Rata modificada genèticament

Rata modificada genèticament en el que s'ha eliminat un gen que afecta al creiximent del pèl (esquerra) junt a una rata de laboratori normal.

Una rata modificada genèticament o model de rata manipulada genèticament (GEMM, per les seues sigles en anglés) és un rata (Mus musculus) al que se li ha alterat el genoma per mig de l'us de tècniques d'ingenieria genètica. Les rates modificades genèticament s'utilisen habitualment per a l'investigació o com a models animals de malalties humanes, i també s'ampren per a l'investigació sobre gens. Junt en els xenoinjertos derivats de pacients (PDX, per les seues sigles en anglés), els GEMM són els models in viu més comuns en l'investigació del càncer. Abdós enfocaments es consideren complementaris i poden utilisar-se per a recapitular diferents aspectes de la malaltia. Els GEMM també són de gran interés per al desenroll de fàrmacs, ya que faciliten la validació de dianes i l'estudi de la resposta, la resistència, la toxicitat i la farmacodinámica.

Història

En 1974, Beatrice Mintz i Rudolf Jaenisch varen crear el primer animal modificat genèticament insertant un virus de ADN en un embrió de rata en fase inicial i demostrant que els gens insertats estaven presents en totes les cèlules. No obstant, les rates no varen transmetre el transgén a la seua descendència i, per lo tant, l'impacte i la aplicabilidad d'este experiment varen ser llimitats. En 1981, els laboratoris de Frank Ruddle de l'Universitat de Yale, Frank Costantini i Elizabeth Lacy d'Oxford, i Ralph L. Brinster i Richard Palmiter, en colaboració en l'Universitat de Pennsilvània i l'Universitat de Washington, varen injectar ADN purificat en un embrió unicelular de rata utilisant tècniques desenrollades per Brinster en els anys xixanta i setanta, demostrant per primera volta la transmissió del material genètic a les generacions posteriors. Durant la década de 1980, Palmiter i Brinster varen desenrollar i varen liderar el camp de la transgénesis, perfeccionant els métodos de modificació de la llínea germinal i utilisant estes tècniques per a dilucidar l'activitat i funció dels gens d'una forma que no era possible abans del seu enfocament únic.

Métodos

Existixen dos enfocaments tècnics bàsics per a produir rates modificades genèticament. El primer consistix en l'injecció pronuclear, una tècnica desenrollada i perfeccionada per Ralph L. Brinster en els anys 60 i 70, en una sola cèlula de l'embrió de rata, a on s'integrarà aleatoriamente en el genoma de la rata Este método crea una rata transgènic i s'utilisa per a insertar nova informació genètica en el genoma de la rata o per a sobreexpresar gens endógenos. El segon enfocament, del que varen ser pioners Oliver Smithies i Mario Capecchi, consistix en modificar les cèlules mare embrionàries en una construcció de ADN que conté seqüències de ADN homòlogues al gen diana. Se seleccionen cèlules mare embrionàries que es recombinan en el ADN genómico i després s'injecten en els blastocistos de les rates. Este método s'utilisa per a manipular un sol gen, en la majoria dels casos "eliminant" el gen diana, encara que poden produir-se manipulacions genètiques cada volta més sotils i complexes (per eixemple, la humanización d'una proteïna específica o el canvi d'un sol nucleòtit). També es pot crear un rata humanisada per mig de l'adició directa de gens humans, creant aixina una forma murina d'híbrit humà-animal . Per eixemple, les rates modificades genèticament poden nàixer en gens de antígenos leucocitarios humans per a proporcionar un entorn més realiste en introduir-los glòbuls blancs humans per a estudiar les respostes del sistema immunològic. Una d'eixes aplicacions és l'identificació de péptidos del virus de l'hepatitis C (VHC) que s'unixen a el HLA i que poden ser reconeguts pel sistema immunològic humà, convertint-se aixina en objectius potencials per a futures vacunes contra el VHC.