Medicina genómica canina: aplicaciones y sus alcances en medicina veterinaria

MC, MVZ Benedict Aaron López Iglesias

Director General de ONCOGENES, Médico Genetista Experto en Genómica del Cáncer y Neurogenética, Miembro de la Asociación Mexicana de Oncología Veterinaria (AMONCOVET), Miembro de la Red Mexicana de Recursos Zoogenéticos (CONBIAND)

Resumen

La medicina genómica canina aplica el estudio del genoma para mejorar el diagnóstico, la prevención y el tratamiento de las enfermedades en perros. Gracias al análisis de variaciones genéticas, es posible detectar de manera temprana padecimientos hereditarios como displasia de cadera, enfermedades cardiohereditarias, trastornos autoinmunes y diversos tipos de cáncer. Estas tecnologías también permiten clasificar con mayor precisión enfermedades complejas, apoyar la selección genética en la crianza y establecer tratamientos personalizados basados en mutaciones específicas, como ocurre en los mastocitomas con alteraciones del gen C-kit. El avance de técnicas como la PCR, los microarreglos y la secuenciación de nueva generación ha impulsado la medicina de precisión en la medicina veterinaria, aunque su adopción aún enfrenta retos debido a la falta de capacitación e infraestructura. Aun así, la creciente difusión de la genómica está mejorando el control de enfermedades, la calidad de vida de los animales y los programas de mejoramiento genético, consolidando esta disciplina como una herramienta clave en la práctica de la medicina veterinaria moderna.

Palabras clave: medicina genómica canina, medicina de precisión veterinaria, enfermedades hereditarias, diagnóstico molecular, oncología veterinaria

Abstract 

Canine genomic medicine focuses on the study of the genome to enhance the diagnosis, prevention, and treatment of diseases in dogs. By analyzing genetic variations, we can detect hereditary conditions early, such as hip dysplasia, cardiovascular diseases, autoimmune disorders, and various types of cancer. These advancements also enable more accurate classification of complex diseases, support genetic selection in breeding programs, and enable personalized treatments based on specific mutations, such as those found in mast cell tumors associated with alterations in the C-kit gene. The development of techniques such as PCR (polymerase chain reaction), microarrays, and next-generation sequencing has bolstered the practice of precision medicine in veterinary care. However, the adoption of these technologies still faces challenges due to limited training and infrastructure. Despite these hurdles, the growing application of genomics is enhancing disease control, improving animal quality of life, and advancing genetic improvement programs, making this field a crucial component of modern veterinary practice.

Keywords: canine genomic medicine, veterinary precision medicine, hereditary diseases, molecular diagnosis, veterinary oncology

Consideraciones generales

La genómica es una disciplina científica encargada del mapeo, la secuenciación y el análisis de los genomas.1,2 Esta disciplina ha facilitado la identificación y comprensión de las formas de organización y función de los genes de los organismos, lo cual ha generado un amplio conocimiento de la estructura y la función de los genomas.3,4

La influencia de la genómica en la medicina ha creado una nueva visión acerca de la forma de percibir los episodios patológicos y fisiológicos tras conocer la influencia de las variaciones genéticas sobre la susceptibilidad a la enfermedad.5

Con el paso del tiempo, surgió la medicina genómica, una disciplina médica que implica el uso de la información genómica de un individuo en su atención clínica.2 En medicina veterinaria, el uso es creciente conforme pasan los años, pues tiene una alta relevancia en algunas afecciones; se puede usar la información genómica como ayuda para diagnosticar enfermedades, predecir resultados y guiar el tratamiento.1,6

La medicina genómica canina implica la utilización del material genético para explorar las variantes individuales de un canino, lo que permite llevar un control más estrecho y selectivo de sus características y de las enfermedades que puede presentar.1,4

Una de las aplicaciones prácticas de esta tecnología genómica es el diagnóstico de enfermedades hereditarias.2,6 Un ejemplo sería la detección temprana de la displasia de cadera en caninos, lo que permite un diagnóstico temprano y un tratamiento más preciso. Esta enfermedad, por su carácter degenerativo, supone problemas a lo largo de la vida del perro. Lamentablemente, su diagnóstico suele ser tardío y acarrea problemas serios en la calidad de vida y en el comportamiento canino. En este caso, las tecnologías genómicas permiten la detección antes de la manifestación clínica evidente y, por ende, facilitar un tratamiento seguro. También abre las puertas a la selección genómica, lo que implica la predetección de las variantes causantes de la displasia de la cadera y la selección de animales no portadores de estas variaciones genéticas.4

Otro ejemplo son las enfermedades cardioheritarias como, el conducto arterioso persistente, la miocardiopatía hipertrófica, la valvulopatía degenerativa, la tetralogía de Fallot y la miocarditis hereditaria entre otras, que se presentan en mayor medida en ciertas razas como los perros maltés, poodle y mestizos, los cuales desafortunadamente tienen un diagnóstico tardío dado a la limitación de los instrumentos tradicionales de cardiología (monitoreos, ecografía y estudios radiográficos).2 Por ende, las nuevas tecnologías genómicas desempeñan un papel fundamental en este tipo de enfermedades, pues permiten detectar a tiempo y con precisión su aparición, lo que puede facilitar su manejo. También existe la posibilidad de la detección in utero y de prevenir el nacimiento de animales enfermos.2

En el caso particular de las enfermedades autoinmunes y el cáncer, la tecnología genómica ha influido de manera significativa en su detección, tratamiento y aproximación diagnóstica.1,3,5

En la medicina de seres humanos, el uso de estas tecnologías ya es imprescindible para detectar anomalías del sistema inmunitario y variantes asociadas al cáncer.3 Muchos autores incluso utilizan estas tecnologías para detectar la aparición de una determinada enfermedad autoinmune, inmunomediada o de carácter hereditario. Unos ejemplos son la artritis reumatoide en humanos y el lupus, enfermedades de las que se conocen las variantes genéticas que las propician.1,5 Para los pacientes de cáncer es más frecuente aún su implementación, dado que el cáncer es una enfermedad con base genética (enfermedad genética), presentada por cambios en la molécula de ADN , ya sea por mutaciones, eventos anómalos de recombinación, amplificaciones, heredabilidad, la exposición a factores mutagénicos y radiaciones ionizantes.3-5

En el caso particular de la medicina veterinaria y zootécnica, el uso de esta tecnología para detectar enfermedades autoinmunes y cáncer tiene poco tiempo de implementación por muchos factores, entre los que destacan el poco conocimiento acerca de la biología molecular y la genómica veterinaria, la poca actualización en temas de biotecnología e inteligencia artificial, la falta de apoyos por parte de universidades, asociaciones e institutos para la difusión de estas tecnologías y la falta de inversión gubernamental.1

Afortunadamente, el uso de estas tecnologías genómicas en la actualidad ha crecido sustancialmente gracias a los medios digitales y a los programas de mejoramiento genético, lo que ha permitido detectar enfermedades autoinmunes en caninos de manera oportuna; también ha ayudado a diferenciar correctamente las diferentes presentaciones de pénfigo y lupus, así como a la detección temprana de enfermedades inflamatorias intestinales y de enfermedades linfoplasmocitarias. 

En el caso del cáncer, las tecnologías genómicas han facilitado la detección de genes, variantes, cambios, heredabilidad y alteraciones en la estructura de la cromatina asociados a esta enfermedad.3 Por ejemplo, en la detección del tumor de células transicionales, se sabe que el tumor está fuertemente asociado a variaciones en el gen BRAF del genoma canino; usando técnicas moleculares podemos detectar fácilmente la variación y la presentación del tumor. También se realizan pruebas para determinar la clonalidad y el genotipo en casos de linfoma canino mediante la técnica de PARR, que puede distinguir entre la aparición y la población de células T o B. Esta técnica ayuda a los patólogos y oncólogos a diferenciar un linfonodo reactivo de un tumor. Otra aplicación importante es en el caso del cáncer de mama y ovario hereditario canino; se sabe que este tumor está presente debido a variaciones y mutaciones en los genes BRCA 1 y 2, las cuales se presentan de manera autosómica recesiva y se encuentran  en la mayoría de los tumores de mama y ovario caninos.3

Medicina personalizada y medicina de precisión 

Conocer la información genética del paciente nos permite guiar directamente ciertos tratamientos para enfermedades de origen genético o hereditario. Este tipo de tecnologías que exploran regiones amplias ayudan a descubrir incluso enfermedades no descritas o de causa idiopática, así como sus posibles tratamientos.1,5

La genómica veterinaria ha propiciado la aparición y el fortalecimiento de terapias de nueva generación. Esto implica el uso de la información genómica para adaptar tratamientos médicos más específicos y precisos al momento de tratar a un paciente con alguna enfermedad en particular o alguna enfermedad compleja (el uso del genoma animal y sus blancos terapéuticos). Esto se logra gracias a la identificación de variantes genéticas y la exploración profunda del genoma.

Un ejemplo importante es el del mastocitoma canino, tumor derivado de los mastocitos, que por lo general responde favorablemente si se aplica una terapéutica específica. En fechas recientes se ha descubierto que el mastocitoma que presenta variaciones en el receptor C-kit y mutaciones en el exón 11 del genoma canino es mucho más susceptible a los inhibidores de la tirosina cinasa (toceranib e imatinib), por lo cual detectar las variantes y mutaciones en este tumor implica una mejor respuesta terapéutica y farmacológica. Ahora, con las técnicas genómicas y moleculares, podemos detectar fácilmente estas alteraciones en C-kit, lo que permite brindar una terapia dirigida, puesto que existen casos de mastocitomas que carecen de mutaciones específicas en la región mencionada anteriormente y, muchas veces, los fármacos no actúan de la manera esperada debido a su especificidad ligando-receptor. 

La medicina de precisión también ha llegado al campo de la neurología veterinaria; ahora, gracias a la detección de los genes WWOX2 y SOD 1, podemos empezar a clasificar eventos de neurodegeneración similares al Parkinson e identificar problemas de ataxias neurogénicas, convulsiones y epilepsias que aún no se podían clasificar. En ese rubro también existen técnicas moleculares con blancos bien definidos que nos permiten conocer el origen de la convulsión, que puede ser provocada por una lesión en el hígado, por algún evento de neurodegeneración axonal o un fuerte traumatismo (evento neuroinflamatorio).2

Otra aplicación importante es la detección de variantes del gen GLRA1, implicadas directamente en la funcionalidad de los fármacos basados en GABA. Estas variaciones provocan que ciertos fármacos no funcionen adecuadamente, ya que no se unen de manera eficiente a su ligando y receptor. La detección de estas variantes genéticas ayuda a evitar el uso empírico de fármacos neurológicos o no responsivos a padecimientos específicos.4,6

Tecnologías utilizadas en medicina genómica canina

Las tecnologías usadas para explorar, analizar, verificar, encontrar y detectar variaciones en el genoma canino son principalmente: el análisis de genes específicos mediante tecnologías de hibridación (PCR, amplificación isotérmica y MALBAC), el genotipado mediante microarreglos genéticos, la secuenciación de segmentos mediante la tecnología de Sanger y la secuenciación masiva de genomas o de nueva generación (NGS). Todas estas tecnologías de nueva generación permiten tener una identificación segura y bastante rápida de las alteraciones genéticas en los caninos o simplemente su mapa genético completo.3,6

La forma de trabajar con estas tecnologías se basa en la sangre periférica, el pelo y los hisopados, siendo la sangre el mejor método para extraer, conservar y purificar ácidos nucleicos de alta calidad. Existen otros tejidos o formas de obtener material genético: biopsias, parafina, líquido amniótico, orina y heces, pero no siempre garantizan la calidad de ese material ni la cantidad suficiente para trabajar; por tal motivo, siempre será mucho más seguro trabajar con sangre periférica.1,4,6

Para su análisis e interpretación siempre es indispensable contar con la presencia de un médico genetista capacitado en genómica avanzada, genética médica y genómica computacional. La información que se obtiene mediante estos análisis es muy específica, por lo que requiere el apoyo de un profesional en el área que tenga la formación clínica necesaria para relacionar, correlacionar y asociar problemas genómicos completos o simplemente hacer un escaneo de la información genómica de un individuo sano.6

Conclusiones

La medicina genómica es un campo muy amplio que se está abriendo camino en la medicina veterinaria y la zootecnia. Poco a poco, su uso va creciendo en nuestro país, México, lo cual resulta relevante para llevar un mejor control de las poblaciones caninas y de sus enfermedades, así como para mejorar los programas de mejoramiento genético existentes. El camino para reconocer y descifrar todos los misterios del ADN aún es largo, pero gracias a las ciencias genómicas nos acercamos cada vez más a la comprensión de la estructura, la función, las características y las actividades genéticas en los individuos.

Referencias

  1. Young I.D. Introduction to Risk Calculation in Genetic Counseling. Oxford University Press.(1999) 
  2. Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. Thompson & Thompson Genetics in Medicine. USA: WB Saunders, 2001.
  3. Schneider K. Counseling About Cancer: Strategies for Genetic Counseling. New Jersey: Wiley-Liss, 2002.
  4. Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. Thompson & Thompson. Genética en medicina. Barcelona: Masson, 2004.
  5. Solari AJ. Genética Humana. Fundamentos y aplicaciones en Medicina. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana, 2011.
  6. Jorde LB, Carey JC, Bamshad MJ. Genética médica. Barcelona: Elsevier, 2011.
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