modele animale în cercetarea biomedicală modernă

până la începutul secolului al XX-lea, utilizarea modelării animalelor a crescut dramatic și, în timp ce unii indivizi încă puneau la îndoială etica utilizării lor, modelarea animalelor, în special la rozătoare, devenise metoda de rigeur de a demonstra semnificația biologică. Cu toate acestea, toate animalele de cercetare în acest moment au fost depășite și pe măsură ce utilizarea animalelor a devenit mai experimentală, mai degrabă decât observațională, cercetătorii au apreciat în curând factorul de confuzie al variabilității genetice în cercetarea lor. Prin eforturile multor indivizi cu gândire avansată, cum ar fi William Castle, Clarence Little, Halsey Bagg și Leonell Strong, această problemă a fost abordată prin consangvinizarea șoarecilor până la punctul în care șoarecii identici genetic au devenit disponibili pentru utilizare experimentală (vezi Tabelul 2). Acest lucru a oferit o sursă constantă de subiecți de cercetare care au crescut până la maturitate foarte repede și cu variabilitate limitată de la gunoi la gunoi și de la an la an. Pe măsură ce s-au dezvoltat tot mai multe tulpini consangvinizate de șoareci și șobolani, s-a apreciat în curând că au existat diferențe inerente între tulpini în parametrii biologici de bază, precum și susceptibilitatea la boli induse și spontane. Multe dintre acestea au fost tulpini complementare crescute în paralel, oferind tulpini sensibile și rezistente, care altfel sunt similare genetic, cum ar fi diabetul non-obez (NOD) și tulpinile conexe.3 astfel, selecția tulpinilor este una dintre cele mai importante considerații în modelarea animalelor, în special la rozătoare.

Tabelul 2

Repere recente în modelarea animalelor

ani cercetător(i) piatră de hotar
1902 William Castle începe reproducerea șoarecilor pentru studii genetice
1909 Clarence little Începe consangvinizarea șoarecilor pentru a elimina variația
anii 1920 Frederick Banting insulină canină izolată și câini diabetici tratați eficient
ca. 1930 mic și MacDowell primul șoarece complet consangvinizat (20 de perechi de surori) realizat
anii 1940 John cade a studiat utilizarea sărurilor de litiu ca anticonvulsivant la cobai și și-a tradus descoperirile în tratamente de depresie
1976 Rudolf jaenisch și colab. dezvoltat primul șoarece transgenic
anii 1980 Mai multe testarea extensivă a siguranței medicamentelor și a regimurilor de dozare pentru HIV efectuate în rhesus macaci
1987 Capecchi, Evans și smithies a dezvoltat primul mouse knockout
1997 Wilmut și Campbell primul animal clonat dintr-o celulă somatică adultă, Dolly oaia
2002 Mai multe genomul șoarece secvențiat
2004 mai multe genomul șobolanului secvențiat
2009 Aron Geurts și colab. dezvoltat primul șobolan knockout

dacă modelele naturale nu erau disponibile sau fezabile, capacitatea de a manipula genomul unei specii model a permis crearea de animale sensibile sau rezistente în mod unic la o anumită model. Deci, pe măsură ce s-au făcut progrese în domeniul geneticii, oamenii de știință au devenit din ce în ce mai pricepuți la manipularea genomului încă nesecvenționat al șoarecilor. Anii 1980 au văzut o explozie în această tehnologie odată cu apariția șoarecilor transgenici care transportă material genetic suplimentar și șoareci knockout în care materialul genetic este șters. Recent, capacitatea noastră de a manipula genomul șoarecelui a devenit din ce în ce mai rafinată cu evoluții precum metode specifice țesuturilor de eliminare a genelor,cum ar fi sistemul Cre-Lox,4 metode de activare sau dezactivare a transcripției genei in vivo folosind sisteme induse de tetraciclină sau tamoxifen, 5 și metode de identificare sau eliminare a liniilor celulare întregi in vivo prin intermediul șoarecilor fluorescenți de proteine și, respectiv, a receptorilor de toxină difterică-knocin.6, 7 în plus,cercetătorii au folosit tehnologii similare pentru a genera șobolani transgenici,8 pisici,9 câini, 10 iepuri, porci,oi, 11 capre, bovine,găini,12 Pești Zebra,13 și primate non-umane, 14 pentru a numi doar câteva. În timp ce capacitatea de a genera knockout-uri genetice vizate la alte specii a rămas în urmă, șobolanii knockout au fost creați cu succes în 2009 folosind o tehnică bazată pe nuclează cu deget de zinc, distinctă de cea utilizată la șoareci.15

mouse-ul continuă să fie Centrul de putere pentru cercetarea biomedicală (a se vedea bara laterală pagina 206). Fără îndoială, cea mai importantă schimbare din ultimii 25 de ani este escaladarea spectaculoasă a șoarecelui de laborator în cercetare, care contrastează în mod evident cu rolul în scădere al majorității modelelor de mamifere non-rozătoare (vezi Figura 1). Prin comparație, utilizarea șobolanului a scăzut, deoarece manipulările genetice vizate s-au dovedit mai dificile la această specie. Crearea primilor șobolani knock-out poate ajuta la explicarea celor mai recente up-tick în publicațiile biomedicale bazate pe modele de șobolani. Cu toate acestea, odată cu creșterea capacității de a modifica genomii speciilor de laborator, altele decât șoarecele, fața cercetării biomedicale se schimbă acum. Speciile maleabile genetic, cum ar fi porcul și peștele zebră, sunt din ce în ce mai concurente odată cu organismele model comune, cum ar fi cobaiul, iepurele și dihorul (vezi Figura 1). Aceste tendințe importante dezvăluie atât 1) utilitatea în creștere dramatică a anumitor specii model în raport cu altele, cât și 2) rafinamentul cercetării pe animale prin utilizarea vertebratelor cu cea mai mică ordine posibilă pentru a realiza un obiectiv științific dat.

rezultatele căutării Pubmed după data publicării, 1970 până în 2011. Termenii de căutare pentru fiecare specie includeau denumirea științifică și denumirea comună pentru fiecare specie; cu excepția faptului că numai denumirea științifică a fost utilizată pentru șoarece și șobolan. „Modele de mamifere non-rozătoare” include câinele, iepurele, pisica, macacul rhesus, cobaiul, porcul, cimpanzeul și dihorul.

În plus, recunoașterea impactului microbiotei gastrointestinale și dermice a dus la nașterea unei ere de cercetare complet noi – gnotobioticele. Prin utilizarea nașterii cezariene, a cuștilor izolatoare cu film flexibil și a alimentelor iradiate, șoarecii pot fi acum menținuți în condiții complet lipsite de germeni sau colonizați cu una sau mai multe specii bacteriene definite. O combinație de opt bacterii aerobe și anaerobe comensale numite Flora modificată a lui Schaedler (ASF) este frecvent utilizată ca microbiotă intestinală cunoscută.16 Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea recentă a unor metode robuste de amprentare a întregii comunități microbiene intestinale, cum ar fi denaturarea electroforezei în gel cu Gradient, analiza automată a distanțierului Intergenic ribozomal și secvențierea profundă, cercetătorii sunt capabili să monitorizeze rapid și fiabil compoziția microbiotei intestinale și, astfel, să se îndepărteze de modele mai reducționiste, cum ar fi ASF. În timp ce dezvoltarea tulpinilor de rozătoare consangvinizate a permis controlul geneticii gazdei, dezvoltarea animalelor de cercetare care adăpostesc microbiota complexă, dar definită, permite controlul geneticii microbiene cunoscute pentru impactul fiziologiei gazdei. Mai mult, gnotobioticele pot fi aplicate și speciilor non-murine, astfel încât acest domeniu este probabil să continue să evolueze.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.