EQUIPO 2. Un ratón para lucha contra el cáncer.

Fernanda Reyes
23 nov 2018
10 Min. de lectura

Actualizado: 25 nov 2018

Equipo 2

¿Sabías que? Puede que se vea y actué como un roedor, pero para todos los efectos es un modelo creado y modificado genéticamente para desarrollar una enfermedad de humanos.

Introducción:

Los ratones modificados genéticamente (RMGs) son herramientas clave para el estudio de la función génica y de las bases genéticas de las enfermedades, así como para la generación de modelos animales de múltiples patologías. Los ratones son reconocidos como el sistema mamífero experimental ideal. Sus atributos han facilitado el desarrollo de modelos que replican el cáncer humano. El modelo de cáncer humano basado en ratón ha sido significativo en el estudio de los mecanismos moleculares del cáncer, y así, en algún grado, en el desarrollo de nuevos agentes anti-tumorales.

¿Sabías que?

Puede que se vea y actué como un roedor, pero para todos los efectos es un modelo creado y modificado genéticamente para desarrollar una enfermedad de humanos.

Monumento creado en memoria de todos los ratones que han dado su vida para los avances científicos.

Características

Un ratón transgénico es aquel cuyos cromosomas han sido alterados, de forma que sus genes contienen ADN extraño. Estos genes se encuentran en el núcleo de todas las células del cuerpo, por lo que todas las células del ratón contienen el nuevo ADN.

El ADN extraño puede proceder de cualquier fuente y puede ser humano, de otro animal o de otro ratón.

El cambio del ADN normalmente hace que las células adquieran una función, como la producción de una nueva proteína. Por ejemplo, algunos ratones transgénicos producen proteínas reconocidas por las células inmunológicas humanas y se pueden utilizar para modelizar determinados aspectos de una enfermedad. En ocasiones el ADN extraño puede significar una pérdida, en lugar de la adquisición, de una función, dado que el nuevo ADN podría interferir en una vía bioquímica o impedir la producción de una determinada proteína.

Los ratones transgénicos son modelos útiles para entender cómo los genes regulan los procesos en el cuerpo, porque el efecto que cambia un determinado gen se puede ver en todo el organismo. También se utilizan para estudiar enfermedades humanas que son causadas por 'errores' en la forma en que el organismo produce determinadas proteínas. Por ejemplo, en la hemofilia A, el gen crucial codifica una proteína conocida como factor VIII, necesaria para la coagulación de la sangre.

¿Sabías que?

Casi 3 millones de ratones se utilizan cada año para investigación.

Descripción de la técnica utilizada

La forma más directa de integrar un nuevo gen en una célula es inyectando una porción de ADN en el núcleo, con la esperanza de que llegará a integrarse en el genoma. Parece poco probable pero se hace actualmente. La microinyección es el método que más a menudo se utiliza para insertar un gen exógeno en el genoma de un ratón con el fin de desarrollar un modelo para la investigación de las enfermedades hereditarias.

Preparación del ADN

Antes de integrar el ADN tiene que depurarse: esto se hace utilizando técnicas estándar de biología molecular. A continuación, el ADN se modifica para que contenga los elementos de regulación (por ejemplo, promotor, stop-codón, etc.) de un gen y las secuencias de codificación de proteínas de otro gen. El ADN preparado se inserta en un vector y se reproduce en bacterias. Las partes que integran el ADN se pueden separar del vector mediante enzimas de restricción

Preparación del receptor

Para obtener los embriones de ratón, se aplica un tratamiento hormonal a ratones vírgenes con el fin de sincronizar sus ciclos y provocar la superovulación, produciéndose así un mayor número de óvulos de lo habitual. Después de la fecundación, los jóvenes embriones se recogen y se analizan con un microscopio especial.

Microinyección

Los pronúcleos pueden detectarse a las 8-12 horas de la fecundación. Cada óvulo tiene dos pronúcleos que contienen la información genética de la madre o del padre. El ADN modificado sólo se inyecta en uno de los pronúcleos. En cada microinyección hay de 50 a 500 copias del ADN modificado que son insertadas en el pronúcleo.

Desarrollo

No todos los embriones sobreviven el daño mecánico causado por la inserción de la aguja: sobrevive una media del 60 al 80%.

A continuación, se transfiere el embrión al oviducto de una hembra de ratón con un embarazo ficticio: esta hembra ha sido apareada con un ratón esterilizado y por tanto ha iniciado el ciclo hormonal del embarazo sin portar ningún embrión.

Los embriones implantados se desarrollan normalmente en esta madre adoptiva, con la que permanecen durante tres semanas después del parto. A continuación se someten a análisis para ver si el ADN inyectado se ha integrado en el genoma. Si es así, se habrá replicado con el resto del genoma en cada una de las divisiones de las células del embrión, por lo que estaría presente en todas y cada una de sus células. Si no se ha integrado, el ADN inyectado no se detectará.

Cuando los ratones tienen cerca de 3 ó 4 semanas, se les extrae ADN de una muestra de tejido de la cola. Mediante la técnica de reacción en cadena de polimerasa (PCR), se multiplica y se analiza para ver si el ADN exógeno está presente en el genoma del ratón.

¿Sabías que?

El genoma de un ratón tiene más del 95% de coincidencia con el del humano.

Nuestro OMG tiene un gran número de ventajas como por ejemplo:

*Las aplicaciones potenciales y reales que aportan los ratones transgénicos son múltiples. *Mejoran la investigación básica, ya que facilitan un mayor entendimiento de los mecanismos de funcionamiento y control de los genes

*Permiten estudiar el desarrollo de las enfermedades en periodos de tiempo mayores y por tanto más realistas.

*La introducción o inactivación de nueva información genética en un organismo de forma controlada aumenta enormemente las posibilidades de la mejora genética, ya que se vence por primera vez la barrera específica, permitiendo combinar material genético de los más diversos orígenes.

*Abre también nuevas aplicaciones para la industria, permitiendo la transformación de animales en biorreactores para la producción de proteínas de interés terapéutico e industrial con importantes implicaciones futuras.

*Los ratones transgénicos son también útiles como biosensores, tanto para el estudio de compuestos químicos y drogas que tengan potencial promotor de tumores (carcinógenos) como para moléculas supresoras de tumores.

*Se han generado ratones que carecen de uno o ambos alelos de genes supresores de tumores (para evaluar la función normal de estos genes in vivo), altamente susceptibles al desarrollo de tumores.

*La iniciación del desarrollo de un tumor gonadal en ratones que carecen de las copias del gen alfa-inhibina demuestra que este ensayo también es útil para identificar nuevos genes supresores de tumor

*Simulan en muchas formas el inicio y progresión del cáncer en los seres humanos, permitiendo que se realicen observaciones sobre los efectos de agentes quimiopreventivos y terapéuticos en varios estados de desarrollo de la enfermedad.

*Se puede utilizar como modelo de enfermedad parta realizar investigaciones en torno al desarrollo del tumor cerebral y ensayar medicamentos para prevenir su crecimiento.

*Se podría dar respuesta a ciertas cuestiones sobre la relación entre los oncogenes y el desarrollo de cáncer. También podría utilizarse para investigar sobre el tratamiento y la prevención del cáncer.

*De un ratón transgénico para la investigación del cáncer de mama se hicieron 2 grandes descubrimientos, el primero fue la identificación de un elemento regulador en el virus del tumor mamario del ratón (MMTV). El segundo fue la identificación de clonación de oncogenes. Analizaron los oncogenes myc y ras para ver si producían cáncer de mama en ratones transformados.

*Tamaño pequeño que facilita su cuidado.

*Larga historia de uso para la investigación científica.

*Posibilidad de manipulación y análisis genético.

*Similitud fisiológica y molecular con el humano.

*Genes que se derivan de ancestro común con el humano.

*Genoma ya secuenciado.

*Pero como cualquier OMG tienes sus propias desventajas como por ejemplo:

*Como sistema de mejora genética, puede tener las mismas consecuencias negativas que han causado la pérdida de cientos de razas autóctonas en todo el mundo, al introducir otras con mejores características productivas.

*No pueden predecir con fiabilidad el efecto de un producto químico en los sistemas de órganos combinados del cuerpo con toda la complejidad requerida; se utilizan para examinar y determinar el potencial tóxico de una sustancia en fases iniciales de investigación, reduciendo así el número total de animales requerido, pero el examen final debe realizarse en un sistema completo y vivo.

*Nuevas proteínas que se expresan cuando se insertan genes de otras especies pueden desencadenar reacciones alérgicas o hipersensibles en algunas personas

*No todos los embriones sobreviven el daño mecánico causado por la inserción de la aguja: sobrevive una media del 60% al 80%.

*Para los defensores de animales es esencial saber cuál es la necesidad de usar modelos animales cuando existen métodos alternativos, tales como los modelos matemáticos de simulaciones de computación y los cultivos celulares.

*Las preocupaciones éticas que ha desarrollado el ser humano están el amor a la naturaleza, la defensa medioambiental, la preocupación por la biodiversidad y la bioseguridad.

*Integración múltiple (en tándem o no)

*Lugar de integración indeterminado (efecto de posición)

*Metilación y falta de expresión

*Mosaicismo (germinal y somático)

*No necesariamente refleja las características biológicas, genéticas y epigenéticas de los tumores humanos

*Mayor rapidez metabólica que el humano

*Algunos senderos de señales funcionan de manera diferente al humano

*Se considera que cualquier investigación que cause dolor, sufrimiento y angustia es equivocada y no hay justificación moral en realizar investigación dañina sobre animales con capacidades cognitivas si no es para su propio beneficio.

Conclusión grupal:

Cáncer es el nombre que se da a un conjunto de enfermedades relacionadas. En todos los tipos de cáncer, algunas de las células del cuerpo empiezan a dividirse sin detenerse y se diseminan a los tejidos del derredor.

El cáncer puede empezar casi en cualquier lugar del cuerpo humano, el cual está formado de trillones de células. Normalmente, las células humanas crecen y se dividen para formar nuevas células a medida que el cuerpo las necesita. Cuando las células normales envejecen o se dañan, mueren, y células nuevas las remplazan. Sin embargo, en el cáncer, este proceso ordenado se descontrola. A medida que las células se hacen más y más anormales, las células viejas o dañadas sobreviven cuando deberían morir, y células nuevas se forman cuando no son necesarias. Estas células adicionales pueden dividirse sin interrupción y pueden formar masas que se llaman tumores. Los tumores cancerosos son malignos, lo que significa que se pueden extender a los tejidos cercanos o los pueden invadir. Además, al crecer estos tumores, algunas células cancerosas pueden desprenderse y moverse a lugares distantes del cuerpo por medio del sistema circulatorio o del sistema linfático y formar nuevos tumores lejos del tumor original.

Cómo podemos ver el cáncer es una enfermedad que afecta de forma muy grave el organismo, además de que aún no sabemos qué causa todos los cánceres. Sabemos que existen ciertas cosas que llamamos “factores de riesgo” que afectan su probabilidad de padecer algunas enfermedades. Por lo cual es de vital importancia su estudio en diversos “modelos” para así identificar de forma segura sus implicaciones y posiblemente una cura en un futuro

Conclusiones individuales:📷

💬Fuentes Arévalo Jorge Gustavo

Gracias a la materia de Herencia y Evolución he aprendido una gran diversidad de conocimientos que tienen mucha relación con el genoma del ser humano y sus diversas aplicaciones de este, así como los diversos mecanismos de los cuales las especies y los organismos hacen uso para evolucionar, diversas teorías de la evolución, la forma de transmisión del material genético de una célula madre a una célula hija, siendo de vital importancia para los seres humanos comprender todo este tipo de mecanismos y gracias a esta información encontrar la solución o una posible alternativa a diversos problemas que afectan de forma muy grave al ser humano.

💬Alvarez Galicia Samantha Anadalay

La materia de herencia y evolución no abre las puertas a un mundo muy extenso, gracias a ella entendemos conceptos que no conocíamos y que son muy importantes en nuestra vida cotidiana. Da a conocer mecanismos microscópicos que ocurren dentro de nosotros y forman una parte importante, esta materia te deja las ganas de preguntarte que hay mas allá del cuerpo y lo que ocurre dentro de el, esta brinda una muy buena e interesante información.

💬 Vázquez Romero Naidelyn

Esta materia, en lo personal, me ha gustado muchísimo, me ha hecho ver las cosas de otro modo, a lo que puede llegar la ciencia y el estudio de un área donde se puede cambiar las cosas malas para que se pueda mejorar. Esta materia ha hecho que no me ha fronteras con las cosas, que no sólo es dedicarse a algo, es seguir seguir y mejorar, ver que no hay fronteras para la ciencia, que aunque no se vea del todo ético o moral, al paso del tiempo todo va cambiando y hay cosas que requieren más que otras.

💬Palma Méndez Carlos Antonio

Me parece que todo lo aprendido en la materia fue de gran utilidad el futuro que nosotros podemos encontrar en el proteína y el genoma es un horizonte muy amplio que nos permite examinar el más mínimo detalle de nuestra existencia dicho así suena escalofriante, debido a que un ligero cambio en la estructura del ADN puede desencadenar grandes cambio en nuestra estructura y metabolismo, si se continúa de buena manera con este proyecto la raza humana verá al final la luz que anhelo nos ha provocado al enterarnos de esta nueva forma de combatir enfermedades que antes se creían letales y ahora la raza humana les hace frente. Es de esperar que la lucha no termine pronto ninguna guerra termina pronto pero si con el material que el genoma y en el proteína nos da esta esperanza se convertirá en el futuro y salvación. Poder examinar cómo se comporta cada gen suena en principio tedioso y hasta cierto punto aburrido, pero si examinamos bien la forma en la que esto nos puede cambiar lejos de tener miedo a la fatiga nos inspira a concretar y desarrollar el tema debido a su profundidad y lo interesante que se vuelve al unir las pequeñas piedras de todos los rompecabezas más difíciles en el mundo, el proteoma y el genoma.

💬 Peralta Gil Eylin Skarlet

Gracias a la Materia de Herencia y Evolución pude aprender a grandes rasgos varios conocimientos que tienen un papel importante en la vida, este curso fue de suma importancia ya que aprendimos a relacionar las cosas con el genoma humano y las dichas aplicaciones que tiene, al final nos dimos cuenta que todo lleva una secuencia y que fue de gran ayuda. Esta materia nos dio la oportunidad de experimentar. Aprender y obviamente reafirmar conocimientos previos que traíamos como base.

💬Martin Alberto Melendez Ramirez

Herencia y evolución es una materia que nos permite aprender sobre el humano y su genética pero también nos ayuda a comprender la diferencia entre los seres y como hay una gran similitud. Es la puerta a un mundo donde hay una gran duda y tal vez en un tiempo se pueda decir cual es nuestro origen. Nos da un pensamiento más analítico y experimental porque nos deja en duda y así mismo uno se hace autodidacta y busca aprender más. Me gustó mucho porque me hizo ver que hay mucho campo de estudio sobre lo que quiero estudiar y me dio un objetivo más en mi vida