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Biología

Ratas que son fábricas vivas

Roedores transgénicos producen la proteína humana encargada de la coagulación de la sangre

La producción de vacas y cabras que portan en la leche la proteína humana responsable de la coagulación de la sangre, llamada factor IX, representa un gran avance para los portadores de hemofilia. Al aislársela de la leche, dicha proteína podrá transformarse en un producto más barato y estará más fácilmente a disposición de los enfermos, que en la actualidad controlan la enfermedad con medicamentos derivados de la sangre de donadores sanos. La hemofilia es una enfermedad genética que se caracteriza por problemas en la coagulación de la sangre. Sin el factor IX, los pacientes pueden tener hemorragias ante cualquier corte en la piel, por ejemplo. Los estudios para esta nueva posibilidad de tratamiento de la hemofilia se iniciaron tras sellarse un convenio entre investigadores de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp) y la estatal Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Emrapa, sigla en portugués). Mediante el empleo de recursos de la biología molecular, los científicos de ambas instituciones están trabajando para desarrollar vacas y cabras genéticamente modificadas, capaces de producir el factor XI en la leche.

El primero paso rumbo a la creación de estas biofábricas implicó el desarrollo de un linaje de lauchas transgénicas en la Unifesp. Los animales poseen en su código genético el gen codificador de esa proteína humana. Se están evaluando muestras de la leche de los roedores transgénicos que contienen la proteína de la coagulación. Estos estudios están a cargo de un equipo del Hospital de Apoyo de Brasilia. Estamos sacándoles sangre a pacientes portadores de hemofilia para evaluar in vitro su efecto de coagulación y compararlo con los productos comercializados actualmente, afirma el investigador Elíbio Rech, coordinador del proyecto en Embrapa Recursos Genéticos y Biotecnología. Luego vamos a iniciar la producción de un animal vacuno transgénico. Debido a que ya dominamos esta tecnología, esperamos lograr crear un animal con el gen humano del factor IX antes de 2007, dice el científico.

La creación de ratones genéticamente modificados, el puntapié inicial de la investigación, se concretó hace alrededor de un año. Los trabajos estuvieron bajo la coordinación del químico João Bosco Pesquero, vicedirector del Centro de Desarrollo de Modelos Experimentales en Medicina y Biología (Cedeme) de la Unifesp, y contaron con la participación del profesor Luiz Eugênio Araújo de Moraes Mello, director general del centro, la bióloga Heloisa Allegro Baptista, responsable del laboratorio de animales transgénicos, y la biomédica Fabiana Louise Teixeira Motta. Amén de la semejanza con el funcionamiento del organismo humano, los ratones aportan una serie de ventajas por sobre otros animales. El costo de mantenimiento de una laucha es decenas de veces menor que el de las cabras y las vacas, y el tiempo de gestación y desarrollo de los animalitos es mucho más corto, lo que nos permite saber si la experiencia fue o no exitosa. Al cabo de tres meses, la cría ya ha nacido, se ha destetado y está lista para procrear, dice Pesquero. La constatación de si las crías son o no transgénicas se efectúa un mes después del nacimiento. Se someten a análisis de ADN pequeños trozos de la oreja o de la cola de los animales, para evaluar si los genes exógenos están o no presentes en sus genomas.

El Cedeme, creado en 1996, en reemplazo del Bioterio Central, es el único laboratorio brasileño de este tipo, y uno de los dos que existen en Sudamérica el otro se encuentra en la Universidad de Buenos Aires, Argentina, y tiene capacidad para producir localmente modelos de animales transgénicos para otros investigadores. Estos ratones producidos a partir del retiro de un gen cualquiera (modelo nocaut) o por medio del agregado de un gen exógeno (modelo de adición génica) tiene diversas aplicaciones científicas y biotecnológicas. En el área médica, creamos modelos animales para estudiar enfermedades humanas como la hemofilia, la hipertensión, la diabetes, el mal de Alzheimer y el cáncer, y desarrollar drogas y terapias para combatirlas, comenta Pesquero. Las restricciones éticas y de costo son mucho menores para la realización de experimentos en estos animales.

Los ratones genéticamente modificados de la Unifesp tienen menos de 10 centímetros de longitud y son ideales también para estudiar la función de los genes humanos. Con el reciente secuenciamiento del genoma humano, pudimos verificar que no conocemos la función de la mayoría de los genes presentes en nuestro genoma. De esta manera, los animales transgénicos constituyen herramientas importantes con miras a obtener informaciones sobre la función de estos genes.

Asimismo, la tendencia actual de la industria farmacéutica mundial apunta a la humanización de los ratones, para la utilización de estos modelos en el desarrollo de nuevas drogas contra diversas enfermedades. Mediante dicho proceso, se extrae un gen del genoma del roedor, empleando la técnica de nocaut, y se inserta un gen humano mediante el proceso de adición génica. Este proceso facilitará sobremanera el desarrollo de nuevos medicamentos, abaratando los costos y disminuyendo el tiempo para que la nueva droga llegue a las farmacias. Otra gran ventaja de nuestro trabajo para el país es la independencia tecnológica. A largo plazo, también redundará en un ahorro para los investigadores que necesitan importar modelos animales, a valores altísimos. Nuestros ratones cuestan alrededor de 5 mil dólares la yunta, mientras que, de importárselos, el precio se eleva diez veces, dice Pesquero. Para éste, hay un buen mercado para estos animales en Brasil. Existen entre 50 y 100 grupos de científicos brasileños que están haciendo investigaciones con animales transgénicos, y muchos no saben que tenemos ese know-how. Además, nuestros modelos podrán vendérseles a científicos de otros países.

El primer transgénico creado por el grupo fue el ratón Vítor, nacido el día 24 de diciembre de 2001 (lea en Pesquisa FAPESP nº 75). El roedor fue producido con la duplicación del receptor B2 de las cininas, una sustancia asociada a los procesos inflamatorios e hipertensivos. Aunque no fue el primer ratoncito genéticamente modificado desarrollado en Brasil, el laboratorio de la Unifesp es el único del país que está actualmente estructurado como para producir animales transgénicos mediante el empleo de la técnica de microinyección pronuclear, la más usada por los científicos en todo el mundo. la gran ventaja de este método con relación a los otros es la eficiencia en la producción. El índice de animales positivos, es decir, que contienen o gen insertado en su genoma, es muy superior al de otros métodos, dice Pesquero. Mediante la aplicación de esta técnica, se recoge el óvulo fecundado momentos después del apareamiento. Antes de que los núcleos celulares del espermatozoide y del óvulo −los llamados pronúcleos− se fundan, se inyecta en uno de ellos una solución con copias del ADN exógeno, que pueden ser de individuos de la misma especie o de otras (genes humanos, por ejemplo). El siguiente paso consiste en transferir el embrión al útero de una hembra procreadora hospedera, la llamada madre de alquiler, donde se gestará la cría.

Otra ventaja de esta técnica es que permite obtener animales que expresen el gen exógeno en todas sus células, incluso en las germinativas (el óvulo y el espermatozoide), asegurando así la prole transgénica. Aunque es más eficaz, la técnica de microinyección pronuclear es también más cara, y requiere de instrumental especial, como por ejemplo microscopios de luz invertida y micromanipuladores, amén de personal altamente calificado, explica Pesquero.

Luego del nacimiento de Vítor, el equipo de la Unifesp logró producir con éxito otros dos roedores con alteraciones genéticas, además de aquél con el gen de la proteína del factor IX. Uno de estos animales, una laucha (Mus musculus), recibió el agregado de un gen de otra especie de ratón (Rattus norvegicus), productor de la enzima tonina que, según se cree, está relacionada con los procesos hipertensivos. Este animal fue generado para el investigador Jorge Luiz Pesquero, hermano de João Bosco y profesor de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG) y de la Universidad Mogi de las Cruzes (UMC). ?En experiencias in vitro, la tonina participa en el proceso de liberación de la angiotensina II, una sustancia que produce vasoconstricción (reducción del calibre de los vasos sanguíneos). Para saber con seguridad si la misma está realmente involucrada en la génesis y en el mantenimiento de la hipertensión arterial, una alternativa es estudiar animales transgénicos que tengan esa enzima producida a una escala amplificada, afirma el científico.

Hipertensión y memoria
Al cabo de dos años de trabajo, obtuvimos informaciones muy interesantes. Nuestros datos apuntan hacia una dirección algo diferente de la que esperábamos. Los animales que contienen los genes exógenos de tonina son ligeramente hipertensos, pero no debido a la liberación de angiotensina II. Ahora nuestro desafío es descubrir qué sustancias están implicadas en este proceso hipertensivo, afirma Jorge Pesquero. Los resultados de la investigación son importantes, pues podrán servir de ayuda en el tratamiento de millones de portadores de hipertensión existentes en el planeta. El otro ratón transgénico nacido en la Unifesp recibió una secuencia de ADN para producir una gran cantidad de una proteína que puede estar implicada en la regulación de aspectos del comportamiento alimentario y de la memoria. Este estudio es llevado adelante por la investigadora Beatriz Castilho, de la misma institución. Nuestras investigaciones están recién empezando. Recibimos el primer animal transgénico del Cedeme hace cuatro meses, dice la investigadora.

Desde la creación del primer ratón transgénico, hace cuatro años, los científicos del Cedeme lograron perfeccionar su método de trabajo. Prueba de ello es que, para la creación del primero, se hizo necesario inocular 500 embriones. En la actualidad, el índice de acierto es mucho mayor, del orden del 1%. De este modo, por cada animal producido se inoculan cien embriones en promedio. El dominio de la técnica también ha agilizado la producción de modelos animales. Al margen de la producción de estos roedores, el Cedeme también trabaja con criopreservación, una técnica que consiste en almacenar espermatozoides o embriones de los transgénicos para preservar sus linajes (o sus descendientes). Es un área importante, puesto que es mucho más barato mantener ese banco de germoplasma que conservar animales vivos en cautiverio.

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