Pescado modificado genéticamente - Genetically modified fish
| Parte de una serie sobre |
| Ingeniería genética |
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| Organismos genéticamente modificados |
| Historia y regulación |
| Proceso |
| Aplicaciones |
| Controversias |
Los peces genéticamente modificados ( peces transgénicos ) son organismos del clado taxonómico que incluye las clases Agnatha (pez sin mandíbula), Chondrichthyes (pez cartilaginoso) y Osteichthyes (pez óseo) cuyo material genético ( ADN ) ha sido alterado mediante técnicas de ingeniería genética . En la mayoría de los casos, el objetivo es introducir un nuevo rasgo en el pez que no ocurre naturalmente en la especie, es decir, la transgénesis .
Los peces transgénicos se utilizan en la investigación científica y se mantienen como mascotas. Se están desarrollando como centinelas de contaminantes ambientales y para su uso en la producción de alimentos para la acuicultura. En 2015, el salmón AquAdvantage fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU . (FDA) para la producción, venta y consumo comercial, lo que lo convierte en el primer animal genéticamente modificado en ser aprobado para el consumo humano. Algunos peces transgénicos que se han creado tienen promotores que impulsan una sobreproducción de la hormona del crecimiento "todos los peces" . Esto da como resultado un aumento espectacular del crecimiento en varias especies, incluidos salmónidos , carpas y tilapias .
Los críticos se han opuesto a los peces transgénicos por varios motivos, incluidas preocupaciones ecológicas, preocupaciones por el bienestar animal y con respecto a si su uso como alimento es seguro y si los peces transgénicos son necesarios para ayudar a satisfacer las necesidades alimentarias del mundo.
Historia y proceso
Los primeros peces transgénicos se produjeron en China en 1985. A partir de 2013, aproximadamente 50 especies de peces han sido objeto de modificación genética. Esto ha dado como resultado más de 400 combinaciones de peces / rasgos. La mayoría de las modificaciones se han realizado en especies alimentarias, como el salmón del Atlántico ( Salmo salar ), la tilapia (género) y la carpa común ( Cyprinus carpio ).
Generalmente, la modificación genética implica la manipulación del ADN . El proceso se conoce como cisgénesis cuando un gen se transfiere entre organismos que podrían criarse convencionalmente, o transgénesis cuando un gen de una especie se agrega a una especie diferente. La transferencia de genes al genoma del organismo deseado, como en el caso de los peces, requiere un vector como un lentivirus o la inserción mecánica / física de los genes alterados en el núcleo del huésped por medio de una micro jeringa o una pistola de genes .
Usos
Investigar
Los peces transgénicos se utilizan en investigaciones que abarcan cinco áreas amplias
- Mejora de las características de los peces disponibles comercialmente
- Su uso como biorreactores para el desarrollo de proteínas biomédicamente importantes.
- Su uso como indicadores de contaminantes acuáticos.
- Desarrollo de nuevos modelos de animales no mamíferos
- Estudios de genómica funcional
La mayoría de los peces transgénicos se utilizan en investigación básica en genética y desarrollo. Dos especies de peces, el pez cebra y el medaka, se modifican con mayor frecuencia porque tienen coriones (conchas) ópticamente transparentes , se desarrollan rápidamente, el embrión de 1 célula es fácil de ver y se microinyecta con ADN transgénico, y el pez cebra tiene la capacidad de regenerarse. sus tejidos de órganos. También se utilizan en el descubrimiento de fármacos . El pez cebra transgénico está siendo explorado en busca de beneficios para descubrir las enfermedades de los tejidos de órganos humanos y los misterios de las fallas. Por ejemplo, el pez cebra se utiliza para comprender la reparación y regeneración del tejido cardíaco en un esfuerzo por estudiar y descubrir curas para enfermedades cardiovasculares .
La trucha arco iris transgénica ( Oncorhynchus mykiss ) se ha desarrollado para estudiar el desarrollo muscular. El transgén introducido hace que aparezca fluorescencia verde en las fibras musculares de contracción rápida al principio del desarrollo que persisten durante toda la vida. Se ha sugerido que los peces podrían usarse como indicadores de contaminantes acuáticos u otros factores que influyen en el desarrollo.
En la piscicultura intensiva, los peces se mantienen a altas densidades de población. Esto significa que sufren de transmisión frecuente de enfermedades contagiosas, un problema que está siendo abordado por la investigación de GM. La carpa herbívora ( Ctenopharyngodon idella ) se ha modificado con un transgén que codifica la lactoferrina humana , que duplica su tasa de supervivencia en relación con los peces de control después de la exposición a la bacteria Aeromonas y al virus de la hemorragia de la carpa herbívora . La cecropina se ha utilizado en el bagre de canal para mejorar su protección contra varias bacterias patógenas de 2 a 4 veces.
Recreación
Mascotas
GloFish es una tecnología patentada que permite que los peces transgénicos (tetra, barb, pez cebra) expresen proteínas de medusas y corales marinos, lo que le da al pez colores fluorescentes rojo, verde o naranja brillantes cuando se ve con luz ultravioleta . Aunque los peces fueron creados y patentados originalmente para la investigación científica en la Universidad Nacional de Singapur, una empresa de Texas, Yorktown Technologies, obtuvo los derechos para comercializar los peces como mascotas. Se convirtieron en el primer animal genéticamente modificado en estar disponible públicamente como mascota cuando se introdujeron a la venta en 2003. Rápidamente se prohibió la venta en California, sin embargo, ahora están en los estantes una vez más en este estado. A partir de 2013, Glofish solo se vende en los EE. UU.
Otras líneas transgénicas de peces mascota incluyen Medaka que permanecen transparentes durante toda su vida y el pez ángel transgénico de color rosado ( Pterophyllum scalare ) y el pez cabeza de león que expresan la proteína roja fluorescente del coral Acropora ( Acroporo millepora ).
El transgén de la proteína anticongelante tipo III de la faneca oceánica se ha microinyectado con éxito y se ha expresado en peces de colores. El pez dorado transgénico mostró una mayor tolerancia al frío en comparación con los controles.
Comida
Un área de investigación intensiva con peces transgénicos ha tenido como objetivo aumentar la producción de alimentos modificando la expresión de la hormona del crecimiento (GH). Los incrementos relativos en el crecimiento difieren entre especies. (Figura 1) Varían desde duplicar su peso hasta algunos peces que son casi 100 veces más pesados que el tipo salvaje a una edad comparable. Esta área de investigación ha dado como resultado un aumento espectacular del crecimiento en varias especies, incluidos el salmón , la trucha y la tilapia . Otras fuentes indican un aumento de 11 y 30 veces en el crecimiento del salmón y la locha de barro , respectivamente, en comparación con los peces de tipo salvaje. El desarrollo de peces transgénicos ha llegado a una etapa en la que varias especies están listas para ser comercializadas en diferentes países, por ejemplo, la tilapia transgénica en Cuba, la carpa transgénica en la República Popular China y el salmón transgénico en Estados Unidos y Canadá. En 2014, se informó que se habían presentado solicitudes para la aprobación de peces transgénicos como alimento en Canadá, China, Cuba y Estados Unidos.
La sobreproducción de GH de la glándula pituitaria aumenta la tasa de crecimiento principalmente por un aumento en el consumo de alimento por parte de los peces, pero también por un aumento del 10 al 15% en la eficiencia de conversión alimenticia.
Otro enfoque para aumentar la producción de carne en peces transgénicos es el " doble musculatura ". Esto da como resultado un fenotipo similar al del ganado azul belga en la trucha arco iris. Se logra mediante el uso de transgenes que expresan folistatina , que inhibe la miostatina , y el desarrollo de dos capas musculares.
Salmón AquAdvantage
En noviembre de 2015, la FDA de EE. UU. Aprobó el salmón AquAdvantage creado por AquaBounty para producción, venta y consumo comercial. Es el primer animal modificado genéticamente que se aprueba para el consumo humano. El pez es esencialmente un salmón del Atlántico con un solo complejo genético insertado: un gen regulador de la hormona del crecimiento de un salmón Chinook con una secuencia promotora de un puchero oceánico . Esto permite que el salmón transgénico produzca GH durante todo el año en lugar de detenerse durante parte del año como lo hace el salmón del Atlántico de tipo salvaje. El salmón de tipo salvaje tarda de 24 a 30 meses en alcanzar el tamaño de mercado (4-6 kg) mientras que el salmón transgénico requiere 18 meses para que los peces transgénicos lo logren. AquaBounty argumenta que su salmón transgénico se puede cultivar más cerca de los mercados finales con mayor eficiencia (requieren un 25% menos de alimento para alcanzar el peso de mercado) que el salmón del Atlántico que actualmente se cría en granjas costeras remotas, lo que lo hace mejor para el medio ambiente. , con residuos reciclados y menores costes de transporte.
Para evitar que los peces modificados genéticamente se reproduzcan inadvertidamente con salmón salvaje, todos los peces criados para la alimentación son hembras, triploides , y el 99% son reproductivamente estériles. Los peces se crían en una instalación en Panamá con barreras físicas y contención geográfica, como temperaturas de ríos y océanos demasiado altas para ayudar a la supervivencia del salmón y evitar el escape. La FDA ha determinado que AquAdvantage no tendría un efecto significativo sobre el medio ambiente en los Estados Unidos. También se está preparando una piscifactoría en Indiana, donde la FDA aprobó la importación de huevos de salmón. En agosto de 2017, el salmón transgénico se vende en Canadá. Se espera que las ventas en los EE. UU. Comiencen en la segunda mitad de 2019.
Detección de contaminación acuática (potencial)
Varios grupos de investigación han estado desarrollando peces cebra transgénicos para detectar la contaminación acuática. El laboratorio que desarrolló los GloFish originalmente tenía la intención de que cambiaran de color en presencia de contaminantes, como centinelas ambientales. Los equipos de la Universidad de Cincinnati y la Universidad de Tulane han estado desarrollando peces transgénicos con el mismo propósito.
Varios métodos transgénicos se han utilizado para introducir ADN diana en el pez cebra para la monitorización ambiental, incluyendo la microinyección , electroporación , bombardeo con pistola de partículas , la transferencia de genes mediada por liposomas , y la transferencia de genes mediada por esperma . La microinyección es el método más utilizado para producir pez cebra transgénico, ya que produce la tasa de supervivencia más alta.
Regulación
La regulación de la ingeniería genética se refiere a los enfoques adoptados por los gobiernos para evaluar y gestionar los riesgos asociados con el desarrollo y la liberación de cultivos modificados genéticamente. Existen diferencias en la regulación de los OGM entre países, y algunas de las diferencias más marcadas ocurren entre los EE. UU. Y Europa. La regulación varía en un país dado dependiendo del uso previsto de los productos de la ingeniería genética. Por ejemplo, las autoridades responsables de la inocuidad de los alimentos generalmente no revisan un pescado no destinado a la alimentación.
Las pautas de la FDA de EE. UU. Para la evaluación de animales transgénicos definen las construcciones transgénicas como "medicamentos" regulados por las disposiciones sobre medicamentos para animales de la Ley Federal de Alimentos y Cosméticos. Esta clasificación es importante por varias razones, incluyendo que coloca todos los permisos de animales para alimentos transgénicos bajo la jurisdicción del Centro de Medicina Veterinaria (CVM) de la FDA e impone límites sobre la información que la FDA puede divulgar al público y, además, evita una proceso de revisión de la inocuidad de los alimentos más abierto.
Los estados estadounidenses de Washington y Maine han impuesto prohibiciones permanentes a la producción de peces transgénicos.
Controversia
Los críticos se han opuesto al uso de la ingeniería genética per se por varios motivos, que incluyen preocupaciones éticas, preocupaciones ecológicas (especialmente sobre el flujo de genes ) y preocupaciones económicas planteadas por el hecho de que las técnicas y los organismos modificados genéticamente están sujetos a la ley de propiedad intelectual. Los OGM también están involucrados en controversias sobre los alimentos transgénicos con respecto a si el uso de pescado transgénico como seguro es seguro, si agravaría o causaría alergias al pescado, si debería estar etiquetado y si los peces y cultivos transgénicos son necesarios para satisfacer las necesidades alimentarias del mundo. . Estas controversias han dado lugar a litigios, disputas comerciales internacionales y protestas, y a una regulación restrictiva de los productos comerciales en la mayoría de los países.
Existe mucha duda entre el público sobre los animales modificados genéticamente en general. Se cree que la aceptación del pescado transgénico por parte del público en general es la más baja de todos los animales transgénicos utilizados para alimentos y productos farmacéuticos.
Preocupaciones éticas
En los peces transgénicos de crecimiento rápido modificados genéticamente para la hormona del crecimiento, el pez fundador del mosaico varía mucho en su tasa de crecimiento, lo que refleja la proporción y distribución altamente variable de las células transgénicas en sus cuerpos. Los peces con estas altas tasas de crecimiento (y su progenie) a veces desarrollan una anomalía morfológica similar a la acromegalia en los humanos, mostrando una cabeza agrandada en relación con el cuerpo y un opérculo abultado . Esto empeora progresivamente a medida que el pez envejece. Puede interferir con la alimentación y, en última instancia, causar la muerte. Según un estudio encargado por Compassion in World Farming , las anomalías son probablemente una consecuencia directa de la sobreexpresión de la hormona del crecimiento y se han informado en salmón coho transgénico, trucha arco iris, carpa común, bagre de canal y locha, pero en menor medida en Tilapia del Nilo.
En el salmón coho transgénico ( Oncorhynchus kisutch ) hay cambios morfológicos y alometría modificada que conducen a una reducción de la capacidad de natación. También exhiben un comportamiento anormal, como un aumento de los niveles de actividad con respecto a la ingesta de alimento y la natación. Varios otros peces transgénicos muestran una capacidad de natación disminuida, probablemente debido a la forma del cuerpo y la estructura muscular.
Los peces triploides genéticamente modificados son más susceptibles al estrés por temperatura, tienen una mayor incidencia de deformidades (por ejemplo, anomalías en el ojo y la mandíbula inferior) y son menos agresivos que los diploides. Otras preocupaciones sobre el bienestar de los peces transgénicos incluyen un mayor estrés en condiciones de privación de oxígeno causado por una mayor necesidad de oxígeno. Se ha demostrado que las muertes por bajos niveles de oxígeno ( hipoxia ) en el salmón coho son más pronunciadas en transgénicos. Se ha sugerido que el aumento de la sensibilidad a la hipoxia se debe a la inserción del conjunto extra de cromosomas que requiere un núcleo más grande, lo que de ese modo provoca una célula más grande en general y una reducción de la relación entre el área de la superficie y el volumen de la célula.
Preocupaciones ecológicas
Los peces transgénicos generalmente se desarrollan en cepas de origen casi salvaje. Estos tienen una excelente capacidad para cruzarse con ellos mismos o con sus parientes silvestres y, por lo tanto, poseen una gran posibilidad de establecerse en la naturaleza si escapan a las medidas de contención bióticas o abióticas.
Se ha expresado una amplia gama de preocupaciones sobre las consecuencias de la fuga de peces modificados genéticamente. Para los poliploides, estos incluyen el grado de esterilidad, la interferencia con el desove, la competencia con los recursos sin contribuir a las generaciones posteriores. Para los transgénicos, las preocupaciones incluyen las características del genotipo, la función del gen, el tipo de gen, el potencial para causar efectos pleiotrópicos , el potencial para interactuar con el resto del genoma, la estabilidad del constructo, la capacidad del constructo de ADN para transponer dentro o entre genomas.
Un estudio, que utiliza datos relevantes del ciclo de vida de la medaka japonesa ( Oryzias latipes ), predice que un transgén introducido en una población natural por un pequeño número de peces transgénicos se propagará como resultado de una ventaja de apareamiento mejorada, pero la viabilidad reducida de la descendencia causará eventual extinción local de ambas poblaciones. El salmón coho transgénico muestra un mayor comportamiento de riesgo y un mejor uso de alimentos limitados que los peces de tipo salvaje.
El salmón coho transgénico tiene una mayor capacidad de alimentación y crecimiento, lo que puede resultar en un tamaño corporal considerablemente mayor (> 7 veces) en comparación con el salmón no transgénico. Cuando los salmones transgénicos y no transgénicos en el mismo recinto compiten por diferentes niveles de alimento, los individuos transgénicos superan constantemente a los no transgénicos. Cuando la abundancia de alimentos es baja, emergen individuos dominantes, invariablemente transgénicos, que muestran un fuerte comportamiento agonista y caníbal hacia las cohortes y dominan la adquisición de recursos alimentarios limitados. Cuando la disponibilidad de alimentos es baja, todos los grupos que contienen salmón transgénico experimentan caídas de población o extinciones completas, mientras que los grupos que contienen solo salmón no transgénico tienen buenas tasas de supervivencia (72%). Esto ha llevado a la sugerencia de que estos peces transgénicos sobrevivirán mejor que los de tipo salvaje cuando las condiciones sean muy malas.
Se ha informado de una hibridación transgénica artificial exitosa entre dos especies de locha (género Misgurnus ), sin embargo, no se sabe que estas especies hibriden de forma natural.
GloFish no se consideró una amenaza ambiental porque estaban menos en forma que el pez cebra normal que no puede establecerse en la naturaleza en los EE. UU.
Salmón AquAdvantage
La FDA ha dicho que el salmón AquAdvantage se puede contener de forma segura en tanques terrestres con poco riesgo de escapar a la naturaleza, sin embargo, Joe Perry, ex presidente del panel de transgénicos de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria , ha sido citado diciendo: siguen siendo preocupaciones ecológicas legítimas sobre las posibles consecuencias si estos salmones transgénicos escapan a la naturaleza y se reproducen, a pesar de las garantías de la FDA sobre la contención y la esterilidad, ninguna de las cuales puede garantizarse ”.
AquaBounty indica que su salmón transgénico no puede cruzarse con peces silvestres porque son triploides, lo que los vuelve estériles . La posibilidad de triploides fértiles es una de las principales deficiencias de la triploidía que se utiliza como medio de biocontención para peces transgénicos. Sin embargo, se estima que el 1,1% de los huevos siguen siendo diploides y, por tanto, capaces de reproducirse, a pesar del proceso de triploidía. Otros han afirmado que el proceso de esterilidad tiene una tasa de falla del 5%. Los ensayos a gran escala que utilizan huevos a presión normal, alta o alta presión más añejados para el salmón coho transgénico, arrojan frecuencias de triploidía de solo 99,8%, 97,6% y 97,0%, respectivamente. AquaBounty también enfatiza que su salmón transgénico no sobreviviría en condiciones silvestres debido a las ubicaciones geográficas donde se realiza su investigación, así como a las ubicaciones de sus granjas.
El transgén de GH se puede transmitir a través de la hibridación de GM AquAdvantage Salmon y la trucha marrón salvaje estrechamente relacionada ( Salmo trutta ). Los híbridos transgénicos son viables y crecen más rápidamente que el salmón transgénico y otros cruces de tipo salvaje en condiciones que emulan un criadero. En los mesocosmos de arroyos diseñados para simular las condiciones naturales, los híbridos transgénicos expresan un dominio competitivo y suprimen el crecimiento del salmón transgénico y no transgénico en un 82% y 54%, respectivamente. Los niveles naturales de hibridación entre estas dos especies pueden llegar al 41%. Los investigadores que examinaron esta posibilidad concluyeron: "En última instancia, sugerimos que la hibridación de peces transgénicos con especies estrechamente relacionadas representa riesgos ecológicos potenciales para las poblaciones silvestres y una posible ruta para la introgresión de un transgén, por muy baja que sea la probabilidad, en una nueva especie en la naturaleza".
Un artículo de la revista Slate en diciembre de 2012 de Jon Entine , Director del Proyecto de Alfabetización Genética , criticaba a la Administración Obama por impedir la publicación de la evaluación ambiental (EA) del AquAdvantage Salmon, que se completó en abril de 2012 y que concluyó que " el salmón es seguro para comer y no presenta riesgos ambientales graves ". El artículo de Slate dijo que la publicación del informe se detuvo "después de reuniones con la Casa Blanca, que estaba debatiendo las implicaciones políticas de aprobar el salmón transgénico, una medida que probablemente enfurecerá a una parte de su base". A los pocos días de la publicación del artículo y menos de dos meses después de la elección, la FDA publicó el borrador de EA y abrió el período de comentarios.