Plantas Transgenicas

La tecnología de transformación de plantas se ha convertido en una plataforma excelente para conseguir la mejora de cultivos así como para llevar a cabo el estudio de la función de los genes en las plantas. Este éxito representa la culminación de muchos años de esfuerzos en mejorar las técnicas de cultivo de tejidos, las técnicas de transformación y la ingeniería genética. Los cultivos modificados genéticamente se han creado con los siguientes fines:

• Aumentar la productividad de los cultivos mediante resistencia a plagas, enfermedades, herbicidas, sequías, suelos de elevada salinidad, etc.
• Incrementar la calidad del producto mediante la mejora de su aspecto, de su contenido nutricional o retrasando la maduración de los frutos para conseguir dilatar el tiempo de almacenamiento
• Regeneración de suelos contaminados por metales pesados con plantas transgénicas tolerantes a concentraciones elevadas de estos elementos.
• Producción de medicamentos. Se ha investigado la producción de anticuerpos monoclonales, vacunas y otras proteínas terapéuticas en plantas transgénicas de maíz y soja.

La obtención de plantas transgénicas es posible gracias a una característica propia de los vegetales: la totipotencia, según la cual cualquier célula de un vegetal tiene el potencial de regenerar una planta completa. En 1956, se descubrieron las hormonas vegetales, las citoquininas, lo que permitió desarrollar el cultivo de tejidos vegetales in vitro. Las células vegetales se pueden cultivar en un medio artificial y en condiciones estériles (para evitar infecciones de patógenos) que aporte los nutrientes necesarios para las divisiones celulares y la proliferación vegetativa. Existen tres aproximaciones para regenerar plantas completas in vitro:

• El cultivo de embriones: Aislamiento de embriones zigóticos propiciando su crecimiento como planta en un medio artificial
• La embriogénesis somática o asexual: Generación de embriones a partir de tejidos somáticos, como microesporas o hojas
• La organogénesis: Generación de órganos como tallos o raices a partir de diversos tejidos

Dado que la manipulación genética requerida para introducir los transgenes actúa a nivel celular, es necesario desarrollar una tecnología de cultivo de tejidos in vitro adecuada para cada especie vegetal. De este modo, las células inicialmente transformadas regenerarán, mediante propagación vegetativa, una planta completa donde todas las células contendrán el transgen. Precisamente este paso es el factor limitante en la obtención de plantas transgénicas de determinadas especies.

Hoy en día existen tres técnicas que permiten obtener plantas transgénicas:

• Transformación de protoplastos
• Transformación biolística (o bombardeo de microproyectiles)
• Transformación mediante Agrobacterium

El uso de cada técnica viene condicionado por el tipo de planta, ya que no siempre se han conseguido éxitos con los tres sistemas. Cada técnica se ha desarrollado con sistemas modelo, es decir con especies de plantas en las que las condiciones de manipulación y regeneración están bien establecidas, y para cada nueva especie es necesario establecer empíricamente las condiciones más efectivas y el mejor método de transformación.

Transformación de protoplastos

Se denominan protoplastos a las células vegetales desprovistas de pared celular. Su obtención se lleva a cabo mediante procesos mecánicos y enzimáticos de eliminación de la pared celular. Por ejemplo, se pueden obtener protoplastos de tabaco o petunia a partir de hojas, mediante la retirada de la epidermis y el tratamiento con celulasas y pectinasas (enzimas que digieren los componentes de la pared celular vegetal) en medio isotónico, para evitar su rotura (al carecer de pared no son capaces de soportar cambios osmóticos).
Mediante este proceso se obtiene una suspensión con millones de células individuales susceptibles de ser transformadas. Los protoplastos se mantienen en un medio de cultivo y se adiciona el gen que se ha de transferir. Para conseguir la penetración del transgen es necesaria la permeabilización de la membrana, que se lleva a cabo mediante distintos procesos:

• Electroporación: Consiste en aplicar al protoplasto descargas eléctricas de manera que la membrana se despolariza y se crean diminutos poros por los que puede penetrar el ADN
  
• Tratamiento con polietilenglicol para desestabilizar la membrana celular
  
• Fusión con la membrana de liposomas que contengan el ADN a transferir

Una vez incorporado el DNA, se requiere cultivar los protoplastos para permitir su división, y en las condiciones que permitan conseguir la regeneración de la planta que ha incorporado el transgen.

El "Superraton"

El profesor Richard Hanson de la universidad Case Western Reserve (Ohio, EEUU), ha hecho público uno de los resultados de sus estudios genéticos. Se trata de un ratón (¿o superratón?), que fue diseñado utilizando ingeniería genética, con una mayor capacidad para consumir ácidos grasos de manera selectiva. Es decir, en lugar de requerir carbohidratos utiliza lo que su cuerpo almacena en forma de grasa para su funcionamiento. El ratón en cuestión, consume más comida que el resto de ratones con los que fue comparado (un 60 por ciento más) pero se mantiene en perfecto estado físico y no acumula grasa. Las ventajas de tener este tipo de metabolismo le han conferido a este roedor la capacidad de soportar esfuerzos físicos prolongados sin la consiguiente formación de ácido láctico (el culpable de las famosas makurkas y los calambres). Es así que, sometido a prueba, ¡estos ratones fueron capaces de correr hasta seis horas sin descanso! Más aún, sometidos a esfuerzos mayores (elevación de la rampa en 25 grados), ¡fueron capaces de sostener el ritmo por al menos media hora! El tiempo promedio de vida de los susodichos parece ser normal y su capacidad reproductiva estable y sin perturbaciones. El profesor Hanson dice que 'sería poco ético el hacer la misma experimentación en seres humanos' pero abre la posibilidad de hacerlo diciendo que en caso de darse, tendríamos que comer demasiado.

 

Dolly,el primer animal clonado

El 23 de febrero de 1997, un equipo científico de Escocia presentó a la primera oveja creada por la técnica de donación a partir de una sola célula de la madre. Un año antes, el mismo equipo, dirigido por Ian Wilmut, había conseguido cinco ovejas por donación de un único embrión. La diferencia en el caso de Dolly es que ahora no fue necesaria la fertilización con un espermatozoide.
Dolly fue creada con una célula de la ubre de la oveja y un óvulo que permitió leer la información genética que trae el núcleo de la célula. Aunque hubo otros experimentos similares (la primera vaca por donación fue creada en 1986, se realizaron experimentos similares con ranas y la técnica es de 1967), la aparición de Dolly provocó un amplio debate sobre los alcances de la donación.
Esta técnica fue calificada de «profanación genética» por la Iglesia Católica y muchos gobiernos la criticaron. Ante la atemorizante perspectiva de contar con «dobles» de personas, Wilmut aseguró que la donación era imposible en humanos.

Pero la genética y la biotecnología podrían constituir la base para formidables negocios en las áreas del agro, la ganadería y la industria farmacéutica, entre otras.
Meses después del nacimiento de Dolly, apareció la primera oveja transgénica (que posee un gen humano): Polly. Un afio después de este experimento, Dolly tuvo cría. Se trata de Bonnie, de 2,7 kilos, que nació el 13 de abril de 1998 (Dolly había sido apareada naturalmente con un carnero a fines de 1997).
En 1998 hubo más casos de donación. Entre ellos, el de la ternerita Marguerite, que nació el 20 de febrero de ese año. Fue donada por un grupo de científicos franceses a partir de la célula de un feto de 60 días. También nacieron terneros donados en Estados Unidos y hubo experimentos similares con monos y ratones.

Para esa misma época, los responsables de la creación de Dolly, miembros del Instituto Roslin de Escocia, que habían recibido varias críticas de sus colegas, admitían la posibilidad de que se trate de un clon obtenido con una célula de un feto y no de un animal adulto