Desde 1985, se ha generado una gran cantidad de peces transgénicos al seleccionar genes específicos para construir un diseño particular (genotipo). El salmón denominado “New animal drugs” por la Agencia de Drogas y Alimentos (FDA) es el primer animal genéticamente alterado aprobado para el consumo humano.
Salmón Transgénico y su Impacto
Según Gasca (2006), el comercio pesquero pasó de 18 millones de toneladas en los años 50 a 90 millones en los 90; por ello y el aumento de la población humana, se creó el salmón transgénico. Su modificación genética radica en que el pez puede producir la hormona de crecimiento, similar a la insulina, durante todo el año. Los salmones convencionales generan esta hormona solo en los meses de verano; dicha capacidad se interrumpe en los meses de invierno, ya que la energía se destina a la supervivencia.
AquaBounty, compañía dueña de los salmones genéticamente modificados, usa un procedimiento biotecnológico para interrumpir el mecanismo fisiológico natural. El salmón del Atlántico diseñado por AquaBounty será el primer animal biotecnológico vendido en restaurantes y tiendas de EE. UU. Los peces contienen un gen de la hormona del crecimiento proveniente del salmón Chinook y un interruptor de encendido y apagado proveniente del abadejo oceánico. A diferencia del salmón convencional, los peces de AquaBounty crecen durante todo el año, lo que reduce a la mitad el período de crecimiento y en gran medida la cantidad de alimento que consumen. Esto, como resultado, genera importantes beneficios ambientales como una menor huella ecológica. Solo las hembras estériles se producen para el consumo en las instalaciones de Indiana, que están bien aseguradas.
Riesgos y Preocupaciones
Los riesgos de consumir salmones transgénicos van desde la toxicidad, alergias y otros efectos de interacción genética, hasta hoy desconocidos, en la salud humana. En cuanto a riesgos ambientales, la FDA no tiene experiencia con el salmón transgénico; para su aprobación, no se consultó ni al Departamento de Agricultura de los EE.UU. (USDA) ni a la Agencia de Protección Ambiental (EPA).
Se consideró poco probable que los salmones se escapen de sus piscinas en Panamá y sobrevivan en un entorno salvaje; si se diera, generaría un desastre en la especie por disputa de hábitat, cruce y pérdida de singularidad genética. Hay impacto en la biodiversidad marina pues el salmón modificado se alimenta con harina de pescado. La conversión alimenticia relacionada con el peso del salmón y la harina es de 1,2 kg a 1,4 kg de alimento seco por kg de peso; esto se traduce en 4 kg de pescado extraído del mar por cada kg de harina. El problema de las piscifactorías es que deben transferirse los recursos proteicos del mar (otros peces) a las plantas de cría.
Comercialización y Superación de Obstáculos
A pesar de los últimos obstáculos regulatorios, un intento de bloqueo por una ONG y la contingencia de la pandemia, finalmente el salmón transgénico de rápido crecimiento (de la empresa AquaBounty) saldrá a la venta en Estados Unidos a fines de mayo. Los primeros compradores ya «hacen fila» reservando 5 toneladas métricas del pescado.
AquaBounty anunció el pasado 10 de mayo que se han recibido órdenes de compra para la cosecha planificada de 5 toneladas métricas de su salmón del Atlántico modificado genéticamente (GE). La primera cosecha está programada para finales de mayo en la piscifactoría de Indiana de la Compañía. La Compañía continuará aumentando la producción a su máxima capacidad durante todo el año. La noticia llega inmediatamente después de un reciente anuncio de que el mayorista de productos del mar de EE. UU., Samuels & Sons, llevará el pescado de AquaBounty. La empresa citó su deseo de “estar a la vanguardia” y ofrecer a sus clientes una fuente de salmón más sostenible.
La empresa de biotecnología ha superado todos los obstáculos imaginables en el camino hacia la comercialización de su salmón, comenzando con su solicitud inicial para la aprobación de la FDA en 1995. En 2010, la agencia de seguridad alimentaria publicó un análisis de orientación que confirma que el salmón transgénico no representa una amenaza para la salud humana o el entorno; los peces son equivalentes a sus contrapartes convencionales en todos los sentidos, dijo la agencia. Pero la interferencia política de la Administración Obama y la agitación de los grupos activistas retrasaron la aprobación de la FDA hasta 2015. Los problemas regulatorios adicionales, los litigios y la pandemia de COVID-19 retrasaron la comercialización hasta 2021.
La inserción de los 2 nuevos genes le permite al salmón GM crecer hasta el tamaño del mercado en 16-18 meses en lugar de tres años como el salmón atlántico tradicional.
Declive del Movimiento Anti-OGM
AquaBounty es la segunda empresa de biotecnología en los últimos años que se enfrenta a la industria anti-OGM y gana. Impossible Foods obtuvo la aprobación de la FDA en 2018 para el ingrediente clave en su carne "Impossible" de origen vegetal, una leghemoglobina de soja producida con la ayuda de levadura transgénica, lo que permite a docenas de restaurantes de comida rápida vender su hamburguesa vegana. Luego, la compañía obtuvo nuevamente la aprobación de la agencia en 2019 y comenzó a ofrecer su carne de origen vegetal en las tiendas de comestibles de EE. UU. El éxito de Impossible provocó poco, si es que hubo, rechazo de los consumidores e incluso obtuvo el respaldo cauteloso de algunos grupos anti-OGM que anteriormente eran ruidosos, en particular la Unión de Científicos Preocupados.
El Tribunal del Noveno Circuito dictaminó que la FDA revisó adecuadamente el ingrediente hemo de Impossible antes de dar su sello de aprobación, rechazando una demanda de marzo de 2020 presentada por el Centro de Seguridad Alimentaria (CFS). CFS es el mismo grupo activista que demandó para bloquear la aprobación del salmón AquAdvantage por parte de la FDA. Si bien el movimiento anti-OGM ejerció una tremenda influencia política hace solo unos años, su estatus en la cultura estadounidense dominante ha declinado rápidamente. Los grupos de activistas ya no pueden organizar protestas masivas, atraer la atención de los medios o, como hemos visto, bloquear la aprobación de los productos genéticamente modificados como antes. Estos desarrollos han llevado a algunos comentaristas a especular que el activismo anti-OGM está entrando en sus últimos días como una causa política viable.
Rasgos de Calidad del Salmón: Pigmentación del Filete
La pigmentación del filete es uno de los rasgos de calidad hereditaria más interesantes del salmón del Atlántico. El fenotipo se ha medido tanto manualmente como una puntuación SalmoFan como con la ayuda de dispositivos espectroscópicos. También se ha utilizado una medición de Near Infrared (NIR), ya sea como una medición puntual dentro del Norwegian Quality Cut (NQC) o como una medición promedio de todo el filete. Dentro de la población de salmones, existe una amplia variedad de la cantidad de astaxantina por kilo detectada en cada filete. Por lo tanto, es razonable mejorar este rasgo mediante la cría selectiva.
Factores Genéticos y Ambientales
Para cada rasgo genético, los marcadores SNP que se distribuyen uniformemente en todo el genoma del salmón contribuyen de manera diferente. Para mapear la contribución de cada marcador a la pigmentación del filete, se muestrean las aletas adiposas para el genotipado y se conectan al fenotipo de cada animal. A partir de ahí, se estima mediante un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS). También se realizó un GWAS para vincular sus medidas individuales de mg / kg-1 de astaxantina en todo el filete con sus expresiones genómicas.
El diagrama de Manhattan de este GWAS muestra claramente que un QTL afecta el nivel de pigmentación en un grado mayor que el resto del genoma. Benchmark Genetics ofrece GS y QTL para pigmentación. Desde 2017 se han implementado estas tecnologías para mejorar la calidad de estos fenotipos. Sin embargo, ha sido parte del programa de reproducción de la variedad SalmoBreed desde 2005, con el objetivo de aumentar constantemente la pigmentación del filete del núcleo de reproducción.
En la última década, ha habido un problema creciente con un color rojo débil y desigual en los filetes de salmón. La interacción entre los genes que están activos en el intestino y el alimento determina qué tan rojo será el filete. El experimento con grandes salmones en el mar no mostró conexión entre un ambiente de cultivo estresante y el color pálido de los músculos. El material genético del salmón es de gran importancia por su capacidad de absorber el pigmento astaxantina del alimento y transferirlo al filete. El color rojo característico del salmón es el resultado de la astaxantina, un colorante natural soluble en grasa que se absorbe y transporta en el pescado junto con otros compuestos grasos en el alimento. La astaxantina es un poderoso antioxidante que previene la oxidación dañina (rancidez).
Este gen produce una enzima en las células intestinales que descompone la astaxantina. Cuando el gen se inactiva, la enzima no se formará y el pescado absorberá más astaxantina y la carne será más roja. En animales modelo, por lo tanto, es común cruzar hacia atrás individuos ‘editados’ durante 2 generaciones para obtener animales que heredan la variante genética editada de ambos padres. El salmón tiene un intervalo generacional más largo que los animales de laboratorio normales, y esto llevaría varios años. Otros experimentos han demostrado que un mayor uso de aceites vegetales en la alimentación de los peces también afecta a los genes relacionados con el metabolismo de las grasas.
En la prueba con agua de mar, no se evidenció ningún efecto de la hipoxia repetida y la manipulación sobre el color del filete, ya sea en la línea altamente pigmentada o poco pigmentada. Por el contrario, se documentó una gran diferencia de color entre la línea de alta y baja pigmentación.
También se demostró que el estrés afecta el bienestar de los peces. Los individuos que estaban estresados mostraron un peso corporal reducido y un factor de condición física más bajo en comparación con el grupo de control. El experimento de agua dulce se llevó a cabo en el Centro de Acuicultura Sostenible de NMBU. Los individuos tenían uno de los tres genes candidatos conocidos para la pigmentación inactivados por edición de genes (CRISPR/CAS9), y se compararon con un grupo de control. El objetivo era observar qué efecto tenía la inactivación del gen individual sobre el color rojo, pero también cómo afecta esta inactivación a la expresión de toda una gama de otros genes. El gen bco1 en particular es el que puede controlar la capacidad de absorber el pigmento de color del alimento.
Genoma del Salmón Coho y Avances en Genómica Acuícola
Con el cierre del proyecto “EPIC4: Enhancing Production in Coho” en marzo del 2021, y la liberación de la secuencia del genoma del salmón coho, se marca un hito trascendental en el estudio del ADN y genes de esta especie. Luego de cinco años de investigación realizada por un equipo interdisciplinario de cerca de 100 investigadores de Canadá, Estados Unidos y Chile, incluyendo la participación del Laboratorio de Genómica Acuícola y CRIA, ambos pertenecientes a la Universidad de Chile, esperamos que los hallazgos del proyecto aceleren el uso apropiado de tecnologías genómicas para gestionar las poblaciones de salmón coho en el mundo.
Para esto se trabajó en una descripción completa de la secuencia de ADN y se compiló una lista de la totalidad de los genes del coho, evaluando dónde y cómo se expresan en diferentes órganos y etapas del desarrollo. También se evaluó cómo el ADN y los genes pueden variar en distintas poblaciones silvestres y de cultivo, incluyendo una caracterización genética de todo el rango geográfico de la especie en América del Norte y de algunas poblaciones de cultivo provenientes de Chile. El genoma del salmón coho es ahora uno de los genomas de peces mejor comprendidos y abre la puerta para reinventar el manejo y la producción de la especie.
Aplicaciones de la Genómica en Acuicultura
El éxito de la acuicultura depende, en parte, de la capacidad del productor para seleccionar los mejores reproductores que generarán una descendencia con mayor crecimiento y más saludable. Hasta hace poco, la industria de la acuicultura sólo podía evaluar el desempeño genético de los peces utilizando información de las genealogías. El desarrollo de genomas de referencia y paneles de SNP, como los desarrollados en este proyecto, han permitido a la industria identificar QTL (quantitative trait loci), o regiones genómicas asociadas a características deseables con elevada precisión.
Las aproximaciones genómicas, como los estudios de asociación de todo el genoma (GWAS), la selección asistida por marcadores (MAS) y la selección genómica se pueden aplicar en cualquier etapa de un programa de mejoramiento en acuicultura. MAS y selección genómica ya han demostrado ser particularmente eficientes para mejorar la resistencia a enfermedades, características de calidad y rendimiento de producto. Los programas de mejoramiento genético modernos requieren genotipar miles de animales por generación, por lo que el desarrollo de paneles de SNP de bajo costo permitirá a las empresas con márgenes de beneficio menores aplicar la selección genómica de manera costo-efectiva, acelerando el desarrollo de linajes de salmón coho más robustos y de rápido crecimiento.
Como productor de salmón, es importante que sus peces estén diseñados para el éxito, right from the start!. El salmón es rico en numerosas vitaminas y ácidos grasos omega-3. Los consumidores se sienten cada vez más atraídos por el salmón por su reputación como fuente saludable de proteínas. Hendrix Genetics y su propuesta Triple C, enfatiza la creación de valor para la industria del salmón del Atlántico. Los clientes de Troutlodge son exigentes y valoran calidad y rendimiento. Hendrix Genetics cree en los efectos sinérgicos que provienen de tener un portafolio de programas de reproducción de múltiples especies. El éxito en los negocios se puede medir de muchas maneras. Hendrix Genetics cree que para tener una línea de fondo fuerte, necesitamos tener éxito en muchos frentes.
Melanosis en Salmón: Causas y Genética
El estudio, que incluye información desde 2005 hasta 2024, destaca que, a pesar de todavía ser un hallazgo de etiología desconocida, se sabe que la melanosis ocurre como una respuesta inflamatoria a factores como infecciones, daños en los tejidos o condiciones ambientales estresantes, y que se puede manifestar de diversas formas.
“En Noruega, se ha descrito una forma difusa que afecta únicamente a la musculatura roja, pero esta manifestación parece ocurrir esporádicamente con bajas implicaciones económicas para los productores. También se han reportado casos esporádicos de melanosis que aparecen a lo largo de la columna vertebral y en la parte dorsal del filete, pero la forma más prevalente es la melanosis focal que afecta la parte cráneo-ventral y medio-ventral del filete. Una forma difusa de melanización que afecta casi todo el filete ha llamado la atención recientemente en Chile y se considera un problema creciente con serias implicaciones para el bienestar de los peces”, describen los autores.
Así, los científicos identifican múltiples causas potenciales para la melanosis, desde infecciones bacterianas y parasitarias hasta estrés mecánico durante el manejo en los centros de cultivo. Además, la revisión señala el papel crucial de las células pigmentarias (melanófagos) y la activación de rutas inmunológicas en la formación de melanina, subrayando que su regulación está influenciada por factores genéticos y ambientales. “Las etapas iniciales de los cambios se observan como hemorragias focales o "manchas rojas", y estas pueden progresar a cambios focales melanizados (CMF). Las hemorragias focales son cambios agudos caracterizados por miocitos y adipocitos necróticos y hemorragia difusa en el tejido.”
Sobre este último punto, los expertos recalcan que los avances en genética y manejos pueden mitigar la incidencia de estas lesiones, donde los programas de selección genética, optimización del manejo en centros de cultivo y estrategias nutricionales específicas podrían contribuir a reducir la prevalencia de melanosis en salmónidos. Finalmente, los investigadores hacen un llamado a realizar más estudios para comprender mejor los mecanismos subyacentes a este proceso y su relación con la salud general de los peces. Esta comprensión permitirá desarrollar herramientas de diagnóstico y prevención más efectivas, beneficiando tanto a la calidad del producto como a la sostenibilidad de la industria salmonicultora.
“La melanosis en el salmón representa un desafío significativo para la rentabilidad económica de la industria de la acuicultura y plantea serios problemas de bienestar animal. Sin embargo, a lo largo de los años se han logrado avances sustanciales en la comprensión de esta condición. Con hallazgos recientes que destacan el papel crucial de una reacción de necrosis grasa dentro de estos cambios, ahora comprendemos los mecanismos patológicos involucrados.”
Factores Genéticos y Ambientales en Salmón Atlántico
El principal objetivo de esta tesis es analizar la influencia de factores genéticos y ambientales sobre la estrategia de desarrollo del salmón atlántico (Salmo salar L.) durante su primer año de vida. Se utilizaron 5 loci enzimáticos y 9 loci microsatélites como marcadores genéticos. Los resultados obtenidos demuestran que la interacción de ambos factores determina la evolución de la estructura poblacional. Existe un tamaño mínimo a partir del cual los juveniles inician el proceso de esguinado, que junto al tamaño medio de los esguines está fijado a nivel poblacional. Aunque los niveles de variabilidad encontrados con los loci microsatélites duplican a los encontrados con los loci enzimáticos, no se halló ningún marcador genético inequívoco de clase fisiológica, pero sí una asociación con la heterocigosidad enzimática, que parece no existir con la heterocigosidad microsatélite. Los individuos con mayor heterocigosidad enzimática individual son los que presentan mayor tamaño y menores valores de asimetría, mientras que al utilizar loci microsatélites estas relaciones no se presentan.
Resistencia Adquirida a Piojo de Mar
En el contexto del proyecto Fondecyt de Iniciación en Investigación, “Functional genomics in Atlantic salmon during repeated sea lice infestations: the emerging role of acquired resistance in salmon breeding”, la Investigadora Asociada del Centro Interdisciplinario para la Investigación Acuícola (INCAR), Dra. Valentina Valenzuela, realizó una visita de trabajo a Hendrix Genetics-Aquaculture (HGA), para gestionar el traslado de familias genéticas de salmón del Atlántico desde la piscicultura Catripulli al laboratorio del Centro INCAR, en Dichato.
La actividad realizada en el marco del Convenio de colaboración entre el Centro INCAR y Hendrix Genetics, permitirá determinar marcadores funcionales para la selección de familias salmón Atlántico resistentes a Caligus rogercresseyi, también conocido como Piojo de Mar, mediante análisis genómicos de las distintas familias, luego de exposiciones sucesivas a este parásito.
Para el estudio, la investigadora contempla realizar al menos 3 infecciones sucesivas de Caligus, y de esta manera evaluar si existen cambios en el fenotipo de estas familias; es decir, si pierden su carácter resistente o susceptible. “En los centros de cultivo de mar, los peces están expuestos a infecciones por Caligus durante todo el ciclo productivo. Es por ello que con este estudio queremos evaluar si una familia resistente mantiene su carácter luego de infecciones sucesivas; y establecer si aquellas familias susceptibles desarrollan lo que se conoce como resistencia adquirida”, explicó la investigadora.
En la oportunidad, la Dra. Valenzuela se reunió con el equipo de profesionales de HGA entre los cuales se encontraba Rodrigo Torrijo (Gerente general) y Alejandro Alert (Gerente de Genética). En la reunión se mostraron resultados que ya se han generado desde la evaluación transcriptómica de familias de salmón del Atlántico resistentes y susceptibles al Piojo de Mar. “Como parte de la colaboración de se ha trabajado en una primera etapa con familias de salmón del Atlántico desafiadas a los primeros estadios de Caligus. Desde este ensayo, se secuenciaron muestras de piel y riñón anterior desde los peces con mayor y menor carga luego de 14 días de infestación”, dijo.
“Del estudio RNA-Seq ya hemos identificando una serie de genes asociados a estos fenotipos, los que son candidatos a ser utilizados como biomarcadores, para complementar las herramientas de selección genética utilizadas en la industria. La segunda etapa de este estudio es utilizar las familias que fueron trasladadas en esta visita para su evaluación luego de infecciones sucesivas; y validar como biomarcador de resistencia y/o susceptibilidad al piojo de mar los genes ya identificados”, agregó la investigadora.