Las pruebas de parentesco biológico o filiación biológica entre animales se pueden realizar con una alta confiabilidad gracias al desarrollo y realización en el país de nuevas tecnologías como las pruebas de genotipificación (Huella de ADN) en los animales (Novoa et al. 2009). En este artículo, se ilustrarán los principios de este tipo de pruebas, los estándares internacionales, sus alcances, perspectivas y su comparación con otras tecnologías como los SNP´s.
Las pruebas de parentesco
Las pruebas de parentesco son aquellas que determinan la probabilidad de que un animal sea hijo(a) o no de un o una pareja de animales. Parten del principio de que cada animal tiene en su ADN la mitad heredada del padre y la otra de su madre (excluyendo el ADN mitocondrial que es heredado por línea materna) por lo tanto cada gen o marcador genético tiene dos alelos, uno heredado del padre y otro de la madre.
Las primeras pruebas de parentesco en bovinos se realizaron a mediados del siglo XX con base en los grupos sanguíneos (Rapacz & Dubiski 1958) y proteínas de la leche (tipos de marcadores genéticos). Sin embargo, estas metodologías solo alcanzan niveles de confiabilidad que oscilan entre el 95% al 77% dependiendo de la población y del número de marcadores genéticos utilizados (Ron et al. 1996). Es decir, con una confianza por ejemplo del 80%, de cada 100 animales como posibles padres, excluyo con confiabilidad a solo 80 (19 de ellos pueden incluirse erróneamente como el padre o madre biológico, 1 siendo el verdadero) de 100 animales evaluados.
A comienzos de la década del 90, y con metodologías que utilizan el ADN directamente, se desarrolló un nuevo tipo de marcador genético conocido como microsatélites. Este tipo de marcadores a diferencia de los grupos sanguíneos presentan mayor variabilidad en las poblaciones y por lo tanto, mayor poder de discriminación entre animales. De esta manera utilizando 11 microsatélites, por ejemplo, para la raza Cebú Brahman en Colombia se obtienen niveles de confianza cercanos al 99.95% (Novoa & Usaquén 2010), es decir, que de 10.000 animales evaluados excluyo con confianza a 9.995 animales.
La Sociedad Internacional de Genética Animal (ISAG) (http://www.isag.org.uk/), actualmente es la entidad internacional que abandera las directrices en este tipo de pruebas de parentesco no sólo en bovinos, si no en otras especies domésticas como ovinos, caprinos, porcinos, equinos, caninos, camélidos, felinos, entre otros. Esta misma entidad ha definido, en el 2008, el uso de un conjunto o panel mínimo de 12 microsatélites para la realización de estas pruebas de parentesco (http://www.isag.org.uk/ISAG/all/ISAG2008_CattleParentage.pdf). Estos han sido consensuados con los más de 72 laboratorios y empresas en el mundo que hacen estas pruebas. Adicionalmente, cada dos años la ISAG realiza pruebas inter-laboratorios a nivel mundial para continuar discutiendo el mejoramiento de estas pruebas. Este tipo de pruebas de parentesco son importantes para las empresas y laboratorios nacionales que las realizan, primero porque homogeniza los resultados para que puedan ser interpretados de la mima forma, no sólo a nivel local sino internacional y segundo porque abre la posibilidad de aportar en el desarrollo de estas pruebas dentro de los comités que discuten estos resultados.
Realización de la prueba de parentesco
Para la ejecución de estas pruebas con microsatélites existen dos alternativas: la primera es la realización de las mismas a partir de kits comerciales, desarrollados por laboratorios extranjeros. La segunda alternativa es el desarrollo e implementación de kits propios, utilizando los mismos estándares de la ISAG. Esta alternativa, primero reduce el costo de la prueba, tiene los mismos o mejores resultados que los kits comerciales y es la más empleada por los laboratorios pertenecientes a la ISAG como el Laboratorio de Genética Aplicada de la Sociedad Rural Argentina, la universidad de DAVIS (California, E.U.), Genética Animal de Colombia Ltda., entre otros.
En las pruebas de parentesco se pueden presentar diversos casos:
- Dúos: Se establece el parentesco entre sólo dos animales, puede ser posible padre y posible hijo/a (paternidad) o posible madre y posible hijo/a (maternidad).
- Tríos: Hay de dos tipos.
- Donde uno de los parentales es indudable y el otro es el que se pone a prueba en ser el posible padre/madre de un determinado animal.
- Donde ambos padres (pareja) es la que se pone a prueba en ser los posibles padres de un determinado animal.
- Reconstrucciones: Es posible realizar una prueba de parentesco con un animal que ya no existe y/o no es posible tomar una muestra para realizar la prueba. En este caso se reconstruye el genotipo de dicho animal con base en los genotipos de varios de los hijos reconocidos y madres indudables respectivas.
Para resolver estos casos se presentan dos contextos. Uno en que las razas tienen estudio genético-poblacional, por ejemplo el estudio genético poblacional de la raza Brahman es la única en Colombia que está en proceso de publicación internacional (Novoa & Usaquén 2010), y el segundo contexto en que las razas que no lo tienen. Para las primeras es posible estimar la probabilidad de paternidad o maternidad en los casos anteriormente mencionados con base en los postulados de Hummel (1981) (Ver tabla 1). Para las segundas, es recomendable realizar únicamente tríos, para obtener resultados más certeros, ya que no es posible obtener dichas probabilidades. Por lo tanto, solamente es posible realizar una comparación de genotipos para establecer el posible parentesco de los animales.
Tabla 1. Predicados de Hummel (1981).
| Probabilidad de Paternidad o Maternidad | Predicado Verbal (Hummel) |
| Mayor 99.73 % | Prácticamente Probada |
| 99.00 a 99.73 % | Altamente Probable |
| 95.00 a 99.00 % | Muy Probable |
| 90.00 a 95.00 % | Probable |
De esta forma se tienen las siguientes posibilidades:
- En los casos donde el hijo/a haya heredado todos los alelos no se excluye la Maternidad/Paternidad del ejemplar hacia el hijo/a en cuestión.
- En los casos donde el hijo/a no haya heredado para uno o dos microsatélites los alelos de la presunta madre/padre (No Comparten Alelos – NC) no se excluye la Maternidad/Paternidad del ejemplar hacia el hijo/a en cuestión solamente cuando la probabilidad supere el 99.73% (paternidad-maternidad prácticamente probada), teniendo en cuenta los predicados verbales de Hummel (1981).
Ejemplo:
| Presunta/o madre/padre | Hijo/a en cuestión | |||||
| Registro-ID | Registro-ID | |||||
| MICROSATÉLITES | ALELO 1 | ALELO 2 | ALELO 1 | ALELO 2 | AC | IM/IP |
| A | 158 | 150 | 156 | 150 | ####### | |
| B | 132 | 132 | 134 | 132 | 132 | ####### |
| C | 124 | 126 | 126 | 128 | 126 | ####### |
| D | 102 | 104 | 100 | 102 | 102 | ####### |
| Índice de M/P (IP) Total: ### | Probabilidad de P/M Total (W):>99.73% |
AC: alelo compartido.
IM/IP: Índice de Maternidad o Paternidad.
P/M: Paternidad o Maternidad
En este caso no se excluye la paternidad/maternidad del presunto progenitor porque el posible padre o madre comparte un alelo en cada microsatélite.
En los casos donde el hijo/a no haya heredado para tres o más marcadores los alelos de la presunta madre/padre (No Comparten Alelos – NC) se excluye la Maternidad/Paternidad del ejemplar hacia el hijo/a en cuestión (Liron et al. 2004).
| Presunta/o madre/padre | Hijo/a en cuestión | |||||
| Registro-ID | Registro-ID | |||||
| MICROSATÉLITES | ALELO 1 | ALELO 2 | ALELO 1 | ALELO 2 | AC | IM/IP |
| A | 154 | 158 | 150 | 156 | NC | A |
| B | 132 | 134 | 132 | 132 | B | |
| C | 124 | 130 | 126 | 128 | NC | C |
| D | 102 | 104 | 100 | 106 | NC | D |
En este caso se excluye la paternidad/maternidad del presunto progenitor, ya que en los marcadores A, C y D no se presentan alelos compartidos (NC).
En la actualidad se aconseja tener algunos marcadores adicionales para confirmar exclusiones en casos complejos, los cuales son ocasionales.
La vigencia y comparación de las herramientas genéticas en las pruebas de parentesco
Según la Sociedad Internacional de Genética Animal – ISAG, los microsatélites son la tecnología que se mantiene actualmente como la más extendida y comparable entre los laboratorios del mundo que realizan pruebas de identificación molecular (genotipificación) y parentesco. Los microsatélites presentan ciertas ventajas frente a otras nuevas herramientas como los SNP´s (marcadores de un único nucleótido), por ejemplo:
1) Hay un número mayor de laboratorios del mundo que emplean un panel de microsatélites para hacer este tipo de pruebas, en SNP´s con el comienzo de la implementación de pruebas genómicas, no es una tecnología masificada.
2) Para estandarizar, desarrollar y poner en consenso entre los laboratorios del mundo un panel con SNP´s el proceso puede durar varios años, caso contrario para los microsatélites que ya tienen un proceso previo.
3) Hasta el momento, los microsatélites son menos costotos que genotipar con SNPs. Adicionalmente, presentan una mayor variabilidad y capacidad de diferenciar los animales que los SNP´s (Weller et. al. 2006), esto se refleja en los casos de parentesco, ya que con 12 u 11 microsatélites polimórficos como los empleados actualmente, es posible realizar pruebas de parentesco cuando sólo se presenta un posible parental (dúos) con un nivel de confiabilidad aceptable, por otro lado, la misma prueba con SNP´s tendría que usar varias decenas o por encima de cien SNP´s (Baruch & Weller 2008; Hill et. al. 2008; Comunicación personal Eyal Seroussi, Instituto de Ciencias Animales, A.R.O., Bet Dagan, Israel), incrementando el costo de la prueba significativamente.
Aplicaciones y efectos de las pruebas de parentesco en animales de producción
La prueba de parentesco con herramientas genéticas fuera de la aplicación directa puede:
- Esclarecer dudas en el pedigrí de los animales, garantizando el origen de los mismos.
- Resolver confusiones en los procesos de Inseminación Artificial.
- Aportar pruebas en casos de abigeato o robo de animales.
- Identificar animales perdidos.
Adicionalmente, garantizar el parentesco entre los animales tiene un efecto directo positivo en los resultados de los programas de mejoramiento que se llevan a cabo en la actualidad (Weller et al. 2004), lo cual justifica la inversión inicial en estas pruebas, ya que la ganancia a mediano y largo plazo en los diferentes parámetros de producción es acumulativa y eterna (Weller 1994). Por otro lado, puede disminuir los niveles de consanguinidad para evitar la endogamia (reproducción entre animales emparentados) la cual tiene un efecto negativo en los niveles de producción, como ha sido demostrado por varios autores (Gonzalez-Recio et al. 2007; Sewalem et al. 2006; Thompson 2000a, 2000b).
Para solicitud o mayor información de estos servicios visítenos en la pág web de Genética Animal de Colombia Ltda.: www.geneticaanimal.co o escríbanos info@geneticaanimal.co.
Miguel Novoa-Bravo. Ph.D. Director Científico, Genética Animal de Colombia Ltda. miguelnovoa@geancol.com.
Eleonora Bernal Pinilla MSc. Gerente, Genética Animal de Colombia Ltda. eleonorabernal@geancol.com
Bibliografía disponible en: miguelnovoa@geancol.com.
