Modelos animales para el estudio del cancernsayo de Fisiopatología

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Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Farmacia. Fisiopatología I2014 Profesora: Maria Constanza Lozano Dayana K. López (125511), María Camila Mahecha (125505) , Gina Paola Morales (125485) Junio 3 de 2014 MODELOS ANIMALES PARA EL ESTUDIO DEL CÁNCER Resumen Los modelos animales son esenciales en las investigaciones actuales sobre el cáncer, pues son empleados para entender las bases genéticas del desarrollo de tumores y la progresión de los mismos. Además de esto, también permiten evaluar la eficacia de diferentes agentes anticancerígenos en los ensayos preclínicos. En el presente escrito, se hará una descripción general de las neoplasias malignas, una breve reseña sobre la experimentación animal en el estudio de patologías con énfasis en el uso de los roedores como modelos de investigación y el porqué de su uso, una concreta introducción a algunos tipos de modelos y su aplicabilidad en determinados patologías, y por último, un punto de vista personal sobre el debate que surge en torno al uso de dichos animales con fines de investigación en el laboratorio. Abstract Animal models are essential in current cancer research, as they are used to understand the genetic basis of tumor development and progression thereof. Besides this, also to assess the effectiveness of different anticancer agents in preclinical trials. In this paper, we will talk about an overview about malignancies, a summary of animal experiments in the study of diseases with emphasis on the use of rodents as research models and why use them, a concrete introduction to some types of models and their applicability to specific pathologies, and finally a personal perspective on the debate that arises over the use of such animals for laboratory research. Palabras claves Cáncer, neoplasia, DNA, mutación, oncogen, gen, modelos animales. Introducción El cáncer se debe en todos o casi todos los casos a la mutación o alguna otra activación anormal de los genes celulares que controlan el crecimiento y la mitosis celular. Los genes anormales reciben el nombre de oncogenes y se han descubierto hasta 100 tipos diferentes. 1 1 Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. 12a ed. pp 40.

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Los modelos animales son esenciales en las investigaciones actuales sobre el cáncer, pues son empleados para entender las bases genéticas del desarrollo de tumores y la progresión de los mismos. Además de esto, también permiten evaluar la eficacia de diferentes agentes anticancerígenos en los ensayos preclínicos. En el presente escrito, se hará una descripción general de las neoplasias malignas, una breve reseña sobre la experimentación animal en el estudio de patologías con énfasis en el uso de los roedores como modelos de investigación y el porqué de su uso, una concreta introducción a algunos tipos de modelos y su aplicabilidad en determinados patologías, y por último, un punto de vista personal sobre el debate que surge en torno al uso de dichos animales con fines de investigación en el laboratorio.

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Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Farmacia. Fisiopatología I­2014

Profesora: Maria Constanza Lozano

Dayana K. López (125511), María Camila Mahecha (125505) , Gina Paola Morales (125485) Junio 3 de 2014

MODELOS ANIMALES PARA EL ESTUDIO DEL CÁNCER

Resumen Los modelos animales son esenciales en las investigaciones actuales sobre el cáncer, pues son empleados para entender las bases genéticas del desarrollo de tumores y la progresión de los mismos. Además de esto, también permiten evaluar la eficacia de diferentes agentes anticancerígenos en los ensayos preclínicos. En el presente escrito, se hará una descripción general de las neoplasias malignas, una breve reseña sobre la experimentación animal en el estudio de patologías con énfasis en el uso de los roedores como modelos de investigación y el porqué de su uso, una concreta introducción a algunos tipos de modelos y su aplicabilidad en determinados patologías, y por último, un punto de vista personal sobre el debate que surge en torno al uso de dichos animales con fines de investigación en el laboratorio.

Abstract

Animal models are essential in current cancer research, as they are used to understand the genetic basis of tumor development and progression thereof. Besides this, also to assess the effectiveness of different anticancer agents in preclinical trials. In this paper, we will talk about an overview about malignancies, a summary of animal experiments in the study of diseases with emphasis on the use of rodents as research models and why use them, a concrete introduction to some types of models and their applicability to specific pathologies, and finally a personal perspective on the debate that arises over the use of such animals for laboratory research.

Palabras claves

Cáncer, neoplasia, DNA, mutación, oncogen, gen, modelos animales.

Introducción

El cáncer se debe en todos o casi todos los casos a la mutación o alguna otra activación anormal de los genes celulares que controlan el crecimiento y la mitosis celular. Los genes anormales reciben el nombre de oncogenes y se han descubierto hasta 100 tipos diferentes. 1

1 Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. 12a ed. pp 40.

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Sin embargo, para que tenga lugar el desarrollo del cáncer, las mutaciones celulares deben ser significativas y ser capaces de pasar por encima de los mecanismos de replicación y reparación del DNA (que casi siempre ocurren con una precisión increíble), y de otros procesos de defensa del organismo como la actividad del sistema inmunitario. No obstante, hay factores físicos, químicos y biológicos que aumentan la probabilidad de que las mutaciones ocurran.

Si bien el cáncer es una enfermedad conocida desde hace mucho tiempo, comenzó a tener especial importancia a partir del siglo pasado por la magnitud de las cifras de mortalidad originadas, es decir la alta frecuencia de su incidencia en la población mundial y además, por la necesidad de desarrollar alternativas efectivas para combatirlo, dado que constituye una de las enfermedades que mayor temor despierta en la gente, básicamente por el agresivo e intensivo tratamiento al que una persona debe someterse si quiere aumentar sus posibilidades de supervivencia.

Así pues, en el proceso de búsqueda y desarrollo de la mejor terapia para combatir esta enfermedad, los científicos hallaron en la experimentación animal, una herramienta fundamental para realizar estudios clínicos in vivo que permitan aproximarse al comportamiento de las células cancerígenas dentro del organismo humano.

Uno de los mayores avances es, sin lugar a dudas, la generación de modelos animales que mimetizan las distintas etapas del desarrollo tumoral. Esto está siendo posible gracias al desarrollo de la ingeniería genética, muy especialmente a la recombinación homóloga en células madre embrionarias y al descubrimiento de nuevas herramientas genéticas como los nuevos "genes reporteros", que nos indican dónde y cuándo nuestro gen de estudio se está expresando, incluso sin necesidad de sacrificar al animal. 2

Aunque muchas personas no están de acuerdo con esta actividad, la experimentación con animales ha jugado un rol vital en el avance científico, pues permite hacer un diseño más racional de fármacos y a su vez, se aceleran los ensayos preclínicos y se mejoran el diagnóstico, el pronóstico y el tratamiento de diferentes enfermedades, incluido el cáncer..

Descripción general de las neoplasias malignas

El oncólogo Británico Willis dice: “Una neoplasia es una masa anormal de tejido cuyo crecimiento excede y está descoordinado con el de los tejidos normales y persiste de la misma forma excesiva después de cesar los estímulos que desencadenaron el cambio”. Esta resistencia del tumor luego de cesar el estímulo responde a las alteraciones genéticas que se transmiten a la progenie de las células tumorales. La existencia de estos cambios genéticos permite una proliferación excesiva y no regulada que llega a hacerse autónoma. “Toda población de células neoplásicas en un tumor individual se origina de una única célula que ha sufrido un cambio genético”. 3

2 Alberto Jiménez S. El ratón como modelo animal en oncología. Pasado, presente y futuro. Boletín oncológico N°23. http://www.boloncol.com 3 Robbins y Cotran. Patología estructural y funcional. 8a ed. pp 260

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Se dice médicamente que un tumor es benigno cuando sus características microscópicas y macroscópicas se consideran relativamente inocentes, lo que implica que se mantendrá localizado y que generalmente es susceptible de extirpación quirúrgica local. Y se conoce como una neoplasia maligna a la lesión que puede invadir y destruir las estructuras adyacentes y diseminarse a localizaciones distantes (capacidad de hacer metástasis).

Tanto los tumores benignos como los malignos tienen dos componentes básicos: 1­ Parénquima: constituido por las células proliferantes que forman propiamente el tumor). 2­ Estroma de sostén: formado por tejido conjuntivo, vasos sanguíneos y cantidades variables de macrófagos y linfocitos, este es un componente vital para que las células tumorales vivan y se dividan con facilidad. (Robbins y Cotran. Patología. 8a ed.) Biológicamente se reconoce como tarea celular fundamental la manutención de la integridad genómica, para la cual existe un complejo aparato celular que reconoce los daños que se puedan presentar en el ADN o los errores en la replicación y con esto ponen en marcha medidas correctoras o señalan la orden apoptótica. Cuando se inicia todo el fenómeno evolutivo de un tumor se acelera el crecimiento del daño genético, producto del aumento de la replicación celular razón por la cual la maquinaria celular anteriormente mencionada no puede actuar frente al daño ya desencadenado.

La misma capacidad metastásica de las neoplasias malignas hacen que se originen efectos sistémicos en el organismo hospedero; la ciencia médica ha catalogado estos en efectos directos e indirectos. Los primeros incluyen la compresión o invasión de estructuras vitales como vasos sanguíneos, linfáticos, nervios, médula espinal y encéfalo, etc. Invasiones que pueden producir patrones dolorosos y en segunda instancia los efectos indirectos van más hacia afecciones en las secreciones hormonales o peptídicas, efectos neurológicos, cutáneos, hemáticos y coagulopáticos y metabólicos. (Ganong y Mcphee. Fisiopatología. 5a ed.)

Las células parenquimatosas neoplásicas pueden presentar una alta diferenciación en la replicación que las hace difícil de diagnosticar. Hay otras neoplasias moderadamente diferenciadas y las compuestas por células poco diferenciadas que se denominan anaplásicas. Esta ausencia de diferenciación a menudo se asocia a muchos cambios morfológicos de las células pueden presentar pleomorfismo y morfología nuclear anormal típica característica de neoplasias malignas. (Robbins y Cotran. Patología. 8a ed.)

Experimentación animal en el estudio de patologías

El término medicina científica nace con la observación y la experimentación en animales. Desde las experiencias de William Harvey comparando el latido cardiaco en distintas especies, los animales han sido seres de permanente interés científico; “los modelos animales de enfermedades humanas han sido utilizados desde hace muchos años en distintas áreas de la investigación, constituyendo uno de los pasos fundamentales en biomedicina”. Animales que 4

4 Rodríguez Yunta, E. Ética de la investigación en modelos animales de enfermedades humanas. p 26. 2007

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han sido requeridos tanto en proyectos investigativos, como en pruebas diagnósticas y terapéuticas y en los controles de productos farmacológicos.

Cabe resaltar que todo acto experimental debe buscar el bienestar del animal evitando o disminuyendo en lo posible cualquier dolor, sufrimiento, angustia o agravio. (Rodríguez, Yunta, E. Ética de la investigación animal.)

La experimentación con animales se realiza en 3 campos: la docencia, la industria y la investigación:

* En docencia: las prácticas con animales tiene como objetivo aprender de ciertos procesos fisiológicos y características anatómicas.

* En la industria: la biotecnología animal ha experimentado un gran desarrollo en tecnologías reproductivas, la creación de organismos modificados genéticamente, entre otros.

* En investigación: se han desarrollado modelos animales para evaluar enfermedades humanas y ensayar posibles tratamientos y curas. En este último campo se encontrarían los modelos animales para el estudio de las neoplasias malignas, comúnmente denominadas cáncer. (Donde más adelante se profundizará)

Estas experimentaciones permiten conocer mejor ciertas patologías en pro de encontrar tratamientos y curas a ellas, en las últimas décadas con el avance tecnológico y la necesidad de disponer de modelos genéticamente definidos, se han desarrollado modelos animales transgénicos. “Ellos proporcionan una visión más adecuada del proceso de la enfermedad y permite obtener mejores modelos experimentales para desarrollar y ensayar nuevas terapias”. 5

Uso de roedores como modelos de investigación en cáncer

A grandes rasgos, la anatomía de un ser humano “no difiere” de la de un caballo, un cerdo, un perro o un ratón. Histológicamente, salvo matices muy especiales, los mamíferos somos muy parecidos y generalmente padecemos enfermedades muy parecidas con remedios similares. 6

Si se define conceptualmente el cáncer como un “conjunto de enfermedades genéticas adquiridas donde unos genes que controlan la división celular se alteran” el mejor sistema modelo es el ratón ya que presenta otras características “no clásicas” como tener el genoma secuenciado y la posibilidad de ser manipulados genéticamente. Partiendo de la idea de que ningún ser vivo es exactamente igual a otro, cualquier resultado no es completamente extrapolable al ser humano. Sin embargo, los roedores ofrecen una serie de ventajas como:

El tratarse de un mamífero, salvando las diferencias lógicas, gran parte de los procesos bioquímicos y fisiológicos son muy similares.

Tiene un tiempo generacional muy corto y un alto índice reproductivo, su talla es pequeña y son relativamente dóciles.

5 Rodríguez Yunta, E. Ética de la investigación en modelos animales de enfermedades humanas. p 26. 2007 6 Alberto Jiménez S. El ratón como modelo animal en oncología. Pasado, presente y futuro. Boletín oncológico N°23. http://www.boloncol.com

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Es un modelo al que fácilmente se le pueden controlar variables ambientales (macro y micro­ambientales), lo cual facilita su reproductividad y su mantenimiento en cautiverio que además es económico.

La especie humana y esta especie de mamíferos son las más estudiadas Hay gran cantidad de líneas definidas genéticamente, como las consanguíneas y

congénitas además de cientos de mutaciones y arreglos cromosómicos, que permitiría la producción de líneas de individuos genéticamente idénticos

Se conocen los mapas genéticos así como la secuencia completa del genoma, al realizar la composición se halló que al menos el 80% del ADN de los ratones se identificó al de los humanos. (Benavidez F, Genet JL. Modelos murinos de enfermedades humanas)

Tipos de modelos de investigación

Tradicionalmente, hay tres fuentes de material usado para la inducción del crecimiento de tumores en los roedores de laboratorio. Para modelar y reproducir la variabilidad de respuestas específicas a los diferentes tipos de tumores, se usan líneas celulares estables e inmortalizadas, de las cuales, actualmente hay más de 1000 comercialmente disponibles. Su gran desventaja es que éstas no representan todas las propiedades biológicas y genómicas de los tumores primarios. En otro estudios, se usan también células cancerígenas aisladas de tumores primarios o muestras de tejidos de los pacientes, las cuales pueden ser inoculadas como una suspensión de células simples o extirpadas de fragmentos tumorales humanos. El heterotrasplante de tumores humanos dentro de roedores inmunodeficientes es también una opción. En este caso, por implantación de células, se obtendrán xenotransplantes. Se inoculan 7

líneas celulares tumorales de origen humano que son insertadas en animales transgénicos e inmunodeprimidos (para evitar el rechazo del tumor).

Son muy importantes las ventajas que ofrecen estos modelos murinos (con diversas cepas consanguíneas, mutaciones espontáneas, ratones transgénicos y Knock­Out (KO)), en el estudio del efecto de las mutaciones que predisponen al cáncer en un fondo genético uniforme y la posibilidad que se tiene de llevar a cabo ensayos terapéuticos. (Benavidez F, Genet JL. Modelos murinos de enfermedades humanas)

Tanto para la generación como la implantación tumoral en los animales de investigación se requiere un estudio previo de las posibles alteraciones fisiológicas, bioquímicas y los biomarcadores para el control durante y pos tratamiento, esto con la intención de encontrar los límites de la carga tumoral a implantar que le evite dolor y angustia excesiva al animal; como los mejores métodos de análisis según los cambios o alteraciones esperadas. En modelos metastásicos tumorales se deben evaluar además todos los posibles efectos adversos producidos por la metástasis en sí y los métodos propuestos para controlar la gravedad (ej. Anestesia, analgesia, etc). El tamaño del tumor es otro aspecto a controlar en la implantación,

7 E.I. Skidan. S.C.J. Steiniger. In vivo models for cancer stem research. Journal of physiology and pharmacology 2014, 65, 2, pp 163

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en ratones no se puede exceder de 2.0 cm en el diámetro y en ratas de 4.0 cm; “tumores más grandes deberían justificarse en el protocolo experimental elevado a los respectivos comités de ética”. 8

Existen cambios observables al ojo humano que indicaría la progresión del tumor como lo son: Disminución en la ingesta alimentos/agua, pérdida de peso, agresión y cambios de conducta, restricción de movilidad, deformidad craneal, dificultad respiratoria, descargas oculares y nasales y cambios en las heces/orina. Finalmente los animales portadores de tumores que presentan graves síntomas clínicos deben según los protocolos establecidos ser llevados a procedimientos de eutanasia. (Wallace, J. Humane Endpoints in cáncer research).

Cirugía genética

Define una tecnología que permite la modificación del genoma del ratón de forma dirigida, específica y controlada. Con esta tecnología no se introducen nuevos genes, sino que se modifica un gen propio en el sitio (cromosoma) en el que está. Son esenciales los siguientes 9

procesos:

La utilización de líneas de células madre embrionarias delratón, célula ES (Embryonic Stem), como vehículo de transferencia génica a la línea germinal del ratón.

Manipulación genética de las células mediante procesos de recombinación homóloga de DNA. En las células, dos moléculas de ADN interaccionan por complementariedad de bases alineando sus secuencias homólogas y se combinan por un proceso de rotura y unión.

Capacidad de seleccionar en cultivo estos procesos de recombinación homóloga antes de introducirlos en el ratón, porque al modificar las células ES se introducen en ellas genes que les confieren resistencia, por ejemplo, aciertos antibióticos, así sólo las que hayan incorporado estas modificaciones pueden crecer en un medio de cultivo con éstos. (Alberto Jiménez S. El ratón como modelo animal en oncología)

Modelos Knock­out (KO)

Consiste en eliminar la expresión de un gen dentro del genoma. Para ello se prepara in vitro “un vector de ADN” que puede ser introducido en el genoma si está flanqueado con secuencias homólogas (brazos de homología) a las endógenas. Se pueden reemplazar por recombinación homóloga las secuencias de un gen diana que se quiere eliminar y en su lugar, introducir un gen marcador de selección positiva, por ejemplo uno de resistencia antibiótica como es Neo, que confiere resistencia al antibiótico neomicina (en muchas ocasiones basta con sustituir por recombinación homóloga un exón del gen diana para inactivar todo el gen).

8 Fernández L, Marcelo. Utilización de modelos animales en investigación del cáncer. 9 Alberto Jiménez S. El ratón como modelo animal en oncología. Pasado, presente y futuro. Boletín oncológico N°23. http://www.boloncol.com

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A base de cruces con estos ratones se pueden eliminar las dos copias de un mismo gen y se tendrá un ratón “Knock­Out” (KO).⁹ Estos modelos permiten :

Estudio de la función génica in vivo en el contexto del animal completo Obtención de modelos de enfermedades genéticas. Validación de nuevas dianas de intervención terapéutica

Limitaciones:

Posible letalidad embrionaria o perinatal lo que impide el estudio de la función de ese gen particular en animal adulto.

La modificación está presente en todas las células. La modificación está presente desde la fecundación, de forma que en algunos casos, la

plasticidad durante el desarrollo embrionario puede conducir a una interpretación confusa de los resultados por fenómenos de compensación.

“Si pensamos en modelos tumorales podemos hacer animales KO para el estudio de los genes supresores de tumores y los genes de reparación del ADN. Además, los modelos KO nos sirven para evaluar posibles dianas terapéuticas”. (Alberto Jiménez S. El ratón como modelo animal en oncología)

Modelos Knock­in (KI)

En lugar de eliminar un gen por reemplazamiento con otro, se insertan por recombinación homóloga nuevas secuencias al gen de estudio. Por ejemplo podemos introducir un IRES (sitio de entrada interno de ribosoma) y un “gen reportero” como la beta galactosidasa (LacZ). Estos genes reportero pueden estar fusionados a genes de resistencia antibiótica para permitir la selección positiva de las células ES modificadas. Con estos modelos se pueden introducir mutaciones activantes dentro de un proto­oncogén y convertirlo en un oncogén. De este modo se eliminan los inconvenientes de los animales transgénicos convencionales (sobreexpresión, sitio de integración, etc). El problema es que no se puede predecir el comportamiento de un oncogén en el desarrollo embrionario. Como ocurre con los modelos KO, las modificaciones introducidas afectan a todas las células del individuo. 10

Modelos condicionales

En el modelo animal ideal en oncología se debería poder activar las mutaciones de los oncogenes o eliminar los genes supresores y de reparación del ADN en el animal cuando ya es adulto y en un número limitado de células, en un tejido específico, mimetizando así lo que ocurre en los seres humanos. Desde los años 90 se ha venido trabajando en ello. generando aproximaciones importantes como la introducción de recombinasas sitio­específicas. Éstas se han aislado de varios virus, fagos y levaduras, y son enzimas que reconocen secuencias

10 Alberto Jiménez S. El ratón como modelo animal en oncología. Pasado, presente y futuro. Boletín oncológico N°23. http://www.boloncol.com

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específicas en el ADN y realizan una reacción de recombinación que tiene como consecuencia la eliminación del ADN comprendido entre ambos sitios. Estos sitios son pequeños, de 34 pares de bases. Existen actualmente, recombinasas modificadas por ingeniería genética que son inducibles y permiten: a) hacer un KO condicional por recombinación homóloga, b) introducir una mutación activante en un proto­oncogén y mantenerla “apagada” por cassette de parada transcripcional (STOP) si no hay activación previa o c) añadir un IRES con un gen reportero para identificar las células que están expresando la forma mutada del proto­oncogén. (Alberto Jiménez S. El ratón como modelo animal en oncología)

Modelos tumores espontáneos (ratones inmunocompetentes)

Los ratones diseñados genéticamente para llevar mutaciones predispuestas sirven como herramientas importantes del inicio y progresión del cáncer después de la exposición a los agentes cancerígenos. El papel del tumor promotor y/o tumores inducidos con características específicas pueden ser estudiados durante el desarrollo del tumor. Ejemplos del uso de estos modelos son:

a) efectos de los estrógenos en el desarrollo de la glándula mamaria y en la carcinogénesis (Pelekanou and Leclercq, 2011), revisión que está centrada sobre el papel de los estrógenos receptores (es decir, ERalfa and ERbeta), en el crecimiento regulado y diferenciación de las células epiteliales mamarias y la coordinación bidireccional entre estromas y células cancerígenas en el mantenimiento del crecimiento del tumor.

b) Cravero et al (2010), en donde se hace una revisión sobre nuevos sistemas de roedores que recapitulan ambas lesiones genética y celular que conducen al desarrollo del cáncer del páncreas (Ding et al., 2010). Curiosamente los ratones con mutación del oncogen K­Ras (G12D), desarrollan espontáneamente tumores en el páncreas y no son de naturaleza metastásica. Sin embargo, mutación simultánea del gen tumor supresor p53 conduce a la generación de metástasis del cáncer pancreático. 11

Modelos de ratones GEM

Modelos GEM se generan a través de la introducción de mutaciones genéticas asociadas asociadas con determinados tumores malignos humanos. Tales genes mutantes pueden ser oncogenes con ganancia de función o alelos supresores. Hasta la fecha los modelos GEM se han desarrollado para muchos tipos de tumores comunes, incluyendo de pulmón, de próstata, de mama, de colon y cánceres de páncreas. 12

11 A. S. Verma, A, Singh. “Animal Biotechnology – Models in Discovery and Translation”. United States. Chapter 5. http://www.sciencedirect.com/

12 A. Gopinathan, D.A. Tuveson. The use of GEM models for experimental cancer therapeutics. Rev. Dis Model Mech. 2008 Sep­Oct. 1(2­3):83­86. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

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Sistemas Cre/Lox ­ Un modelo superior al GEM

Este sistema ha permitido investigaciones para crear una variedad de animales modificados genéticamente en el que el gen de elección puede ser regulado externamente. El sistema Cre/Lox proporciona un método para producir un ratón que ya no tiene un gen diana en un sólo tipo de células. Dado que la mayoría de los cánceres colorrectales humanos exhiben una actividad constitutiva Wnt debido a mutaciones en los genes APC o beta­catenina, estrategias terapéuticas Wnt en las que la expresión y actividad de este gen producto se altera específicamente en las células cancerosas, ha sido sucesivamente demostrado utilizando el sistema Cre/lox (Bordano, 2009). 13

Ratones Inmunodeficientes

Dos importantes variedades consanguíneas de ratones inmunodeficientes se utilizan para estudiar el sistema inmunitario y los trasplantes. Se trata del ratón desnudo y el ratón SCID. Son animales que se emplean como modelos para conocer el desarrollo y la progresión de una enfermedad o para testar nuevos tratamientos antes de dárselos a pacientes humanos, se emplean como modelos experimentales. Los animales con trasplantes de cánceres humanos o de otros tejidos son llamados modelos xenográficos.

El ratón Nude (desnudo): es una variedad consanguínea a la que le falta el timo o tiene esta glándula dañada, lo que se traduce en un sistema inmunitario deficiente. Tiene un número muy reducido de linfocitos T, que son esenciales para la respuesta inmunológica. Estos ratones se llaman «desnudos» porque también les falta el pelaje. Con un sistema inmunitario muy limitado, el ratón desnudo es capaz de recibir numerosos injertos tumorales y tisulares de muchas especies diferentes sin sufrir una reacción de rechazo. A menudo se utilizan para cultivar tejido injertado y se emplean en la investigación para testar nuevos métodos de visualización de imágenes y tratamiento de tumores.

Ratones atímicos desnudos han sido trasplantados con tejido tiroideo normal de seres humanos y ratas, para estudiar el efecto de la TSH y de los anticuerpos tiroideos estimulantes (TSAb). 14

13 C. Carbone, F. Masch. El ratón nude (nu/nu) como modelo animal de inmunodeficiencia. Revista Química viva. No. 1(2006) pp 20 14 B. Hugues Hernandorena, et. al. Animales de laboratorio en laendocrinologíaa. Biomodelos de las enfermedadestiroideass. Instituto Nacional de Endocrinología. Rev. Cubana Endocrinol 2002; 13(3).

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Figura 1. Modelo xenoinjerto y modelo aloinjerto en ratones nude (desnudos) Tomado de: “Animal Biotechnology – Models in Discovery and Translation”

Otros roedores utilizados como modelo experimental

La rata es utilizada como animal de experimentación en la investigación biomédica especialmente en cuatro áreas: inmunogenética de trasplantes, enfermedades cardiovasculares, comportamiento y carcinogénesis. En este último caso existen dos líneas consanguíneas de rat que han sido muy importantes en los estudios genéticos en cáncer mamario. Las líneas WKY (Wistar Kyoto) y COP (Copenhague) son resistentes al desarrollo de neoplasias mamarias luego de la administración experimental del carcinógeno químico DMBA. Contrariamente, la línea WF (Wistar Furth) es susceptible al DMBA y desarrolla carcinoma de mama. 15

Discusión sobre el uso de animales para la experimentación

Estamos de acuerdo con la utilización de los modelos animales en el estudio del cáncer, siempre y cuando las diferentes instituciones que estén dedicadas a esta labor cumplan con las normas en las que se basan los principios éticos en la investigación con animales: las 3 R (reducir, reemplazar y refinar). Los proyectos de investigación que requieren el uso de animales de laboratorio deben ser realizados con el número mínimo necesario de animales que permitan obtener resultados científicamente válidos. El perfeccionamiento del diseño de los experimentos y la selección del modelo más adecuado, contribuyen al cumplimiento de este principio. Los procedimientos in vivo deben ser reemplazados siempre que sea posible por métodos alternativos que no usen animales vivos, como modelos matemáticos, simulación por computador, test serológicos, cultivos celulares y sistemas biológicos in vitro. El refinamiento

15 F.J. Benavides, J.L. Guénet. “Manual de Genética de roedores de laboratorio: Principios básicos y aplicaciones”. Cap. IX Los roedores de laboratorio como modelos de enfermedades humanas.

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involucra fundamentalmente la estandarización según parámetros internacionales: definición genético­sanitaria y la calidad del ambiente donde son criados y mantenidos los animales antes y durante la experimentación. Incluye todos los procedimientos para minimizar y eliminar el dolor, así como todos los métodos de enriquecimiento para asegurar el bienestar del animal. 16

Se reconoce la importancia que esta práctica ha tenido en la historia médica, permitiendo el desarrollo de conocimientos profundos sobre algunas patologías, el ensayo de tratamientos e incluso de posibles curas a ellas. Siempre y cuando los protocolos definidos internacionalmente se lleven a cabo y no exista otra alternativa a la experimentación animal para obtener estos resultados se hace necesario que siga esta práctica.

Conclusiones

Los modelos animales han sido esenciales en la investigación del cáncer, pues hasta ahora no se han encontrado otras formas de realizar los experimentos.

Los roedores de laboratorio son las especies más utilizadas en las investigaciones sobre el cáncer.

Siempre y cuando se cumplan todos los protocolos éticos y biológicos para la experimentación animal es necesario el desarrollo de está práctica en pro de conocer a profundidad las diversas patologías humanas y animales en perspectiva de encontrar el mejor tratamiento o aún mejor su cura.

Bibliografía

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7. E.I. Skidan. S.C.J. Steiniger. In vivo models for cancer stem research. Journal of physiology and pharmacology 2014, 65, 2, pp 163

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