Selección Genómica para la resistencia a

Selección
Genómica
para
la
resistencia
a
Gastrointestinales: nuevas soluciones para viejos problemas
parásitos
Ing. Agr. Gabriel Ciappesoni, Ph.D.
INIA
En las últimas décadas mucho se ha investigado a nivel mundial
buscando la forma de incorporar información molecular (marcadores en el
ADN) que permita acelerar el progreso de los programas de mejora
genética. Investigadores de todo el mundo en diferentes especies han
encontrado marcadores moleculares asociados a características de
importancia económica para la producción animal. Sin embargo, muy poca
de esta información ha sido incluida en programas de mejora genética
formales, es decir la denominada “selección asistida por marcadores” (o
MAS de su sigla en inglés) ha tenido una muy limitada aplicación.
El punto de quiebre sucedió hace no mucho más de un año en los
programas de mejora y en las evaluaciones genéticas de ganado lechero
de EE.UU., donde se comenzó a incluir la información de un nuevo tipo de
marcadores, los SNP (polimorfismos de nucleótido simple o Single
Nucleotide Polymorphisms). Estos marcadores tienen en su simpleza su
fortaleza.
Son simples: implica solamente el cambio de una letra (nucleótido) por
otra. Algunas veces este pequeño cambio puede afectar directamente al
fenotipo (lo que registramos en los animales), en otros casos puede estar
cerca del gen que realmente afecta a determinada característica, es decir
lo está “marcando”.
Son potentes: se pueden analizar de una sola vez miles de marcadores de
varios animales. En el caso de ovinos ya está disponible comercialmente
un “chip” que permite evaluar más de 54.000 SNP en cada animal. En
vacunos el chip es de un tamaño similar pero en los próximos días estará
disponible un chip de más de 777.000 SNP.
Es así que en los últimos años la investigación mundial en genética
se ha dedicado a estudiar la información que pueden brindar estos
marcadores y la forma de como incorporarla en los programas de mejora
genética. Es precisamente a esta incorporación la que se denomina
Selección Genómica.
Una prueba de esto se vio en el reciente Congreso Mundial de Genética
Aplicada a la Producción Animal (Leipzig – Alemania), donde la gran
mayoría de trabajos se relacionaban con la Selección Genómica,
enfocando la problemática desde varios puntos de vista.
En el mes de mayo del presente año, se comenzó con la ejecución de un
proyecto interinstitucional denominado “Generación de una plataforma
biológico-tecnológica de referencia, para estudios de selección genómica
aplicada al mejoramiento en ovinos en Uruguay: énfasis en resistencia a
parásitos”, financiado por el primer Fondo Concursable Interno de INIA y
evaluado a nivel nacional por el INIA y por la Agencia Nacional de
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Investigación e Innovación (ANII) e internacionalmente (EMBRAPA e
INTA).
Objetivo del Proyecto: Desarrollar un Plan de Mejora Genética para
aumentar la resistencia genética a Parásitos Gastrointestinales (PGI).
El por qué del proyecto: Como es sabido, en Uruguay, las parasitosis
gastrointestinales tienen un gran impacto sanitario-económico en la
producción ovina. Su control ha dependido del tratamiento antihelmíntico,
el cual ha llevado al desarrollo de resistencia de los parásitos a los
químicos utilizados y a la consiguiente pérdida de su efectividad. El uso de
animales genéticamente resistentes a estas parasitosis, disminuiría la
contaminación de las pasturas, reduciendo el impacto negativo de los
parásitos en la producción ovina. El método más difundido para la
identificación de ovinos resistentes es el recuento de huevos de parásitos
por gramo de heces (HPG). En nuestro país, esta característica se incluye
en las Evaluaciones Genéticas Poblacionales de las razas Corriedale y
Merino Australiano, contándose anualmente con estimaciones del valor
genético de los animales a través de las DEP (Diferencia Esperada en la
Progenie) para HPG. En ambas razas se han estimado valores moderados
de heredabilidad, lo que permitiría progresar genéticamente mediante
selección. Sin embargo, es difícil incluir este carácter en los programas
actuales de mejora, dado no sólo por la complejidad de su registro
fenotípico, si no también porque para su obtención se debe permitir cierto
nivel de parasitosis en los animales a ser evaluados. Esto implica pérdidas
económicas para los cabañeros, y por ende reticencias de los mismos a la
toma de datos.
Estrategia propuesta: Se plantea un enfoque multidisciplinario de la
problemática, con la participación de especialistas nacionales e
internacionales en: genética cuantitativa, genómica animal, estadística,
bioinformática, sanidad animal y producción ovina, potenciando de esta
forma el uso eficiente de los RR.HH. e infraestructura existentes.
Instituciones participantes: Dada la complejidad de la temática y el
enfoque propuesto son varias las instituciones que participan. De las
nacionales podemos citar al: INIA, Secretariado Uruguayo de la Lana
(SUL); Facultad de Veterinaria (UdelaR); Facultad de Agronomía (UdelaR);
Institut Pasteur de Montevideo; Sociedad de Criadores de Corriedale del
Uruguay y la Sociedad de Criadores de Merino Australiano del Uruguay.
Las instituciones extranjeras participantes son las siguientes: Colegio
Escocés de Agricultura (SAC - Reino Unido) y la Universidad de California,
UC Davis - Departamento de Ciencia Animal.
Etapas propuestas:
1) Búsqueda de marcadores moleculares asociados a la
Resistencia Genética a los PGI (RG-PGI): Se estudiarán animales de
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la majada Corriedale del CIEDAG (SUL), en la cual se realiza selección
divergente en contra y a favor de la Resistencia Genética a PGI (ver
artículo de Castells y Gimeno en esta publicación). De estas líneas, se
seleccionarán los animales extremos para realizar un análisis genético con
el chip comercial (más de 54.000 SNP). De estos marcadores moleculares
se seleccionarán los 100-300 que expliquen la mayor parte de la
resistencia o susceptibilidad a las PGI, para diseñar un chip nacional.
2) Validación en las razas Corriedale y Merino Australiano: Se
realizará la validación del chip nacional en cabañas conectadas
participantes de la Evaluación Genética para HPG de la raza Corriedale y
Merino Australiano (aproximadamente 1.500 animales por raza). La
validación implica corroborar la asociación encontrada en la majada del
SUL en las cabañas de manera de asegurar su efectividad como
herramienta de mejora genética.
3) Elaboración de un Plan de Mejora Genética en resistencia a PGI:
Basándose en los resultados obtenidos se diseñará un Plan tentativo por
raza para la mejora genética de la Resistencia a PGI. Se combinarán
herramientas cuantitativas (DEP de HPG) y moleculares (utilización
estratégica de marcadores moleculares), así como la posible inclusión de
otros criterios de selección estudiados (por ej: Hematocrito, FAMACHA).
Este plan maximizará el traspaso de la mejora genética realizada por las
cabañas a toda la majada nacional, quienes serán los beneficiarios finales
de la mejora genética realizada.
Resultados esperados:
Son varios los resultados directos e indirectos que se obtendrán con este
proyecto dentro de los principales podemos citar:
- Un chip nacional de 100-300 SNP validado, que permita la selección
para resistencia a PGI.
- Un Plan de Mejora Genética para la resistencia a PGI para las razas
Corriedale y Merino.
- Crear una red que permita el trabajo interinstitucional para
potenciar la mejora genética en ovinos, combinando herramientas
cuantitativas (DEP) y moleculares (SNP).
- Evaluación genética de un gran número de animales (DEP de HPG)
- Formación de recursos humanos jóvenes en temas emergentes
como lo es la bioinformática.
- Una plataforma de validación para trabajos futuros nacionales y
extranjeros. La ventaja de contar con un banco de ADN de todos los
animales evaluados (más de 1.500 por raza) con información
fenotípica (datos de HPG y de otras características de importancia
económica), genética (DEP) y genómica (SNP), tiene un gran
potencial. Esta plataforma servirá para la validación tanto de futuros
proyectos a nivel nacional, como para posibles propuestas de chips
comerciales desarrollados en otros países.
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-
La posibilidad de asociar la información generada con otros
proyectos en forma sinérgica, como por ejemplo estudios de
expresión génica.
Consideraciones finales
Muchos son los recursos tanto económicos como humanos que a nivel
mundial se están dedicando al tema de Selección Genómica, como
también es mucho lo que promete esta nueva herramienta.
Sin embargo, no se deben generar falsas expectativas. En el caso de
nuestro proyecto, el encontrar asociaciones entre los marcadores
moleculares (SNP) y la resistencia a PGI, no significa que ya no será
necesario realizar los registros fenotípicos de los animales (HPG). Por el
contrario, lo que se está demostrando con la investigación es que cada
vez son más valiosos los registros de fenotipos “complicados” (como
precisamente el HPG) y registros genealógicos de calidad. Uruguay por la
organización de sus esquemas de evaluación genética encuentra allí una
gran fortaleza.
Con el desarrollo de este proyecto se estará colocando a la mejora
genética ovina uruguaya en general y a la raza Corriedale en particular en
un sitial de privilegio y de vanguardia, utilizando herramientas de última
tecnología. Es grande el desafío, pero sabemos que con la seriedad y el
compromiso de las instituciones participantes está a nuestro alcance su
cumplimiento.
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