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Modelos animales

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En la investigación médica se utilizan modelos animales, junto con otros métodos y técnicas. Entre estos modelos de animales, algunos se han convertido en clásicos por su gran uso o por su antigüedad. Se utilizan modelos para facilitar y comprender procesos complejos.

El modelo de un avión se asemeja a un avión real, pero será más pequeño, tendrá menos matices, estará construido con otros materiales y podrá hacer todas las cosas que el avión real pueda hacer o no. Los modelos de los aviones se hacen antes de los aviones para testar los diseños. Y al igual que se hace con los aviones y con otras máquinas de todo tipo, se utilizan modelos para estudiar enfermedades y tratamientos contra ellas, antes de probar estos tratamientos con pacientes reales.

En la actualidad, los modelos matemáticos o de ordenador son muy utilizados para predecir el desarrollo de una enfermedad. Con la ayuda de un superordenador se puede simular un virus. O realizar estudios estadísticos tomando una muestra de pacientes. Por otro lado, los tejidos pueden crecer en las cajas de Petri y analizarlos fuera del cuerpo. Además, se pueden utilizar animales para estudiar la enfermedad. Por ejemplo, se puede estudiar un animal con una enfermedad similar, o incluso se puede producir la misma enfermedad en un animal y analizarla. Estos dos últimos son modelos animales.

Un ejemplo puede ser el estudio de una enfermedad genética de un perro de sangre limpia, similar a una enfermedad humana. El segundo ejemplo puede ser el cáncer de ratón para simular el cáncer humano. Existen otros modelos animales, como el desarrollo de una técnica de trasplante en humanos, tomando como modelo el trasplante de órganos entre dos cerdos.

Los investigadores estudian estos modelos animales para determinar el desarrollo de una enfermedad o los factores que influyen en su desarrollo.

El modelo puede utilizarse también para la investigación del tratamiento de la enfermedad. Todo ello mediante experimentos controlados.

Algunos modelos animales clásicos

El animal modelo más sencillo es sin duda la bacteria Escherichia coli. Esta bacteria es famosa ya que gracias a sus investigaciones, en la década de 1950, fue posible encontrar la estructura del ADN. El mapa genético de la bacteria finalizó en 1997. E. coli es muy apropiado para realizar investigaciones sobre el ADN, ya que su genoma se conoce muy bien. Entre otras cosas, existen simulaciones por ordenador que representan el metabolismo de la bacteria E. coli.

Los organismos eucariotas son más complicados que las bacterias. Uno de ellos es Saccharomyces cerevisiae o levadura de pan. Desde que se consiguió la secuencia de su genoma existen unas bases de datos completas que contienen información genética, herramientas informáticas de análisis de secuencias, información de estructura, similitudes con los mamíferos y nomenclaturas, entre otros. Estas bases de datos permiten investigar las proteínas y sus propiedades.

En este recorrido de pequeño a mayor, la siguiente parada son animales pluricelulares. Caenorhabditis elegans es un pequeño hermafrodita nematodo, utilizado como organismo modelo desde la década de 1960. Tiene unas mil células, y es posible seguir las duplicaciones de cada una de ellas, así como la genealogía completa de las mismas. Se utiliza, entre otras cosas, para investigar la genética del desarrollo y la neurobiología.

El siguiente ejemplo es la mosca de frutas, Drosophila melanogaster. Esta mosca se utiliza experimentalmente como sistema genético por su fácil crecimiento. Actualmente se conoce todo el genoma de la mosca y se utiliza para el estudio de los fenotipos mutantes que intervienen en los modelos evolutivos. Los organismos tienen grupos génicos que indican las partes del cuerpo y el lugar donde deben estar. Estos grupos de genes son experimentados con moscas a través de su adaptación y traslado. De esta forma crean nuevos tipos de moscas y las analizan.

Pero, sin duda, el más famoso de los animales utilizados en los laboratorios es el ratón, el Mus musculus. Aunque en el camino de la evolución el hombre y el ratón se repartieron hace 75 millones de años,

El ADN es muy parecido. Por eso se utilizan para estudiar la biología de las enfermedades genéticas. La diabetes es una de las enfermedades que afectan a los ratones genéticamente modificados que son frecuentes en el ser humano, por lo que pueden servir de ejemplo para su estudio. Para conseguir estos animales transgénicos, los genes humanos entran en los óvulos de los ratones.

Un ejemplo cercano

No hace falta ir lejos para encontrar experimentos con animales. En el centro de investigación de la Universidad del País Vasco en el Hospital de Cruces trabajan con los cerditos.

Estudian la hipoxia de los recién nacidos. Los niños que nacen con una cesárea pueden sufrir una pérdida de oxígeno durante el parto, que puede causar un daño cerebral durante toda la vida. Por eso es importante conocer el daño cerebral que produce la hipoxia, por ejemplo, el número de neuronas que mata. Una vez estudiado el alcance del daño, será posible desarrollar técnicas para combatirlo.

Pero está claro que esta investigación no se puede hacer directamente con los niños, porque sería demasiado peligrosa. Es necesario utilizar un modelo animal para desarrollar una técnica de lucha contra la enfermedad. En las hipoxias del parto, el niño recibe el daño cerebral y el cerebro de un cerdito de una semana es similar al de un bebé recién nacido. Por lo tanto, el modelo animal en este experimento será el cochinillo. El cerdito es víctima de una hipoxia, para posteriormente analizar los daños que ha sufrido su cerebro. Se le pone anestesia para evitar molestias. Pero el animal no sobrevivirá al experimento. Mientras aún duerme, le pican la jeringa que le queda el corazón y después le quitan el cerebro para analizarla en el laboratorio. En el experimento muere un animal, pero el resultado del experimento puede salvar a los recién nacidos. A partir de ahí, el debate ético está sobre la mesa.

Legislación

La legislación actualmente vigente en la Unión Europea data de 1986. En ese año, el Consejo adoptó una directiva para equiparar de alguna manera las legislaciones de los Estados europeos. Hay que decir que en el Estado español no había una ley de protección de los animales antes de esta norma. La única mención la hace una circular de 1929. La Circular establece que serán sancionados con multas las personas que realicen malos tratos, venenos o cirugía no autorizada a animales inocuos.

La legislación de 1986 establece qué profesionales están autorizados a trabajar con animales de laboratorio, en viveros o en experimentación. También menciona dónde y cómo deben criar los animales para su uso en laboratorios, así como el tratamiento que deben recibir. El uso de animales sanos es muy importante, ya que un animal enfermo puede anular los resultados del experimento. En el vivero y en el laboratorio, el animal no debe sufrir estrés o dolor, por lo que se utilizan anestesia y sedantes. Una vez finalizado el experimento, se debe decidir mantener vivo o morir al animal, ya que tras algunos experimentos el animal puede sufrir dolor o sufrimiento grave. Todo ello mediante métodos humanitarios.

Rodillo máquina gigante

Aunque existen movimientos que apoyan la sustitución de las investigaciones con animales, se utilizan todos los medios disponibles en el proceso de investigación médica. Los modelos animales se utilizan de la misma manera que se utilizan las culturas celulares, las simulaciones por ordenador, los estudios estadísticos y los estudios epidemiológicos. No todos estos métodos son contrapuestos. Por el contrario, se complementan entre sí y son los rodillos y muelles de esta enorme máquina de investigación médica.

Como parte de la investigación médica, los modelos animales tienen ciertas ventajas, como por ejemplo frente a los modelos por ordenador. Estas últimas son diseñadas por el ser humano, lo que supone una limitación, ya que este modelo se basa en información ya conocida. Las culturas celulares también tienen limitaciones porque se extraen de un organismo mayor y no tienen por qué comportarse de la misma manera que el organismo original.

El uso de modelos animales también tiene ventajas frente al análisis directo de pacientes. En general, un paciente puede presentar varias enfermedades o complicaciones de las que es difícil obtener conclusiones claras sobre una sola enfermedad. Por otro lado, una enfermedad puede tardar años en desarrollarse en humanos, y pocos días en desarrollarse en el ratón. El análisis de los ratones permite, por tanto, realizar investigaciones más rápidas y económicas.

Por el contrario, en ocasiones los modelos animales son demasiado complejos para investigar la evolución de una enfermedad, siendo imprescindible el uso de modelos más simples.