costa Rica. Ciencias Veterinarias (Costa Rica),9:105-109.

Schudel A.A. Biotechnology in Veterinary Science: perspectives in LatinAmerica and the Caribbean. XI Congreso Latinoamericano de CienciasVe~erinarias. 14-20 de ~gosto, 19~8. . ~

. Seldel, G.E. 1988. Sexlng malmlallan sperm and embryos. Proceedlngs,XI International Congress on Animal ReprOdu~tion and ArtificialInsemination. June 26-30 1988, Vol. 5: 136-144.

Sherman, D.M., Acres, S.D., Sadowski, P.L. 1983. Protection of calves \-)against fatal enteric colibacillosis by orally administered Escherichiacoli K-99-specific monoclonal antibody. Infection and Immunity42:653-658.

Sherman, D.M., Markham, R.J.F. 1986.. Current and future applicationsof monoclonal antibodies against bacteria. 3: 295- 340.

Simons J.P. ~Ql. 1987. Alteration of the quality of milk byexpression of sheep B-lactoglobulin in transgenic mice. Nature. 328:530-532.

Smith, C. 1988. Applications of Embryo Transfer in Animal Breeding.Theriogenology. 29: 203-212. -'

-Sommer, R.G. 1986. New directions: emphasizing biotechnology. Science232: part II: 5 . .

Taylor, K.A., Crosby, B., McGavin, M., Frosberg, C.W., Thomas,D.Y.,Characteristics of the endogluconase encoded by a cel g~ne fromBacteroides succinogenes expressed in E. coli. Applied and envlromentalmicrobiology. 53:41-46.

Veijalainen P. ~~ 1986. Latex agglutination test ~or detectingfeline panleukopenia virus, canine parvovirus, and parvovlruses of furanimals. J. Clin. Microbiol. 23: 556-559.

~~~~~~: ~. (2t~8~~2 .BioteChnOlogy and Animal Health. Ontario Veterinary ~

.