Animales de laboratorio

Cada año se usan unos 100 millones de animales en los laboratorios para investigar enfermedades y tratamientos. Aunque han sido fundamentales en el avance de la medicina, la experimentación con vertebrados genera polémica.

(Este artículo se publicó en la revista Muy interesante, el pasado mes de abril. La versión final puede variar un poco respecto a esta, por temas de edición de la revista)

estabularis

 

Los padres de Leonard Thompson ya no sabían qué hacer. Su hijo, de 14 años, estaba al borde de la muerte. Había perdido muchísimo peso y tenía fiebre. Los médicos les habían dicho que padecía diabetes, una enfermedad que se debía a un mal funcionamiento del páncreas para la que, en aquel entonces, no había cura. Corría 1921 y Leonard estaba, pues, condenado a morir.

Sin embargo, a finales de enero de 1922 una inyección cambió su destino y gracias a ella, también, pasó a la historia por convertirse en la primera persona del mundo en ser tratada con insulina. La inyección no lo curó, pero sí consiguió que recuperara la salud. Tras ver que aquella prueba funcionaba, los médicos comenzaron a probar la insulina en otros enfermos voluntarios, que también reaccionaron de forma positiva, como Leonard. Fue así como la diabetes dejó de ser letal.

Hasta ese momento, se sabía que el azúcar empeoraba la condición de las personas diabéticas, pero los médicos no disponían de ningún tratamiento y lo único que podían hacer era recetar dietas muy estrictas en las que apenas había azúcar. Eso hacía que algunos pacientes vivieran algunos años más, si bien al final acababan muriendo. O lo que era peor, morían al cabo de poco tiempo de inanición a causa de las restricciones alimentarias tan estrictas.

El descubrimiento de la insulina, no obstante, también se llevó muchas vidas animales por delante. Sobre todo, de perros. Frederick Bating, cirujano, y su ayudante Charles Best, en el verano de 1921 empezaron a investigar con un grupo de 10 canes a los que les quitaban el páncreas y les provocaban diabetes. A partir de los órganos extraídos, lograron aislar una sustancia, la hormona de la insulina, que al inyectarla a perros diabéticos hacía que el nivel de glucosa en sangre de los animales descendiera. Para asegurar el resultado, decidieron ampliar el  experimento a vacas y cerdos. Fue así como, definitivamente, dieron con una solución para la esta enfermedad, que si bien no la cura, sí salva millones de vidas. Por ello, Bating recibió en 1923 el premio Nobel de medicina.

Este caso es un ejemplo de cómo la experimentación con animales ha sido clave para el progreso de la medicina. Seguramente, sin aquellos perros Banting y Best difícilmente hubieran dado con la hormona de la insulina. Pero hay muchísimos más ejemplos en los que los “conejillos de indias” han sido determinantes para dar con un fármaco o con terapias para tratar enfermedades. El mismo Louis Pasteur no hubiera podido de demostrar en 1881 su teoría de los gérmenes si no hubiera inoculado ántrax a medio centenar de ovejas, de las cuales, sólo la mitad estaban vacunadas; ya se imaginarán el destino de las que no lo estaban… Para dar con la vacuna contra la poliomielitis tuvieron que morir 100.000 monos. La mayoría de fármacos contra el cáncer y gran parte del conocimiento de esta enfermedad se han obtenido a partir de la experimentación con ratones, a los que les generan todo tipo de tumores; los peces cebra están aportando mucho conocimiento en el ámbito de la medicina regenerativa: si se les secciona la aleta caudal, al poco tiempo vuelven a generar una; y la toxicidad y eficacia de los retrovirales se la debemos a los macacos. Incluso todas las técnicas de reproducción asistidas con que contamos hoy en día han pasado primero por mamíferos.

A pesar de los avances, este tipo de investigaciones están rodeadas de controversia y polémica. ¿Es lícito usar animales para la experimentación? ¿No se podrían obtener los mismos resultados de otra manera? ¿Dónde están los límites? ¿Qué se puede hacer con ellos y qué no? ¿Quién lo regula?

Una regulación estricta

Según cifras de la British Union for the Abolition of Vivisection y del Nuffield Council on Bioethics, cada año se usan en todo el mundo cerca de 100 millones de vertebrados en laboratorios para investigación, un 10% de los cuales en la Unión Europea. Y la cifra parece ir en aumento. Desde el boom de las ciencias biomédicas experimentales, a comienzos del siglo XX, se han alcanzado metas increíbles en cuanto a descubrimientos científicos, pero eso también ha conllevado un aumento en el uso de vertebrados en los laboratorios.

De ahí que en 1956 se creara el Consejo Internacional de la Ciencia de los Animales de Laboratorio, un organismo destinado a prestar ayuda a la comunidad científica para mejorar los aspectos relativos a la experimentación animal. Juan Martín, veterinario al frente del animalario del Parque de investigación biomédica de Barcelona (PRBB), explica que desde 1986 “España cuenta con una regulación muy estricta, dictada por la Unión Europea, que estipula qué animales se pueden usar para investigación; cómo deben estar en los centros; qué medidas tienen que tener las jaulas para cada animal; en qué condiciones tienen que estar y una serie de estipulaciones para que no sufran. Es más, en 2010 la UE aprobó una nueva normativa, aún mucho más estricta, que ha entrado en vigor en enero de 2013, y que regula aún más aspectos de la investigación con vertebrados. Además, por primera vez se ha incluido a un invertebrado, el pulpo”.

¿Y qué hay de esas imágenes que corren por las redes sociales a menudo, de conejos con los ojos ensangrentados, en los que prueban champús y rimel, o monos en jaulas con los sesos medio abiertos? “Afortunadamente, ahora en España eso es ciencia ficción”, asegura Martín, quien recuerda que cuando comenzó a trabajar, hace más de 30 años, en otro centro de investigación no existía regulación alguna sobre la experimentación animal y los científicos obraban “en función de su conciencia”. Martín llegó a denunciar hasta una veintena de casos de maltrato en diarios, lo que le valió incluso la apertura de un expediente laboral. “En 1982, en el edificio en el que estaba, se oían los chillidos de los conejos que usaba un investigador, que les insertaba una aguja en el corazón, sin anestesia ni nada. Era sumamente cruel”, explica.

Por desgracia, en otras partes del mundo no existen regulaciones tan estrictas como en España y la UE, y hay mucho científico sin escrúpulos. En 2003, por ejemplo, salió a la luz el caso de un neurocirujano que había hecho verdaderas perrerías a un grupo de primates: le había quitado los glóbulos oculares a unos babuinos para poderles pinzar una arteria del cerebro y simular así infartos cerebrales. Además, mantenía en esa situación atroz a los animales durante días. El sujeto en cuestión se llamaba E Sander Conolly y era de la Universidad de Columbia. Cuando sus “experimentos” salieron a la luz, alegó que aquellas pruebas podrían conducir a “interesantes conclusiones”.

“Que existan leyes reguladoras nacionales y supranacionales es necesario y una muy buena señal, porque implica que hay una concienciación y preocupación social por el tema, aunque, por desgracia, y a pesar de los muchos controles que se realizan, no son garantía de nada”, considera Josep Santaló, catedrático de biología celular y presidente de la Comisión ética en la experimentación animal y humana de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).

Todas las investigaciones en las que se requiera el uso de animales tienen que ser aprobadas por un comité ético formado por expertos pero también por personas ajenas a la investigación. Los investigadores deben justificar pormenorizadamente qué quieren estudiar, por qué deben usar animales y qué pretenden obtener de ellos. Los experimentos, además, deben garantizar que ningún animal sufrirá de manera gratuita y se les debe aplicar analgésicos y anestesia. Sin embargo, “hay momentos o circunstancias en que es ineludible que padezcan”, señala Santaló, catedrático de biología celular, experto en bioética; tal es el caso de los estudios sobre el dolor o sobre fármacos para tratar el dolor

Asimismo, los experimentos deben seguir a rajatabla el principio de las tres R: reemplazo, reducción y refinamiento. Reemplazo quiere decir que siempre que se pueda hacer con un modelo no animal, se debe optar por ello. En el caso de que no sea así, se debe optar por la reducción: emplear el mínimo número de animales posible, y no repetir experimentos ya realizados y en los que se ha obtenido un resultado. El último paso es el refinamiento, afinar al máximo el procedimiento para que el animal sufra lo menos posible y no se estrese.

Nacidos para el laboratorio

No todos los animales pueden acabar de cobayas. Por ley, está estipulado que sólo se pueden usar aquellos que hayan sido criados para la investigación en centros acreditados para tal cosa y, es más, en el caso de mamíferos tienen que haber pasado cuatro o cinco generaciones en cautividad, de manera que estén habituados al contacto con humanos. Además, tienen que estar registrados, por lo que se sabe con exactitud la cantidad exacta usada y el tipo de animal.

En un estudio publicado por el Ministerio de agricultura, alimentación y medio ambiente, se recoge que en 2009 se usaron 1.400.000 animales. Descontando a los peces y a los reptiles, el 85% fueron cepas de ratas y ratones. De hecho, son los animales más usados, seguidos de conejos, pollos, ranas, peces cebra, moscas; todo depende del ámbito de la ciencia del que se trate. Si se investiga en veterinaria también se usan perros, vacas, ovejas, cerdos.

Y no sólo para investigar, sino también en docencia en las facultades de veterinaria y en las de medicina. ¿Con qué cree que practican los estudiantes de cirugía? Operan a cerdos, un animal muy similar al ser humano, mil veces antes de entrar a quirófano con una persona. “Es un paso ineludible –considera Santaló-. Nadie quiere que le opere un médico primerizo sin experiencia”.

Cuando acaba el experimento en cuestión, se eutanasia al animal tal y como especifica la ley. En el caso de los mamíferos, por ejemplo, se realiza por sobredosis de analgésico. En los peces, en cambio, se disminuye la temperatura del agua del tanque en que están. Al ser de sangre fría, como las ranas, entran en una especie de coma hipotérmico; entonces se añade una sobredosis de anestesia en el agua y mueren. Clínicas veterinarias y empresas especializadas se encargan de recoger los cadáveres y de trasladarlos a los crematorios de que disponen los ayuntamientos.

Las leyes sólo regulan la experimentación con vertebrados y ahora con un cefalópodo, el pulpo. Pero no dicen nada de los invertebrados como las moscas. “No solemos tener ningún tipo de reparo cuando se usan moscas, gusanos o estrellas de mar, en cambio se nos revuelve el estómago al pensar en un primate”, añade Martín, del PRBB. Y es que cuanto más alejada se encuentra una especie filogenéticamente hablando de nosotros, los humanos, menos implicaciones éticas tiene investigar con ella.

“La diferencia entre unos y otros se halla en el nivel de los mecanismos neurosensoriales que poseen”, explica Josep Santaló, de la UAB, que añade “no es lo mismo investigar con un perro que con una mosca”. Y aunque hay muy pocas investigaciones acerca de si los invertebrados sufren o no dolor, lo cierto es que su sistema nervioso es infinitamente menos complejo que el de un mamífero.

Pero, ¿se puede investigar con primates, nuestros parientes más cercanos?  Pues al parecer, no. Su uso al menos en Europa está hiper restringido cuando se trata de someterlos a pruebas físicas. En cambio, sí se puede observar y estudiar su comportamiento en instalaciones en que los tienen en cautividad, como en el Centro de Primates del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig (Alemania). Sólo se puede pedir autorización para usarlos en investigaciones relacionadas con enfermedades neurodegenerativas y en caso de que no hay ningún otro modelo animal que pueda servir. Para ello, se requiere incluso autorización expresa a nivel europeo.

Las personas también podemos ser cobayas. La última fase de la experimentación científica pasa por validar los resultados hallados en modelos animales con humanos. No hay que olvidar que un roedor es un roedor, y que puede que el fármaco o el tratamiento que funcione con él no lo haga con un ser humano. En este caso, los ensayos clínicos también pasan por un Comité ético formado por, además de científicos, por juristas, filósofos, sociólogos y si es para el desarrollo de fármacos, por farmacéuticos. Se debe informar a los voluntarios de los posibles riesgos y consecuencias y ellos deben dar su consentimiento por escrito de que quieren participar. “Estos experimentos o bien son voluntarios o la retribución es muy pequeña para evitar que individuos con necesidades vean la experimentación como una solución a sus problemas”, resalta Santaló, presidente de la Comisión ética en la experimentación animal y humana de la UAB.

Conejillos de Indias, ¿sí o no?

La experimentación con conejillos de Indias en los laboratorios ha supuesto un gran avance para la humanidad, eso sí a costa de la vida de muchos animales. ¿Es posible lograr conocimiento científico de otra forma, ahorrando esas muertes? Si bien se pueden usar modelos más o menos elaborados con células y obtener mucha información, lo cierto es que no es comparable cómo funciona una sola célula aislada a cómo lo hace dentro de un organismo, por lo que muchas investigaciones, pasada una primera fase, deben recurrir a modelos animal, ya sea para experimentar con ellos o como fuente de material biológico. Porque la alternativa sería pasar directamente a probar con la especie humana…

Ahora bien, una cosa es el avance médico y otra, tal vez, la cosmética. ¿Está bien fastidiar a los conejos para probar si un rimel irrita los ojos? En este tipo de estudios, aunque también pasan por un comité ético que los regula y controla, las fronteras de la ética están mucho más difusas. Para Santaló, experto en bioética, “vale la pena preguntarse como sociedad si los cosméticos, como la máscara de ojos, son necesarios, y hasta dónde estamos dispuestos a llegar con los animales”.

 

DESPIECES——————–

Los más usados

Los animales que se usan con mayor frecuencia en experimentación animal son roedores (85%), peces cebra, rana Xenopus y mosca Drosophila. Son los modelos más estudiados, que llevan más tiempo utilizándose y de los que se tiene un conocimiento más completo.

Xenopus Laevis

Fea como ella sola, con garras y uñas, esta rana es un fósil viviente, un pariente evolutivo lejano de ranas y sapos antes de que se separaran en dos especies distintas, por lo que conserva características de ambos. Procede de Sudáfrica, el único lugar en el que se cría, y fue descubierta por taxonomistas ingleses durante la época de la colonización, en el siglo XVIII.

A comienzos del XX ya había toda suerte de estudios hechos con ranas y sapos, y anfibios en general, puesto que el desarrollo embrionario es muy sencillo y externo, y se vio, además, que los huevos de estos animales respondían de forma muy evidente a las hormonas. El problema que presentaba trabajar con estos animales es que sólo se reproducían una vez a año y eso para la investigación era un completo desastre. No obstante, a comienzos del siglo pasado, los investigadores dieron con las condiciones de cría adecuadas para poder romper el ciclo biológico y tener huevos todo el año. Xenopus fue la primera rana con la que se logró. De ahí que se convirtiera en el modelo animal de laboratorio por excelencia.

“Lo que la lanzó al estrellato –bromea Raúl Méndez, investigador ICREA líder de grupo en el departamento de medicina molecular en el Instituto de investigación biomédica de Barcelona (IRB Barcelona)- fueron los estudios de hormonas en pruebas de embarazo, puesto que la rana respondía a cantidades muy pequeñas de hormonas, que otros tests no detectaban en aquel momento”. De ahí que se usara de manera intensiva hasta los años 60-70.

Xenopus es también el mejor modelo animal en biología del desarrollo y en concreto, para estudios que tengan que ver con segmentación embrionaria. A diferencia de los mamíferos, en animales como Drosophila, Xenopus o pez cebra, tanto la fertilización como el desarrollo del embrión es externo. La ventaja que proporcionan es que es muy fácil manipular sus embriones y ovocitos porque son de gran tamaño.

También en bioquímica son muy útiles, ya que resulta muy fácil conseguir material para ensayos bioquímicos y purificación de proteínas. Gracias a ello, por ejemplo, se descubrieron las ciclinas, unas proteínas clave en la división celular. “En nuestro grupo usamos los huevos de Xenopus como modelo para estudiar desde un punto de vista bioquímico y mecanístico la expresión de la regulación génica”, indica Méndez.

 

Drosophila

También conocida como mosca de la fruta o del vinagre, este diminuto insecto se ha usado de forma intensiva en estudios genéticos desde hace más de un siglo y ya ha proporcionado cinco premios Nobel en medicina. “Es un organismo suficientemente complejo para poderse hacer las preguntas básicas de biología y, a la vez, suficientemente sencillo para que estas preguntas se puedan contestar de manera más fácil y directa que en otros modelos”, explica Jordi Casanova, profesor de investigador CSIC del IRB Barcelona.

En este insecto se han identificado muchos de los principios básicos de la biología. Actualmente sirve como base para comprender mejor enfermedades humanas y explorar tratamientos, ya sea para prevenirlas o curarlas. Y es que los principios hallados en esta mosca son extrapolables a organismos superiores, también el ser humano.

“Drosophila se ha convertido en una pieza esencial desde los estudios más clásicos de desarrollo como la identificación de los genes responsables de las distintas partes del cuerpo hasta los genes responsables de los órganos sensoriales o la división asimétrica. Muchos genes se identifican primero en la mosca y luego gracias a ellos se encuentran en el resto de animales. Todos los estudios con Drosophila tienen una relevancia directa o indirecta en biomedicina”, añade Casanova.

También en la investigación sobre el cáncer. Fue en este insecto donde se descubrió el primer supresor tumoral, así como docenas de proteínas relacionadas con la enfermedad. Además, se demostró la relación que hay entre células madre y el desarrollo de tumores. Ahora esta mosquita se está usando también para dar con nuevos tratamientos para tratar la enfermedad.

“Las moscas tienen limitaciones para encontrar una cura contra el cáncer. No obstante, a veces son el único organismo en el que se pueden realizar experimentos que permiten después desarrollar las investigaciones que conllevarán una cura para las personas. Es el caso de proteínas relevantes en enfermedades humanas que se han identificado primero en Drosophila y de rutas de señalización células fundamentales que en cáncer están alteradas”, explica Cayetano González, investigador ICREA del IRB Barcelona.

 

Pez Cebra

 Es el animal de moda en investigación y una excelente alternativa a los mamíferos en experimentos. Este pececillo rayado procedente del sudeste asiático posee unas cualidades regenerativas fascinantes, similares a las de la salamandra acuática, que lo convierten en la estrella de la medicina regenerativa. Se puede anestesiar, seccionarle la aleta caudal y al cabo de 10 días, el pez la ha regenerado por completo. Es más, le pueden cortar la mitad del corazón y sin darle puntos, ni aplicarle anticoagulante, el animal es capaz de recuperarse y en un mes regenerar por completo el corazón.

Es también un modelo excelente para testear las diferencias individuales de genes y una herramienta muy potente para recabar información en el campo emergente de la medicina personalizada. A groso modo, las diferencias o mutaciones en los genes de una persona provocan pequeños cambios en los aminoácidos, que son los ladrillos del ADN. Este pez se puede usar como modelo para entender los efectos biológicos que resultan de esas mutaciones genéticas. “El cebra es una excelente opción por la similitud que presenta con los humanos como vertebrado, su transparencia como embrión y las poderosas herramientas genéticas disponibles en este organismo”, concluye Martín, del PRBB.

 

Roedores

 El 85% de los animales usados en experimentación científica hoy en día son ratones. Los motivos hay que buscarlos en sus características reproductivas, en su tamaño y facilidad de manejo, pero sobre todo en que su genoma es totalmente conocido, lo que ha permitido modificarlos genéticamente par desarrollar animales capaces de reproducir características específicas o enfermedades del ser humano, por lo que se pueden realizar investigaciones genéticas en estos roedores y después extrapolar los resultados a los seres humanos.

Se emplean en numerosos ámbitos científicos, desde estudios de oncología, inmunología, hasta enfermedades infecciosas, rechazo de órganos o tejidos transplantados o fibrosis quística pulmonar. Y de entre los ratones, el nude se revela como el más adecuado para la investigación del cáncer, puesto que permite estudiar los tumores humanos en vivo. Se han obtenido valiosos resultados en quimioterapia, radioterapia, interleuquinas, interferones, pruebas de carcinogeneidad entre otros.

 En este sentido, en otoño de 2012, un equipo de investigadores del IDIBELL y del Instituto catalán de oncología (ICO) desarrollaron un tipo de ratones que sirvieron para validar la eficacia de un nuevo fármaco contra el cáncer de ovario, hasta entonces resistente al cisplatino, un medicamento basado en el platino y usado en quimioterapia para tratar varios tipos de tumores. Los investigadores consiguieron obtener tumores crecidos dentro de los ratones que mimetizaban las propiedades inmunohistoquímicas genéticas y epigenéticas de los tumores humanos, así como la respuesta a la quimioterapia con cisplatino.

 

Despiece

 Con 4000m2, el animalario del PRBB es el más grande que hay en España y es uno de los cinco en nuestro país cuyo programa de cuidado y uso de animales cuenta con la máxima certificación internacional, un reconocimiento a las buenas prácticas del centro otorgado por la Asociación Internacional para la Evaluación y Acreditación del Cuidado de Animales de Laboratorio (AAALAC). Los otros cuatro estabularios que también tienen esta distinción son dos empresas privadas, así como el CIC bioGune en el País Vasco y el Instituto de investigación biomédica de Bellvitge, IDIBELL, también en Barcelona.

En el PRBB abundan animales acuáticos, como peces cebra y ranas Xenopus, y también roedores genéticamente modificados. El centro se rige por estrictas legislaciones sobre bienestar animal. Así, las instalaciones son lo bastante amplias para que estos conejillos de indias puedan desenvolverse y en ellas, la intensidad de la luz sigue el ciclo solar y la temperatura está regulada, para que el animal esté como en su hábitat natural. Todos los tratamientos, además, se efectúan aplicando anestesia o analgésicos. Nada de infligir dolor innecesario a los bichos.

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