El ratón CBA/N xid como modelo animal de inmunodeficiencia. Producción y manejo
Fabricio Maschi*, Pilar Cagliada, Cecilia Carbone
Cátedra de Animales de Laboratorio y Bioterio. Facultad de Ciencias Veterinarias.
Universidad Nacional de La Plata - Calles 60 y 118 s/n (1900) La Plata
Recibido: 26 de marzo de 2010
Aceptado: 9 de abril de 2010
Palabras claves: Ratones, xid, inmunodeficientes, linfocitos B.
RESUMEN
Uno de los hallazgos más importantes para la investigación biomédica lo constituye el descubrimiento y producción de nuevas cepas de ratones inmunodeficientes. Una de ellas es la del ratón CBA/N xid (xid: X-linked inmunodeficiency) que presenta una mutación recesiva y ligada al sexo en el gen de la tirosin-kinasa de Bruton (btk), homóloga tanto en ratón como en el hombre. Por su condición de inmunodeficientes y libres de patógenos específicos (SPF), deben mantenerse en ambientes bajo barreras sanitarias estrictas. En estos animales las células B muestran defectos en su maduración y se encuentran en un número reducido en la sangre periférica. Debido a sus características se pudo probar la existencia de dos grupos de células B en los ratones normales por lo que esta cepa se utiliza en estudios sobre inmunología e inflamación. Es el modelo animal adecuado para investigaciones relacionadas con la inmunodeficiencia humana ligada al cromosoma X, HIV y terapia génica. Incorporándole el gen nude se utiliza como modelo para estudios de tumores humanos. Esta cepa representa una importante herramienta que se podrá utilizar en medicina experimental cuando se necesite investigar la base molecular, la fisiopatología o nuevas terapias en las enfermedades y alteraciones mencionadas.
SUMMARY
An important finding for the biomedical research field is the discovery and production of new immunodeficient mice strains. One of them is the CBA/N xid (xid: X-linked immunodeficiency) mouse that presents a recessive mutation in the Bruton tyrosine kinase gene (btk), linked to sex and homologous in humans. As immunocompromised and free of specific pathogens (SPF), they should be maintained under strict sanitary barriers environments. B cells show defects in its maturation and are found in low number in the peripheral blood. Their characteristics allow to identify two groups of B cells in normal mice; therefore, this strain is used in immunology and inflammation studies. They are a suitable animal model for X-linked immunodeficiency, HIV, and gene therapy research and also for human tumors investigations when the nu gene is added. These mice are an important tool in experimental medicine when they are used to perform molecular basis, pathophysiology and new therapies studies of the above mentioned diseases.
Key words: xid, mice, B cells, immunodeficient.
Introducción
Uno de los hallazgos más importantes para la investigación biomédica lo constituye la producción de ratones inmunodeficientes y el indiscutible impacto que han producido en este campo.
El estudio in vivo de tejidos humanos, en especial tumores, no hubiera sido posible si no se hubiera contado con un modelo animal de inmunodeficiencia como el ratón atimico “nude” (Gazaniga S. et al 2001; Alvarez MJ et al 2005, Carbone C. et al 2006). Sin embargo, esta no es la única cepa murina que reúne esta condición, existen otras mutaciones para inmunodeficiencia que han aportado características únicas en lo que respecta a las diferencias inmunobiológicas, entre las que se encuentra la cepa de ratones CBA/N xid (Clarke R. et al 1996).
Este ratón se originó a partir de la subcepa CBA/Hn y presenta una mutación en el gen de la tirosin-kinasa de Bruton (btk), recesiva y ligada al sexo (xid: X-linked inmunodeficiency). Esta mutación fue encontrada en el Instituto Nacional de Salud de Harwell Inglaterra, en el año 1966. El gen Btk fue mapeado en la región xid del cromosoma X de los ratones por un análisis inespecífico de retrocruza (Berning, A.K. et al, 1980; M. de Weers et al 1994). La enzima tirosin-kinasa, es importante para el desarrollo de los linfocitos B, los cuales, a pesar de estar presentes muestran una señal de actividad anormal (Mohamed A.J. et al 2009). En estos ratones las células B se encuentran en un número reducido en la sangre periférica con respecto a los animales inmunocompetentes y presentan defectos en su maduración; no obstante pueden producir cantidades normales de anticuerpos en respuesta a algunas proteínas antigénicas, pero tienen bajos niveles de IgM e IgG3 en suero y muestran una menor respuesta de anticuerpos a antígenos timo independientes Tipo II. (Hardy R. et al, 1983; Scher, I. 1982; Chen, J. 1990). Los machos homocigotas Y/Btk xid y las hembras homocigotas Btk xid/Btk xid tienen una respuesta inmune defectuosa a los antígenos Tipo II timo independientes y a los antígenos timo dependientes; pero una respuesta normal a los antígenos Tipo I timoindependientes, mientras que las hembras heterocigotas presentan una respuesta inmune normal (Simth, H.R, 1983; Sprent J. et al, 1984; Mosier, D.E. 1985).
El descubrimiento de esta cepa permitió probar la existencia de dos grupos de células B en los ratones normales. Estos últimos presentan una población de células B maduras que se desarrollan ontogénicamente más tarde y linfocitos B inmaduros (Reid, G.K. 1985). En el caso de los CBA/N xid las células B son intrínsecamente anormales y a pesar de que comparten algunas de las características con las células B inmaduras de los ratones inmunocompetentes no tienen una equivalencia exacta.
Producción y mantenimiento
Los ratones CBA/N xid necesitan de una infraestructura adecuada para su manejo y producción como así también someterse a un programa de controles microbiológicos específicos. Por su condición de inmunodeficientes, deben mantenerse en ambientes bajo un sistema de barreras sanitarias absolutas. La categoría microbiológica es la de animales SPF (Specific Pathogen Free), esto significa que tienen su flora intestinal normal pero están libres de todos aquellos microorganismos patógenos específicos capaces de causar infecciones.
El bienestar de estos animales depende, en gran medida, del sistema de alojamiento que se elija, del diseño y control del ambiente y del entrenamiento del personal técnico. Estos factores se consideran fundamentales para su producción y mantenimiento.
El ambiente físico debe diseñarse y operarse de manera tal que permita establecer controles ambientales estrictos, brindando seguridad y confort a los animales, minimizando las posibilidades de introducción o transmisión de agentes infecciosos. Se deben mantener en habitaciones acondicionadas alojándolos en aisladores flexibles, cabinas aisladoras, estantes ventilados o micro aisladores.
Las condiciones ambientales requeridas se logran mediante un buen diseño del sistema de ventilación y presurización, del control de la temperatura y humedad relativa; parámetros macro y microambientales de extremada importancia. Las áreas destinadas para el lavado, procesamiento y esterilización de materiales e insumos deberán funcionar como una barrera efectiva entre los animales y el ambiente exterior.
Los materiales, las dimensiones y el diseño de las cajas, rejas, comederos y bebederos que se utilicen para el alojamiento de los animales deben estar de acuerdo con lo establecido por las normativas internacionales (NCR-ILAR, 2002)
Esta cepa de ratones requiere alimento y agua de bebida estéril, temperatura ambiente en un rango entre 23 +/- 1º C, humedad relativa entre el 40 y el 60 %, una ventilación entre 10 y 15 recambios de aire por hora y un fotoperíodo uniforme luz/oscuridad de 14/ 10 horas.
El manejo reproductivo de estas colonias se realiza mediante el empleo del sistema de consanguinidad para mantenimiento de una endocría utilizando apareamientos monogámicos, ya que aumenta el rendimiento reproductivo de las hembras. Se recomienda un sistema basado en un núcleo de fundación y un núcleo de expansión (Benavides F. et al 2003). Para confirmar la ausencia de contaminaciones los ratones CBA/N xid deben someterse a un programa de controles microbiológicos específicos que incluyan microorganismos oportunistas, el ambiente y los insumos.
Usos
La mutación que presenta esta cepa es homóloga tanto en ratón como en el hombre para el gen de la Bruton agammaglobulinemia tyrosine kinase por lo que estos ratones constituyen un modelo ideal para el estudio de la inmunodeficiencia humana ligada al cromosoma X, HIV y terapia génica.
Se han realizado estudios en estos animales que han aportado importantes conocimientos relacionados con el desarrollo y la maduración de las células B siendo un modelo de elección para estudios inmunológicos y de inflamación que conlleven defectos en estas células.
Recientemente, se ha demostrado la importancia de esta cepa incorporándole el gen nude y así utilizarla como modelo para el establecimiento de líneas celulares de tumores humanos, específicamente adenocarcinomas de pulmón y su relación con metástasis ósea (Yang S. et al, 2009); también para el estudio de los aspectos relacionados con la endocrinología, inmunología e interacción tumor-estroma en el cáncer de mama (Clarke R. et al 1996).
Asimismo se utilizan para estudios de infección de patógenos como T. cruzi, Leishmania (Hoerauf A et al 1994, Gao W et al 2001).
Conclusiones
En el bioterio de la FCV-UNLP se ha estandarizado la metodología para la producción, mantenimiento y controles de la cepa de ratones CBA/N xid a partir de un núcleo proveniente del CEMIB/UNICAMP, Brasil (año 2008). Este hecho constituye un aporte importante para el desarrollo de investigaciones en el campo de la biomedicina en nuestro país en las que se requiera un modelo animal que reúna las características de esta cepa. En este sentido se abre la perspectiva de producir con ella otras cepas combinadas con mutaciones ligadas a la inmunodeficiencia como la del ratón nude existente en nuestro medio, y que podrá destinarse a estudios sobre tumores humanos.
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Revista QuímicaViva Número 1, año 9, Abril 2010 quimicaviva@qb.fcen.uba.ar |
