Nutrigenómica en cerdos: hacia una producción más eficiente, sustentable y saludable (Parte 2)

Los estudios científicos del consorcio internacional porcino empezaron en el 2003 con la contribución de cientos de investigadores, dando avance exponencial al conocimiento de la nutrigenómica con la presentación pública del análisis del genoma porcino en Nature 2012 491(7424), 393-398 y el genoma Sus scorfa 11.1 fue actualizada en el año 2017.

Con una total de la secuenciación genética que contienen 21 mil 640 proteínas de genes-loci codificados, 623 mil marcadores de secuencia expresada EST depositados en el banco de genes, se identifican más de 62 tipos de células especializadas en diversos tejidos del cuerpo del animal.

La presencia de un locus de rasgo cuantitativo QTL en la sección de DNA del cromosoma 4 controla el crecimiento desde el nacimiento hasta la etapa de engorda. Un QTL en el cromosoma 8 con características para secretar fosfoproteína-1 mejora la sobrevivencia de los lechones recién nacidos en toda la camada. Ya que regula el transporte de agua y iones en la placenta. El conocimiento científico avanza y se actualiza.

Se presenta una realidad al considerar 50 nutrientes que usualmente componen la dieta en la que participan metabólicamente los miles de genes presentes en la mitocondria celular. Se generan dos caminos uno del conocimiento científico y el otro aplicado a la práctica productiva, siempre soportada por los pilares esenciales de la producción:

• nutrición
• genética
• manejo zootécnico
• sanidad

Conocimientos previos aún vigentes para crear el desarrollo de una nueva generación de tecnología sin precedentes, en el que se van acumulando continuamente secuencias de genes con múltiples sitios de referencia continua.

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Nutrición animal

Como un primer intento de producir un mapa con la base de datos de proteínas del código del transcriptoma porcino. https://bmcbiol.biomedcentral.com Que se generan progresivamente con el apoyo de herramientas como:

• genómica
• proteómica
• metabolómica
• epiegenómica (metilaciones de DNA y modificar histione)
• transcriptómica
• bioquímica molecular
• biología molecular (se estudia la interacción entre dietas, sus cadenas metabólicas, entender los genes de la homeostasis)
• inmunología
• epidemiología
• bioinformática

Y la propia nutrición animal con sus tablas de requerimientos nutricionales publicados por varios países y por empresas privadas https://www.pic.com, mismos que no siempre incluyen bien los valores de digestibilidad para lactantes. Y permanecen las ediciones estables por muchos años cuando el mejoramiento genético de los cerdos de engorda es muy dinámico.

Hay un constante y progresivo cambio cada 3 años y la selección de reproductores avanza cada 5 años.

Tecnología y genética de precisión

Todas las granjas deben aspirar a establecer sistemas de inteligencia digital con tecnología certera en apoyo a certificarse en sanidad, bienestar y buenas prácticas.

Necesitan anticipar la bioseguridad aplicando ciencia avanzada para controlar el PRRS variantes europea, americana y la nueva V21C, estirpes GXYL1403, GXNN1839 u otras enfermedades que causan impactos devastadores, interrumpiendo las rutas de transmisión directa e indirecta (mecánica, aerosoles, alimento).

Aplicando controles, programas integrales estrictos, manuales y decálogos estandarizados, con muestreos auditados y validados. No caer en la sobresaturación de información atiburrada que luego no puede ser analizada y aplicada y se deja en el olvido. De ser así pedir ayuda a un consultor profesional.

Grandes avances se han logrado para alcanzar las metas del potencial genético en los últimos 5 años para obtener modelos naturales sin clonación de animales más robustos y resistentes a enfermedades como el PRRS, Gastroenteritis trasmisible, Senecavirus (ántrax), Fiebre porcina clásica, Influenza, Pseudorabia.

Se elaboran protocolos aplicando genética de precisión para reducir el impacto ambiental con menos gases con efecto de invernadero, mejorar el bienestar animal, alcanzar parámetros productivos más altos, lactación, crecimiento y musculatura.

Prevenir el exceso de grasa subcutánea, lograr la mejor eficiencia alimenticia, reducir en las excretas excedentes de nitrógeno y minerales al ambiente y comprender la reproducción porcina.

Aún con estos avances generacionales, continúan los retos nutrigenómicos sostenibles para reducir pérdidas embrionarias, solventar la restricción fisiológica a la restricción al crecimiento intrauterina.

Bajar la mortalidad de lechones durante la lactación, minimizar la acumulación adiposa subcutánea en la etapa de engorda proveniente de la energía de la dieta, mejorar fisiológicamente la habilidad subóptima de digerir los insumos y nutrientes (proteína, fibra, minerales, energía).

Sobrellevar el estrés calórico corporal, minimizar la susceptibilidad a enfermedades, aplicar exitosamente alternativas para sustituir el uso de antibióticos, reducir los costos totales de producción.

Incremento de las poblaciones de cerdos

Es imperativo incrementar y repasar en todos los niveles del sistema de producción el conocimiento básico de la biología del animal y de los microorganismos:

• célula
• membrana
• núcleo
• citoplasma
• mitocondria
• integridad celular
• funciones metabólicas
• componentes celulares
• síntesis de proteínas
• enzimas
• péptidos
• tejidos

Así como el origen de la producción, procesos agroindustriales de vacunas y antimicrobiales. Para leer las publicaciones nuevas se requiere entender los avances que se están informando. El apoyo económico mundial a la investigación porcina se amplía en estos momentos porque muchos de estos avances (medicinas, malformaciones genéticas, mecanismos embrionarios, tratamientos clínicos, respuestas inmunológicas, inflamación, desarrollo de instrumentos) favorecen la aplicación biomédica al servicio de la salud humana.

Los humanos tenemos 100 enfermedades genéticas del metabolismo. Anteriormente se realizaba con roedores, conejillos de indias y primates en laboratorio. Hoy se alcanzan grandes logros en medicina humana, clonando cerdos para el trasplante de órganos y no solo válvulas del corazón o colectando la bilis.

La ingeniería genética pronto dará resultados reuniendo en un solo individuo las translocaciones genéticas exitosas alcanzadas hasta este momento para obtener ejemplares reproductores a mayor escala con alcance comercial que trasmitan a su descendencia estas características productivas.

Existen cuestionamientos legales para la aceptación de animales clonados para el consumo humano y un poco menos para su utilización en medicina y salud humana. www.pigprogress.net El 60% de las amas de casa no desean carne clonada, pero si aceptan salmones y el mercado mundial del cerdo OGM se distorsiona si un país prohíbe su consumo.

Los principales productores de pie de cría reproductor núcleos de EUA, Europa, China se han unido para buscar a través de incrementar las poblaciones de animales encontrar la variabilidad deseada y ampliar la información estadística de datos y registros que permita seleccionar los mejores ejemplares reproductivos.

En ello deben participar las Uniones de Porcicultores para contribuir con información capturada en granja. Al incrementar el banco de datos se mejoran las opciones de selección de ejemplares con características deseables para la reproducción.

Resultados aplicables a la producción

La reproducción asistida se inicia en 1980, abre paso a la inseminación artificial, se amplía el conocimiento para conocer más sobre la calidad de los cromosomas, el desarrollo fetal, muerte embrionaria temprana para solucionar problemas.

Se intenta el semen congelado y se mejoran los diluyentes del semen frío, se avanza al semen encapsulado buscando reducir las dosis de espermatozoides y hacer rendir más a los sementales selectos. Se diseñan catéteres para inseminación y se busca la aplicación cervical y colocación de semen con endoscopía.

Por años el mejoramiento genético se enfocó a tener camadas prolíficas y obtener animales magros con poca grasa dorsal. En 20 años de selección se reconoce que genéticamente se ha provocado una mayor mortalidad de las hembras del pie de cría en 2017 10%, y al 2022 15%, prolapsos uterinos en el 3% de la piara, e incremento en la mortalidad de los lechones y cerditos hasta la edad al mercado, pudiendo alcanzar 20-30% en todo el ciclo de producción.

Con alimentación BUMP incrementando el alimento durante el último tercio de la gestación disminuye los prolapsos. Una dieta densa de 6.75 Mcal de energía neta por día EN/d y un consumo diario de 1.8 Kg/d a hembras en lactación permite lograr más peso al destete.

Al incrementar el consumo en gestación a 2.7Kg/d se incrementan los nacidos muertos. Al alcanzar mayores incrementos de peso diario se perdió robustez de los cerdos comerciales incrementando la susceptibilidad al virus de PRRS en Europa y una cepa L1C144 en EUA reduce 3% los parámetros reproductivos.

En México se le identifica en 1990 como enfermedad viral del síndrome reproductivo y respiratorio. En Austria una planta especializada solo utiliza fitogénicos naturales bioactivos como aditivos mejorando productividad y sostenibilidad.

La digestibilidad de los lípidos del lechón lactante es de 96% y al dejar de mamar su estómago baja la liberación de lipasa gástrica. Por lo que la dieta al destete debe reducir levemente su contenido de grasas, ya no está presente la protección de la leche materna y suceden trastornos digestivos.

Futuro de la nutrigenómica porcina sostenible

La nutrigenómica es el estudio de la expresión de los genes y caminos metabólicos dependientes de los alimentos y nutrientes. La epigenética es el estudio de los cambios heredables en la expresión de los genes que no implican cambio en su ADN. Ambos estudios enfocan la programación fetal con la nutrición y manejo preparto.

Los alimentos y sustancias químicas naturales pueden regular genes y encender o limitar su expresión metabólica, factores de transcripción y funciones metabólicas. Que van a unirse a receptores del núcleo celular desde el intestino o músculos, metabolitos precursores o producción de proteína.

Hay 500 genes relacionados con la miogénesis, metabolismo de la energía, estructura muscular, otros cDNA presentes. Hay una variación de 0.01% del polimorfismo en cerdos que expresa diversidad de expresión de los individuos.

A mayor entendimiento de las múltiples reacciones bioquímicas se podrá mejorar la producción, crecimiento animal y calidad de la carne.

La nutrigenómica porcina sostenible para los núcleos reproductores lleva un avance de 10 años, pero los verdaderos valores acumulados para el pie de cría estarán presentes en el año 2030.

Alcanzar el mejoramiento genético debe esperarse hasta el 2050 con líneas resilientes a:

• enfermedades
• reducción de agua potable
• cambio climático desfavorable
• mejorar eficiencia en nutrientes

Ya que el 18% de le energía se va en las heces, otro 3% en la orina, generar calor corporal 20%, hay muy poco alimento para producción.

Los genes que ocupan la posición CD163 son clave para detectar genotipos resistentes a enfermedades virales e inmunidad a PRRS lows Wur del cromosoma 4.

Genética de los cerdos

Se busca una genética con población robusta y resiliente, marcadores genéticos de resistencia a bacterias gen FUT1 para E. coli F18, caracterización genética de 38 fenotipos de inmunidad (innata y adaptativa), parámetros hematológicos y de estrés (agudo y crónico). Los problemas van a seguir existiendo,
pero muchos avances productivos se han de lograr.

Las marranas altamente hiperprolíficas son más grandes con mayor musculatura, con talla larga, más glándulas mamarias y número de tetas que reciben un gran desafío durante la lactación al tener más de 14 lechones. Son magras en su capa dorsal, presentan una constitución ósea más fuerte.

Tienen mayor capacidad abdominal para la ingesta de alimentos. Hay que hacer adecuaciones nutricionales para esta genética, como en el rediseño de infraestructura de corrales o alojamientos, nuevos equipos e instalación de registros con monitoreo electrónico, todo un manejo en la porcicultura de precisión.

Ello implica nuevo personal profesional y capacitación constantes, para alcanzar el cambio tecnológico.
La nutrigenómica no altera el DNA o modifica los genes, busca selectivamente encender o apagar la actividad de genes. Ello ha permitido que los sementales terminales de la raza Duroc logren avances genéticos en 4 años para reducir severamente la grasa dorsal y al mismo tiempo superar los valores de marmoleo muscular.

Un grupo de investigadores de Tailandia mejoraron la calidad de la canal con dietas bajas en lisina incluyendo semillas de Perilla frutescens. Foto mdpi-res. Es importante enlazar la genética con la nutrición, ambas deben trabajar simultáneamente y juntos. Research@WUR

Finalmente, los avances de la investigación del pasado al futuro aplicada en el campo apoyan la producción rentable de forma segura, aplicando tecnología de precisión, para obtener una mayor cantidad de proteína animal y derivados de la carne del cerdo.

Criando animales con el mejor manejo zootécnico, nutrición y cuidados propios del bienestar animal, utilizando eficientemente y con menor impacto ambiental los recursos naturales de manera sostenible. Para alimentar sanamente a la población mundial existente y futuros habitantes en generaciones venideras.

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