Fish ‘n’ chips: La nutrigenómica en la acuicultura

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A continuación una transcripción editada de la entrevista de Tom Martin con el Dr. Karl Dawson, codirector del Centro de Nutrigenómica Animal y Nutrición Animal Aplicada de Alltech.

Entrevista por Tom Martin

¿Qué es la nutrigenómica y por qué es una herramienta tan valiosa?

La nutrigenómica es realmente una de las nuevas herramientas o ciencias que podemos utilizar para evaluar qué hace un nutriente específico al proceso de expresión génica de un animal, o un ser humano. Actualmente, vemos diferentes herramientas que provienen de esta ciencia de base molecular.

Podemos utilizar la nutrigenómica, que analiza la transcripción o la expresión de genes, y otras herramientas, por ejemplo, la metabolómica, que analiza la influencia de un nutriente en los metabolitos que se desarrollan en el torrente sanguíneo. Estas son diferentes herramientas que estamos utilizando en la actualidad que nos dan una visión mucho más profunda del impacto de la nutrición en el cuerpo de un animal.

En un panel de discusión reciente, Cultivando el Futuro, usted mencionó que la nutrigenómica realmente va a redefinir las cosas, si es que aún no lo ha hecho. ¿Podría profundizar sobre eso?

Sí. Estamos utilizando la nutrigenómica para encontrar nuevos conceptos y desafiar los conceptos nutricionales que existen hoy en día. Estamos respondiendo preguntas como: “¿Qué hace un antioxidante, cómo actúa en el cuerpo del animal y cómo ayuda a mejorar la salud de los animales?”. Y podemos encontrar sustitutos a los antioxidantes tradicionales existentes. Hemos hecho otras cosas, por ejemplo, definir los requerimientos de minerales en los animales.

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Hemos utilizado la nutrigenómica para redefinir los niveles de minerales que pensábamos eran necesarios en la dieta de un animal. Muchas de estas cosas están cambiando lo que pensamos en términos de la forma en que un nutriente interactuará con el animal, mejorando su salud y bienestar.

El nombre, “nutrigenómica”, podría llevar a alguien a pensar que se limita a explorar cómo la nutrición influye en la expresión de los genes individuales. Pero, ¿es más que eso?

Sí. La nutrigenómica realmente se basa en el concepto de nutrición, la parte nutricional o la nutrigenómica de dicha nutrición. El término que probablemente sea más apropiado es “transcriptómica”, que estudia la expresión génica en general.

En la expresión génica podemos ver cosas tales como los efectos de un proceso de enfermedad, o cómo un cambio en la temperatura ambiental afecta la expresión del gen. Todos estos factores influyen en la expresión genética, pero la nutrigenómica se centra solo en cómo actúan los nutrientes en la dieta de los animales.

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Pasemos nuestro enfoque de nutrigenómica a la acuicultura. ¿Cómo se usa esta herramienta para definir nuevas estrategias de alimentación para los peces?

Tenemos muchos ejemplos de cosas que estamos haciendo en la actualidad. La nutrigenómica, o esta medida de la expresión genética, es algo bastante nuevo en los peces, pero se está convirtiendo en una herramienta muy popular. En los últimos siete u ocho años, ha habido un gran interés científico en observar la expresión génica y lo que influye en ésta.

Hemos estado particularmente interesados en ver cosas como por ejemplo —”¿cómo influye la nutrición en la calidad del filete del pescado?”. Podemos identificar los marcadores genéticos específicos que están correlacionados con este tipo de cosas como la firmeza de un filete de pescado, lo cual está altamente correlacionado.

Es muy interesante porque no es algo que hayamos podido hacer en el pasado —ir y encontrar marcadores específicos. Esto no significa que el pez no tenga esos genes. Significa que no tiene la capacidad necesaria para expresar dichos genes. Por lo tanto, no se trata solo de la genética. Estamos hablando de la forma en que los genes se activan y desactivan.

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Hemos utilizado este enfoque, particularmente, en los últimos meses, o en los últimos dos años, para evaluar algunos aditivos específicos para el alimento balanceado que podríamos utilizar en las dietas de salmón. En la actualidad, uno de los grandes problemas para la industria salmonera es el problema con los piojos de mar.

Hemos ideado formas de influir en la infestación de estos piojos cambiando lo que los peces reciben. Hicimos eso tomando materiales específicos de alimentación que habíamos identificado con la historia, vimos cómo estos materiales influyen en la expresión génica.

Intentamos encontrar materiales de alimentación que mejoraran la producción de mucina en la superficie de los peces y la inmunidad innata de los peces. Eso nos brindó mucha información antes de tener que hacer experimentos reales con animales para encontrar materiales que fueran muy efectivos.

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¿Estos salmones ahora son más capaces de resistir los piojos de mar?

Sí. Eso es lo que hemos hecho en los últimos seis meses más o menos. Tenemos algunos peces que, aunque todavía estarán infestados, la tasa de infestación tiende a ser mucho más baja. Por ejemplo, si vemos peces que tienen menos de 20 piojos, vemos cómo cambiar esa distribución para lograr que muchos más peces tengan menos piojos. No es una resistencia total a la infestación, pero sí un cambio en la capacidad de resistencia de los peces a este parásito.

¿Cuánto tiempo toma analizar una muestra para obtener datos útiles?

Esto suele ser algo bastante rápido. Por lo general, buscamos cambios en la expresión génica en cuestión de días. Puede ser en cuestión de horas. Uno de los estudios más interesantes que revisamos recientemente fue uno en el que observamos cómo los piojos de mar influyen en la expresión génica del pez. Es muy interesante de ver, en tres días, los piojos de mar cambian la inmunidad de esos peces, y no en aumento, tienden a deprimirlo.

También deprimen la capacidad de los peces para responder a las heridas y los mecanismos de cicatrización. Esta es una observación muy singular porque en realidad estamos diciendo que este piojo, o estos piojos, están cambiando la capacidad de recuperación del pez y están influyendo en la expresión genética del pez simplemente adhiriéndose al pez.

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¿Cuáles son algunas formas específicas en que los productores acuícolas pueden utilizar la información que están obteniendo de esta investigación nutrigenómica?

Bueno, sabemos bastante sobre nutrientes específicos. Por ejemplo, hemos trabajado bastante en la suplementación mineral. Sabemos que si proporcionamos selenio en una forma orgánica como la levadura de selenio, se pueden cambiar los genes, o la expresión genética, que promueve la inmunidad y la producción de mucina en la superficie de los peces.

Cosas reales, que se utilizan hoy en día, pero que probablemente no se atribuyen directamente a la nutrigenómica. No salimos y medimos la respuesta genética. Pero, como resultado de lo que sabemos por la expresión génica, podemos predecir lo que sucederá en el animal. Además lo podemos hacer rápidamente, porque nuestro tiempo de respuesta para comprender las respuestas de los genes es cuestión de días, no tenemos que esperar un ciclo de producción completo.

¿Cuáles son algunos de los nuevos conceptos de alimentación comercialmente útiles que provienen directamente del uso de esta herramienta molecular?

Como indiqué, los minerales se utilizan mucho en la actualidad. Las fuentes y tipos de minerales que se utilizan, los niveles actuales. Hoy en día, la suplementación mineral es muy común. En este momento, estamos investigando un poco sobre el uso de componentes de la pared celular de la levadura para abordar lo que está sucediendo dentro de los peces en términos de resistencia a enfermedades y, más recientemente, en términos de absorción de nutrientes. Parece que estos materiales también están influyendo en las uniones estrechas de las proteínas que componen el tracto intestinal y cambian la forma en que el pez absorbe sus nutrientes.

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¿Esta herramienta se puede utilizar para determinar rápidamente el valor de los suplementos alimenticios recientemente desarrollados?

Sí. Ese es realmente el enfoque que utilizamos ahora. Uno de los modelos interesantes que estamos usando hoy en día es la inyección de nutrientes. Si queremos probar un nuevo producto o nutriente, podemos inyectar al pescado con pequeñas cantidades de ese material y evaluar qué está sucediendo con la expresión génica.

Al hacer esto más y más, estaremos construyendo un patrón, o una enciclopedia, sobre las respuestas que encontremos. Hasta cierto punto, ya lo hemos hecho con algunos de nuestros productos de levadura y algunos de nuestros minerales. Estamos comenzando a entender cuáles deben ser esas respuestas para acelerar el tiempo que lleva evaluar nuevos conceptos de nutrientes.

Este artículo ha sido resumido para los propósitos de esta publicación. Publicado originalmente en The Alltech Feeding Times

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