Utilidad de animales transgénicos en la investigación

1. Novedades Científicas, ANM. año 1, número 3. Comisión de Ciencias Básicas Utilidad de animales transgénicos en la investigación Enrique López-Loyo Miembro Correspondiente Nacional, puesto número 2.

2. La Patología Comparada resurge como el punto de encuentro entre el patrón de estudio morfológico humano y el animal.Su aplicación desde sus inicios se apoyó en los biomodelos animales, muchos de los cuales se lograron por manipulación genética.Estos métodos de estudio fueron generados a partir del comportamiento de la enfermedad en el humano.

3. La Ingeniería genética se refiere a tecnología desarrollada por manejo del ADN recombinante. Secuencia “nueva” de ADN creada en los laboratorios por la unión de porciones de ADN con orígenes diferentes. Fuente imágenes: www.genciencia.com/matematicas/el-codigo-genetico , www.semillasdevida.org.mx, iesbinef.educa.aragon.es/.../salud/gena.htm

4. Entonces definimos… • Ingeniería genética: es el conjunto de técnicas y métodos que se utilizan para “construir” moléculas de ADN recombinante y luego introducirlas en moléculas receptoras.

5. A un organismo cuyo material genético ha sido modificado artificialmente mediante la supresión de expresiones génicas o la incorporación de fracciones o secuencias de ADN ajeno a su especie, se le llama organismo genéticamente modificado (OGM), organismo modificado genéticamente (OMG)o simplemente “transgénico” (antes, “transgenético”).

6. En Venezuela: Hay prohibición de manipulación animal. Se aplican la Ley de Biodiversidad, el Convenio de Diversidad Biológica y el Protocolo Internacional de Biodiversidad. Fuente: www.comunidadandina.org/quienes/map_ven.htm

7. Las técnicas generales para obtención de animales transgénicos: • Microinyección de ADN en núcleo de ovocito • Microinyección de ADN en pronúcleo o en citoplasma de cigoto (óvulo fecundado) • Electroporación de cigoto • Transfección de células totipotentes • Co-inyección en ovocitos de una mezcla de cabezas de espermatozoides y ADN exógeno • Vectores virales • Transfección de gametos • Transferencia de núcleos transfectados (clonación)

8. Los animales transgénicos poseen un gen que no les pertenece. • Para generar un animal transgénico se hace el aislamiento del gen que se quiere introducir (al que llamaremos transgén), su clonación y manipulación para que pueda ser expresado por el organismo blanco, garantizando su inserción en el organismo. http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php

9. Recordar… • En biología, se denomina cigoto (zigoto, huevo) a la célula resultante de la unión del gameto masculino con el femenino en la reproducción sexual de los organismos (animales, plantas, hongos y algunos eucariotas unicelulares). • Su citoplasma y sus organelas son siempre de origen materno al proceder del óvulo. • Nos recuerda el dilema del ADN mitocondrial en la investigación forense, porque siempre requiere de la línea materna. http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php

10. Para lograr que todas las células del organismo expresen el nuevo gen, éste se introduce en un embrión en estadio de cigoto. • Una vez seguros que el embrión incorporó el transgén, se implanta el embrión en un animal receptor, que actúa como madre, parecido a la fertilización in vitro. http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php

11. Cabras transgénicas portadoras de un gen humano. • La técnica para producir un animal transgénico consta de varios pasos: a) se produce un transgén, b) se realiza una fertilización in vitro, c) se inyecta el gen transgénico en el cigoto, d) se implanta el embrión en una madre sustituta. • De esta manera se han producido además conejos, ovejas y cerdos transgénicos. (Fuente: Genzyme Transgenic, 1994, Science, 264:902)

12. Con la investigación animal, los científicos han descubierto las maneras de salvar y prolongar la vida humana. • Vacunaciones tales como la utilizada contra la poliomielitis, trasplantes de órganos perfeccionados, y técnicas quirúrgicas y de traumatología. • Generado un debate por uso animales en la investigación y en los ensayos. • Se plantea la continua revisión de los Principios de Bioética en la aplicación de biomodelos animales.

14. (Revisiones por Clark et al., 1987; Chen y Powers, 1990; Bialy, 1991; Sangh, 1994; Velander et al.,1997)

15. Los ratones manipulados genéticamente son de uso extensivo en USA y en Europa CASOS ESPECÍFICOS: Identificación reciente de tres genes específicos: patologías neurológicas como la epilepsia. El modelo de animal transgénico ha sido utilizado con éxito en la obtención de animales inmunológicamente alterados: VIH Tratamiento actual de los linfomas es producto de manipulación genética de animales, uno de los logros en el área oncológica.

16. Las especies más utilizadas: Ratas, ratones y otros roedores: 85-90% Perros y gatos: menos de un 1% Primates no humanos: menos de 0,3%. Uno de los principales objetivos: No se expongan a cualquier dolor o stress innecesario.

17. Ratones en la investigación: Talla pequeña y bajo costo los hacen ideales para los experimentos de laboratorio. De fácil manejo Se pueden criar diversas líneas de ratones con deficiencias genéticas naturales para alcanzar los modelos específicos de enfermedades humanas. Cáncer Inmunología Seguridad del producto Virología Tratamientos de la fertilidad

18. Conejos en la investigación: Semejanza entre fisiología de los conejos y de los seres humanos Un buen modelo para la investigación de enfermedades humanas. Sistema inmune Estudios del colesterol Ojo y oído Metabolismo de las drogas

19. Gatos en la investigación: Los gatos representan menos del 1 por ciento de animales usados en la investigación cada año. Investigación del VIH/SIDA Visión Sistema nervioso Desórdenes de audición Diabetes Toxoplasmosis Enfermedades de animales

20. Los primates y la investigación: Usados en apenas el 0,3% de los estudios Contribuciones: tratamiento de la poliomielitis y enfermedad debida al grupo sanguíneo Rh. SIDA Cáncer Enfermedad cardiaca Enfermedades infecciosas Enfermedades neurológicas Nutrición

21. Perros en la investigación: Los perros también representan menos de 1% de los modelos animales Corazón y pulmones Trasplantes de órganos Diabéticos Traumas y choque Sistema esquelético Enfermedades neurológicas Enfermedades de animales

22. Otros animales:Los cerdos: quemaduras. Las ovejas: derivación arteriovenosa (diálisis). Los hurones: virus de la gripe. Las marmotas: cáncer humano y la hepatitis B. Armadillos: vacuna contra la lepra Los Cobayos: estudios de nutrición y deficiencias de la vitamina C. Las langostas: sífilis, la enfermedad de Parkinson y enfermedades de la coordinación motora.Las anguilas eléctricas: neurobiología.

23. Es importante el conocimiento y aplicación de estos métodos de investigación genética en animales de investigación, más aún en instituciones generadoras de productos biológicos para consumo masivo.

24. En poco tiempo se ha generado un fenómeno transgénico de la industria animal y vegetal.Un alerta ecologista en busca de respuestas:¿Cuál es el punto de inflexión donde se inicia un desequilibrio del medio ambiente ?

25. Inicialmente la ingeniería genética se utilizó para la producción de fármacos, como la insulina, por la modificación genética en microorganismos. • Posteriormente se aplicaron y derivaron en la obtención de vegetales y animales modificados genéticamente a fin de mejorar sus propiedades para crear resistencia a los cambios del microambiente circundante, a los herbicidas y a la autodefensa de plagas e insectos.

26. Los requerimientos de alimentación masiva en el mundo llevan al desarrollo paralelo de los vegetales transgénicos y la clonación animal se proyecta como esperanza de fuente proteica en un futuro cada vez más cercano. Fuente: www.elobservatodo.cl/admin/render/noticia/6349

27. Campos de maíz transgénico en Aragón, España, Abril de 2009.

28. En orden de desarrollo los alimentos modificados por ingeniería para consumo masivo: el tomate, la soya y el maíz. • Una directiva europea de 1997 obliga a que los productos transgénicos: • Demuestren ser necesarios y útiles, • Sean seguros para la salud humana y el medio ambiente, • Que sus características sean las declaradas y se mantengan a través del tiempo, • Que posean un etiquetado detallado que especifique si el producto está modificado genéticamente. http://www.zonadiet.com/alimentacion/transgenicos.htm

29. Referencias • THOMAS,K.R.; CAPECCHI,M.R. (1986) Introduction of homologous DNA sequences into mammalian cells induces mutations in the cognate gene. Nature, 324:34-38. • BIALY,H. (1991) Transgenic pharming comes of age. Bio/technology, 9:786-787. • CAMPBELL, K.H.S.; McWHIR,J.; RITCHIE,W.A.; WILMUT,I. (1996) Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell. Nature, 380:64-66. • CHEN,T.T.; POWERS,D.A. (1990) Transgenic fish. Trends in Biotechnology, 8:209-215. • DENMAN,J.; HAYES,M.; O’DAY,C.; EDMUNDS,T.; BARLETT,C.; HIRANI,S.; EBERT,K.M.; GORDON,K.; McPHERSON,J.M. 1991. Transgenic expression of human tissue-type plasminogen activator in goat milk: purification and characterization of the recombinant enzyme. Biotechnology, 9:839-843. • GORDON,J.W.; SCANGOS,G.A.; PLOTKIN,D.J.; BARBOSA,J.A.; RUDDLE, F.H. (1980) Genetic transformation of mouse embryos by microinjection of purified DNA. Proc.Nat.Acad.Sci., 77:7380-7384. • KRIMPENFORT,P.; RADEMAKERS,A.; EYESTONE,W.; van der SCHANS,A.; van der BROEK,G.; KOOIMAN,P.; KOOTWIJK,E.; PLATENBURG,G.; PIEPER,F.; STRIJKER,R.; de BOER,H. 1991. Generation of transgenic dairy cattle using in vitro embryo production. Biotechnology, 9:844-847. • PALMITER,R.D.; BRINSTER,R.L.; HAMMER,R.E.; TRUMBAUER,M.E.; ROSENFELD,M.G.; BIRNBERG,N.C.; EVANS,R.M. (1982) Dramatic growth of mice that develop from eggs microinjected with metallothionein-growth hormone fusion genes. Nature, 300:611-615. • PERRY,A.C.F.; WAKAYAMA,T.; KISHIKAWA,H.; KASAI,T.; OKABE,M.; TOYODA,Y.; YANAGIMACHI,R. (1999) Mammalian transgenesis by intracytoplasmic sperm injection. Science, 284:1180-1183. • SANG,H. (1994) Transgenic chickens: methods and potential applications. Trends in Biotechnology, 12:415-420. • Genzyme Transgenic, 1994, Science, 264:902) • SCHNIEKE,A.E.; KIND,A.J.; RITCHIE,W.A.; MYCOCK,K.; SCOTT,A.R.;RITCHIE,M.; WILMUT,I.; COLMAN,A.; CAMPBELL,K.H.S. (1997) Human factor IX transgenic sheep produced by transfer of nuceli from transfected fetal fibroblasts. Science, 278:2130-2133. • FELMER, R.. Animales transgénicos: pasado, presente y futuro. Arch. med. vet. [online]. 2004, vol. 36, no. 2 [citado 2009-04-19], pp. 105-117. Disponible en: < http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0301-732X2004000200002&lng=es&nrm=iso >. ISSN 0301-732X. • http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/influencia-de-las-tic/manipulacion-y-reprogramacion-de-genes/animales_transgenicos.php • http://www.zonadiet.com/alimentacion/transgenicos.htm

30. Gracias Fuente: realyfantastico.blogspot.com