Biotecnologia.

¿Que es Biotecnologia?

Podemos entender por biotecnologia al conjunto de técnicas por medio de las cuales se consiguen las modificaciones de estructuras biológicas preexistentes. Es decir, “Bio” en este caso significa Biología y “tecnología” colectivamente significan las herramientas técnicas. por lo tanto Biotecnologia es la aplicación de estas herramientas a organismos vivos para lograr modificar un producto, mejorar plantas o animales, o desarrollar microorganismos, para usos específicos. Además cubre una amplia gama de técnicas, el Consejo de Porcino cultores de los Estados Unidos.(NPPC), reconoce que tiene gran potencial para el desarrollo de nuevas herramientas de producción y salud animal más eficientes, así como para producir alimentos de mejor calidad.

Esta puede ser usada para mejorar el desempeño y composición de los cerdos, procesos con valor agregado, diagnósticos de enfermedades, vacunas y muchos otros aspectos de la producción animal.

El mayor potencial a largo plazo para la aplicación de Biotecnologias en el sector ganadero porcino reside en la utilización de insumos producidos por la bioingenieria que abarcan toda la cadena de producción alimentaria, desde los piensos hasta la elaboración de los productos. A corto y mediano plazo (5 a 10 años), los principales efectos de la biotecnologia en la producción porcina derivarían en:

1.-Avancas en inseminación artificial.

2.- Tratamientos de líquidos.

3.- Herramientas de Ingeniería genética.

1.- Avances en inseminación artificial porcina.

La inseminación artificial (IA) es una biotecnologia de la reproducción de primera generación consistente en el deposito del semen en el tracto genital de la hembra por medio instrumental.

Hoy en día se estima que de las 72 millones de cerdas presentes en el mundo mas del 25% son inseminadas no obstante las diferencias son importantes según los países; proporcionalmente los países de la CEE se encuentran primeros en la lista destacando Francia, Finlandia y España con 70-80% del rebaño inseminado; Dinamarca, Holanda y Suecia con 60-70%; Austria, Alemania e Irlanda con 50-60%; Bélgica, Italia y Luxemburgo con 40-50%; etc.

Evidentemente este método de reproducción se ha impuesto frente a la monta natural por las ventajas que presenta:

• Disminución del numero de verracos en la granja,

• Utilización de verracos de alta calidad genética permitiendo un mejoramiento general del rebaño,

• Explotación al máximo del manejo en bandas, obtener % de fertilidad iguales o superiores a los obtenidos en monta natural,

• Facilitar el manejo reduciendo el tiempo y trabajo/monta,

• Un mejor control de la calidad del semen,

• Un mejor control sanitario, etc.

No obstante la causa real del incremento actual de la IAP en el mundo son diversas: mejor conocimiento de la fisiología y del manejo de la cerda y del semen, mejores equipos, mejores diluyentes, una mayor exigencia de los consumidores con respecto a la calidad de la carne suina producida, etc. el uso de la IAP, en determinados países, ha fracasado inicialmente debido a la aplicación incorrecta de la misma o a la existencia de problemas sanitarios o deficiencias de manejo que no pueden ser solucionados por el simple uso de la IA; por ejemplo en las granjas que trabajan en monta natural ha sido demostrado que es necesario realizar una transición gradual de la monta a la IA para no disminuir los resultados productivos .

La mayor limitante para el desarrollo de la inseminación artificial porcina es la dificultad existente en la conservación del material seminal por más de 24 horas. Ciertas características de los eyaculados porcinos, como la dependencia de la motilidad espermática con la temperatura12 y la aglutinación espermática, influencian negativamente las posibilidades de extender la aplicación comercial de la inseminación artificial con semen conservado. El eyaculado trifásico de cerdo3 presenta un efecto de aglutinación sobre los espermatozoides, más evidente en aquellos animales con fuerte libido. Esta última característica, altamente deseable, y especialmente en un centro de inseminación artificial, está limitada por la aglutinación. Los diluyentes de semen comerciales no pueden eliminar el problema en todos los padrillos.

Las prácticas corrientes de conservación en la producción de dosis de semen porcino para inseminación artificial incorporan un período de enfriamiento que permite llegar solamente a una temperatura constante de 16ºC, ya que con semen enfriado a temperaturas menores de 16ºC, no se han obtenido buenos resultados de inseminación8,9.

El mantenimiento del semen a 16 - 17ºC por 2-7 días, presenta resultados variables, algunas veces contradictorios, y generalmente requieren de mayor número de inseminaciones usando un mayor número de espermatozoides en cada inseminación.

Materiales y metodos:

• Cerdos: Puros e hibridos.

• Semen: Se obtuvo en promedio 2 veces por semana de cada macho.

• Tecnicas de obtencion de semen: Mano enguantada.

• Evaluacion: * Concentracion.

• Motilidad progresiva

• Porcentaje de anormalidades para cada eyaculado.

Se testearon varios diluyentes para reducir la aglutinacion de espermatozoides. Se opto por el diluyente MRA modificado con la adicion de Glicina.

Metodo:

• Cada eyaculado fue diluido con una alicuota del 10% del diluyente.

• Poeteriormente se diseña una rutina de centrifugado para la concentracion de espermatoziodes (solo si es necesario): 2500rpm/10min.

• Mediante un prototipo para el procesamiento de semen de tres canales se controla la filtracion del semen. Este prototipo cuenta con una columna especialo de seccion variable (100 ml de volumen). Y permite el control de flujo de alta precision a traves de procesos simultaneos, como medir el volumen y concentracion espermatica de las fracciones colectadas en tiempo real.

La medición de la concentración espermática se realiza por detección infrarroja. Un programa de computadora específico para mejoramiento de semen da información sobre las fracciones obtenidas (volumen, concentración espermática, tiempode proceso) de cada canal durante la operación, incluyendo gráficos de alta resolución de la concentración del semen Vs. tiempo de proceso. Tiene también la ventaja de que la eficiencia del enriquecimiento es independiente de la geometría de la columna20, de acuerdo con las es pecificaciones técnicas del equipo. Las columnas se llenaron con Sephadex G50 Medium (Pharmacia LKB, Uppsala) y se utilizó el mismo diluyente en su preparación. La Figura 1 muestra el diagrama del prototipo.

Durante el proceso, el semen fue mantenido a 3700 en una estufa de cultivo. Cada proceso de filtrado duró aproximadamente 30 minutos. El flujo del diluyente durante el proceso de filtración fue mantenido constante.

La prueba de campo fue realiza da en una granja perteneciente a DEGESA, en Burgos (España) que habla comenzado con inseminación artificial el año anterior. La tasa de preñez media de la granja era de 67,8%, con 11,2 crías por parto. Dos pruebas de campo fueron realizadas en este trabajo.

En el primero, realizado en Octubre de 1996, se inseminaron cerdas puras e hibridas al azar con el siste ma de la botella5 con semen mejorado. Las cerdas fueron testeadas por celo dos veces al día y se realizaron dos inseminaciones con 24 horas de diferencia entre ellas.

Cada dosis contuvo 2 x 109 espermatozoides totales (usualmen te en la granja se usaban no menos de 3 x 109 espermatozoides totales). La preñez fue confirmada por no re torno al celo y por ultrasonido. Se inseminaron un total de 44 hembras, y 31 de ellas quedaron preñadas (tasa de preñez 70,5%, P <0.05).

El segundo ensayo fue realizado en Junio de 1997, de la misma manera pero usando 2,2 x 10(9) espermatozoides totales por dosis. Se inseminaron 61 hembras, que dando 45 preñadas (tasa de pre ñez 73,8%, P< 0.05).

No obstante que el aumento en la tasa de preñez no fue significativo para el primer ensayo (70.5% vs. 67,8%) comparado con los porcentajes estacionales históricos, la preñez media de la granja durante el mismo mes cayó a 62,8%, por lo que los resultados experimentales fueron significativamente elevados (P< 0.05).

El tamaño promedio de camada obtenido no difirió significativamente de la media de la granja en ambos ensayos.

2- Tratamiento de fluidos líquidos mediante Biotecnologias en granjas porcinas.

Este tipo de tecnologia ha ido en progresivo aumento en las grandes granjas Europeas y consiste en el tratamiento de los fluidos liquidos de las granjas. Este se basa en la utilizacion de compuestos de base microbiana y enzimatica. Estos son compuestos son 100% naturales y representan una nueva frontera de la sanificacion ambiental, siendo la mas valida alternativa a los productos quimicos hasta ahora usados. Tales productos usan como accion los procesos naturales de fermentacion de la materia organica, acelerandolos y modifiandolos favorablemente. Asi se reduce la formacion de sustancias nocivas como el amoniaco, Hidrogeno, sulfuros, Indolo, Escafolo y Mercaptano. La metria organica se descompone normalmente por fermentcion, que es un proceso natural no contaminado, este provoca la formacion de sustancias dañinas, toxicas y de mal olor.

Ademas en el interior de la granjas encontramos condiciones ambientales favorables para el desarrollo de bacterias patogenas, que encuentran nutrientes facilmente en residuos organicos presentes aun despues de una cuidadosa limpieza.

Se crea así un BIOFILM constituido de comunidades bactericas mixtas (saprofitos, oportunistas, patógenas) y de sus productos metabólicos (polisacaridos) que funcionan a su vez de aglutinantes. En tales condiciones los microorganismos patógenos amplifican su capacidad de sobrevivencia resistiendo a detergentes y desinfectantes.

Un sistema que evite la formación de “ estanques orgánicos” y que reduzca los puntos de adhesión puede considerarse parte integrante de la gestión ambiental. En este sentido, la acción enzimática de los productos de biotecnología, digiriendo y disgregando la componente orgánica , resulta ser un importante instrumento de control de la formación del biofilm y por lo tanto asegura una notable reducción de la carga bacterica patógena presente en la granja.

Cabe destacar que interviniendo en el control y la selección de microorganismos en grado de metabolizar los residuos orgánicos, no se formarán sustancias dañinas o tóxicas, resultando ecológicamente muy importante para el hombre y el ambiente en que vive.

Respecto de los productos químicos, presentan notables ventajas: cada producto químico tiene una actividad con un preciso objetivo y su acción no es siempre eficaz cuando se combina con otros agentes químicos de substratos complejos y se debe considerar que después de su utilización quedan presentes en el ambiente, residuos químicos que causan efectos colaterales y a veces peligrosas contaminaciones. Además , los productos químicos cubren los malos olores y no los transforman o absorben las exhalaciones.

Por el contrario los productos de biotecnología, con su poder de romper los soportes orgánicos son una elección más oportuna y eficaz para una real sanificación ambiental.

Los principales objetivos que la utilización de los productos de biotecnología, permiten alcanzar en campo zootécnico y en particular en las granjas son:

• Total sanificación de los ambientes

• Reducción de focos de mal olor al interno y al externo de las granjas.

• Reducción del tenor de amoníaco al interno de la granja con la consecuente reducción del recambio de aire y menor emisión al externo de la dicha sustancia.

• Evita la formación de “estanques orgánicos”, soporte del BIOFILM y por lo tanto asegura una profunda sanificación.

• Reducción de la carga contaminante (C.O.D.- B-O-D5) del líquido producido.

Los datos analíticos de los experimentos efectuados por técnicos calificados (Docentes Universitarios, Agrónomos, Veterinarios) en grandes granjas, evidenciaron como la carga contaminante de los reflujos y el impacto ambiental de las granjas iban progresivamente reduciéndose.

La disminución de la demanda de Oxígeno (C.O.D. y B.O.D.5) evidencia una mayor degradación y mineralización, en tiempo reducido, de las componentes orgánicas nutritivas presentes que , por lo tanto, son más fácilmente asimilables por los cultivos al momento de la distribución sobre el terreno agrícola, reduciendo el riesgo del lavado de las mismas y del filtración que pudiera contaminar la falda acuífera.

En el aire, la emisión de sustancias con mal olor, como Amoníaco, Hidrógeno, Sulfuros, ya reducidos en granja, serán casi nulos.

Cabe destacar, como a los tratamiento con biotecnología les sigue una reducción del volúmen de líquidos producidos. Efectivamente viene reducida la adhesión a las superficies de la sustancia orgánica, requiriéndose, de este modo, una menor cantidad de agua para la limpieza.

Sustancialmente, las granjas tienen y tendrán siempre en el futuro, un diverso impacto ambiental con la utilización de la biotecnología y no serán la causa de fenómenos de exhalaciones desagradables para los asentamientos urbanos cercanos, ya que los elementos que provocan esta situación disminuyen notablemente.

3- Herramientas de Ingenieria Genetica.

Somatotropina Porcina (pST)

Es una proteína de ocurrencia natural y no un esteroide.

Regula el crecimiento de los cerdos, no es activa en el ser humano; la carne de los cerdos tratados con somatotropina (pST).

Contiene mas carne magra, menos grasa y por lo tanto menos calorías por unidad.

Produce aproximadamente 10 a 20% mas carne magra con 10 a 15% menos alimento y logra un aumento en la tasa de crecimiento de 10 a 20%. Requiere mínima inversión de capital por el porcicultor.

Para realizar pruebas de campo y comercialización se requiere la aprobación de la FDA, la cual se ha conseguido a fines del año 2000.

Experimentos realizados con Somatotropina recombinante en la finalización de cerdos en dos condiciones climáticas
Se efectúo para evaluar la respuesta productiva, las características de la canal y de la carne de cerdos tratados con somatotropina porcina (pST), en su interacción con el ambiente, al trabajar en dos localidades (templada y tropical).

• Se usaron 48 hembras y 48 machos castrados.

• Peso inicial de 53.8 ± 2.11 y final de 104.2 ± 1.7 kg.

• Sexo, localidad y la inyección o no de 3 mg cerdo-1 día-1 se usaron como factores (23) en un diseño completamente al azar.

Resultados:

La STp redujo el consumo de alimento en 6 % (2.95 vs STp, 2.77 kg/día, P<0.005), pero mejoró (P<0.001) la ganancia de peso (0.82 vs STp, 0.94 kg/día).

Los cerdos en la zona templada fueron más eficientes (0.317 vs 0.299; P<0.004). Localidad y STp interactuaron en el peso de los 5 cortes primarios (P<0.02): Los cerdos en la zona tropical tuvieron un incremento del 14 %, por efecto de STp, vs 7 % templado. El rendimiento de tejido magro libre de grasa, mejoró (P<0.001) por efecto de STp (10 %). Una mayor temperatura (ambiente tropical) limitó la respuesta productiva, lo que sugiere la necesidad de revisar el impacto de la STp en la utilización de la energía.

Es claro que la somatotropina es una herramienta útil para corregir los factores que previenen una mayor deposición de proteína o la eficiencia del proceso con cerdos en la etapa de finalización.

Braña VD, Angeles L, Loeza LR, Angeles MAA, Cuarón IJA. Téc Pecu Méx 2001;39(3)215-228.

Agentes reorientadores.(Fenotanolaminas)

Estos agentes están estrechamente relacionados con los neurotrasmisores naturales que controlan el ritmo cardiaco y la degradación de células adiposas. Por tal significan poco riesgo de residuos por ser rápidamente degradados.

En si proveen mas carne magra, menos cantidad de grasa y por lo tanto menos calorías por unidad de carne.

Actualmente no están comercialmente disponibles , pero están siendo sometidos a evaluación intensa por la FDA para el posible uso en la industria porcina.

Entre otros experimentos podemos mencionar algunos ensayos como: nuevas tecnologías que permitirían que los cerdos crecieran un 40% más rápido que lo usual, tal investigación fue realizada por un grupo de científicos dirigidos por el Dr. Schwartz del instituto Baylor de medicina de Houston.

Tal técnica consiste en insertar en una pieza biodegradable de ADN un producto químico sintético. Este se inyecta en una pata de un lechón de 2 semanas para conseguir que la glándula pituitaria del animal logre segregar en mayor cantidad de hormona del crecimiento. Estas pruebas han demostrado que después de dos meses de la inyección del producto, los cerdos tratados pesaban unos 45 kilos, mientras que los no tratados solo alcanzaban los 32 kilos. Por lo tanto asimismo, el animal habrá alcanzado su peso definitivo dos semanas antes de lo normal y habrá consumido un 25% menos de alimento. Esta técnica esta en proceso de investigación en la FDA, para ser implementado a granjas de producción masiva de carne de cerdo a lo largo del mundo.

El tratamiento de los fluidos líquidos de las granjas se lleva a cabo utilizando compuestos de base microbica y enzimática.<O:P</O:P