(Agraria.pe) Un equipo de científicos de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM) impulsa un proyecto de secuenciación genética con 1,500 alpacas en Puno con el propósito de optimizar la calidad de su fibra y fortalecer la industria textil peruana.
Denominada 'producto bandera' desde 2004, la fibra de alpaca es una de las más finas del mundo y supera en calidad a la de cachemir y a la lana de oveja, por lo que es altamente valorada y solicitada en las tiendas más exclusivas del extranjero por su extrema suavidad, calidad, resistencia y autenticidad. De acuerdo con reportes a nivel nacional, cada año se exporta cerca de US$ 200 millones en productos basados en fibra, tejidos, prendas y otros artículos derivados de este camélido, principalmente a Estados Unidos, Europa y Asia.
Con el objetivo de seguir impulsando el sector textil peruano, MGI Tech Co., Ltd. (“MGI”), empresa comprometida con la creación de herramientas y tecnologías básicas que impulsan la innovación en las ciencias de la vida, junto a la Universidad Agraria de La Molina (UNALM) e Inca Tops, promueven la investigación genética de 1,500 alpacas de Puno, en las que se estudia su ácido desoxirribonucleico (ADN) para identificar marcadores moleculares en sus genomas, y así optimizar la calidad y finura de su fibra y rescatar sus colores naturales.
El Dr. Gustavo Gutiérrez, docente e investigador de la Facultad de Zootecnia de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), quien está a cargo de la extracción del ADN de estas especies, destacó que la implementación de la genómica en la industria alpaquera brinda diversos beneficios, como mejorar la calidad de la fibra de alpaca e impulsar el desarrollo de 120 mil familias de productores de las zonas altoandinas del país.
Añadió que este proyecto no solo mejora la genética de las alpacas para fortalecer su crianza y producción, sino también aporta con la construcción de conocimiento científico. "El Perú alberga más del 80% de la población mundial. Se han hecho investigaciones con apoyo de afuera, pero es muy poco. Por ello, como país nos corresponde hacer esta contribución desde nuestra institución para ampliar el conocimiento básico y aplicado de la genética de alpacas, e implementarlo en programas de mejora genética de los rebaños. Así, de manera indirecta, también mejoramos los niveles de vida de los criadores de alpacas del Perú", resaltó el investigador de la UNALM.
Tras establecer una alianza estratégica con MGI Tech, los investigadores han asumido el reto de adaptar la fibra de alpaca a los parámetros de calidad que exigen la industrias textil y de la moda a nivel mundial, tales como la comodidad, elasticidad, suavidad, uniformidad y finura. El nivel de este último atributo, según el experto, está asociado a la medulación, un indicador que alude a la presencia de la médula, un canal celular que se encuentra al interior de cada fibra y que, según el volumen que ocupa, incide directamente en el confort y propiedad termorreguladora de la prenda producida.
El ingeniero zootecnista señaló que si bien la tela ya ha logrado niveles aceptables de suavidad en las últimas pruebas de validación, estudios recientes demuestran que la fibra de alpaca gruesa, de menos confort, sigue causando la sensación de picazón o escozor en la piel, cuya intensidad no es la misma para todas las personas.
Por ello, la nueva investigación conjunta se centrará en el análisis del genoma (conjunto completo de ADN en una célula) para rastrear la herencia genética de los caracteres asociados a esta sensación de picazón, con énfasis en la estructura medular que presentan algunas fibras. Para determinar el porcentaje de médulas, el Dr. Gutiérrez indicó que es preciso caracterizar el genoma y genotipo de medición (en este caso, fibras medulares) de una gran población de alpacas.
Aunque la medulación confiere propiedades únicas a la fibra de alpaca, su incidencia es variable. Por lo tanto, su estudio y evaluación se ha vuelto crucial para garantizar el concepto de calidad. Existen 5 tipos de medulación en la fibra de alpaca: la fibra fuertemente medulada, medulada continua, medulada discontinua, medulada fragmentada y finalmente la fibra no medulada.
Recientes investigaciones han demostrado que las fibras fuertemente meduladas reducen el confort y uniformidad del vellón, provocando que las prendas causen picazón, debido a la rigidez que la médula concede a la fibra.
En ese sentido, la investigación liderada por el Dr. Gutiérrez busca reducir al mínimo la incidencia de este tipo de medulación a fin de optimizar la calidad de las fibras de alpaca desde una perspectiva de producción y procesamiento textil.
"Algunas fibras tienen hasta 60 por ciento de medulación y otras poseen un 20% o 30%", dijo Gutiérrez". "La idea es reducir el promedio mediante una selección tradicional de la fibra que, a la fecha, viene funcionando. Hemos podido reducir el promedio hasta cerca de 20%, pero la idea es acelerar el proceso utilizando información genómica para tener, en un corto plazo, fibras con bajo porcentaje medular", añadió.
Para la extracción de ADN de alta calidad orientado al análisis genómico, los investigadores de la UNALM, en colaboración con trabajadores de Inca Tops, recolectan muestras de tejidos sanguíneos y de pelo de alpaca que luego son enviadas a los modernos laboratorios de MGI Tech, en Sao Paulo, Brasil. Allí, con ayuda de máquinas y tecnología de vanguardia, el personal técnico especializado realiza la secuenciación genética, cuyos resultados son proporcionados como 'data cruda' a los investigadores para su posterior análisis e interpretación.
Aunque es difícil precisar en cuánto tiempo se podría reducir el proceso de secuenciación genética, el experto refirió que, en el caso de las alpacas, la mejora genética se observa en los hijos de los ejemplares seleccionados en un intervalo aproximado de 6 a 7 años. En caso de que los resultados de las pruebas recientes sean exitosos, el doctor indicó que su equipo de investigación podrá reducir el tiempo aún más aplicando una moderna técnica biotecnológica denominada Selección Genómica (SG), por la cual se seleccionan los mejores individuos sobre la base del valor de cría estimado o valor de la progenie (GEBV).
"En nuestro caso, la selección genómica consiste en identificar al mejor padre y a la mejor madre con base en una estimación de su mérito genético", explicó el investigador. "Este valor depende de características como el diámetro de fibra, que buscamos si queremos afinar la fibra. Buscamos valores que sean menores. Si es negativo es mejor porque eso indica que el animal tiene un valor genético para afinar la fibra. Si queremos incrementar por decir el peso de vellón del animal, buscamos animales que tengan valores positivos y valores altos", añadió.
Tras el proceso de esquila, que consiste en cortar la fibra de la alpaca cuando ha alcanzado una longitud adecuada, se calcula el diámetro de fibra de cada ejemplar y se recopila información sobre el peso de vellón, lo que permite trazar una genealogía de los camélidos, es decir, el estudio y seguimiento de su ascendencia y descendencia. Luego, a través de métodos estadísticos, se calcula el valor de mérito genético y se seleccionan los animales de menor valor para el diámetro de fibra y los de mayor valor para el peso del vellón.
"Uno pone estos valores en una especie de índice y ubica los mejores animales y los aparea. Para esta metodología hay que esperar que el animal llegue a la primera o segunda esquila, que tarda, después de nacido el animal, entre 1 a 2 años. La selección genómica nos permitiría tener una estimación de este valor de mérito genético a una edad muy temprana del alpaca, básicamente hasta apenas nace. Así se puede acelerar la selección y acortar el intervalo generacional que es bastante alto en la alpaca en comparación con otras especies ganaderas", explicó.
Antes de aplicar la técnica de Selección Genómica, el investigador de la UNALM señaló que se deben implementar registros de caracteres productivos (diámetro de fibra, peso de vellón, etc.) y genealogía de los animales en más rebaños a nivel nacional, con el objetivo de acelerar el desarrollo de su tecnología, y reforzar la confiabilidad y validez de las metodologías de investigación que han elaborado.
Por otro lado, el Dr. Gutiérrez resaltó la importancia estratégica de América Latina en la intensificación de los estudios de secuenciación genética en alpacas: "Básicamente, para la alpaca dentro de su país debería potenciar e invertir más en generar conocimiento básico y desarrollo de tecnologías".
¿Cómo se recolectan las muestras de ADN?
Los investigadores usan kits comerciales para extraer el ADN y luego evaluar su calidad bajo criterios como una buena concentración e índice de integridad. El primero es una medida de la cantidad de ADN en un microlitro de solución, que implica la separación del ADN de los componentes de la reacción in vitro, o de los fragmentos de gel de agarosa. En tanto, la integridad se define como la ausencia de roturas tanto de una o dos hebras como de la ausencia de modificaciones de nucleótidos en el ADN.
Un requisito para el análisis genómico es que el material genético debe permanecer íntegro, es decir, sus cadenas que se enroscan y forman un espiral parecido a una escalera de caracol deben estar juntas en todo momento. Una vez enviados al laboratorio de Sao Paulo, el personal técnico realiza una secuenciación de baja profundidad del ADN con diversos equipos, principalmente los secuenciadores de ADN, que ayudan a determinar el orden de los cuatro componentes básicos químicos, llamados ('bases') que forman la molécula de ADN: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C).
La secuenciación del genoma de baja cobertura se refiere a la secuenciación de un genoma a una profundidad relativamente baja, lo que generalmente resulta en una cobertura incompleta de todo el genoma.
El protocolo de secuenciación genética también incluye la creación de una biblioteca de ADN, que consisten en una colección de clones de vectores que contienen fragmentos de DNA y es diseñada de tal manera que, mediante un determinado sistema de selección, se pueden llegar a separar los clones de interés. En otras palabras, se trata de una representación de todo el conjunto de ADN.
Para garantizar una buena integridad y concentración del ADN, se debe cumplir con un estricto protocolo de seguridad desde la extracción del tejido hasta la refrigeración para su conservación, debido a la distancia entre Puno y Lima, donde se encuentra el campus de la UNALM.
En cuanto al índice de integridad, el doctor indicó que su equipo de investigación sigue afinando algunas técnicas para lograr secuenciar un ADN más puro, entre ellas: lavados; centrifugación y una serie de reactivos químicos que incluyen mezclas con detergentes, proteínas o enzimas. "Como se sabe, el ADN está dentro del ADN nuclear. Por ello, primero hay que romperla para liberar las células, y luego rompemos la membrana celular y la membrana nuclear. En palabras sencillas, el ADN tiene proteínas que le ayudan a estar empaquetado. Entonces, hay que quitar las proteínas y disolverlas para que solo quede el ADN solo purificado", explicó el doctor.
Tanto en laboratorios de la UNALM como en los de instituciones aliadas, los investigadores trabajan con pequeños volúmenes de material genético—del orden de 100 microlitros, en promedio—, por lo que precisan de los siguientes instrumentos: centrífugas, microcentrífugas, micropipetas (para absorber y transferir pequeños volúmenes de líquidos), un vortex (para mezclar los reactivos químicos con el ADN), y un termoblock (un equipo para calentar muestras en diferentes contenedores o tubos sin utilizar líquidos).
Para garantizar la calidad del ADN se utilizó el NanoDrop One, un espectrofotómetro UV-VIS de barrido espectral. Este instrumento está basado en fluorometría, un método de análisis por el cual se mide la intensidad de la radiación que emite un material fluorescente al ser excitado con luz ultravioleta.
Por otro lado, para medir la integridad del ADN se ha empezado a usar recientemente un TapeStation, una plataforma de electroforesis automatizada económica y de bajo rendimiento para el control de calidad de muestras de ácidos nucleicos. Este dispositivo ofrece una alternativa automatizada a la electroforesis en gel tradicional, lo que permite a los investigadores analizar la cantidad y el tamaño de muestras de ADN o ARN de tan solo unos pocos microlitros.
A la fecha, la investigación se viene realizando en la Facultad de Zootecnia de la UNALM, en colaboración con el Programa de Mejoramiento animal y el Instituto de Bioquímica y Biología Molecular, con el fin de promover acciones conjuntas para incrementar el conocimiento sobre la genética de la fibra de alpaca y otro recursos naturales del Perú.
Una investigación de largo aliento
Además del trabajo con MGI Tech e Inca Tops, el Dr. Gutiérrez resaltó que, desde hace más de una década, los investigadores de la UNALM, en colaboración con universidades e instituciones públicas, impulsa el estudio de la genética de las alpacas recolectando muestras en diferentes departamentos del país, como Puno, Arequipa, Junín y Pasco. Entre estos aliados enfocados en el desarrollo agrario destacan el Instituto Nacional de Innovación Agraria-INIA, la Universidad de Minessota, la Universidad de Texas A&M y la Universidad Estatal de Iowa.
El objetivo de estas investigaciones preliminares fue obtener mayor información sobre genómica de las alpacas y, sobre todo, descubrir una gran cantidad de marcadores moleculares que permitan conocer la herencia de algunos caracteres de importancia genómica, como el diámetro de fibra.
Objetivos a futuro
La investigación conjunta con MGI inició en junio del 2024 y continuará hasta marzo del 2025 en los distritos de Melgar y Ñuñoa de la provincia de Melgar (Puno), bajo los 4,000 m s. n. m. La recolección de las muestras de las alpacas está a cargo de Inca Tops y su Estación Científica Pacomarca, la cual es la más avanzada a nivel mundial en esta materia.
Durante los próximos meses, los investigadores se enfocarán en identificar las regiones genómicas asociadas al porcentaje de fibras medulares, así como los cromosomas donde se ubican, a fin de presentar la propuesta de un programa de selección genómica de las alpacas. Dado que los resultados de la investigación tardarán años, el objetivo de los científicos de la UNALM es seguir desarrollando su proyecto conjunto con Inca Tops hasta llegar a un nivel de aplicación más alto que permita su escalamiento industrial en diferentes regiones del país.
