El ratón: el mejor amigo del científico

Hacen una aparición especial en al menos la mitad de los artículos sobre Noticias médicas hoy. Ellos son responsables de muchos de los mayores avances en la medicina, avanzando nuestra comprensión del cáncer de mama, lesiones cerebrales, leucemia infantil, fibrosis quística, malaria, esclerosis múltiple, tuberculosis y muchas otras afecciones.

Sin duda, la contribución de la raza del ratón a la ciencia no puede subestimarse. Pero, ¿qué depara el futuro para este básico peludo del laboratorio?

Algunas fuentes afirman que la investigación científica en animales se ha practicado desde al menos 500 aC. La reina Victoria, monarca del Imperio Británico durante gran parte del siglo XIX, se destaca por ser la primera activista anti-vivisección famosa, y las pinturas de este período demuestran que se está llevando a cabo una investigación científica en perros.

Sin embargo, no fue hasta principios del siglo 20 que la ciencia volvió su atención al ratón humilde.

'El ratón elegante' entra al laboratorio

En 1902, un período de nueva popularidad para el "ratón elegante" - especialmente ratones criados como mascotas, en lugar de flagelo de despensa - el genetista temprano William Ernest Castle introdujo el ratón elegante a su laboratorio en la Universidad de Harvard en Cambridge, MA.

Los genetistas que trabajaron bajo Castle fueron los primeros científicos en darse cuenta de cómo las líneas de ratones endogámicas y genéticamente homogéneas podrían tener un impacto enorme en el estudio de la genética. Comenzaron a criar ratones para este propósito, y muchos de los tipos modernos de ratón utilizados en los laboratorios hoy en día, con nombres como B6, B10, C3H, CBA y BALB / c, se remontan a las líneas creadas por estos científicos.

El equipo de Castle estaba interesado principalmente en usar los ratones para demostrar una base genética para el cáncer, pero un beneficio importante de los ratones genéticamente homogéneos fue que permitieron que grupos independientes de científicos pudieran realizar experimentos con el mismo material genético por primera vez.

Ahora, un equipo de científicos en una parte del mundo podría comparar directamente sus hallazgos con otro equipo, sin que sus resultados se vean confundidos por la variación natural de los animales.

La Asociación de Investigación Biomédica de California afirma que casi todos los avances médicos en los últimos 100 años han sido resultado directo de investigaciones con animales. Sin embargo, durante gran parte del siglo XX, no era el ratón el sujeto animal favorito de la ciencia médica, sino la mosca de la fruta, y luego, en la década de 1970, la lombriz intestinal.

El alejamiento de estas especies hacia la experimentación científica en ratones fue impulsado por el deseo de los humanos de comprendernos mejor a nosotros mismos. En la ascendencia genética común que vincula toda la vida animal en nuestro planeta, las moscas de la fruta y los gusanos redondos divergieron de la línea que conduce a los mamíferos hace alrededor de 570 millones de años.

La divergencia en la línea de mamíferos entre ratones y personas, sin embargo, fue comparativamente reciente hace solo 60-100 millones de años.

Por qué los ratones?

Ratones y humanos comparten aproximadamente el 97.5% de su ADN funcional. El ratón fue el primer mamífero no humano en tener su genoma secuenciado, que reveló que solo hay 21 genes en el ADN humano que no tienen una contraparte directa en el ADN del ratón, y solo 14 genes únicos para los ratones que no se encuentran en los humanos .

La investigación a principios de la década de 1990 incluso sugirió que una réplica aproximada del genoma humano podría construirse dividiendo el genoma del ratón en 130-170 piezas y volviéndolas a ensamblar en un orden diferente.

Un artículo de 2013 en La conversación sobre el papel del ratón en la ciencia del siglo XXI definió tres propósitos principales:

• Para ayudar a la comprensión de las partes funcionales del genoma
• Actuar como modelos para el estudio de las enfermedades humanas
• Para ayudar al desarrollo de terapias genómicas para la enfermedad humana.

Los autores de ese artículo dicen que la principal ventaja del ratón como sujeto es que, mientras que la salud humana está determinada por una combinación de nuestros genes y el medio ambiente circundante, donde incluso gemelos idénticos desarrollarán diferentes historias médicas a lo largo de su vida, las alteraciones genéticas pueden se definirá con mucha más precisión en ratones de laboratorio.

Los ratones de laboratorio también viven solo durante 2 o 3 años, lo que brinda a los investigadores la oportunidad de estudiar los efectos de los tratamientos o la manipulación genética a lo largo de toda una vida o incluso durante varias generaciones, lo que no es factible en sujetos humanos.

¿Cómo se pueden mejorar los ensayos con ratones para salvar vidas humanas?

Recientemente, los ratones han estado en los titulares ya que su valor en los ensayos médicos es debatido recientemente.

Noticias médicas hoy informó sobre un estudio que aplicó métodos de laboratorio del siglo 21 a un infame ensayo clínico de fase 2 en 1993, donde cinco sujetos humanos murieron como resultado de tomar la droga fialuridina.

La fialuridina había pasado previamente pruebas de toxicología preclínica en ratones, ratas, perros y primates, donde no se informaron efectos tóxicos en el hígado, y se había aprobado su uso en humanos. Desconocido para los científicos, entonces, el mecanismo de un transportador de nucleósidos funciona de manera diferente en los humanos que en otros animales. En consecuencia, cinco personas en el ensayo clínico murieron por insuficiencia hepática, y otras dos sobrevivieron, pero requirieron trasplantes de hígado de emergencia.

Los investigadores detrás del nuevo estudio querían ver si los "ratones quiméricos" podrían haber detectado la hepatotoxicidad de la fialuridina, si se hubieran utilizado en las pruebas de toxicología originales para la droga. Los ratones quiméricos son ratones que tienen algunas células humanas. En este caso, los ratones tenían el 90% de sus células hepáticas reemplazadas con células hepáticas humanas.

Los investigadores encontraron que los ratones quiméricos mostraban los mismos síntomas que los participantes humanos en el ensayo de 1993. Si estos ratones se hubieran utilizado en la prueba preclínica de fialuridina, entonces se habrían evitado las muertes humanas del ensayo clínico.

Hablando a Noticias médicas hoyEl autor del estudio, el Dr. Gary Peltz, instó a la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) a incorporar mejor este tipo de avances en la evaluación de medicamentos para mejorar la seguridad.

"Este documento representa un punto de inflexión para el campo del ratón quimérico", nos dijo. "Proporciona la primera demostración clara de que los estudios realizados en ratones quiméricos podrían mejorar la seguridad de los medicamentos, lo que en este caso habría evitado una tragedia causada por una toxicidad de un medicamento específico para humanos".

Las formas de enfermedades humanas también pueden insertarse en el genoma del ratón para replicar aspectos específicos del Alzheimer, la obesidad, la diabetes, los defectos sanguíneos, los problemas inmunológicos, la enfermedad renal, los cánceres, los trastornos neurológicos y muchas otras afecciones. Organizaciones como la Australian Phenomics Network están acumulando una colección de ratones que representan todo el espectro de variaciones genéticas que causan enfermedades en los humanos.

Además, un gran proyecto internacional coordinado está actualmente intentando alterar cada gen del genoma del ratón, para documentar los efectos de cada interrupción y evaluar sus consecuencias para los humanos.

El Dr. Michael Dobbie, de Australian Phenomics Network, explica los beneficios de este proyecto:

"Esta nueva era de medicina personalizada, que ofrece diagnósticos precisos e intervenciones terapéuticas, solo puede convertirse en realidad si tenemos a mano sistemas modelo de alta resolución, como ratones, que han sido alterados para imitar con precisión la condición de la enfermedad de manera individual. El tentador sueño de un "avatar" médicamente relevante está ahora al alcance y la poderosa caja de herramientas genéticas que ofrece el ratón es el camino más directo hacia ese objetivo ".

Aunque los grandes proyectos de investigación como este apuntan a un largo futuro para el ratón en la investigación médica, otros nuevos estudios han encontrado falibilidades en el modelo de ratón.

Quizás lo más sorprendente es la reciente revelación de que los resultados de los ensayos con ratones pueden confundirse por el sexo de los investigadores. Un estudio realizado por investigadores de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, afirmó confirmar lo que algunas pruebas anecdóticas habían sugerido: que los ratones de laboratorio y las ratas se estresan en presencia de hombres, pero no de mujeres, lo que podría distorsionar los hallazgos.

Recientemente se inició otro argumento sobre los juicios de género y de ratón, esta vez sobre la preferencia de la ciencia por utilizar ratones predominantemente machos en experimentos de laboratorio. Tradicionalmente, se ha percibido que el ciclo estral de ratones hembra confunde los resultados de la investigación de una manera que es difícil de controlar, por lo que se utilizan cinco veces más ratones machos en experimentos que ratones hembras.

Sin embargo, esta suposición ahora ha sido desafiada con éxito por científicos y grupos feministas, que señalan que las mujeres, en lugar de ser simplemente una variación de un tema de los hombres, pueden metabolizar los fármacos a ritmos diferentes a los pacientes masculinos, lo que puede causar respuestas de drogas muy diferentes. no puede predecirse si las pruebas preclínicas se limitan a ratones machos.

Este mes, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) anunciaron que este sesgo de género en los ensayos con ratones debe finalizar y que las nuevas políticas que rigen la selección de género de los animales en la investigación se darán a conocer en octubre.

¿Las pruebas con animales pronto se convertirán en una cosa del pasado?

Los informes de fallas en el modelo de ratón se suman a las críticas de algunos científicos y grupos de derechos de los animales de que las pruebas en animales, además de presentar problemas éticos sobre el tratamiento de los animales, son una ciencia poco confiable.

El año pasado, Ciencia popular publicó un artículo que afirma que el 90% de los medicamentos que pasan las pruebas en animales fallan posteriormente en ensayos en humanos (recurso que ya no está disponible en www.popsci.com) como resultado directo de las diferencias genéticas entre especies. El artículo también citó una tendencia emergente en el uso de células humanas como parte de las pruebas de toxicología, en lugar de sujetos animales, como una señal de que los estudios específicos en humanos pronto podrían reemplazar a los modelos animales.

"Hay muchas razones por las que la afirmación simplista de que el 90% de los medicamentos que pasan los ensayos con animales fallan en ensayos en humanos no soporta el escrutinio", dijo la Prof. Ruth Arkell de la Universidad Nacional de Australia, que ha escrito extensamente sobre ensayos con ratones. nos. "Una nueva apreciación emergente es que nuestro limitado conocimiento de la enfermedad humana ha hecho que los pacientes se agrupen para realizar ensayos clínicos de maneras inapropiadas".

El profesor Arkell explica que en las pruebas de cáncer, por ejemplo, los cánceres que ahora se sabe que son de diferentes clases se agruparon, lo que significa que los ratones modificados responderían positivamente a los tratamientos farmacológicos que apuntan a ciertos mecanismos que los científicos estaban viendo, pero estos medicamentos no lo harían. ser beneficioso en sujetos humanos. El problema es uno de clasificación errónea científica en lugar de un problema con el modelo de ratón, per se.

En 2012, el NIH anunció que eliminarían gradualmente los experimentos con los chimpancés. Estados Unidos es uno de los dos únicos países del mundo (el otro es Gabón) que todavía experimenta con los chimpancés, un animal con el que los humanos comparten menos del 99% de nuestro ADN. Esto ha llevado a la esperanza de un movimiento más general de los experimentos con animales a medida que surgen nuevas innovaciones tecnológicas que pretenden permitir una mayor precisión clínica, sin ningún dilema ético adjunto.

Las alternativas propuestas a las pruebas con animales han generado una intensa especulación recientemente.Estos incluyen el potencial para realizar pruebas en órganos humanos cultivados en un laboratorio a partir de células madre, como la piel artificial presentada el mes pasado por un equipo del King's College London en el Reino Unido.

"El uso de animales para las pruebas es muy costoso y en muchos casos no brinda resultados relevantes que puedan extrapolarse de forma segura a los humanos", dijo el Dr. Dusko Ilic, quien codirigió el proyecto de la piel artificial. Noticias médicas hoy.

"Nuestro modelo se puede generar a partir de células madre pluripotentes inducidas en un número ilimitado y todas las unidades son genéticamente idénticas, lo que puede hacer la comparación más fácil y menos propensa a errores", explica el Dr. Ilic, agregando que las células madre pueden ser generadas por individuos con piel enfermedad, que permite probar nuevos medicamentos en células específicas de la enfermedad en la epidermis resultante.

Otro desarrollo muy publicitado viene en la forma de los "biochips" iniciados por el Instituto Wyss de Harvard para Ingeniería Biológica Inspirada. Estos dispositivos imitan las funciones de los órganos humanos, como los pulmones, el corazón, los riñones y el intestino. Cada "chip" es una combinación de células humanas vivas y tecnología de microfluidos.

La compañía farmacéutica AstraZeneca se asoció con Wyss para utilizar los chips en pruebas de medicamentos, y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de la Agencia de Defensa de los Estados Unidos (NIH) y la FDA han invertido $ 150 millones para acelerar el desarrollo de los chips.

Noticias médicas hoy habló con Michael Renard de Organovo Inc., una empresa pionera en el uso de la "bioimpresión". Organovo desarrolla una gama de modelos de enfermedades de tejidos humanos para pruebas de drogas e investigación médica.

Se dice que sus tiras de tejido hepático bioimpreso, diseñado para replicar la arquitectura celular del tejido natural, retienen funciones parecidas a órganos durante hasta 40 días, un avance que algunos han descrito como un hito en las pruebas de toxicología.

Aunque Renard enfatizó que la intención de la bioimpresión de Organovo no es reemplazar las pruebas en animales, dijo lo siguiente sobre los beneficios de la investigación del tejido específico humano ofrecido por la compañía:

"Los modelos funcionales de tejido humano tienen la promesa de agregar información humana específica sobre un fármaco candidato, generando datos de un microambiente controlado por todo el ser humano a un nivel de complejidad que imita la composición y el comportamiento del tejido humano in vivo".

La intención de cualquier nuevo modelo que se introduzca en el proceso de descubrimiento de fármacos es mejorar el valor predictivo y la ciencia traslacional entre lo que se observa en el laboratorio y lo que se observa en los ensayos en humanos y el tratamiento humano ".

Queda por ver si estas nuevas tecnologías disminuirán la necesidad de la ciencia de modelos animales. La prueba de drogas en ratones y otros animales permite a los científicos observar cómo interactúa un fármaco con un sistema circulatorio completo, incluido el efecto que puede tener en diferentes órganos a medida que se bombea alrededor de un cuerpo vivo, una ventaja de que estos sistemas modulares no pueden competir con.

Ciertamente, con nuevas líneas de ratones de laboratorio que se producen a un ritmo cada vez mayor, parece que, para bien o para mal, es probable que el ratón siga siendo un accesorio de los laboratorios durante algún tiempo.

Todo lo que necesitas saber sobre los frijoles negros

Tabla de contenido Beneficios Nutrición Riesgos de la dieta Los frijoles negros se clasifican como legumbres. También conocidos como frijoles de tortuga por su aspecto duro y similar a la concha, los frijoles negros son, de hecho, las semillas comestibles de la planta. Al igual que otras legumbres, como los cacahuetes, los guisantes y las lentejas, los frijoles negros son muy apreciados por su alto contenido de proteínas y fibra.

(Health)

El extracto de caña de azúcar puede aliviar el insomnio inducido por el estrés

El octacosanol se encuentra comúnmente en la caña de azúcar, el aceite de germen de trigo, el aceite de salvado de arroz y la cera de abeja. Una nueva investigación sugiere que el compuesto puede ayudar a aliviar el insomnio cuando la causa del insomnio es el estrés. Un compuesto natural comúnmente extraído de la caña de azúcar (que se muestra aquí) puede hacer maravillas para nuestro sueño. Un nuevo estudio, publicado en la revista Scientific Reports, examina el efecto del octacosanol en ratones estresados ??privados de sueño.

(Health)