El último Premio Nobel de Medicina y Fisiología de este año ha sido atribuido a tres investigadores por haber desarrollado y utilizado una tecnología que permite obtener ratones en los que se ha conseguido que un gen concreto de interés no funcione. El premio ha sido atribuido a un investigador inglés y dos americanos. Uno de ellos es Mario Capecchi, un científico que nació en Italia, donde, en tiempos de la segunda guerra mundial, sufrió una difícil infancia antes de emigrar a Estados Unidos, donde estudió y desarrolló su carrera. La técnica logra que un gen que se ha estado estudiando quede interrumpido y, por tanto, no funcione en el ratón manipulado. No es de extrañar, pues, que se diga que el gen ha quedado KO.
El ratón es el animal más utilizado cuando se quiere estudiar cómo funcionan los genes en las especies relacionadas con el hombre. Es un animal cercano a nosotros, peque- ño, relativamente fácil de reproducir y mantener en el animalario y del que tenemos un conocimiento genético muy grande. Se conoce desde hace poco todo su genoma, y en general se ha convertido en un modelo esencial para el estudio de enfermedades humanas de base gené- tica. Por eso se desarrolló la tecnología que ahora se premia y que es bastante compleja. Implica preparar células madre del embrión del ratón e introducir fragmentos de ADN preparados de tal forma que se introducen en el genoma y, con una baja probabilidad, se dirigen al gen de interés y lo interrumpen. Tras conseguir esta disrupción del gen en las células, se utilizan estas para reconstruir un embrión del que va a nacer un ratón. Más tarde hay que esperar a que en la descendencia aparezca algún ratón que haya integrado en su genoma este gen interrumpido. La complicación que implica la tecnología justifica el Premio Nobel, pero también las aplicaciones que ha permitido y que los premiados han desarrollado.
Esta metodología es en realidad una variación de la que produce animales modificados genéticamente en cuyo genoma se introduce un gen al azar, de forma que adquieren una nueva propiedad. La imagen de un ratón que había doblado su tamaño al introducirle un gen de hormona del crecimiento dio la vuelta al mundo en 1985. Hoy se siguen utilizando los animales transgénicos, y entre ellos quizá los casos más llamativos sean las ovejas o vacas que producen proteínas de interés médico en su leche o los cerdos que modificados para poder utilizar sus órganos en transplantes.
Pero los ratones knock-out (KO) se han convertido en un medio de gran importancia para aquellos que buscan la base genética de las enfermedades en nuestra especie. Por ejemplo, sabemos que hay enfermedades cuya causa es que un gen no funciona. Si el gen se conoce, se puede buscar el gen equivalente en el ratón y conseguir el ratón KO en ese gen. Tenemos, pues, animales que podemos utilizar como modelo para esta enfermedad, lo que permite observar cómo responden a los tratamientos o los fármacos que se diseñen. Existen ya colecciones de ratones en los que se han interrumpido los genes que están relacionados con la mayoría de las enfermedades importantes conocidas.
El uso sistemático de ratones ha tenido varias consecuencias. Los animalarios de ratones se han convertido en una de las instalaciones más importantes en biomedicina. Mantener una línea de ratones no es un problema, pero tener las colecciones de ratones necesarias para trabajos complejos es muy costoso. Se trata, además, de ratones delicados, así que se requieren condiciones particulares de esterilidad. Por todo ello, los hoteles de ratones son el objetivo de los equipos de investigación en toda Europa. Existe un centro europeo en las cercanías de Roma que tiene como fin transmitir este tipo de experiencias a los distintos grupos europeos, e incluso hay empresas que producen ratones KO a demanda. Antes o después tendremos knock-outs de todos los genes del genoma del ratón.
Otra necesidad que tienen los que trabajan con estos ratones es estudiar los efectos de la mutación en el desarrollo o en la fisiología del roedor. Por ello hay especialistas en la anatomía y la patología del ratón. Este año se decidió construir una clínica de ratones en nuestro país, que se instalará en el campus de la Universidad Autónoma de Barcelona. Todo ello testimonia la importancia del ratón, y en particular de las mutantes KO en la investigación biomédica actual.
Pero, como en tantos otros casos, estas tecnologías no se hacen sin discusión. Para los que se preocupan del uso de animales de experimentación, esta tecnología es preocupante. En los laboratorios ya hace tiempo que se ha reconocido la necesidad de limitar al mínimo necesario el uso de animales y de evitar al máximo su sufrimiento. Sin embargo, la aparición de estos nuevos tipos de animales ha hecho que se multiplique su uso. Las actuales colecciones de knock- outs se cuentan por millares, pero su interés biomédico hace muy di- fícil una vuelta atrás en el uso de estos ratones. Es uno de los muchos casos en los que hay que poner en la balanza el posible sufrimiento que se produce en los ratones frente al beneficio científico y médico que se está obteniendo, y que en este caso es indiscutible.
Pere Puigdomènech, Laboratorio de Genética Molecular Vegetal CSIC-IRTA.