Compartir:
10 enfermedades humanas que hemos dado a los ratones
Los ratones son excelentes herramientas de investigación. Los científicos pueden inyectarlos, infectarlos, diseccionarlos y aprender todo tipo de cosas útiles relevantes para la salud humana.
Muchas enfermedades, sin embargo, solo afligen a los humanos. Para estudiar estas enfermedades en ratones, los científicos tienen que ser creativos. Algunas de estas maniobras creativas incluyen el tratamiento hormonal, los trasplantes de tejidos o la transferencia de genes. Después, los ratones se vuelven un poco más humanos.
A veces, como ocurre con los trastornos psicológicos complejos, el desafío es ridículamente difícil. Así que los científicos tienen que conformarse con solo imitar algunos síntomas.
10 gonorrea
La gonorrea es una enfermedad de transmisión sexual causada por una bacteria, Neisseria gonorrhoeae. En la naturaleza, solo infecta a los humanos.
En el laboratorio, los científicos han utilizado jeringas para inyectar. N. gonorrhoeae En las vaginas de muchos ratones. Pero N. gonorrhoeae Realmente no le gusta vivir en ratones. Así que la infección no suele tomar.
Después de muchos problemas, los científicos descubrieron que hay una breve ventana durante el ciclo del estro cuando las condiciones en la vagina del ratón son las adecuadas. Durante esa ventana, N. gonorrhoeae puede prosperar
Normalmente, esa ventana pasa rápidamente. Al tratar ratones con una hormona sexual femenina, 17β-estradiol, los científicos pueden prolongar esta ventana. Después de este aumento de estrógeno, la vagina del ratón puede albergar N. gonorrhoeae por muchos días.
Con estos ratones, los científicos han podido probar nuevos medicamentos. También han podido estudiar el curioso hecho de que una infección a menudo no confiere inmunidad a largo plazo. Al igual que los humanos, los ratones a menudo pueden volver a infectarse después de recuperarse de su primer combate.
En el mundo real, las personas rara vez tienen gonorrea aislada. Hasta el 70 por ciento de las veces, una infección por gonorrea se acompaña de una infección por clamidia. Para estudiar este problema, los científicos también han hecho ratones con doble ETS. Para construir estos modelos, inyectan dos tipos de bacterias en las vaginas de los ratones: C. muridarum y entonces N. gonorrhoeae.
9 Enfermedad de Alzheimer
La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad degenerativa que afecta el cerebro y puede causar una pérdida severa de la memoria. En los cerebros de los pacientes de Alzheimer, aparecen muchos grupos de proteínas llamadas placas. Estas placas están formadas por piezas de una proteína llamada APP.
Hay muchas formas de construir ratones con Alzheimer. Varios se basan en una forma mutante de APP, que se encuentra en dos familias suecas. En estas familias, la enfermedad de Alzheimer llega inusualmente temprano, mientras que los pacientes todavía están en sus cincuenta años.
Muchos ratones con Alzheimer muestran pérdida de memoria. Para medir esto, los científicos han utilizado varias pruebas. Uno se llama el laberinto de agua de Morris. En esta prueba, los ratones deben recordar la ubicación de una plataforma oculta dentro de un charco de agua.
Otra prueba se llama la nueva prueba de reconocimiento de objetos. A un ratón se le presentan dos objetos: uno que ha visto antes y otro que no ha visto. Los ratones normales pasan más tiempo explorando el nuevo objeto. Los ratones de Alzheimer parecen no poder decir la diferencia.
8 sarampión
El sarampión es causado por un virus. En la mayoría de los casos, conduce a fiebre y manchas en la piel. En casos raros, también puede causar daño cerebral o la muerte.
En el mundo natural, el sarampión solo infecta a los humanos. El virus ingresa a las células humanas en uno de los dos receptores: CD46 o CD150.
Para hacer que los ratones sean susceptibles al sarampión, los científicos han introducido los genes para estos receptores en ratones. Después de la infección, algunos de estos ratones sarampión desarrollan reacciones severas.
En un artículo de 2006, por ejemplo, los científicos transformaron ratones con el receptor CD150 humano. Luego infectaron a estos ratones con el sarampión de dos maneras diferentes: inyectando el virus en sus fosas nasales o directamente en sus cerebros. Después de la infección, muchos de los ratones se desvanecieron rápidamente. Perdieron el control de sus movimientos, desarrollaron ataques y murieron.
La gravedad del caso dependía de la edad de los ratones. Los ratones recién nacidos siempre fueron goners, pero los ratones de cuatro semanas siempre sobrevivieron. En ratones de dos semanas de edad y de tres semanas de edad, la tasa de mortalidad estaba en algún lugar en el medio.
7 VIH
Hasta la fecha, el VIH ha matado a cerca de 39 millones de personas. Millones más se infectan cada año.
Para infectar una célula humana, el VIH se une a los receptores en la superficie celular. En los chimpancés, nuestros primos cercanos, estos receptores son similares. Así que el VIH también puede infectar a los chimpancés.
Los ratones, sin embargo, están mucho más relacionados. En los 90 millones de años desde que los ratones y los primates se dividieron, estas proteínas también han cambiado. Como resultado, el VIH no puede infectar a los ratones.
Una forma de solucionar este problema es transferir genes humanos a ratones. Sin embargo, se necesitan al menos tres genes humanos para ayudar al VIH a prosperar en un ratón.
Un enfoque más popular es construir ratones con sistemas inmunitarios humanos. Esto implica algunas inyecciones de células de humano a ratón y, a menudo, alguna cirugía. Tales ratones son llamados "humanizados".
Una variedad de ratón humanizado se llama BLT, una referencia al sándwich de tocino, lechuga y tomate. Sin embargo, a diferencia del sándwich, el ratón BLT contiene una mezcla de células humanas tomadas de tres fuentes: médula ósea, hígado y timo.
Para construir un ratón BLT, los científicos comienzan con un ratón con un sistema inmunológico defectuoso. Luego toman fragmentos de hígado y timo de fetos humanos y los trasplantan bajo el riñón del ratón. También inyectan algunas células madre procedentes de la médula ósea humana.
Después de eso, el ratón se transforma. Está lleno de células inmunes humanas y 100 por ciento susceptibles al VIH. Los ratones humanizados pueden infectarse con el VIH a través de la vagina o el ano o con una aguja directamente en sus venas.
6 acné
El acné es un problema humano. Nuestros primos más cercanos, los chimpancés, no tienen granos. Tampoco los ratones.
El acné se desencadena por un proceso destructivo de ida y vuelta entre la piel humana y la bacteria. Propionibacterium acnes. La mayoría de las veces, P. acnes es inofensivo Sin embargo, cuando los niveles de oxígeno se sumergen dentro de un poro, P. acnes ataca la piel. Entonces el sistema inmunológico se defiende. El resultado es una gran cantidad de pus.
Para estudiar el acné, los científicos se han inyectado. P. acnes en ratones. La oreja del ratón es un sitio de inyección popular. Otros científicos han usado la espalda del ratón.
Pero P. acnes No le gusta vivir en ratones. Prefiere mucho a los humanos.
Para hacer que los ratones sean más amigables para P. acnes, un grupo de científicos decidió introducir células humanas en ratones. Hicieron agujeros en los cilindros de teflón, colocaron células humanas en su interior y trasplantaron los cilindros en las barrigas de los ratones. Una semana después, se inyectaron. P. acnes.
Dentro de los ratones, las células humanas sobrevivieron. Así lo hizo P. acnes. En respuesta, los cuerpos de los ratones montaron una respuesta inmune. Era algo similar a lo que sucede en un rostro humano antes de que se forme un grano.
5 trastorno obsesivo-compulsivo
Las personas con trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) se sienten impulsadas a realizar la misma acción repetidamente. Algunos se lavan las manos cientos de veces al día. Otros completan elaborados rituales de conteo cada vez que salen de una habitación.
Los ratones no se lavan las manos. Pero se involucran en un comportamiento equivalente llamado aseo en el que se frotan con sus patas. El aseo excesivo en ratones a menudo se usa como modelo para el TOC humano.
En muchos casos de TOC, una región del cerebro llamada la corteza frontal orbital es anormalmente activa. Para recrear el TOC en ratones, un grupo de científicos decidió estimular la corteza orbital frontal con pulsos de luz.
Un pulso no era suficiente. Sin embargo, después de muchos pulsos repartidos durante varios días, los ratones comenzaron a prepararse con más frecuencia. Algunos de estos ratones también respondieron a un tratamiento químico para el TOC que se ha demostrado que funciona en humanos.
Los científicos también han hecho ratones con TOC al mutar ciertos genes. En algunos de estos mutantes, el aseo puede volverse intenso. Los mutantes Hoxb8 se preparan tan vigorosamente que se quitan su propio cabello. Los mutantes Sapap3 se frotan repetidamente la cara hasta que causan heridas.
4 alcoholismo
Los alcohólicos son físicamente dependientes del alcohol. Experimentan intensos antojos y beben mucho.
En los seres humanos, el alcoholismo a veces se ejecuta en las familias. En ratones, el amor por el alcohol también parece ser genético. Algunas cepas de ratones beben poco alcohol cuando se les da la oportunidad. Otras cepas beben más.
Los ratones metabolizan el alcohol rápidamente, cinco veces más rápido que los humanos. Por lo tanto, a menos de forzar al alcohol en sus gargantas, puede ser difícil hacer que los ratones se emborrachen realmente.
Una forma de superar este problema es criar ratones que aman absolutamente el alcohol y beben toneladas de él voluntariamente. Para hacer esto, los científicos seleccionan los ratones de cada generación que beben más. Después de varias rondas de reproducción, el resultado son los ratones con alto contenido de alcohol (HAP).
Algunos de estos ratones HAP se emborrachan. Después de beber durante muchas horas, su alcohol en sangre puede elevarse a más del triple del límite legal de manejo. Los movimientos de los ratones se vuelven descoordinados y luchan por caminar una barra de equilibrio.
Como en los humanos, todo este consumo es voluntario. Los ratones HAP tienen la opción de quedarse con el agua. Pero siempre se sienten atraídos por el alcohol.
3 Enfermedad de Huntington
La enfermedad de Huntington afecta el sistema nervioso. Los enfermos pierden gradualmente la capacidad de controlar sus movimientos y pensar con claridad.
La enfermedad es genética, rastreable al gen de la huntingtina ubicado en el cromosoma 4 humano. Las versiones normales del gen de la huntingtina contienen repeticiones múltiples de CAG, una secuencia de ADN de tres letras. En las versiones del gen que causan enfermedades, estas repeticiones se salen de control. En la huntingtina mutante, más de 35 CAG están presentes.
En un experimento, los científicos introdujeron una forma mutante de huntingtina humana en ratones. Contenía 72 repeticiones de CAG.
Un ratón portador de este gen de 72 repeticiones sufrió problemas motores. No pudo completar una prueba de cruce de haz. Cuando colgaba de su cola y luego regresaba al suelo, luchaba por encontrar su equilibrio. También tendía a caminar en círculos.
Cuando los científicos realizaron una autopsia, descubrieron que el cerebro del ratón había comenzado a degenerarse, al igual que los cerebros de los pacientes de Huntington.
Los científicos también han hecho muchas otras cepas del ratón Huntington. Algunos simplemente contienen fragmentos del gen mutante o expresan el gen solo en células específicas del cerebro.
2 autismo
Las personas con autismo tienen dificultades para interactuar con otras personas. Algunos también se involucran en comportamientos repetitivos como batir sus manos.
Muchos genes diferentes contribuyen a un riesgo para el autismo. Por ejemplo, Cntnap2 desempeña un papel en el desarrollo temprano del cerebro.
En un experimento, los científicos eliminaron el gen Cntnap2 en ratones. En estos mutantes, el cerebro se desarrolló de manera diferente. Algunas células cerebrales no viajaban donde se suponía que debían ir. Los niveles de un tipo de célula cerebral llamada interneurona también se redujeron.
Los ratones sin el gen Cntnap2 también se comportaron de manera diferente. Muchos de sus comportamientos se parecían a los síntomas del autismo humano. Por ejemplo, los mutantes eran menos comunicativos como cachorros. Cuando se separaron de sus madres, dieron menos llamadas de socorro.
Como adultos, los ratones sin el gen Cntnap2 también fueron menos sociales. Cuando a los ratones normales se les presenta un tubo vacío y un tubo que contiene un ratón, generalmente prefieren investigar el tubo que contiene el ratón. Pero los ratones sin el gen Cntnap2 no mostraron tal preferencia.
Al igual que muchos humanos con autismo, los ratones sin el gen Cntnap2 también participan en comportamientos repetitivos. Cavaron repetidamente en el suelo. También se prepararon para arriesgarse a sufrir lesiones.
Estos ratones también respondieron a la medicación risperidona como lo hacen los humanos con autismo.Después de que los ratones recibieron la medicación, se controlaron sus comportamientos repetitivos. Pero los problemas sociales se mantuvieron.
1 esquizofrenia
La esquizofrenia es una enfermedad mental. Sus síntomas más famosos son delirios y alucinaciones. Los síntomas menos dramáticos incluyen apatía y problemas de aprendizaje.
En las personas con esquizofrenia, la neurona MD, una clase de célula cerebral, es menos activa. Para recrear esta diferencia mental en ratones, los científicos bloquearon las neuronas químicamente. Después de este bloqueo, los ratones tuvieron problemas para adaptarse a un nuevo conjunto de reglas para encontrar comida. Esta dificultad puede parecerse al tipo de problemas de aprendizaje que tienen las personas con esquizofrenia.
La esquizofrenia también se ejecuta en las familias. Muchos genes diferentes parecen jugar un papel. En una familia escocesa, una mutación en un gen llamado DISC1 parece aumentar el riesgo. Para estudiar esta conexión, los científicos introdujeron una forma mutante de DISC1 en ratones.
En ratones con el mutante DISC1, el cerebro se desarrolló de manera diferente. Un conjunto de estructuras llamadas ventrículos laterales se volvió más grande de lo normal. Esto fue particularmente cierto en el lado izquierdo. Este tipo de diferencias cerebrales también se observan en personas con esquizofrenia.
Los ratones con el gen mutante también mostraron otros síntomas. A veces, eran más hiperactivos. Cuando se les dio un campo abierto para correr, se escurrieron un poco más maníaco que los ratones normales. En otras ocasiones, los ratones eran más apáticos. Cuando cayeron en un recipiente con agua, pusieron menos esfuerzo que los ratones normales.
Estas diferencias de comportamiento pueden tener algo que ver con la esquizofrenia, pero los científicos no están seguros.
No está claro si los ratones serán diseñados para mostrar algunos de los síntomas más famosos de la esquizofrenia, como escuchar voces o creer que son una figura histórica famosa. Puede que necesites un cerebro humano para eso. Pero incluso si un ratón esquizofrénico creía que era Elvis, no sería capaz de decirle a los científicos al respecto.