Grupo de Reproduccion Animal (UMU)

16 Sep, 2019 | I+D+i, I+D+i Septiembre 2019 ABC

Integrantes del Grupo de Investigación Reproducción Animal de la Universidad de Murcia. De izquierda a derecha: Josep Miquel Cambra, Isabel Barranco, Lorena Padilla, Xiomara Lucas, Carolina Maside, Cristina Pérez-Patiño, Jordi Roca, Emilio A. Martínez, Cristina Martínez, José Luis Vázquez, María Antonia Gil, Inmaculada Parrilla, María Dolores Ortega, Carmen Rodenas y Cristina Cuello.

“Las biotecnologías reproductivas y las nuevas herramientas de edición génica son el futuro de la producción porcina”

 

Dr. Emilio Martínez

Catedrático de Universidad y Coordinador del Grupo de Reproducción Animal de la Universidad de Murcia

 

El Grupo de Reproducción Animal de la Universidad de Murcia (UMU) lleva más de 30 años dedicado a la investigación. Para conocer con más detalle cuál es su labor, hablamos con su Investigador Responsable, el Dr. Emilio Martínez.

¿Cuáles fueron los orígenes del grupo?

El Grupo se creó en el año 1986, coincidiendo con la impartición de la asignatura de Reproducción y Obstetricia de la entonces nueva Facultad de Veterinaria de la UMU. Lo arrancamos dos profesores que no sólo nos encargamos de la impartición de la docencia correspondiente, sino también de iniciar una etapa de investigación con escasos recursos materiales y humanos.

 

Y no fue fácil…

Esos primeros años fueron duros. Nos rechazaron varios proyectos de investigación por carecer de la experiencia necesaria para desarrollar las investigaciones propuestas. En 1992 conseguimos, por primera vez, financiación del Plan Nacional de I+D+i del Ministerio. Aquí comenzó realmente nuestro despegue científico, nuestras primeras publicaciones en revistas internacionales de prestigio y nuestros primeros contratos de investigación con empresas. En 2007 obtuvimos la distinción de grupo de investigación de excelencia de la Región de Murcia.

 

¿Con qué estructura cuentan hoy?

Actualmente contamos con un total de 13 investigadores. A nivel de instalaciones, disponemos de nueve laboratorios de investigación y de una Unidad experimental ubicada en la Granja Docente Veterinaria de la UMU. Además, también podemos trabajar en las instalaciones experimentales de dos empresas privadas colaboradoras de nuestras investigaciones: Agropor SL y Porcisan SA. Contamos con el servicio de apoyo a la investigación de la UMU y, por pertenecer al Instituto Murciano de Investigaciones Biosanitarias tenemos acceso a una variedad de plataformas de investigación. Todas esas instalaciones proporcionan los recursos necesarios para el desarrollo de nuestras diferentes líneas de investigación.

¿Con qué objetivo nació el Grupo?

Nuestro objetivo prioritario ha sido desarrollar una investigación aplicada en el área de las biotecnologías de la reproducción animal, principalmente en la especie porcina. Sin embargo, pese a que el mayor peso de nuestras investigaciones es aplicativo, la investigación básica presenta un indudable valor para poder fundamentar tanto nuestras hipótesis de partida, como los resultados y conclusiones alcanzadas. La línea de investigación inicial de nuestro grupo fue la producción in vitro de embriones porcinos, línea en la que continuamos trabajando debido a su importancia para el desarrollo de otras líneas de investigación de indudable interés para la producción animal y la salud humana.

Representantes del Grupo de Investigación y de la empresa Agropor. De izquierda a derecha: Juan María Vázquez (Catedrático de la UMU), Juan Alcántara (CEO del Grupo Agropor), Emilio A. Martínez (Catedrático de la UMU) y José Antonio López (Controller General del Grupo Agropor).

¿Qué logro de su grupo destacaría?

Uno de los logros más importantes alcanzados por nuestro grupo se produjo en el año 2000, cuando desarrollamos un sistema para la cateterización intrauterina profunda en la especie porcina sin sedación de las cerdas y sin perturbar su bienestar. Este sistema lo patentamos en varios países y fue licenciado por empresas americanas y europeas. Esta tecnología se puede utilizar para maximizar los resultados obtenidos con espermatozoides criopreservados y sexados. Además, este sistema representa un procedimiento único a nivel mundial para sustituir la tradicional vía quirúrgica en los programas de transferencia de embriones en la especie porcina. Nuestro grupo es pionero en todas esas tecnologías y ha conseguido los primeros lechones nacidos tras la transferencia uterina profunda por vía no quirúrgica de embriones criopreservados o producidos in vitro, los primeros lechones de sexo deseado por procedimientos no invasivos y los primeros lechones nacidos a partir de un bajo número de espermatozoides criopreservados.

 

¿Cuáles son sus principales líneas de investigación?

La línea actual de investigación del grupo es la Biotecnología de la Reproducción Animal y su interacción con la producción ganadera y la salud humana. Nuestro programa incluye el desarrollo e implementación de una tecnología reproductiva, la transferencia de embriones, demandada por la industria porcina desde hace más de 60 años. Desafortunadamente, el uso comercial de la transferencia de embriones en cerdos es muy limitado debido fundamentalmente a la necesidad de utilizar métodos quirúrgicos para realizar la  transferencia en las cerdas receptoras. Nosotros estamos trabajando con el procedimiento de transferencia no quirúrgica desarrollado por nuestro laboratorio, el cual ha abierto nuevas posibilidades para el uso comercial de esta tecnología en la especie porcina. Recientemente, hemos comenzado un estudio para evaluar las causas de la elevada mortalidad embrionaria que se produce post-transferencia, que prácticamente duplica la mortalidad observada tras la inseminación artificial.

 

¿De qué hipótesis parten?

Pensamos que los mecanismos que regulan la respuesta inmune materna a la presencia de los embriones pueden ser menos eficientes en el caso de gestaciones logradas mediante transferencia de embriones, donde los embriones transferidos son alogénicos (contienen material paterno y materno no relacionado con la madre receptora), que en el caso de la inseminación artificial, donde solo el material paterno es diferente al de la madre. Estamos estudiando los cambios locales a nivel del transcriptoma, proteoma e inmunidad celular del endometrio porcino en presencia de embriones hemi-alogénicos y alogénicos en el periodo peri-implantacional. Los resultados de este estudio pueden ser también de gran interés comparativo no solo para otras especies ganaderas sino también para la especie humana, donde las gestaciones alogénicas a partir de ovocitos de donantes son cada día más frecuentes.

 

No es la única línea…

Así es. El profesor Jordi Roca coordina una línea de investigación orientada a predecir el potencial fértil del macho, que hoy en día sigue siendo un reto para la medicina, tanto humana como animal. En ganado porcino, el número medio de cerdas inseminadas con los eyaculados recolectados de un solo macho reproductor se sitúa actualmente en unas 4.500 por año. En este escenario, utilizar machos subfértiles conlleva pérdidas irreparables en la productividad de las granjas. Hoy hay pruebas de calidad y funcionalidad espermática que permiten identificar a los machos infértiles, pero no a los subfértiles. Con tal propósito, nuestro programa centra recursos para determinar el nivel de implicación de las proteínas, ya sean espermáticas o del plasma seminal, y de las vesículas extracelulares del plasma seminal, en el potencial fértil de los machos. Al respecto, ya hemos identificado un panel de proteínas seminales que podrían explicar las sutiles diferencias de fertilidad mostradas por los verracos usados en programas de inseminación artificial. También hemos comprobado que las vesículas extracelulares transportan citoquinas que, una vez en el tracto genital de la hembra, modularían la respuesta inmune tanto a los espermatozoides como a los embriones resultantes tras la fecundación. Estas investigaciones no solo son útiles para las especies ganaderas y en particular la porcina, sino también para la especie humana, ya que el cerdo es un buen modelo animal para la investigación en andrología humana.

¿Hay entonces relación entre esa investigación y la investigación de medicina humana?

Hemos iniciado una línea basada en el desarrollo de modelos animales para la investigación en medicina regenerativa humana. En colaboración con el Dr. Izpisua Belmonte del Instituto Salk de California, estamos evaluando la posibilidad de utilizar la complementación de blastocistos interespecies para generar células humanas en cerdos. Como una primera etapa se está investigando la posibilidad de generar células pancreáticas humanas en una especie animal doméstica, lo cual podría revolucionar la investigación en medicina regenerativa. Se ha elegido el cerdo por su parecido al ser humano en muchos aspectos, incluyendo anatomía, fisiología y tamaño de los órganos.

 

¿En qué proyectos han participado?

Desde el año 1992 hemos obtenido financiación del Plan Nacional de I+D+i de forma regular y desde el año 2007, cuando se nos concedió el distintivo de Grupo de Excelencia de la Región de Murcia (GERM), hemos contado con financiación complementaria de la Fundación Séneca de la Región de Murcia para el desarrollo de los proyectos principales del grupo. Las ayudas GERM están potenciando de forma extraordinaria los trabajos del grupo, ya que presentan gran flexibilidad de gasto e incluyen la posibilidad de incorporar personal cualificado. Desde su creación, nuestro grupo ha desarrollado más de 25 proyectos de investigación regionales, nacionales e internacionales.

 

¿De qué modo se gestiona la transferencia de conocimiento?

Para nosotros, la transferencia de conocimiento es de máxima relevancia en nuestras investigaciones. Llevamos trabajando con empresas privadas del sector desde hace más de 30 años mediante contratos de investigación a través del Centro para el Desarrollo Técnico e Industrial (CDTI). Hemos desarrollado más de 30 contratos de este tipo, a los que hay que sumar otros 40 contratos de investigación directos con empresas españolas, americanas y europeas. También hemos patentado nuestros resultados en más de 25 países y hemos licenciado estas patentes a empresas nacionales e internacionales. Nuestra relación con las empresas ha sido excepcional en todos los casos hasta el punto de que algunas de ellas se han convertido en nuestros segundos laboratorios debido a la confianza desarrollada tras tantos años de investigación. Este es el caso de las empresas Agropor SL, Porcisan SA y AIM Ibérica SA con las que hemos realizado y seguimos realizando un porcentaje muy elevado de nuestras investigaciones a nivel de campo. Sin la colaboración de dichas empresas hubiera sido imposible desarrollar la mayoría de nuestros trabajos.

 

Otro aspecto importante en el grupo es la formación de investigadores…

Sí. Los miembros del grupo participan desde hace años en programas de doctorado así como en la dirección de tesis doctorales. Todos nuestros estudiantes de doctorado realizan estancias en laboratorios internacionales, optando así al Doctorado Europeo/Internacional. Son más de 45 tesis doctorales dirigidas por miembros del grupo. La mayoría de esos doctores ocupan hoy relevantes puestos de I+D a nivel público y privado.

 

¿Podemos hablar de un grupo con vocación internacional?

Sin duda. Son muchos los investigadores internacionales que han realizado estancias de investigación en nuestros laboratorios y nosotros en los suyos. Esto ha generado un amplio marco de colaboración internacional que se ha traducido en la publicación conjunta de numerosos artículos de investigación. Podría destacar nuestras colaboraciones con las Universidades de Sheffield, Lisboa o la de Missouri-Columbia, aunque, sin duda, nuestro principal colaborador internacional es el Prof. Heriberto Rodríguez-Martínez de la Universidad de Linköping (Suecia). En cuanto a la producción de artículos de investigación, hemos publicado, hasta la fecha, más de 200 artículos científicos en revistas internacionales.  

 

¿Cuáles son los planes de futuro del grupo?

Nuestros principales retos consisten en desarrollar tecnologías reproductivas que puedan ser implementadas a nivel comercial principalmente en las áreas de la inseminación artificial, la transferencia de embriones y la congelación de gametos y embriones. En un futuro próximo iniciaremos una nueva línea de investigación, aplicando las nuevas técnicas de edición del genoma, sobre la producción de cerdos resistentes a determinadas enfermedades. También contemplamos investigaciones que puedan incidir en aspectos relacionados con la salud humana. En la actualidad estamos creando biomodelos animales para su utilización en medicina regenerativa.

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