Animal genéticamente modificado

Los animales genéticamente modificados son animales que han sido modificados genéticamente para diversos fines, como la producción de fármacos, la mejora del rendimiento, el aumento de la resistencia a enfermedades, etc. La gran mayoría de los animales genéticamente modificados se encuentran en la etapa de investigación, mientras que el número de animales próximos a entrar en el mercado sigue siendo pequeño.El proceso de ingeniería genética de mamíferos es lento, tedioso y costoso. Al igual que con otros organismos genéticamente modificados (OGM), primero los ingenieros genéticos deben aislar el gen que desean insertar en el organismo huésped. Este puede obtenerse de una célula que contenga el gen o sintetizarse artificialmente. Si el gen elegido o el genoma del organismo donante se ha estudiado exhaustivamente, es posible que ya esté disponible en una biblioteca genética. Posteriormente, el gen se combina con otros elementos genéticos, como una región promotora y una terminadora, y generalmente un marcador seleccionable.Existen diversas técnicas para insertar el gen aislado en el genoma del huésped. En los animales, el ADN se inserta generalmente mediante microinyección, donde se puede inyectar a través de la envoltura nuclear de la célula directamente en el núcleo, o mediante el uso de vectores virales. Los primeros animales transgénicos se produjeron inyectando ADN viral en embriones y luego implantándolos en hembras. Es necesario asegurar la presencia del ADN insertado en las células madre embrionarias. El embrión se desarrollaría y se esperaría que parte del material genético se incorporara a las células reproductivas. Posteriormente, los investigadores tendrían que esperar hasta que el animal alcanzara la edad reproductiva para analizar la presencia del gen en cada célula de la descendencia mediante PCR, hibridación Southern y secuenciación de ADN.Las nuevas tecnologías facilitan y hacen más precisas las modificaciones genéticas. Se han desarrollado técnicas de selección genética, que crean roturas bicatenarias y aprovechan los sistemas naturales de reparación de la recombinación homóloga de las células, para dirigir la inserción a ubicaciones exactas. La edición genómica utiliza nucleasas diseñadas artificialmente que crean roturas en puntos específicos. Existen cuatro familias de nucleasas diseñadas: meganucleasas, nucleasas de dedo de zinc, nucleasas efectoras tipo activador de la transcripción (TALEN) y el sistema Cas9-ARN guía (adaptado de CRISPR). TALEN y CRISPR son los dos más utilizados y cada uno presenta sus propias ventajas. Las TALEN tienen una mayor especificidad de diana, mientras que CRISPR es más fácil de diseñar y más eficiente. El desarrollo del sistema de edición genética CRISPR-Cas9 ha reducido a la mitad el tiempo necesario para desarrollar animales modificados genéticamente.

Los humanos han domesticado animales desde aproximadamente el año 12 000 a. C., mediante la cría selectiva o selección artificial (en contraste con la selección natural). El proceso de cría selectiva, en el que se utilizan organismos con rasgos deseados (y, por lo tanto, con los genes deseados) para reproducir la siguiente generación y los organismos que carecen de dicho rasgo no se reproducen, es precursor del concepto moderno de modificación genética. Diversos avances en genética permitieron a los humanos alterar directamente el ADN y, por lo tanto, los genes de los organismos. En 1972, Paul Berg creó la primera molécula de ADN recombinante al combinar el ADN de un virus de mono con el del virus lambda.En 1974, Rudolf Jaenisch creó un ratón transgénico introduciendo ADN extraño en su embrión, convirtiéndolo en el primer animal transgénico del mundo. Sin embargo, transcurrieron ocho años antes de que se desarrollaran ratones transgénicos que transmitieran el transgén a sus crías. En 1984, se crearon ratones genéticamente modificados que portaban oncogenes clonados, lo que los predisponía al cáncer. En 1989, se crearon ratones con genes desactivados (ratón knockout). El primer ganado transgénico se produjo en 1985, y los primeros animales en sintetizar proteínas transgénicas en la leche fueron ratones, modificados genéticamente para producir activador tisular del plasminógeno humano en 1987.El primer animal genéticamente modificado que se comercializó fue el GloFish, un pez cebra con un gen fluorescente añadido que le permite brillar en la oscuridad bajo luz ultravioleta. Se lanzó al mercado estadounidense en 2003. El primer animal genéticamente modificado aprobado para uso alimentario fue el salmón AquAdvantage en 2015. El salmón se transformó con un gen regulador de la hormona del crecimiento de un salmón Chinook del Pacífico y un promotor de una faneca oceánica, lo que le permitió crecer durante todo el año en lugar de solo en primavera y verano.

Los mamíferos modificados genéticamente se crean con fines de investigación, producción de productos industriales o terapéuticos, usos agrícolas o para mejorar su salud. También existe un mercado para la creación de mascotas modificadas genéticamente.Los mamíferos son los mejores modelos para las enfermedades humanas, lo que hace que los animales modificados genéticamente sean vitales para el descubrimiento y desarrollo de curas y tratamientos para muchas enfermedades graves. La eliminación de genes responsables de trastornos genéticos humanos permite a los investigadores estudiar el mecanismo de la enfermedad y probar posibles curas. Los ratones modificados genéticamente han sido los mamíferos más utilizados en la investigación biomédica, ya que son económicos y fáciles de manipular. Algunos ejemplos incluyen ratones humanizados creados mediante xenotrasplante de productos génicos humanos, para su uso como híbridos murinos de humano y animal, con el fin de obtener información relevante en el contexto in vivo para comprender la fisiología y las patologías específicas de los humanos. Los cerdos también son un buen objetivo, ya que comparten un tamaño corporal, características anatómicas, fisiología, respuesta fisiopatológica y dieta similares. Los primates no humanos son los organismos modelo más similares a los humanos, pero existe una menor aceptación pública hacia su uso como animales de investigación. En 2009, científicos anunciaron que habían transferido con éxito un gen a una especie de primate (titíes) y producido por primera vez una línea estable de primates transgénicos reproductivos. Su primer objetivo de investigación para estos titíes fue la enfermedad de Parkinson, pero también consideraron la esclerosis lateral amiotrófica y la enfermedad de Huntington.

Las proteínas humanas expresadas en mamíferos tienen mayor probabilidad de ser similares a sus contrapartes naturales que las expresadas en plantas o microorganismos. Se ha logrado una expresión estable en ovejas, cerdos, ratas y otros animales. En 2009, se aprobó el primer fármaco biológico humano producido a partir de un animal de este tipo, una cabra. El fármaco, ATryn, es un anticoagulante que reduce la probabilidad de coágulos sanguíneos durante la cirugía o el parto, extraído de la leche de cabra. La alfa-1-antitripsina humana es otra proteína que se utiliza en el tratamiento de humanos con esta deficiencia. Otra área de investigación es la creación de cerdos con mayor capacidad para trasplantes de órganos humanos (xenotrasplantes). Se han modificado genéticamente cerdos para que sus órganos ya no puedan portar retrovirus o se les han aplicado modificaciones para reducir la probabilidad de rechazo. Se están considerando pulmones de cerdos modificados genéticamente para trasplantarlos a humanos. Incluso existe la posibilidad de crear cerdos quiméricos que puedan portar órganos humanos.El ganado se modifica con la intención de mejorar características económicamente importantes, como la tasa de crecimiento, la calidad de la carne, la composición de la leche, la resistencia a las enfermedades y la supervivencia. Los animales han sido modificados genéticamente para crecer más rápido, ser más sanos y resistir las enfermedades. Las modificaciones también han mejorado la producción de lana de las ovejas y la salud de las ubres de las vacas.Las cabras han sido modificadas genéticamente para producir leche con proteínas de seda resistentes, similares a las de una telaraña. La secuencia genética de la cabra se ha modificado, utilizando cordones umbilicales frescos de cabritos, para codificar la enzima humana lisozima. Los investigadores querían alterar la leche producida por las cabras para que contuviera lisozima y así combatir las bacterias que causan diarrea en humanos.

Enviropig fue una línea de cerdos Yorkshire genéticamente mejorados en Canadá, creada con la capacidad de digerir el fósforo vegetal con mayor eficiencia que los cerdos Yorkshire convencionales. El transgén A, compuesto por un promotor expresado en la glándula parótida murina y el gen de la fitasa de Escherichia coli, se introdujo en el embrión de cerdo mediante microinyección pronuclear. Esto provocó que los cerdos produjeran la enzima fitasa, que descompone el fósforo no digerible, en su saliva. Como resultado, excretan entre un 30 y un 70 % menos de fósforo en el estiércol, dependiendo de la edad y la dieta. Las menores concentraciones de fósforo en la escorrentía superficial reducen el crecimiento de algas, ya que el fósforo es el nutriente limitante para ellas. Dado que las algas consumen grandes cantidades de oxígeno, un crecimiento excesivo puede resultar en zonas muertas para los peces. La financiación del programa Enviropig finalizó en abril de 2012 y, al no encontrar nuevos socios, los cerdos fueron sacrificados. Sin embargo, el material genético se almacenará en el Programa Canadiense de Repositorios de Genética Agrícola. En 2006, se diseñó un cerdo para producir ácidos grasos omega-3 mediante la expresión de un gen de nematodo.

En 1990, se desarrolló el primer bovino transgénico del mundo, el toro Herman. Herman fue modificado genéticamente mediante la microinyección de células embrionarias con el gen humano que codifica la lactoferrina. El Parlamento neerlandés modificó la ley en 1992 para permitir la reproducción de Herman. En 1994 nacieron ocho terneros, todos los cuales heredaron el gen de la lactoferrina. Con los siguientes engendramientos, Herman engendró un total de 83 terneros. La ley neerlandesa exigía que Herman fuera sacrificado al finalizar el experimento. Sin embargo, el entonces ministro de Agricultura neerlandés, Jozias van Aartsen, le concedió un indulto siempre que no tuviera más crías, tras la defensa pública y científica. Junto con vacas clonadas llamadas Holly y Belle, vivió su jubilación en Naturalis, el Museo Nacional de Historia Natural de Leiden. El 2 de abril de 2004, Herman fue sacrificado por veterinarios de la Universidad de Utrecht debido a que padecía osteoartritis. Al momento de su muerte, Herman era uno de los toros más antiguos de los Países Bajos. Su piel ha sido preservada y montada por taxidermistas y se exhibe permanentemente en Naturalis. Se dice que representa el inicio de una nueva era en la relación del hombre con la naturaleza, un ícono del progreso científico y el consiguiente debate público sobre estos temas.En octubre de 2017, científicos chinos anunciaron que utilizaron la tecnología de edición genética CRISPR para crear una línea de cerdos con una mejor regulación de la temperatura corporal, lo que resultó en aproximadamente un 24 % menos de grasa corporal que el ganado típico.Investigadores han desarrollado ganado lechero transgénico para que crezca sin cuernos (a veces llamado "mocho"), lo cual puede causar lesiones a los ganaderos y a otros animales. Se extrajo ADN del genoma del ganado Red Angus, conocido por suprimir el crecimiento de los cuernos, y se insertó en células de un toro Holstein de élite llamado "Randy". Cada descendiente será un clon de Randy, pero sin sus cuernos, y sus crías también deberían ser sin cuernos. En 2011, científicos chinos generaron vacas lecheras modificadas genéticamente con genes humanos para producir leche similar a la leche materna. Esto podría beneficiar a las madres que no pueden producir leche materna, pero desean que sus hijos la tomen en lugar de leche de fórmula. Los investigadores afirman que estas vacas transgénicas son idénticas a las vacas normales. Dos meses después, científicos argentinos presentaron a Rosita, una vaca transgénica que incorpora dos genes humanos, para producir leche con propiedades similares a la leche materna. En 2012, investigadores de Nueva Zelanda también desarrollaron una vaca genéticamente modificada que producía leche sin alérgenos.En 2016, Jayne Raper y su equipo anunciaron la primera vaca transgénica tripanotolerante del mundo. Este equipo, integrado por el Instituto Internacional de Investigación Ganadera, el Colegio Rural de Escocia, el Centro de Genética y Sanidad Ganadera Tropical del Instituto Roslin y la Universidad de la Ciudad de Nueva York, anunció el nacimiento de un toro boran keniano que ya había tenido dos crías. Tumaini, cuyo nombre deriva de la palabra suajili para "esperanza", porta un factor tripanolítico de un babuino mediante CRISPR/Cas9.Los científicos han modificado genéticamente varios organismos, incluyendo algunos mamíferos, para incluir la proteína verde fluorescente (GFP) con fines de investigación. La GFP y otros genes indicadores similares permiten una fácil visualización y localización de los productos de la modificación genética. Se han criado cerdos fluorescentes para estudiar trasplantes de órganos humanos, la regeneración de células fotorreceptoras oculares y otros temas. En 2011, se crearon gatos verdes fluorescentes para encontrar terapias contra el VIH/SIDA y otras enfermedades, ya que el virus de la inmunodeficiencia felina (VIF) está relacionado con el VIH. Investigadores de la Universidad de Wyoming han desarrollado una forma de incorporar genes de araña que hilan la seda en cabras, lo que les permite extraer la proteína de seda de la leche de estas para diversas aplicaciones.Se ha propuesto la modificación genética del virus del mixoma para conservar los conejos silvestres europeos en la península Ibérica y contribuir a su regulación en Australia. Para proteger a la especie ibérica de enfermedades virales, se modificó genéticamente el virus del mixoma para inmunizar a los conejos, mientras que en Australia se modificó genéticamente para reducir la fertilidad en la población de conejos australianos. También se ha sugerido que la ingeniería genética podría utilizarse para rescatar animales de la extinción. Esto implica modificar el genoma de un pariente vivo cercano para que se parezca al extinto, y actualmente se está intentando con la paloma migratoria. Se han añadido genes asociados con el mamut lanudo al genoma de un elefante africano, aunque el investigador principal afirma no tener intención de utilizar elefantes vivos.La terapia génica utiliza virus modificados genéticamente para introducir genes que pueden curar enfermedades en humanos. Aunque la terapia génica es relativamente nueva, ha tenido algunos éxitos. Se ha utilizado para tratar trastornos genéticos como la inmunodeficiencia combinada grave y la amaurosis congénita de Leber. También se están desarrollando tratamientos para otras enfermedades actualmente incurables, como la fibrosis quística, la anemia de células falciformes, la enfermedad de Parkinson, el cáncer, la diabetes, las cardiopatías y la distrofia muscular. Estos tratamientos solo afectan a las células somáticas, lo que significa que cualquier cambio no sería hereditario. La terapia génica de línea germinal hace que cualquier cambio sea hereditario, lo que ha suscitado inquietud en la comunidad científica. En 2015, se utilizó CRISPR para editar el ADN de embriones humanos no viables. En noviembre de 2018, He Jiankui anunció que había editado los genomas de dos embriones humanos para intentar desactivar el gen CCR5, que codifica un receptor que el VIH utiliza para entrar en las células. Dijo que las gemelas Lulu y Nana habían nacido unas semanas antes y que portaban copias funcionales del CCR5, además de un CCR5 desactivado (mosaicismo), y que aún eran vulnerables al VIH. El trabajo fue ampliamente condenado por ser poco ético, peligroso y prematuro.Los peces modificados genéticamente se utilizan para la investigación científica, como mascotas y como fuente de alimento. La acuicultura es una industria en crecimiento, que actualmente proporciona más de la mitad del pescado que se consume en todo el mundo. Mediante la ingeniería genética, es posible aumentar las tasas de crecimiento, reducir la ingesta de alimentos, eliminar propiedades alergénicas, aumentar la tolerancia al frío y proporcionar resistencia a las enfermedades.Los peces también pueden utilizarse para detectar la contaminación acuática o funcionar como biorreactores. Varios grupos han estado desarrollando peces cebra para detectar la contaminación mediante la unión de proteínas fluorescentes a genes activados por la presencia de contaminantes. Los peces brillarán y podrán utilizarse como sensores ambientales.El GloFish es una marca de pez cebra fluorescente modificado genéticamente con brillantes colores rojo, verde y naranja. Fue desarrollado originalmente por uno de los grupos para detectar la contaminación, pero ahora forma parte del comercio de peces ornamentales, convirtiéndose en el primer animal genéticamente modificado en estar disponible como mascota cuando se lanzó a la venta en 2003.Los peces transgénicos se utilizan ampliamente en la investigación básica en genética y desarrollo. Dos especies de peces, el pez cebra y el medaka, son las más comúnmente modificadas, ya que poseen coriones (membranas en el huevo) ópticamente transparentes, se desarrollan rápidamente y el embrión unicelular es fácil de ver y microinyectar con ADN transgénico. Los peces cebra son organismos modelo para procesos de desarrollo, regeneración, genética, comportamiento, mecanismos de enfermedades y pruebas de toxicidad. Su transparencia permite a los investigadores observar las etapas de desarrollo, las funciones intestinales y el crecimiento tumoral. La generación de protocolos transgénicos (organismo completo, específicos de células o tejidos, marcados con genes reporteros) ha aumentado el nivel de información obtenida mediante el estudio de estos peces.Se han desarrollado peces transgénicos con promotores que impulsan una sobreproducción de la hormona de crecimiento "para todos los peces" para su uso en la industria acuícola, con el fin de acelerar el desarrollo y reducir potencialmente la presión pesquera sobre las poblaciones silvestres. Esto ha resultado en una mejora drástica del crecimiento en varias especies, como el salmón, la trucha y la tilapia.AquaBounty Technologies ha producido un salmón que madura en la mitad del tiempo que el salmón salvaje. Se trata de un salmón del Atlántico con un gen de salmón Chinook (Oncorhynchus tshawytscha) insertado. Esto le permite producir hormonas de crecimiento durante todo el año, a diferencia del salmón salvaje, que solo produce la hormona durante una parte del año. El pez también tiene un segundo gen insertado, proveniente de la faneca oceánica, que actúa como un interruptor para la hormona. La faneca oceánica también posee proteínas anticongelantes en la sangre, que le permiten sobrevivir en aguas cercanas al punto de congelación y continuar su desarrollo. Un salmón salvaje tarda entre 24 y 30 meses en alcanzar el tamaño comercial (4-6 kg), mientras que los productores del salmón transgénico afirman que solo necesita 18 meses para alcanzar ese tamaño. En noviembre de 2015, la FDA de EE. UU. aprobó el salmón AquAdvantage para su producción, venta y consumo comercial, el primer alimento transgénico no vegetal en comercializarse.AquaBounty afirma que, para evitar que los peces modificados genéticamente se reproduzcan accidentalmente con salmón salvaje, todos los peces serán hembras y estériles reproductivamente, aunque un pequeño porcentaje de las hembras podría permanecer fértil. Algunos detractores del salmón modificado genéticamente lo han apodado el "pez Frankenstein".En la investigación biológica, las moscas de la fruta transgénicas (Drosophila melanogaster) son organismos modelo utilizados para estudiar los efectos de los cambios genéticos en el desarrollo. Las moscas de la fruta suelen preferirse a otros animales debido a su corto ciclo de vida y sus bajos requisitos de mantenimiento. Además, su genoma es relativamente simple en comparación con el de muchos vertebrados, con típicamente una sola copia de cada gen, lo que facilita el análisis fenotípico. La Drosophila se ha utilizado para estudiar la genética y la herencia, el desarrollo embrionario, el aprendizaje, el comportamiento y el envejecimiento. Los transposones (en particular los elementos P) están bien desarrollados en la Drosophila y proporcionaron un método temprano para añadir transgenes a su genoma, aunque este método ha sido reemplazado por técnicas de edición genética más modernas.Debido a su importancia para la salud humana, los científicos buscan maneras de controlar los mosquitos mediante ingeniería genética. Se han desarrollado mosquitos resistentes a la malaria en el laboratorio mediante la inserción de un gen que reduce el desarrollo del parásito y el uso de endonucleasas autodirigidas para propagar rápidamente ese gen en la población masculina (lo que se conoce como impulsión genética). Este método se ha llevado aún más lejos al sustituirlo por un gen letal. En ensayos clínicos, las poblaciones de mosquitos Aedes aegypti, el principal portador del dengue y el virus del Zika, se redujeron entre un 80 % y un 90 %. Otro enfoque consiste en utilizar la técnica del insecto estéril, mediante la cual los machos modificados genéticamente para ser estériles compiten con los machos viables, para reducir el número de poblaciones.Otras plagas de insectos que constituyen blancos atractivos son las polillas. Las polillas dorso de diamante causan daños de entre 4 y 5 mil millones de dólares estadounidenses al año en todo el mundo. El enfoque es similar al de los mosquitos: se liberarán machos transformados con un gen que impide que las hembras alcancen la madurez. Se sometieron a pruebas de campo en 2017. Anteriormente, se han liberado polillas genéticamente modificadas en pruebas de campo. Una cepa de gusano rosado esterilizado con radiación se modificó genéticamente para expresar una proteína fluorescente roja, lo que facilita su monitoreo por parte de los investigadores.El gusano de seda, la larva del Bombyx mori, es un insecto de gran importancia económica en la sericultura. Los científicos están desarrollando estrategias para mejorar la calidad y cantidad de la seda. También existe la posibilidad de utilizar la maquinaria productora de seda para producir otras proteínas valiosas. Entre las proteínas expresadas por los gusanos de seda se incluyen la albúmina sérica humana, la cadena α del colágeno humano, el anticuerpo monoclonal murino y la N-glicanasa. Se han creado gusanos de seda que producen seda de araña, una seda más resistente pero extremadamente difícil de cosechar, e incluso sedas novedosas.Los intentos de producir aves genéticamente modificadas comenzaron antes de 1980. Se han modificado genéticamente pollos con diversos fines, como estudiar el desarrollo embrionario, prevenir la transmisión de la gripe aviar y obtener información evolutiva mediante ingeniería inversa para recrear fenotipos similares a los de los dinosaurios. Un pollo transgénico que produce en su huevo el fármaco Kanuma, una enzima que trata una enfermedad rara, obtuvo la aprobación regulatoria en 2015.Un posible uso de las aves transgénicas podría ser la reducción de la propagación de enfermedades aviares. Investigadores del Instituto Roslin han producido una cepa de pollos transgénicos (Gallus gallus domesticus) que no transmite la gripe aviar a otras aves; sin embargo, estas aves siguen siendo susceptibles a contraerla. La modificación genética consiste en una molécula de ARN que impide la reproducción del virus imitando la región del genoma del virus de la gripe que controla la replicación. Se le conoce como "señuelo" porque desvía la enzima del virus de la gripe, la polimerasa, de las funciones necesarias para la replicación del virus.Un equipo de genetistas, dirigido por el paleontólogo Jack Horner, de la Universidad de Montana, busca modificar un pollo para que exprese varias características presentes en los maniraptores ancestrales, pero ausentes en las aves modernas, como dientes y una cola larga, creando lo que se ha denominado un "pollosaurio". Proyectos paralelos han producido embriones de pollo con una anatomía de cráneo, patas y pies similar a la de los dinosaurios. En 2023, Horner afirmó haber logrado crear colas de pollo más largas y expresó cautela respecto a futuros desarrollos.La edición genética es una herramienta posible en la industria de la cría de gallinas ponedoras para ofrecer una alternativa al sacrificio de pollitos. Con esta tecnología, las gallinas reproductoras reciben un marcador genético que solo se transmite a los machos. Estos machos pueden identificarse durante la incubación y retirarse del suministro de huevos, de modo que solo eclosionen las hembras. Por ejemplo, la empresa emergente israelí eggXYt utiliza CRISPR para dotar a los huevos machos de un biomarcador que los hace brillar en determinadas condiciones. Cabe destacar que la gallina ponedora resultante y los huevos que produce no están modificados genéticamente. El Director General de Salud y Seguridad Alimentaria de la Unión Europea ha confirmado que los huevos producidos de esta manera pueden comercializarse, aunque no están disponibles comercialmente a partir de junio de 2023.Los primeros experimentos que desarrollaron con éxito anfibios transgénicos hasta convertirlos en embriones comenzaron en la década de 1980 con Xenopus laevis. Posteriormente, en 2006, se produjeron ajolotes transgénicos de línea germinal en Ambystoma mexicanum mediante una técnica llamada transgénesis mediada por I-SceI, que utiliza la enzima endonucleasa I-SceI, capaz de descomponer el ADN en sitios específicos y permitir la inserción de ADN extraño en el genoma. Tanto Xenopus laevis como Ambystoma mexicanum son organismos modelo utilizados para estudiar la regeneración. Además, se han producido líneas transgénicas en otras salamandras, como el tritón japonés Pyrrhogaster y Pleurodeles watl. Las ranas modificadas genéticamente, en particular Xenopus laevis y Xenopus tropicalis, se utilizan en biología del desarrollo. Las ranas transgénicas también pueden utilizarse como sensores de contaminación, especialmente para sustancias químicas disruptoras endocrinas. Existen propuestas para utilizar la ingeniería genética para controlar los sapos de caña en Australia. Muchas líneas de X. laevis transgénicas se utilizan para estudiar la inmunología y comprender cómo las bacterias y los virus causan enfermedades infecciosas en el Recurso de Investigación de X. laevis para Inmunobiología (XLRRI) del Centro Médico de la Universidad de Rochester. Los anfibios también pueden utilizarse para estudiar y validar vías de señalización regenerativa, como la vía Wnt. La capacidad de los anfibios para cicatrizar heridas tiene muchas aplicaciones prácticas y podría sentar las bases para la reparación sin cicatrices en la cirugía plástica humana, como el tratamiento de la piel de pacientes con quemaduras.Los anfibios como X. laevis son adecuados para la embriología experimental debido a sus grandes embriones, que pueden manipularse y observarse fácilmente durante su desarrollo. En experimentos con ajolotes, se suelen utilizar mutantes con piel pigmentada blanca, ya que su piel semitransparente proporciona un método eficiente de visualización y seguimiento de proteínas marcadas con fluorescencia, como la GFP. Los anfibios no siempre son ideales en cuanto a los recursos necesarios para producir animales modificados genéticamente; además de su ciclo generacional de uno a dos años, Xenopus laevis puede considerarse menos adecuado para experimentos transgénicos debido a su genoma pseudotetraploide. Debido a que los mismos genes aparecen varias veces en el genoma, la probabilidad de que los experimentos de mutagénesis funcionen es menor. Los métodos actuales de congelación y descongelación de esperma de ajolote lo vuelven inoperante, lo que significa que las líneas transgénicas deben mantenerse en instalaciones, lo que puede resultar bastante costoso. La producción de ajolotes transgénicos presenta muchos desafíos debido al gran tamaño de su genoma. Los métodos actuales para generar ajolotes transgénicos se limitan a la integración aleatoria del casete transgénico en el genoma, lo que puede provocar una expresión desigual o el silenciamiento. La duplicación de genes también dificulta la generación de genes knockout eficientes.A pesar de su costo, los ajolotes poseen capacidades regenerativas únicas y, en última instancia, brindan información útil para comprender la regeneración tisular, ya que pueden regenerar sus extremidades, médula espinal, piel, corazón, pulmones y otros órganos. Los ajolotes mutantes naturales, como la cepa blanca, que se utilizan a menudo en investigación, presentan una mutación transcripcional en el locus del gen Edn3. A diferencia de otros organismos modelo, las primeras células marcadas con fluorescencia en ajolotes fueron células musculares diferenciadas en lugar de embriones. En estos experimentos iniciales, a principios de la década de 2000, los científicos pudieron visualizar la regeneración de células musculares en la cola del ajolote mediante una técnica de microinyección, pero no fue posible rastrear las células durante todo el proceso de regeneración debido a las condiciones excesivamente severas que causaron la muerte celular prematura en las células marcadas. Si bien el proceso de producción de ajolotes transgénicos fue un desafío, los científicos lograron marcar las células durante períodos más prolongados mediante una técnica de transfección de plásmidos, que consiste en inyectar ADN en las células mediante un pulso eléctrico en un proceso llamado electroporación. Se cree que la transfección de células de ajolote es más difícil debido a la composición de la matriz extracelular (MEC). Esta técnica permite marcar las células de la médula espinal y es fundamental para estudiar la regeneración de las extremidades en muchas otras células; se ha utilizado para estudiar el papel del sistema inmunitario en la regeneración. Mediante métodos de inactivación genética, los científicos pueden identificar regiones específicas del ADN mediante técnicas como CRISPR/Cas9 para comprender la función de ciertos genes en función de la ausencia del gen de interés. Por ejemplo, la inactivación del gen Sox2 confirma el papel de esta región en la amplificación de células madre neuronales en el ajolote. La tecnología para realizar inactivaciones genéticas condicionales más complejas, o inactivaciones condicionales que otorgan al científico control espaciotemporal del gen, aún no es adecuada para los ajolotes. Sin embargo, la investigación en este campo continúa desarrollándose y se ve facilitada por la reciente secuenciación del genoma y los recursos creados para los científicos, incluyendo portales de datos que contienen conjuntos de referencia del genoma y el transcriptoma del ajolote para identificar ortólogos.El nematodo Caenorhabditis elegans es uno de los principales organismos modelo para la investigación en biología molecular. La interferencia de ARN (ARNi) se descubrió en C. elegans y podía inducirse simplemente alimentándolo con bacterias modificadas para expresar ARN bicatenario. Además, es relativamente fácil producir nematodos transgénicos estables, lo que, junto con la ARNi, constituye las principales herramientas utilizadas para el estudio de sus genes. El uso más común de los nematodos transgénicos ha sido el estudio de la expresión y localización génica mediante la unión de genes reporteros. Los transgenes también pueden combinarse con la ARNi para rescatar fenotipos, modificarse para estudiar la función génica, visualizarse en tiempo real a medida que las células se desarrollan o utilizarse para controlar la expresión en diferentes tejidos o etapas del desarrollo. Los nematodos transgénicos se han utilizado para estudiar virus, toxicología y enfermedades, así como para detectar contaminantes ambientales.Se han desarrollado sistemas para crear organismos transgénicos en una amplia variedad de animales. Se ha descubierto el gen responsable del albinismo en los pepinos de mar y se ha utilizado para diseñar pepinos de mar blancos, un manjar excepcional. Esta tecnología también abre la puerta a la investigación de los genes responsables de algunas de las características más inusuales de los pepinos, como la hibernación en verano, la evisceración de sus intestinos y la disolución de sus cuerpos al morir. Los gusanos planos tienen la capacidad de regenerarse a partir de una sola célula. Hasta 2017 no existía una forma efectiva de transformarlos, lo que dificultaba la investigación. Mediante microinyección y radiación, los científicos han creado los primeros gusanos planos modificados genéticamente. El gusano de cerdas, un anélido marino, ha sido modificado. Resulta interesante debido a la sincronización de su ciclo reproductivo con las fases lunares, su capacidad de regeneración y su lenta tasa de evolución. Los cnidarios como la hidra y la anémona de mar Nematostella vectensis son organismos modelo atractivos para estudiar la evolución de la inmunidad y ciertos procesos de desarrollo. Otros organismos modificados genéticamente incluyen caracoles, gecos, tortugas, cangrejos de río, ostras, camarones, almejas, abulones y esponjas.Los productos alimenticios derivados de animales modificados genéticamente (GM) aún no han entrado en el mercado europeo. Sin embargo, el debate en curso sobre los cultivos GM [1] y el creciente debate sobre la seguridad y la ética de los alimentos y productos farmacéuticos producidos tanto por animales como por plantas GM han suscitado opiniones diversas en distintos sectores de la sociedad.

La modificación genética y la edición genómica tienen potencial para el futuro, pero las decisiones sobre el uso de estas tecnologías deben basarse no solo en lo posible, sino también en lo éticamente razonable. Principios como la integridad animal, la naturalidad, la identificación de riesgos y el bienestar animal son ejemplos de factores éticamente importantes que deben tenerse en cuenta, y que también influyen en la percepción pública y las decisiones regulatorias de las autoridades.La utilidad de extrapolar datos animales a humanos ha sido cuestionada. Esto ha llevado a los comités de ética a adoptar los principios de las cuatro R (Reducción, Refinamiento, Reemplazo y Responsabilidad) como guía para la toma de decisiones en materia de experimentación animal. Sin embargo, el abandono total de los animales de laboratorio aún no ha sido posible, y se necesita más investigación para desarrollar una hoja de ruta con alternativas sólidas antes de que su uso pueda suspenderse por completo.