Transcript Animales de laboratorio como plataforma de generación de conocimiento. Dr. Martín Breijo Unidad de Reactivos y Biomodelos de Experimentación.

Animales de laboratorio como plataforma
de generación de conocimiento.
Dr. Martín Breijo
Unidad de Reactivos y Biomodelos de
Experimentación.
En los avances de las ciencias de
la vida, siempre estuvo presente
la investigación con seres vivos.
Premio Novel de Medicina 2011
Cómo se activa el sistema inmunitario innato y el papel de las células
dendríticas en el adaptativo (Bruce A. Beutler; Jules A. Hoffman;
Ralph M. Steinman)
J. Hoffman (1995), descubrió a partir de Drosophilas con mutaciones,
receptores que estaban asociados a resistencia de bacterias (TLRs).
Beutler y col (1998), descubrieron que ratas resistentes a LPS tenían una
mutación en un gen que era muy similar al gen Toll de la mosca de la fruta..
R. Steinman (1973), descubrió un nuevo tipo de célula que llamó
dendrítica. Él especuló que podía ser importante la activación de las
células T del sistema inmune adaptativo
Premio Nobel de Medicina 2010.
Robert Edwards por sus estudios y avances en la fecundación in
vitro.
Premio Novel de Medicina 2007
CAPECCHI, SMITHIES Y EVANS
“El Nobel premia a tres científicos
pioneros en la manipulación genética de
ratones”
“Una técnica "de inmensa importancia" que ha
permitido a la ciencia determinar por qué ciertas
enfermedades afectan al ser humano a nivel celular y a
aumentar el conocimiento sobre "numerosos genes en
estado
embrionario,
la
fisiología
adulta,
el
envejecimiento y la enfermedad".
Premio Novel de Medicina 2006
- Andrew Z. Fire, Craig C. Mello
El premio ha recaído conjuntamente en Andrew Z.
FIRE y Craig C. MELLO por el descubrimiento de la
denominada interferencia de ARN, un mecanismo de
silenciamiento génico mediante ARNs de doble cadena
Un animal de experimentación es:
Un instrumento de medición, que nos permite obtener
información válida a partir de trabajos experimentales.
Una fuente de materiales de origen animal (células,
factores solubles), que luego son usados con fines
informativos, diagnósticos y terapéuticos.
El uso de animales de experimentación implica 2
tipos de desafíos y/o dilemas.
PRÁCTICOS
Que reactivo utilizar?
Como producirlo?
Como manipularlo?
ESENCIALES
¿Qué problemas
éticos genera
experimentar con
animales?
Aspectos Prácticos
Queremos
entender la
realidad y a veces
modificarla.
Necesitamos modelos donde
la variable sea nuestra
pregunta
Modelos con
Invertebrados
Vertebrados
Clasificación de vertebrados utilizados en Investigación:
Animal de Laboratorio: son aquellas especies de vertebrados
domésticos tradiconalmente usado como animal de experimentación, capaz
de dar una respuesta confiable y reproducible. Se tiende a que su
homogeneidad somática, genética y sanitaria este controlada.
Animal No Tradicional: son aquellas especies de vertebrados no
domésticos que poco usados como modelos en investigación. Los criterios
de manejo, alojamiento, métodos paliativos del dolor, punto final, técnicas
de eutanasia, etc están de refinamiento.
Animal de Interés Productivo: son aquellas especies de vertebrados
domésticos de interés productivo utilizados para investigación. Se tiende a
que su homogeneidad somática, genética y sanitaria este controlada
Aspectos Prácticos
Animal de Experimentación = Reactivo Biológico.
• Uniformidad
• Característica definida
• Reproducible
• Buena dosis respuesta
• Base para extrapolar al hombre u otros animales
• Estandarizado internacionalmente
Necesitamos utilizar un producto
de propiedades conocidas y
mantenerlo de la misma manera.
Al igual que los reactivos químicos, los
proveedores comerciales ofrecen un mismo
producto con varias calidades.
Es importante que cuando seleccionemos un
reactivo, su calidad esté en concordancia con el
uso que se le va a dar.
Bioterio convencional
con bajos niveles de control
Zucker Diabetic Fatty
Common Name Nomenclature Species (ZDF) Ratfa
ZDF-Lepr /Crl
129P2.B6J129 D931A*
Pik3cbtm3Bvan/ Mouse
Diabetes Research Models
Crl
Common Name Nomenclature
Species
129P2.B6J129 flox*
Pik3cbtm1.1Bvan Mouse
C57BL/KsJdb/db/Crl
GLUT 4*
Mouse
Tg(SLC2a4)1Jd
AKR*
AKR/NCrl
Mouse
m
B6J.129P2Goto-Kakizaki
GK/TohiCskCrlj
B6 D910A*
Pik3cdtm2Bvan/ Mouse
Rat
$
(GK)
Crl
Crl
FVB/N-Tg(Mic2RESEARCH
APPLICATION
GSK3B*
Mouse
B6J.129P2tTA-GSK3)
Type 2 diabetes*, hyperlipidemia, glucose
B6 D931A*
Pik3cbtm3Bvan/ Mouse
Spontaneously
intolerance, obesity, hyperinsulinemia
Crl
Hypertensive*Note:SHHF/MccGmi
We recommendRat
male obese ZDF
cp/Crl
B6J.129P2Heart Failurerats be
Crl-Lepr
fed Purina #5008 diet to induce
$
*
tm2Bvan
(SHHF)
B6 D933A
Pik3ca
/ Mouse
programmed and consistent development
of Type
2 diabetes. Female obese ZDF
Crl
FVB/N-Tg(Ins2Rip-HAT*
Mouse
rats IAPP)RHF
express aSoel
reproducible Type 2
B6J.129P2diabetes
phenotype when fed D12468
CD:SD-Tg(ins2B6 flox*
Pik3cbtm1.1Bvan Mouse
RIP-HAT* from Research Diets, Inc
Rat
IAPP)Soel
/Crl
ZSF1B6J.129P2ZSF1$
Rat
faLeprcp/Crl
Lepr
*
tm3Bvan
B6 lacZ
Pik3ca
/ Mouse
Zucker Diabetic
Crl
ZDF-Leprfa/Crl
Rat
$€
Oncology Research Models
Líneas Clasicas
Fatty (ZDF)
¿Que factores que afectan la calidad de un
animal de experimentación?.
• Genéticos.
• Nutricionales.
• Microbiológicos.
• Ambientales (físicos, químicos)
La necesidad de utilizar un animal de calidad
definida, implica mantenerlos en ambientes
controlados
EJEMPLOS DE PÉRDIDAS DE CONTROL EN
SISTEMAS DE EXPERIMENTACIÓN ANIMAL
CASO 1.
La producción de híbridos B6D2F1, se basa en la
cruza de dos líneas consanguíneas.
X
DBA/2
C57BL/6
Microsatélites Secuencias simples de ADN, con
motivos repetidos, de entre 1 y 6 nucleótidos.
En ratón, el 50% de microsatélites muestra
polimorfismo
entre
las
distintas
líneas
consanguíneas, muchas de las cuales pueden
detectarse por PCR.
Monitoreo genético de C57BL/6
PRIMER
Tamaño
(pb)
C57BL/6
Tamaño
(pb)
BALB/c
Tamaño
(pb)
DBA/2
1 - D1Mit14
180
198
202
2D11Mit38
76
112
3D15Mit214
126
134
4–
D7Mit301
115
131
5 – D11Mit4
250
300
Resultados:
Las líneas consanguíneas C57BL/6 y
DBA, de origen no estaban
contaminadas genéticamente.
Es probable que un error de manejo,
llevo a que un hibrido hembra, se mezclo
con los harenes reproductores.
CASO 2.
Ratones C57BL con:
• Camadas con menor desarrollo al esperado
• Pérdida de peso
• Sintomatología nerviosa.
• Prolapsos rectales
• Vaginitis
• Muy bajo consumo de ración
Resultado:
Ración autoclavada no palatable.
CASO 3
The Journal of Immunology, Vol 147, Issue 10 3632-3637, Copyright ©
1991 by American Association of Immunologists
Specific pathogen-free BALB/cAn mice are refractory to plasmacytoma induction by
pristane
LG Byrd, AH McDonald, LG Gold and M Potter
Laboratory of Genetics, National Cancer Institute, National Institutes of Health, Bethesda, MD
20892.
Forty to sixty percent of conventionally (CON) raised BALB/cAnPt (BALB/c) mice develop
plasmacytomas (PCT) when injected with three 0.5 ml i.p. injections of pristane. When CONBALB/c mice were converted to specific pathogen free (SPF) status by foster nursing caesarean
delivered term mice on C3H/HeN SPF mothers and maintained under strict SPF conditions,
less than 5% of the mice developed pristane-induced PCT. FACS analysis of the cellular
composition of oil granulomatous tissue revealed a dramatic influx of CD4+ cells in CON mice that
was significantly reduced in SPF mice. Moreover, while both CON and SPF mice had similar
patterns of gut flora colonization, only CON-BALB/c mice had occasional circulating antibodies
to mouse hepatitis virus and Sendai viruses. Maintenance in strict SPF conditions, therefore, results
in a prolonged state of relative Ag deprivation and a failure to continuously activate new T and B cell
populations. The results suggest that PCT formation depends on exogenous antigenic stimulation
and that the presence of minimal gut flora is insufficient to render these mice susceptible to PCT
induction.
Ej: Lewis y micoplasma
CASO 4.
Resultado:
Cambio de respuesta se asoció a ruidos por reformas.
ASPECTOS PRACTICOS
Para producir y/o experimentar correctamente debo
contar:
• Buena infraestructura edilicia
• Buena infraestructura en equipamiento
• Buena calidad de insumos
• Personal de bioterios y usuarios entrenados.
PARA TENER ÉXITO EN EL OBJETIVO ES
NECESARIO:
• Trabajo en equipo
• Mucha comunicación entre usuarios y bioterios.
• Planificación correcta de actividades
ASPECTOS ESENCIALES
• El uso de animales con fines científicos no es
por sí deseable.
• Siempre que sea posible deben utilizarse
otros métodos.
• En el estado actual de los conocimientos
parece inevitable recurrir al uso de animales.
• Valorar y respetar al animal de
experimentación es responsabilidad de
usuarios e investigadores.
Principios Generales (Russell y Burch, 1959)
Reemplazo
Reducción
Refinamiento
Evolución de la ciencia y la tecnología
Evolución de la ciencia y la tecnología
Reemplazo
Bajo valor
económico y
afectivo
Reducción
Refinamiento
Los trabajos experimentales con animales pueden
generar grandes avances; pero también daños que
pueden ir de leves a graves.
Cuando hablamos de planificar un experimento
debemos pensar en:
• Animales (macro y microclima, procedimientos etc)
• Operarios (Seguridad laboral, insumos de trabajo)
• Usuarios (Seguridad laboral, insumos).
• Comunidad (Residuos biológicos, etc.).
¿qué sucede si el investigador o los operarios del
bioterio no cuentan con los implementos para
trabajar en forma segura?
DEBEMOS ANALIZAR COSTOS
EXPERIMENTALES Y ANALIZAR LOS
PROTOCOLOS.
EN EXPERIMENTACIÓN ANIMAL
NO HAY ETICA SIN RECURSOS
Muchas gracias.
Unidad de Reactivos y Biomodelos de Experimentación.
Facultad de Medicina.
Especies
BOVINOS
OVINOS
EQUINOS
COBAYOS
CONEJOS
CABRAS
RATAS
RATONES
GATOS
PECES
RANAS
CERDOS
MOSCAS
• Sede Central
• Hospital de Clínicas
• Instituto de Higiene