Cada mañana, una investigadora abre la puerta de un laboratorio de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), siempre cerrada, y altera el orden de unas 30 jaulas de ratones comunes (Mus musculus) blancos, negros y grises. De esta manera, solamente el equipo de la casa puede localizar, de acuerdo con los códigos de cada jaula, a los primeros ratones transgénicos – alterados genéticamente -, allí producidos utilizando una técnica inédita en Brasil. Se espera que dicha técnica, ya empleada mundialmente en el estudio de enfermedades tales como el mal de Alzheimer, la diabetes, la hipertensión y el cáncer y otras, pueda aplicarse en animales de gran porte para la producción de vacunas y medicamentos.
João Bosco Pesquero, coordinador del laboratorio de animales transgénicos del Centro de Desarrollo de Modelos Experimentales para Medicina y Biología (Cedeme) de la Unifesp, adoptó la rutina del intercambio de lugares luego del nacimiento de Vítor, el 24 de diciembre del año pasado. Vítor no es el primer ratón genéticamente alteradomade in Brazil – un grupo de la Universidad de São Paulo (USP) obtuvo los primeros animales en julio del año pasado -, pero representa el dominio de otra técnica: la microinyección pronuclear.
Mediante este método, el óvulo fecundado es extraído pocas horas después del apareamiento. Antes de que los pronúcleos – los núcleos celulares del espermatozoide y del óvulo – se fundan, se inyecta en uno de éstos una solución con copias de genes exógenos -de individuos de la misma especie o de otras. Luego el embrión es transferido al útero de una “madre de alquiler”.
Esta técnica, la más utilizada en el mundo para la adición de genes, permite obtener animales que expresan el gen exógeno en todas las células, incluso en las germinativas (óvulo o espermatozoide), lo que asegura que sus descendientes tendrán la alteración genética. Entretanto, los transgénicos de la USP provienen de la manipulación de células madre de embriones, que mantienen la capacidad de diferenciarse en cualquier tejido. Estos animales, que tienen algunas células con alteraciones genéticas y otras con el genoma integral, son llamados quiméricos. Lo importante es que las células germinativas contengan la alteración, pues solamente así los animales transmitirán el gen exógeno a la prole y serán considerados transgénicos.
Al margen de la mayor eficiencia en la generación de transgénicos por adición, otra ventaja de la microinyección consiste en que puede utilizarse en otras especies de laboratorio – otros tipos ratones, conejos, gatos y perros -, mientras que la manipulación de células madre se limita a los ratones comunes. Entretanto, ninguno de los dos métodos permite controlar el número de copias del gen exógeno que serán incorporadas por el genoma ni la región de los cromosomas en los que éstas se encajarán – de esta forma, siempre existirá el riesgo de que las secuencias intrusas bloqueen genes esenciales o incluso causen la muerte.
Diferencias aparte, los animales transgénicos son considerados esenciales para estudiar el desarrollo de cierta enfermedades y la acción de los genes con su función ignorada. Por cierto, las células del corazón de Vítor y de sus primeros descendientes ya están produciendo una proteína, el receptor de bradicinina B-2, en una cantidad superior a la normal. Esta molécula se conecta a la bradicinina, un péptido liberado por las células durante el proceso inflamatorio y que promueve la dilatación de los vasos.
Producción en serie
De esta manera, Brasil empieza a superar un atraso de 20 años, ya que la valoración de este tema es reciente en el país. Pesquero, que pasó cuatro años trabajando en el desarrollo de animales transgénicos durante su posdoctorado – en la Universidad de Heidelberg y en el Instituto Max-Delbrück para Medicina Molecular de Berlín, ambos en Alemania-, solamente logró iniciar la investigación en la Unifesp en 1997.Para obtener a Vítor, el equipo necesitó inocular 500 embriones, transferidos a los úteros de 13 hembras. Luego los resultados mejoraron: con otros 180 embriones, el laboratorio produjo también dos hembras genéticamente modificadas, nacidas al final de febrero.
Pesquero previó que en mayo, cuando el laboratorio estaría funcionando a plena capacidad, serían inoculados 200 embriones por día. Este trabajo generará entre dos y cuatro ratones transgénicos, ya que la eficiencia del método se ubica entre el 1% y el 2%. La producción mensual, estimada entre 40 y 80 animales, podría incluso abastecer a otras instituciones. “Vamos a convertirnos en una fábrica de transgénicos”, dice Pesquero.
Hipertensión
De inmediato, la producción economizará tiempo y dinero. Actualmente, la importación de un animal genéticamente modificado demora entre seis meses y un año, dependiendo del linaje solicitado, y exige paciencia para lidiar con la burocracia y la aduana. Normalmente, una pareja de ratones transgénicos cuesta alrededor de 2.000 dólares, pero ese precio puede llegar a quintuplicarse, de acuerdo con la importancia del animal. En la Unifesp, se calcula que una yunta salga por alrededor de 1.000 dóares.
Dos grupos de investigación han mostrado su interés por los ratones de la Unifesp. Jorge Luiz Pesquero, hermano de João Bosco, coordina uno de éstos en el Instituto de Ciencias Biológicas de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG). En asociación con la Unifesp, Jorge pretende estudiar el papel de la enzima tonina en el origen y en el mantenimiento de la hipertensión arterial. Ya se sabe que la tonina participa de una reacción que convierte el angiotensinógeno en angiotensina II, una sustancia que produce vasoconstricción (disminuye el diámetro interior de los vasos sanguíneos).
Ambos equipos, que desde 1997 intentaban obtener ratones que produjeran tonina en mayor cantidad en varios tejidos, solamente tuvieron éxito en febrero de este año. Las dos ratas nacidas en la Unifesp portan copias del gen que produce la tonina en los astrocitos, células del sistema nervioso con abundancia de angiotensinógeno. A causa de la alteración genética, esas células empezaron a producir dicha enzima en cantidades superiores a lo normal. Con los animales de ese linaje, Jorge pretende investigar no solamente la hipertensión, sino también la capacidad de memoria y de aprendizaje – existen evidencias de que habría una mayor cantidad de tonina en áreas del cerebro vinculadas a esas funciones.
Biofábricas
Otro equipo, perteneciente a Embrapa de Brasilia y a la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), pretende partir de los ratones para crear biofábricas -animales que produzcan moléculas biológicas. Transgénicos de gran porte (bovinos y caprinos) producirían en su propia leche proteínas de interés nutricional o farmacológico. Pero antes de insertar en estos animales los genes que codifican las moléculas deseadas, es necesario hacer pruebas en ratones, que tienen un ciclo reproductivo muy corto: la gestación dura alrededor de 20 días, mientras que la de una vaca demora nueve meses. “Esa rapidez permite analizar la incorporación de los genes en pocos meses y, si fuera necesario, reorientar las investigaciones”, dice Elibio Rech, coordinador del programa de transgénicos de Embrapa.
En los próximos meses, en colaboración con la Unifesp, el grupo de Embrapa intentará obtener ratones transgénicos que expresen el gen scFv (single chain fragment variable). Este gen produce un anticuerpo contra el cáncer de mama, que podría usarse en exámenes de diagnóstico e incluso para una vacuna contra el tumor. Pesquero no quiere restringirse solamente a los ratones comunes. Su plan consiste en emplear la microinyección pronuclear para obtener ratones mayores (guarén, Rattus norvergicus), de entre 18 y 25 centímetros de longitud. Además de facilitar el trabajo – la manipulación de las pequeñas lauchas o ratones comunes, que no llegan a tener 10 centímetros de largo, debe hacerse con lupa – los ratones grandes son importantes porque mucho de lo que se sabe acerca del funcionamiento del organismo humano se basa en investigaciones hechas en éstos.
EL PROYECTO
Estructuración de Laboratorios para la Producción y Mantenimiento de Animales Transgénicos
Modalidad
Equipamientos multiusuarios
Coordinador
João Bosco Pesquero – Unifesp
Inversión
R$ 177.209,72 y US$ 166.389,44
