Hace más de 20 años, dos investigadores médicos de la Universidad de Harvard, Joseph y Charles Vacanti, lideraron un equipo que cultivó con éxito una pieza de cartílago en forma de oreja humana en la parte posterior de un ratón de laboratorio. El experimento utilizó un molde en forma de oreja lleno de células de cartílago de una vaca. La "oreja" se colocó primero en una incubadora, y una vez que comenzó a crecer, se trasplantó al cuerpo de un ratón desnudo (una especie de ratón de laboratorio con una mutación genética que causa un órgano del timo degradado o ausente, inhibiendo a los animales 'sistema inmune y capacidad de rechazar tejidos extraños).
"Earmouse" o el ratón Vacanti, como el animal se ha dado a conocer, continuó creciendo el pedazo de tejido de su espalda hasta que se parecía al tamaño y la forma de una oreja humana. El equipo publicó su investigación en Cirugía plástica y reconstructiva en 1997. El experimento fue diseñado para evaluar la viabilidad de los tejidos en crecimiento para su posterior trasplante a pacientes humanos. Y el año pasado, los niños humanos en China que sufrían un defecto genético llamado microtia, que impide que el oído externo crezca adecuadamente, recibieron nuevos oídos con sus propias células, un proceso similar al crecimiento del "oído" en el oído.
El ratón Vacanti con una pieza de cartílago en forma de oreja humana que crece en su espalda. (Wikicommons bajo uso justo) El ratón con una oreja humana en la espalda puede haber sido uno de los experimentos más extraños y visualmente inquietantes realizados en un roedor, pero los ratones se han utilizado para experimentos científicos desde alrededor de 1902, cuando un criador peculiar y emprendedor llamado Abbie EC Lathrop reconoció El potencial de los animales para la investigación genética. El primer uso de ratas en experimentos comenzó incluso antes, con registros que datan de la década de 1850. Los científicos compraron sus sujetos a criadores profesionales conocidos como "fanáticos de las ratas" que apreciaban a las criaturas como mascotas por sus abrigos y personalidades únicas. Durante décadas, las ratas y ratones de laboratorio se han utilizado para realizar grandes avances científicos y médicos, desde medicamentos contra el cáncer y antirretrovirales contra el VIH hasta la vacuna anual contra la gripe.
Los ratones de laboratorio, con mayor frecuencia de la especie Mus musculus, o ratón doméstico, son navajas suizas biomédicas, con genomas que se pueden manipular fácilmente para estudios genéticos. Sin embargo, la fisiología del cuerpo humano se imita más estrechamente en Rattus norvegicus, o la rata noruega , y sus diversas cepas. Las ratas también son fácilmente entrenables y perfectamente adecuadas para experimentos psicológicos, especialmente teniendo en cuenta que sus redes neuronales se parecen mucho a las nuestras. (En las décadas de 1950 y 1960, por ejemplo, los investigadores que estudiaban los fundamentos biológicos de la curiosidad notaron que las ratas de laboratorio, desprovistas de cualquier otro estímulo o tarea, prefieren explorar las partes desconocidas de un laberinto).
Las ratas también son mucho más grandes que los ratones y tienen colas más gruesas y hocicos más contundentes. Pero son las características compartidas por los ratones y las ratas las que los convierten en azotes de la ciudad y en los conejillos de indias científicos perfectos, por así decirlo.
"Se reproducen rápidamente, son sociales, son adaptables y son omnívoros, por lo que comen casi cualquier cosa", dice Manuel Berdoy, zoólogo de la Universidad de Oxford. Además, el tamaño diminuto de los roedores permite un almacenamiento relativamente fácil en los laboratorios, y sus raíces evolutivas compartidas con los humanos significan que los genomas de la especie se superponen abrumadoramente.
Como resultado, los roedores casi se han apoderado de nuestros laboratorios, lo que representa casi el 95 por ciento de todos los animales de laboratorio. En las últimas cuatro décadas, el número de estudios que usaron ratones y ratas se cuadruplicó, mientras que el número de artículos publicados sobre perros, gatos y conejos se ha mantenido bastante constante. En 2009, los ratones solos eran responsables de tres veces más trabajos de investigación que el pez cebra, las moscas de la fruta y los gusanos redondos combinados.
Los estudios con roedores abordan todo, desde neurología y psicología hasta drogas y enfermedades. Los investigadores han implantado dispositivos electrónicos en los cerebros de los ratones para controlar sus movimientos, probaron repetidamente las propiedades adictivas de la cocaína en ratones, administraron descargas eléctricas a los roedores como un estímulo negativo, implantaron cerebros humanos en los cráneos de los ratones y enviaron ratones y ratas corriendo a través de interminables laberintos de pruebas. . La NASA incluso mantiene ratones de laboratorio a bordo de la Estación Espacial Internacional para experimentos en microgravedad.
Por todo lo que los ratones y las ratas de laboratorio han ayudado a los humanos a lograr, la experiencia cotidiana de los animales se lleva a cabo en gran medida fuera del ojo público. Pero la vida de los roedores de laboratorio puede ser clave para comprender y mejorar su papel en el curso del descubrimiento científico.
Los científicos deben completar el manejo de animales y el entrenamiento ético antes de que se les permita trabajar con animales de laboratorio, aunque las reglas varían dependiendo de dónde se lleve a cabo el experimento. Si bien los científicos canadienses y europeos son supervisados por un organismo nacional de gobierno, las normas en los Estados Unidos varían según la institución con alguna orientación general del Instituto Nacional de Salud. (La Ley de Bienestar Animal de EE. UU., Que protege a la mayoría de los animales utilizados para la investigación, excluye ratones y ratas).
La mayoría de las universidades ofrecen un curso de capacitación sobre cómo manejar a los animales para reducir el estrés y el sufrimiento. Las mejores prácticas se han actualizado a lo largo de los años para reflejar una comprensión cambiante de los roedores y sus necesidades. Después de que un estudio de 2010 publicado en Nature mostró que manipular a las ratas de laboratorio por la cola causa más ansiedad que guiar a los animales a través de un túnel o levantarlos con las manos ahuecadas, los laboratorios de todo el mundo abandonaron la técnica previamente común.
Los científicos que quieran experimentar con roedores deben completar una solicitud detallada que explique por qué el trabajo requiere sujetos animales. Las aplicaciones se juzgan con base en un marco conocido como las tres R : reducir el número de animales utilizados, reemplazar el uso de animales cuando sea posible y refinar los experimentos para mejorar el bienestar animal.
"Una rata o un ratón no es un tubo de ensayo en las patas", dice Berdoy. Las condiciones de vivienda para los roedores, por ejemplo, se han convertido en una razón de ser para los defensores del bienestar de los animales de laboratorio. La mayoría de los ratones de laboratorio se mantienen en jaulas del tamaño de una caja de zapatos (para las ratas, el espacio es casi el doble) con unos pocos compañeros chirriantes. Y aunque tener otros roedores satisface las necesidades sociales de los animales, la mayoría de las viviendas de laboratorio carecen de cualquier tipo de objetos de enriquecimiento ambiental para ocupar a los sujetos. El tamaño de sus confinamientos también significa que están restringidos de comportamientos naturales como excavar, escalar o incluso pararse erguidos.
Aunque los ratones y las ratas de laboratorio son, en este punto, genéticamente distintos de sus contrapartes salvajes, retienen muchos de los mismos instintos. Reprimir estas necesidades podría causar un estrés indebido en los animales y comprometer los hallazgos científicos. La película de Berdoy, The Laboratory Rat: A Natural History, detalla cómo las ratas de laboratorio liberadas en la naturaleza se comportaron e interactuaron de manera similar a sus ancestros salvajes. Él cree que los científicos deberían considerar la naturaleza de las ratas al diseñar experimentos para obtener los mejores resultados. "Si vas a hacer experimentos", dice Berdoy, "debes ir con el grano de la biología en lugar de hacerlo en contra".
Una rata de laboratorio con un implante cerebral utilizada para registrar la actividad neuronal in vivo durante una tarea particular (discriminación de diferentes vibraciones). El científico alimenta el jugo de rata con una pipeta. (Anna Marchenkova a través de Wikicommons bajo CC BY 4.0) En algunos casos, los impactos de ir en contra del grano biológico ya se han observado. Si bien la homogeneidad genética de los roedores de laboratorio ayuda a eliminar las variables de distracción de los experimentos enfocados, también puede, de manera más sutil, sesgar los resultados científicos. En un estudio de 2010 sobre los impactos de las dietas de ayuno intermitente, Mark Mattson, jefe del laboratorio de neurociencia del Instituto Nacional del Envejecimiento, observó que los impactos neurológicos positivos que las ratas de laboratorio "metabólicamente metabólicas" derivadas del régimen de la dieta no se traducían en humanos sanos y activos. Los resultados solo se aplicaron a las criaturas "teleadictoras" en un "escenario de tipo bubble boy donde ... sus sistemas inmunes no están siendo desafiados con diferentes virus o bacterias". Como Mattson señala sucintamente, "lo que descubras puede no ser reflejo de una salud animal."
En otras palabras, el uso de animales estáticos, homogéneos y protegidos puede no ser siempre la mejor manera de lograr el objetivo final de usar roedores de laboratorio: comprender mejor y, en algunos casos, curar el cuerpo y la mente humanos.
En general, el proceso de transición de un experimento de roedores a humanos no es casual. Además de la gran cantidad de papeleo, se requiere probar nuevos medicamentos en dos animales diferentes, uno pequeño, como un ratón o una rata, y luego uno grande, generalmente un cerdo, un perro o un primate, antes de pasar a los ensayos en humanos. Según la Investigación Farmacéutica y Fabricantes de América, solo uno de cada 250 compuestos probados en animales se somete a ensayos en humanos. Para aquellos que llegan a la aprobación, el proceso completo generalmente demora de 10 a 15 años.
Incluso después del largo camino hacia los ensayos en humanos, muchos medicamentos y procedimientos que funcionan en ratones y ratas no funcionan en las personas. El estilo de vida de los "ropas de la cama" de los roedores podría influir en los resultados, o tal vez las ligeras diferencias entre los genomas de ratas, ratones y humanos produzcan diferentes respuestas a las drogas. En los estudios de Alzheimer, por ejemplo, los ratones y las ratas reciben artificialmente una afección que se asemeja a la enfermedad porque no la desarrollan de forma natural.
Cuando un medicamento no funciona, los resultados suelen ser decepcionantes y costosos, pero a veces los errores pueden ser trágicos. La talidomida, un medicamento utilizado para tratar las náuseas matutinas en los años cincuenta y sesenta, causó deformidades en bebés humanos a pesar de haber sido probados con éxito e inofensivamente en ratas. La droga se descompone mucho más rápido en las ratas, y sus embriones tienen más defensas antioxidantes contra sus efectos secundarios más desagradables. En muchos casos, sin embargo, las razones de una droga fallida siguen siendo misteriosas.
“Esta es una de las preguntas en el corazón de la investigación médica. Nadie tiene una buena respuesta, y puede que no haya una buena respuesta ", dice Richard Miller, profesor de patología en la Universidad de Michigan. "Hay suficientes historias de éxito que las personas son optimistas, pero no todo lo que funcionará en los animales funcionará en las personas".
Si un experimento terminará exitosamente puede ser incierto, pero una cosa siempre está garantizada: la muerte de los roedores de laboratorio. El recuento de cuerpos es inevitable; se estima que 100 millones de ratones de laboratorio y ratas o más son asesinados cada año en laboratorios de los Estados Unidos por el bien de la ciencia. Si bien algunos de los cuerpos se reutilizan de manera creativa como bocadillos para las aves en los santuarios, la mayoría se congelan e incineran con el resto de los desechos biológicos.
Las ratas y los ratones utilizados en los estudios de envejecimiento a menudo viven su vida natural, pero la mayoría de los roedores de laboratorio terminan al final de un estudio. Algunos son asesinados por inyección letal o decapitados con pautas estrictas para reducir el dolor y el sufrimiento, pero la mayoría de las veces, se sofocan en jaulas con dióxido de carbono.
Durante algún tiempo, el CO 2 se ha considerado la práctica más ética del final de la vida de estos animales de laboratorio, pero Joanna Makowska, profesora adjunta de la Universidad de Columbia Británica y asesora de animales de laboratorio del Animal Welfare Institute, cree que hay una mejor manera. El envenenamiento por dióxido de carbono, dice ella, imita la sensación de quedarse sin aire cuando aguantas la respiración bajo el agua, lo que causa miedo y ansiedad indebidos. “No es una buena muerte. La anestesia es más humana, pero la gente realmente no lo hace porque el dióxido de carbono es más práctico y más barato ".
En general, Makowska cree que los investigadores deberían hacer un mayor esfuerzo para cumplir con el principio de "reducción" de las tres R. "Esa realmente debería ser la primera R ", dice ella. En Harvard, los científicos hicieron un órgano en un chip para ayudar a estudiar las drogas y modelar enfermedades sin usar sujetos animales. Los investigadores incluso han desarrollado algoritmos informáticos basados en miles de ensayos con animales que pueden predecir con precisión la forma en que los tejidos reaccionarán a ciertos compuestos.
Pero estos avances basados en la reducción de roedores de laboratorio aún no han despegado, y el número de estudios que utilizan a los animales continúa creciendo. Y si bien los grupos de derechos de los animales se levantarán en el infierno por el tratamiento de nuestros otros amigos peludos, la lucha por los derechos de las ratas de laboratorio aún no ha causado sensación.
"Creo que todo se reduce a cuánto nos gustan", dice Makowska. “Las personas invierten mucho más en primates no humanos. Cuando se trata de perros y gatos, tenemos relaciones con estos animales. Es mucho más probable que reconozcamos que sufren ".
Después de todo, si un ratón o rata escapa del laboratorio a las calles de la ciudad, se considera una plaga; Cualquiera puede matarlo impunemente.
