Boletín del ARS, Número 47, octubre 2011.
No es un secreto que los genes tienen un papel importante en las anormalidades genéticas en el ganado bovino. Pero ahora los investigadores del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) están estudiando si un gen podría ser responsable de resistencia o tolerancia a enfermedades.
En el Centro Estadounidense Roman L. Hruska de Investigación de Animales para Carne (USMARC por sus siglas en inglés) mantenido por el ARS en Clay Center, Nebraska, científicos han identificado un cromosoma que es asociado con una conexión genética a la salud total de animales. También han descubierto la mutación genética que causa una afección ósea mortal en el ganado bovino de la raza Red Angus y han desarrollado una prueba que detecta los portadores de la enfermedad.

Buscando las orígenes de enfermedades.
En vez de estudiar una sola enfermedad, los científicos combinaron las tres enfermedades bacterianas más comunes—el ojo rosado, el flemón interdigital, y la enfermedad respiratoria bovina—que afectan el ganado bovino en los corrales de engorde, para representar la frecuencia total de enfermedades.
La enfermedad respiratoria bovina causa el 75 por ciento de todas las enfermedades en los corrales de engorde, y hasta el 70 por ciento de todas las muertes, con pérdidas económicas de más de 1 mil millones de dólares anualmente para los productores. Se considera esta enfermedad como la más costosa en corrales de engorde en EE.UU. El ojo rosado puede afectar hasta el 80 por ciento de los animales en una manada, y se estima que esta enfermedad cuesta 150 millones de dólares anualmente. Las pérdidas asociadas con las vacas lecheras debido al flemón interdigital pueden costar hasta 350 dólares por animal. Los animales afectados por cualquiera de estas enfermedades sufren de reducciones de peso, menos eficiencia de utilización de alimento, reducciones en la producción de leche, y menos eficacia de reproducción.
“Combinar estas tres enfermedad nos permite a estudiar resistencia a enfermedades múltiples”, dice Eduardo Casas, quien es líder de la Unidad de Investigación de Inmunología y Enfermedades de Rumiantes en el Centro Nacional de Enfermedades Animales mantenido por el ARS en Ames, Iowa, y también trabajó previamente como genetista en USMARC. “Esta estrategia nos da una mejor posibilidad de descubrir marcadores genéticos asociados con resistencia o tolerancia a enfermedades”.
En previos estudios involucrando el ganado bovino afectado solamente por el ojo rosado, Casas descubrió que regiones en cromosomas 1 y 20 contuvieron genes que influyen en la presencia de bacteria. Sin embargo, ese estudio no identificó una conexión fuerte con los loci de rasgos cuantitativos (QTLs por sus siglas en inglés), los cuales son sitios genéticos en el cromosoma. En su segundo estudio, el cual combinó el ojo rosado con el flemón interdigital y la enfermedad respiratoria bovina, Casas descubrió QTLs en el cromosoma bovino 20 asociados con las enfermedades.
Los investigadores criaron cuatro familias de los medios hermanos para detectar los QTLs asociados con incidencias combinadas de las tres enfermedades. Toros de las razas Brahman-Hereford, Brahman-Angus, Piamontesa-Angus y Belgian Blue-MARC III (la cual es una combinación de las razas Red Poll, Pinzgauer, Hereford y Angus) se aparearon con vacas de otras razas. Entre los más de 1.150 terneros producidos, 240 tuvieron una o más de las enfermedades. El análisis del ADN de los terneros reveló QTLs asociados con las enfermedades.
“Una de las cosas más interesantes sobre el marcador genético—cromosoma 20—es su proximidad de otros marcadores asociados con otras enfermedades tales como la enfermedad de Johne o la diarrea viral bovina”, dice Casas. “Esa región particular podría tener un efecto significativo en la salud general de animales”.
Identificar los marcadores genéticos responsables podría proveer una oportunidad para el entrecruzamiento eficaz para producir animales que tienen un nivel aumentado de tolerancia a enfermedades, según Casas. Esto también puede reducir mucho el impacto económico de enfermedades en el sector del ganado.

Descubrimiento de la mutación genética responsable de una enfermedad ósea.
Mientras Casa buscó una conexión genética a varias enfermedades, químico Tim Smith y genetista Tara McDaneld trataron a identificar la mutación genética responsable de una enfermedad ósea rara y mortal que ha emergido entre el ganado bovino de la raza Red Angus.
La enfermedad de huesos de mármol, también conocida como la osteopetrosis, no ha sido observada en EE.UU. desde los años sesenta antes de su surgimiento en los bovinos de la raza Red Angus hace tres años. Este defecto congénito, el cual afecta a los seres humanos, el ganado bovino y otros animales, causa el desarrollo anormal de la cavidad cerebral y la cavidad medular, llevando a huesos excesivamente densos y frágiles.
Químico Tim Smith observa un instrumento automatizado de secuenciación del ADN.
“Los terneros tienen que heredar la mutación de ambos padres”, dice Smith. En la región de las Llanuras Norteñas de EE.UU., había una preocupación significativa porque el toro más popular de la raza Red Angus era un pariente de algunos de los animales que produjeron terneros afectados con la osteopetrosis.
“Ya que hay una conexión indirecta entre los terneros y ese toro, los criadores querían asegurarse de que no fueron continuamente incorporando el ADN de la enfermedad en sus manadas”, dice McDaneld.
Smith, McDaneld y genetista Tad Sonstegard, quien trabaja en el Centro Henry A. Wallace de Investigación Agrícola mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland, colaboraron con socios universitarios y en la Asociación Americana de Red Angus para identificar la mutación genética responsable de la osteopetrosis y para desarrollar una prueba diagnóstica para esta enfermedad.
Los investigadores compararon el ADN de terneros afectados y sus padres con el ADN de animales no afectados. Ellos examinaron el genoma entero de todos los terneros para descubrir segmentos cromosómicos comunes en los terneros afectados, pero diferentes de los animales normales. Ellos usaron el Illumina Bovine SNP50 BeadChip, el cual es un portaobjeto de vidrio que contiene miles de marcadores de ADN, para identificar los genes sospechosos.
“Buscamos regiones de los terneros afectados donde el cromosoma fue similar en ambas la copia derivada de la madre y la copia derivada de la padre”, dice Sonstegard.
Ellos encontraron esta región en el bovino cromosoma 4, el cual contiene el gen SLC4A2. Este gen es imprescindible para la función y el mantenimiento apropiado de los osteoclastos, dice McDaneld. Los osteoclastos con células que descomponen el hueso viejo durante el desarrollo y la modificación de huesos.
Una porción del material genético de SLC4A2 fue ausente en los terneros afectados con la osteopetrosis, según McDaneld. Este fue un nuevo descubrimiento en el ganado bovino.
Dentro de unos pocos meses, los científicos pudieron desarrollar una prueba basada en la reacción en cadena de la polimerasa, y hicieron disponible esta herramienta útil a los criadores en menos de un año. También determinaron que el toro popular no era un portador de la osteopetrosis.
Para obtener más información sobre las investigaciones del ARS relacionadas con la genética del ganado bovino, póngase en contacto con Mark Boggess, líder de Programa Nacional Número 101, Producción de Animales para Alimento.