Cómo hackear un embrión
Transcript of Cómo hackear un embrión
Cómo hackear un embrión
Las posibilidades de la producción in vitro de embriones
Nélida Rodríguez Osorio
PDU Genómica y Bioinformática
Universidad de la República de Uruguay
Salto
http://www.lawlz.org/lawlz/tag/cow
¿Te gustaría que las
vacas produjeran
leche chocolatada?
www.pinterest.com
¿Te gustaría que las
ovejas tuviesen
muchos colores?
¿Sería posible hacer estos “cambios” en un animal adulto?
O ¿será más fácil hacerlos en un embrión?
Los cambios se hacen en embriones tempranos
Embrión de 55 días
Embrión de 30 días Embrión de 3 días Embrión de 1 día
Para hackear embriones, es necesario:
1. Obtenerlos
2. Transformarlos “hackearlos”
3. Conocer sus necesidades para mantenerlos con vida fuera del vientre
4. Evaluarlos
5. Transferirlos al vientre de una hembra receptora
Embrión de 1 día Embrión de 6 díasEmbrión de 3 días
1.¿Cómo obtener los embriones?
Ovocitos inmaduros Ovocitos maduros
Listos para fertilización
MIV
Maduración in vitro
Ovarios post-mortem
Aspiración folicular
1.¿Cómo obtener los embriones?
Ovocitos maduros Espermatozoides
FIV
Fertilización in vitro
Cigoto = embrión unicelular
Métodos difíciles, ineficientes,
costosos y con muchos efectos
secundarios indeseados
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Cuando el embrión se divida todas las células tendrán la modificación
Hacer la modificación en el cigoto
Transgénesis por
inyección pronuclear1980s
Transgénesis en
células somáticas
y clonación
1990s
Transgénesis con
vectores virales2000s
Ovejas que producen 1- antitripsina humana
en su leche. Se extrae de la leche y se usa
para tratamiento de la fibrosis quística
Roslin Institute, Escocia
Gallinas que producen
interferón humano en la
clara de huevo
Roslin Institute, Escocia
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Transgénesis por inyección pronuclear
Harvard University,
University of Missouri, USA
Cerdos que producen
enzima que transforma
Omega 6 en Omega 3
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Rosita ISA, ternera que produce lisozima y
lactoferrina humanas en su lecheGermán Kaiser, Nicolás Mucci y Adrián Mutto
INTA, Universidad de San Martín, Argentina
Transgénesis en células somáticas y clonación
2. ¿Cómo transformar los embriones?
AquaBounty Massachusetts, USA
Salmón atlántico, con gen de Salmón chinook
que activa la hormona de crecimiento aun en
temperaturas muy bajas
Aprobado para consumo por FDA,
Nov. 19 2015
Yorktown Technologies, Austin, USA
GloFish. Pez cebra fluorescente para
propósitos hornamentales.
Con permiso de comercialización
Transgénesis con vectores virales
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Instituto de Reproducción Animal Uruguay (Irauy) Instituto Pasteur Montevideo. Uruguay
Ovejas con el gen de fluorescencia de la medusa Aequorea victoria
Transgénesis con vectores virales
•Muertes embrionarias y fetales
•Malformaciones de todos los órganos
•Hemorragias encefálicas
Lee et al. 2004
Ternero control Ternero transgéinico y clonado14
Efectos indeseados de la manipulación embrionaria
Crecimiento anormal
15
Chen et al., 2013
Fetos control (1 y 2).
Fetos clonados (3 y 4) con mayor
peso y talla
Macroglosia (5)
Malformación auricular (6)
Efectos indeseados de la manipulación embrionaria
Partos difíciles por el gran
tamaño fetal
16
Nagai et al., 2012
Efectos indeseados de la manipulación embrionaria
Métodos difíciles, ineficientes,
costosos y con muchos efectos
secundarios indeseados
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Cuando el embrión se divida todas las células tendrán la modificación
Hacer la modificación en el cigoto
Edición génica con
ZFNs y TALENs2010
Transgénesis por
inyección pronuclear1980s
Transgénesis en
células somáticas
y clonación
1990s
Transgénesis con
vectores virales2000s
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Cerdos con gen de jabalí africano que genera
resistencia al virus de la peste porcina africana
Roslin Institute, Escocia
Edición genómica con ZFN y TALENs
Terneras de raza Holando sin
cuernos
University of California Davis, USA
Métodos difíciles, ineficientes,
costosos y con muchos efectos
secundarios indeseados
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Cuando el embrión se divida todas las células tendrán la modificación
Hacer la modificación en el cigoto
Edición génica con
ZFNs y TALENs2010
Edición genómica
con CRISPR/Cas2013
Transgénesis por
inyección pronuclear1980s
Transgénesis en
células somáticas
y clonación
1990s
Transgénesis con
vectores virales2000s
2. ¿Cómo transformar los embriones?
CRISPR = Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats
Cas = CRISPR associated protein
Proteínas de defensa bacteriana contra los virus
Bhaya et al., 2011
Se puede usar este mecanismo para
cortar y editar DNA en cualquier especie
Edición genómica
con CRISPR/Cas2013
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Edición genómica
con CRISPR/Cas2013
CRISPR/Cas uniéndose a
DNA complementario a su
plantilla de RNA.
Si las secuencias coinciden
se produce un corte
Con la introducción de DNA
adicional, se repara el corte
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Northwest Agricultural & Forestry University, China
Vacas resistentes a Micobacterium
tuberculosis Cerdos con resistencia al virus del síndrome
respiratorio y reproductivo porcino PRRS
University of Missouri Columbia, USA
Roslin Institute, Escocia
Edición genómica con CRISPR/Cas
2. ¿Cómo transformar los embriones?
Cabras que producen pelos más largos
y en mayor cantidad (cashimira)
Northwest Agricultural & Forestry University, China
Edición genómica con CRISPR/Cas
Ovejas con silenciamiento del gen de
la miostatina (“doble musculatura”)
Institut Pasteur de Montevideo, Instituto de Reproducción Animal, Uruguay
Center for Research in Transplantation and Immunology, Nantes, Franca
3. ¿Cómo mantener los embriones con vida fuera del vientre?
Incubadoras con control de:
Temperatura
Humedad
Concentración de CO2
Concentración de O2
Medios de cultivo con:
Fuente energética apropiada – piruvato
Aminoácidos esenciales
Control de pH
Adicionar al medio antibióticos
que eviten la contaminación pero
que no afecten a los embriones
Renovar el medio siempre que
sea necesario
3. ¿Cómo mantener los embriones con vida fuera del vientre?
Cultivar los embriones en grupos,
debido a que liberan factores
estimulantes
4. ¿Cómo evaluar los embriones?
Evaluar la morfología
La etapa del desarrollo
Se pueden sexar los embriones
y hacer evaluaciones genéticas
Para determinar si la
“transformación” fue exitosa se
usan marcadores.
5. ¿Cómo transferir los embriones a hembras receptoras?
Burbuja de aire Burbuja de aire
Medio Medio Medio Sello
Tapón de
algodón
EmbriónEl embrión se monta en una pajuela
similar a las usadas para
inseminación artificial
El embrión se transfiere a una hembra
con ciclo estral sincronizado
¿Debemos hackear embriones?
Justificación
Valoración bioética
Conservación de la
diversidad genética
Continuar la investigación