Primer modelo animal con sistema inmunológico humano completo

Los investigadores han utilizado animales, en particular ratones, para imitar enfermedades y estudiar fenómenos biológicos. El origen de los ratones como sistema modelo estándar para la investigación científica se remonta al siglo XVIII, cuando la gente registró cómo domesticaban y criaban ratones. Esta cría temprana de ratones dio lugar a variedades de ratones que con el tiempo se criarían para su uso en el laboratorio. A principios del siglo XX, diferentes científicos reconocieron el beneficio de utilizar ratones para estudiar los mecanismos de las enfermedades. Curiosamente, una de las principales ventajas de utilizar ratones se debe al hecho de que su anatomía, fisiología y genes son similares a los de los humanos. El uso de ratones generó conocimientos científicos útiles sin tener que utilizar sujetos de prueba humanos. Sin embargo, a diferencia de sus antepasados, los ratones de laboratorio tienen la misma composición genética.

Aunque el trabajo en ratones no es completamente trasladable a los seres humanos, los científicos han diseñado previamente diferentes modelos de ratones para imitar mejor la fisiología humana. La firma genética de los ratones se puede modificar fácilmente para estudiar objetivos específicos que podrían trasladarse a los seres humanos. Por ejemplo, los ratones que imitan parcialmente la enfermedad humana se denominan ratones humanizados. El primer ratón humanizado se creó en la década de 1980 para estudiar el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Actualmente, existen muchos otros tipos de ratones humanizados, como los modelos de xenoinjerto derivado de pacientes (PDX), que permiten a los ratones cultivar células tumorales humanas. Este modelo humanizado es ideal para probar terapias novedosas para determinar si el tratamiento será eficaz en la clínica. Aunque los modelos de ratones están mejorando, los científicos siguen trabajando para mejorar la viabilidad de la traducción.

Un artículo reciente de Nature Immunology, escrito por el Dr. Paolo Casali y su equipo, generó por primera vez un ratón que imita el sistema inmunológico humano completo. Casali es profesor de investigación Ashbel Smith y Distinguished en la Facultad de Medicina Long de UT Health San Antonio. El trabajo de Casali se centra en los mecanismos genéticos que influyen en la respuesta de los anticuerpos y la memoria inmunológica en presencia de enfermedades. Utiliza tecnología de vanguardia para desarrollar diferentes modelos genéticos, sistemas de cultivo celular y ratones humanizados.

Casali y colaboradores demostraron que el ratón humanizado que generaron tenía un sistema inmunológico humano completo y una microbiota intestinal similar a la humana, que era capaz de generar una respuesta de anticuerpos. Este es un gran avance en la ciencia médica, ya que nos permite predecir de manera factible la eficacia de las vacunas. El objetivo de crear este ratón era superar las limitaciones de los modelos de ratón humanizado actuales y modelar con mayor precisión la respuesta inmunológica. Una limitación incluye la inmunidad humana parcial, que conduce a respuestas inmunológicas ineficaces. Esto hace que los descubrimientos en ratones sean menos trasladables para mejorar el modelado de enfermedades y desarrollar vacunas y otras inmunoterapias efectivas.

El equipo de Casali inyectó continuamente células madre humanas a ratones inmunodeficientes, lo que los condicionó a producir grandes cantidades de estradiol. Trabajos anteriores de Casali demostraron que el estradiol mejora la supervivencia de las células madre humanas. El injerto de células madre con acondicionamiento de estrógeno permitió el crecimiento y la diferenciación de las células inmunes. Los ratones finalmente reconstituyeron un sistema inmunológico linfoide y mieloide humano. En consecuencia, este sistema inmunológico pudo responder a infecciones y vacunas. Los ratones completamente humanizados permiten que la ciencia básica sea más traducible ahora que los científicos pueden probar terapias y comprender mejor cómo responderían los pacientes. Esto también tiene el potencial de eliminar el uso de primates no humanos para estudios terapéuticos y farmacológicos. Ahora con un modelo completamente humanizado, los médicos y científicos pueden comprender mejor las enfermedades y proporcionar tratamientos más precisos para los pacientes.

Tomado de: Nature Immunology

Fuente: UT Health San Antonio