Cada vez que observamos a una de estas criaturas escapándose de un gato con sus cuatro minúsculas patitas, u olisqueando un pedazo de queso con gran pasión, a primera vista quizás nos parezca que tenemos muy poco o nada en común con un animal tan inferior en la escala evolutiva.
Sin embargo, la secuenciación del genoma del ratón ha dejado muy claro que, al menos a un nivel puramente genético, los ratones y los hombres somos prácticamente hermanos gemelos.
Siempre vimos que los experimentos se suelen hacer con ratones (blancos y de ojos rojos), pero… ¿Por qué utilizar ratones para experimentación?
El ratón, al menos desde un punto de vista científico, se ha convertido sin lugar a dudas en el mejor amigo del hombre. Los científicos cuentan con un mapa prácticamente completo del genoma de este roedor, una herramienta enormemente valiosa para estudiar el origen genético de muchas enfermedades, y probar la eficacia de nuevos tratamientos contra los grandes males que afligen a la Humanidad, como el cáncer, los trastornos cardiovasculares, el sida y el Alzheimer.
Como dato deciros que, aproximadamente, el 60% de los experimentos se realizan con ratones y un 30% con ratas. Los conejos, y roedores como los hámsteres o los cobayas representan otro 7%, mientras que el resto de animales empleados son vertebrados de todo tipo como los perros, gatos, caballos, vacas, cabras, ovejas, peces, anfibios, etc. También se emplean invertebrados como gusanos o moscas, pero los únicos invertebrados que son reconocidos en las normas de bioéticas son los cefalópodos. Los primates no humanos se emplean cada vez menos, y los requisitos que se exigen para su uso son extremadamente estrictos.
¿Qué son los animales de laboratorio?
Son biomodelos experimentales que tienen la cualidad para dar respuesta al cuestionamiento de cómo estudiar las enfermedades que afectan al hombre y en este post me voy a centrar en la importancia que tienen los ratones y las ratas, pues están entre los que responden más uniformemente a esos requerimientos.
El ratón de laboratorio es un roedor, usualmente de la especie Mus musculus, que se utiliza para la investigación científica. Su cariotipo está compuesto por 20 pares de cromosomas, a diferencia del cariotipo en humanos que es de 23 pares; y suelen ser albinos, aunque los hay de todos los colores, marrones, negros y de rayas blancas y negras.
Hay miles de líneas y sublíneas de ratones, que replican las enfermedades del ser humano. Hoy existen ratas y ratones para muchas de las enfermedades que padecemos: hay ratas obesas e hipertensas, ratones diabéticos, asmáticos, inmunodeficientes…; unos por mutaciones espontáneas y otros inducidos por el hombre.
Las características que han hecho del ratón de laboratorio el modelo biológico y biomédico más utilizado en las investigaciones científicas son:
- Su fácil manejo y economía.
- Su tamaño apropiado para la crianza y manipulación.
- No requieren demasiados cuidados.
- Tienen un sistema inmune similar al de los seres humanos.
- Tienen un alto número de crías.
- Poseen un breve período de gestación(19-21 días).
- Las hembras producen un gran número de óvulos, los cuales al ser fecundados son muy resistentes.
- Al ser mamíferos euterios , poseen un genoma muy similar al de los seres humanos
Para cada experimento se escogen ratones de laboratorio que pertenezcan a una misma cepa pura o endogámica. Los individuos de una misma cepa llevan los mismos genes, por lo cual se facilita la comparación de los efectos de los diferentes tratamientos experimentales (fármacos, entorno físico, etc.), sin que se produzca confusión debido a las diferencias genéticas. La cepa más utilizada ha sido la BALB/c (ratón albino), aunque existen otras disponibles (ej.C57BL/6), usadas para ser manipuladas genéticamente en el estudio de las enfermedades humanas. Esta cepa fue la que se utilizó para el proyecto genoma del ratón que terminó en el 2002.
Actualmente se utilizan ratones que se han manipulado genéticamente. Los modelos de ratón transgénico y knock-out son particularmente útiles para estudiar problemas biológicos complejos, ya que se puede analizar la acción de un gen o una proteína en particular.
El laboratorio de ratones Mary Lyon Centre (MLC), en Inglaterra, ha creado ratoncitos para desarrollar esclerosis lateral amiotrófica, conocida como ELA. ¿Y por qué estudiar ELA con ratones?, pues estos investigadores explican que con ellos se puede manipular su genoma para crear mutaciones, quitar genes y poner mutaciones de vuelta. Sin entrar en más detalles, todo esto les permite explicar por qué se desarrolla el ELA y por qué una mutación que se produce en un gen particular puede dar lugar a una enfermedad como esta. Como conclusión, y ya no me meto más en el lío, actualmente no hay modelos en ratones para el gen que hoy por hoy estos científicos estudian en concreto.
A continuación os dejo un vídeo muy interesante acerca del laboratorio Mary Lyon Centre (MLC) donde se muestra qué hacen con estos animalitos:
¿Cuál es el origen que comparten las especies “Mus musculus” y “Homo Sapiens”?
De la misma forma que el castellano y el italiano comparten un origen común, el latín, el genoma del ratón y del humano también tienen puntos coincidentes. Saber en qué puntos coinciden o difieren los genes de uno y de otro y su funcionamiento es vital para múltiples investigaciones sobre la biología humana, enfermedades y fármacos. Y eso es precisamente lo que ha logrado un consorcio internacional, con participación española, y que ahora publican simultáneamente varias revistas científicas como Science, Nature, o Genome Research.
Cuando los dinosaurios estaban a punto de extinguirse, a finales del periodo cretácico, los ratones y los humanos eran la misma cosa, un mamífero primitivo bastante parecido a un roedor actual.
Los dos linajes se separaron hace 60 millones de años, y mientras uno sufría pocas modificaciones y daba lugar a los actuales ratones, el otro dio origen a los primates, a los homínidos y finalmente a nuestra especie. Es por ello que la evolución del genoma de los mamíferos es relativamente conservadora.
El genoma del ratón, la clave de la investigación biomédica
Pues bien, hay que comprender que, los genes, las unidades de la herencia biológica, están repartidos entre los cromosomas, hilos de ADN comprimido con forma de escalera retorcida que se encuentran en el núcleo de las células. Cada uno de los peldaños de esas ‘escaleras’ está compuesto por la combinación de dos de cuatro tipos de bases de nucleótidos, conocidos como A, C, G y T. Esas bases o ‘letras químicas’ son el alfabeto genético: codifican los genes.
El genoma del ratón está compuesto por unos 2.500 millones de peldaños de pares de ‘letras químicas’, mientras que el genoma de los humanos posee 2.900 millones; y contiene unos 30.000 genes, prácticamente los mismos que tiene el ser humano.
Sí, como ustedes leen. A pesar de que han pasado millones de años desde que roedores y humanos divergieron en el proceso de la evolución, la realidad es que no sólo tenemos el mismo número de genes que estos animalitos, sino que un 99 % de nuestro ADN es idéntico.
Hasta tal punto nos parecemos, que incluso se ha descubierto que el organismo humano posee el gen que regula el crecimiento de la cola de los ratones.
La secuenciación de más del 95% del genoma del pequeño mamífero «está transformando ya nuestra habilidad para traducir el ‘libro de la vida’ humano», indica el Instituto Sanger, dependiente de la entidad benéfica británica Wellcome Trust y uno de los socios de referencia del Consorcio para la Secuenciación del Genoma del Ratón. Los resultados de este proyecto se publicaban en la revista ‘Nature’ en diciembre de 2002 y demuestran, según los expertos británicos, que «podría decirse que somos esencialmente ratones sin cola, aunque conservamos los genes que podrían hacer que desarrolláramos la cola».
¿Cómo de diferentes somos? La respuesta es un 1%. Las diferencias aparentes entre el hombre y el ratón son mínimas desde el punto de vista genético: se reducen al 1%. Sólo 300 genes humanos no están presentes en el roedor; sólo 300 genes del ratón no aparecen en nuestro genoma. El pequeño mamífero cuenta, en especial, con muchos más genes involucrados en el sentido del olfato y en el apareamiento. Estudios indican que los roedores, al parecer, tienen muchos más genes relacionados con el olfato, ya que este sentido desempeña un papel crucial en los juegos de seducción que realizan machos y hembras antes de aparearse.
El ‘libro de la vida’ del roedor llega acompañado de 1.200 nuevos genes humanos, la mayoría de ellos implicados en el desarrollo de cánceres y otras enfermedades, que se han identificado gracias a la comparación de ambos genomas.
Esta extraordinaria similitud genética entre Mus Musculus y Homo sapiens es una excelente noticia desde un punto de vista biomédico, ya que confirma la enorme utilidad del ratón como modelo animal para estudiar las causas genéticas de muchos trastornos, así como para comprobar la eficacia de nuevas terapias experimentales.
Creo que ya he comentado mucho acerca de estos animalitos de laboratorio, pero he de deciros que estéis tranquilos y tengáis paciencia, porque aún no he entrado en lo que de verdad se centra este post. Lo realmente interesante viene a continuación.
Imagino que os preguntaréis la razón del título de este post “Mus Sapiens”. Pues bien, ahora lo vais a entender.
Los estudios que voy a comentar a continuación han sido encontrados en un artículo publicado en la base de datos bibliográfica Pubmed.
Resulta que un equipo de investigadores de la Universidad de Rochester en Nueva York (EEUU) inyectaron células humanas (células gliales) en el cerebro de crías de ratones y vieron que esto provocaba una mejora importante tanto en la memoria como en la cognición del roedor. Se puede decir que los roedores crecieron con un cerebro que era parte humano.
El experimento, publicado en The Journal of Neuroscience , comenzó aislando células gliales inmaduras de origen humano. Estas son una de las principales responsables de la formación del sistema nervioso junto a las neuronas.
Luego, estas células cerebrales humanas maduras, se inyectaron en el cerebro de ratones recién nacidos- a pesar de que parezca sacado de una película de ficción o incluso de terror– no se trata de células involucradas en el pensamiento, ya que no son neuronas, sino astrocitos, células del cerebro encargadas de la retención de la memoria entre otras cosas (ayudan a fortalecer las conexiones entre neuronas) y que se originan en las primeras etapas del desarrollo del sistema nervioso central.
Los científicos, tras doce meses, descubrieron que las células gliales humanas se habían multiplicado de tal forma que habían desplazado en gran medida y por completo los astrocitos “originales” de los ratones. Según constatan los expertos, este crecimiento se paró cuando las células se “toparon” con los confines físicos del cerebro, es decir, que dejaron de reproducirse por una cuestión de espacio.
Debido a que las células humanas son mucho más eficientes en la coordinación de señales y crean hasta 100 veces más conexiones, las pruebas posteriores determinaron que los roedores tenían una capacidad de memoria muy superior a los ratones normales y que habían mejorado su cognición de forma evidente: eran cuatro veces más listos. Dichas pruebas se basaron en medir la capacidad de recuerdo de un sonido asociado a una suave descarga eléctrica de dos grupos de roedores, uno de control y otro con las células gliales implantadas. Los ratones con el implante se quedaron paralizados cuatro veces más que los otros ratones al oír el sonido. Además, bajo el microscopio, estos astrocitos humanos efectuaron señales de calcio al menos tres veces más rápido que los astrocitos del propio animal. Los roedores «tuneados» memorizaron a la perfección objetos nuevos, y aprendieron a relacionar ciertos sonidos o situaciones con una desagradable descarga en las patas.
Asimismo, exhibieron una fantástica habilidad práctica en la navegación por laberintos, capacidades todas ellas que revelaban una agudeza mental muy superior a la de los ratones normales.
¡Este animalito se merece un monumento!
Por todo ello, cuando toméis una medicina a una dosis determinada agradeced a los animales que han permitido que dicho compuesto esté a nuestra disposición.
Cabe hacernos una pregunta: ¿Son imprescindibles los animales de experimentación?
En los últimos tiempos, se ha comenzado a plantear si los humanos tenemos derecho a utilizar animales en los laboratorios. Y gracias a este debate se ha reducido la experimentación sobre primates. El problema ético, más allá de los grandes monos, radica en que muchas veces se valora a los animales, y su sufrimiento, por su parecido con nosotros o incluso por el cariño que nos despiertan. A nadie le importa matar una mosca y algunos sufren pensando en acabar con la vida de un ratón… pero a la mayoría se le parte literalmente el corazón si se plantean hacerlo con un conejo.
Sé que esta respuesta puede resultar polémica o insatisfactoria para personas que no aceptan el uso de animales en alimentación o en ninguna clase de experimentación. Yo no estoy de acuerdo con el uso de animales en pruebas superfluas, como pueden ser muchas de los que se realizan en la industria cosmética pero hoy por hoy el uso de los animales de experimentación es imprescindible para el desarrollo de las ciencias biomédicas. Y esto es así porque la sociedad requiere respuestas a problemas sanitarios, de ciencia básica, de control alimentario, de control de la toxicidad ambiental o necesidades en docencia, que serían imposibles de contestar si no contásemos con los animales de experimentación.
Mucha gente no puede ni verlo siente aversión, pero el humilde ratón de laboratorio, ese roedor blanco que ha sido definido como el mejor amigo del científico, está llamado a impulsar con su genoma la investigación biomédica.
Nunca subestiméis a algo tan pequeño como un ratón, en el siguiente vídeo podréis observar como un animalito de estos se desenvuelve en sus queridos laberintos.
Desirée López Mateo.
pipetteworld.wordpress.com 