El modelo animal en las investigaciones biomédicas
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El modelo animal en las investigaciones biomédicas
Dra. Silvia Hernández
Médica Veterinaria. Máster en Epidemiología
Encargada de la Dirección del Bioterio del Instituto de Higiene, Facultad de Medicina (UdelaR)
RESUMEN detailed definition of the sanitary, genetic and environmental
characteristics, as well as moral and ethical while handling
El objetivo de este artículo es contribuir a difundir los prin- laboratory animals. This is the only way to obtain valid, re-
cipios éticos y las buenas prácticas de laboratorio que rigen liable, comparable and reproducible results.
el manejo y uso de los animales de experimentación en las
investigaciones biomédicas. La investigación biomédica ha Key words: animal experimentation; animals, laboratory;
contribuido al logro de importantes avances del conocimien- models, animal; animal welfare; biomedicine; bioethics
to científico y médico. La ciencia de los animales de labo-
ratorio ha alcanzado un alto nivel de desarrollo con el fin
de lograr un trato humanitario a los animales y mejorar la INTRODUCCIÓN
calidad de las investigaciones. A pesar de contar con modelos
alternativos, existen pruebas para las cuales continúan siendo El animal de laboratorio es una de las piezas fundamentales
insustituibles. El diseño de los experimentos que los utilizan en las ciencias biomédicas. Son usados como modelos para
exige la definición detallada de las características genético- investigar y comprender las causas, diagnóstico y tratamien-
sanitarias y ambientales, así como una actitud ética y moral to de enfermedades que afectan al humano y a los animales,
frente al uso de seres vivos. Solo de esta manera se podrán además de sus importantes aportes en la docencia biológica
obtener en las investigaciones resultados válidos, confiables, y en el desarrollo, producción y control de medicamentos,
reproducibles y comparables. alimentos y otros insumos, donde en muchos casos hasta la
fecha son insustituibles (1,2).
Palabras clave: experimentación animal; animales de labo- El uso de los animales de laboratorio en las investigaciones
ratorio; modelos animales; bienestar del animal; biomedici- biomédicas representa un elemento fundamental en el desa-
na; bioética. rrollo de importantes avances en la prevención y tratamiento
de las enfermedades transmisibles y no transmisibles. Basta
SUMMARY recordar las vacunas de la rabia, viruela, tétanos, difteria, tos
convulsa y poliomielitis; el desarrollo de diversos antibióti-
The objective of this article is to promote the ethical handling cos, la insulina y el conocimiento de las bases genéticas de la
and care of laboratory animals used for scientific testing. La- herencia. Los avances de la investigación en cáncer, cardio-
boratory animals have long contributed to the improvement logía, transplantes de órganos, Síndrome de inmunodeficien-
of medical and scientific knowledge. There is a humanita- cia adquirida, enfermedad de Alzheimer, se deben también a
rian concern to develop scientific models of analysis that las contribuciones de los estudios realizados en animales de
minimize the use of laboratory animals, although, in some laboratorio (2,3).
researches the use of laboratory animals is still necessary. Estos animales son para el investigador un reactivo bioló-
The design of experiments that use these animals requires a gico, por lo que su pureza debe ser vigilada, controlada y
contrastada, al igual que cualquier reactivo, sin descuidar
su posible contaminación biótica. Por esta razón se requiere
la producción de animales “estandarizados o definidos” con
características genéticas y sanitarias definidas, criados en
Correspondencia: ambientes controlados que respeten los requerimientos de la
silher@adinet.com.uy especie, con el correcto cumplimiento de los principios éticos
y de bienestar animal (3).
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En los países desarrollados, fundamentalmente, existe toda terfiere en el resultado de las investigaciones y esta ligado a
una estructura en torno a los animales de laboratorio, tan- la capacidad de respuesta. El uso de animales con un estado
to gubernamental como privada. A partir de 1940 se inició de salud deficiente conduce irreversiblemente a la obtención
la creación de una nueva especialidad dentro de la medici- de resultados erróneos. En estos casos es necesario repetir las
na veterinaria: “la ciencia de los animales de laboratorio”. pruebas siendo esto, motivo de aumento del costo de las mis-
Esta ciencia se basa en investigaciones, normas, principios mas y además una irresponsabilidad desde el punto de vista
y legislaciones. En Países como Estados Unidos, Canadá, la ético y moral porque estamos trabajando con seres vivos.
Comunidad Económica Europea y Japón, existen legislacio- Con el fin de proveer a los investigadores de animales sani-
nes nacionales y/o institucionales que regulan el uso de los tariamente definidos, se han desarrollado animales libres de
animales de laboratorio como son: International Council for gérmenes (axénicos); con flora bacteriana o vírica conocida
Laboratory Animal Science (ICLAS); Canadian Council of (gnotobióticos) y libres de gérmenes patógenos específicos
Animal Care (CCAC) y Federation of European Laboratory (SPF) (6,10,11).
Animal Science (FELASA), entre otras. Estas instituciones Las líneas consanguíneas (cepas endocriadas o inbred strain)
han publicado guías con reconocimiento internacional donde son los animales genéticamente estandarizados. Son el resul-
se detallan las normas y las recomendaciones generales para tado de 20 o más generaciones consecutivas de acoplamien-
el cuidado y uso de los animales en forma científica, técnica y to hermano x hermana (eventualmente, padre/madre x cría).
humanitariamente apropiada, así como sobre la planificación Estos animales se caracterizan por: tener genes iguales; perfil
y conducción de los experimentos con animales (4,6). genético propio; son estables por largos periodos de tiempo;
El eje central de estas regulaciones esta dado por la aplica- uniformes fenotípicamente; sensibles a cambios del ambien-
ción del Principio de las 3 R´s formulados por Russel y Bur- te y son de distribución mundial. La homogeneidad genética
ch, en Inglaterra en 1959 y por la constitución de comités de estos animales permite que la composición genética no
institucionales de cuidado y uso de animales de laboratorio tenga que ser considerada como una variable confundente
quienes tienen como misión evaluar los protocolos de inves- en las investigaciones. Por lo que la variabilidad de los re-
tigación y asegurar que todos los procedimientos se realicen sultados de las investigaciones se pueden deber a factores
acorde a las reglamentaciones vigentes (8,9). ambientales o metodológicos. Esto es lo que hace posible la
El objetivo de esta publicación es contribuir a difundir los comparación de resultados experimentales entre animales de
principios éticos y las buenas prácticas de laboratorio que diferentes laboratorios. La asociación de las características
rigen el uso de los animales de experimentación en las inves- fijadas en cada cepa, genera una individualidad en relación a
tigaciones biomédicas. sus cualidades, particularidad que deberá tomarse en cuenta
en el momento de elegir el modelo para un trabajo de inves-
EL REACTIVO BIOLÓGICO tigación (12,14).
Los animales exogámicos (out bred stocks) o stocks se han
El Animal de laboratorio es “cualquier especie animal que utilizado ampliamente en la investigación biomédica. Las
se mantiene bajo condiciones determinadas y se utiliza con poblaciones fundadoras deben ser lo suficientemente grandes
fines científicos” (2,5). para asegurar la heterogeneidad de las colonias a largo plazo.
El reactivo biológico es un animal estandarizado, lo que sig- Estos animales son los que mejor representan la variabilidad
nifica que tiene una composición genético-sanitaria definida, genética de una población humana, por eso son muy usados
son criados y mantenidos en ambientes controlados que cum- en toxicología y farmacología. Hay que destacar que estos
plen con los requerimientos específicos para cada especie, los animales no son definidos genéticamente por lo que, actual-
cuales garantizan, además el bienestar animal. mente, su uso está cada vez más cuestionado. Se recomienda
El estado sanitario de los animales de laboratorio esta deter- que sean sustituidos por un conjunto de cepas consanguíneas
minado por un complejo multifactorial en el que interactúan: o por híbridos F1 de líneas bien distantes, obteniéndose de
además de la biología del animal, y el perfil genético, las esta forma un polimorfismo muy alto, cercano a las poblacio-
condiciones ambientales del alojamiento, así como las prác- nes humanas (7,14).
ticas y manejo al que son sometidos estos animales y sus Las adecuadas condiciones de vida de los animales de labora-
insumos (2,4,7). torio y las adecuadas prácticas de manejo a las que son some-
Es bien conocido que el estado sanitario de los animales in- tidos les permiten crecer, madurar, reproducirse y mantener
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las características genéticas y sanitarias, así como asegurar el tón es el más conocido y utilizado en la mayor parte de las
bienestar animal (2,15). experiencias in vivo de biología y medicina, es en general
El ambiente en el cual se mantienen los animales debe ser el modelo elegido para conocer la reacción de un organis-
el apropiado para cada especie, permitiendo el despliegue mo mamífero frente a una agresión, una intoxicación o una
completo de las conductas específicas y disminuir al mínimo infección experimental (parasitaria, bacteriana o vírica); re-
conductas inducidas por estrés (16,18). acciones o trastornos inmunológicos, oncología, teratología
El ambiente de los animales de laboratorio esta constituido y embriología. Muchos investigadores consideran al ratón
por el microambiente y el macroambiente. El macro ambien- como un modelo animal casi perfecto porque además de su
te o encierro secundario está constituido por la habitación: corto tiempo generacional, alta performance reproductiva y
tamaño, iluminación, temperatura, ventilación y humedad fácil mantenimiento, son los animales más sofisticados que
relativa, ausencia de ruido y polvo, entre otros (2,4,6). pueden ser utilizados por los investigadores (13,14).
El microambiente constituye el encierro primario del animal, La Rata ocupa el segundo lugar, es utilizada además en inves-
determinado por el habitáculo o jaula y todo lo que en él se in- tigaciones nutricionales, comportamentales y endocrinológi-
corpora, como: lecho; agua; alimento, número de animales y cas. El conejo es utilizado fundamentalmente en la produc-
objetos de enriquecimiento. Sus componentes deben satisfa- ción de antisueros; farmacología; toxicología; teratogenici-
cer las necesidades fisiológicas, de conducta y las interaccio- dad y reproducción. Los cobayos son modelos de estudios
nes sociales entre individuos de la misma especie, así como inmunológicos, farmacológicos y nutricionales. El Hamster
el establecimiento de jerarquías dentro del encierro (4,6). se utiliza fundamentalmente en la reproducción, citogénesis
La información disponible indica que la temperatura, hume- e inmunología (12,14).
dad y concentraciones de gases son más altas en el micro- En la actualidad se ha desarrollado y perfeccionado una gran
ambiente que en el macroambiente. Las condiciones del am- variedad de modelos animales, a fin de cubrir las exigencias
biente pueden inducir cambios en los procesos metabólicos de los investigadores para llevar a cabo los experimentos
y fisiológicos o alteraciones en la susceptibilidad a enferme- cada vez más sofisticados.
dades. Las alteraciones en la intensidad lumínica, así como Existen más de 478 cepas consanguíneas de ratón y 234 de
en los periodos de luz-oscuridad pueden afectar la morfolo- rata de laboratorio. Dentro de éstas, las hay de uso general o
gía, fisiología y conducta de los animales, como: problemas especial, como los modelos para enfermedades autoimnunes,
reproductivos, alteraciones en la ganancia de peso y en la endócrinas y tumorales. También se destacan los híbridos F1,
ingestión de alimento. El ruido puede producir eosinopenia, cepas congénitas, coisogénicas, transgénicos y knock-out. Se
aumento de las glándulas adrenales, disminución de la fertili- puede acceder a la última información consultando la pági-
dad, aumento de la presión sanguínea y canibalismo (19,22). na del principal proveedor el Jackson Laboratory de Maine,
Las características del macro y microambiente para cada es- Estados Unidos (http//www.informatics.jax.org/strains) (12-14).
pecie se encuentran perfectamente definidas en las guías de
cuidado y uso de animales de experimentación como: Cana- EL PRINCIPIO DE LAS TRES R’S COMO
dian Council on Animal Care (CCAC), American Veterinary IMPERATIVO ETICO Y DE CALIDAD
Medical Association (AVMA), Guide for the Care and Use of
Laboratory Animals (ILAR), European Federation of Animal En 1959 William Russell y Rex Burch, en Inglaterra, en su
Associations (FELASA). famoso libro “The principles of humane animal experimen-
La definición de estas condiciones implica la generación de tal techniques”, exponen por primera vez que la excelencia
un animal experimental que nace, crece y muere en ambien- científica está fuertemente ligada al uso humanitario de los
tes de laboratorio donde las condiciones se ajusten a normas animales de laboratorio. Definen claramente las normas en
ISO 17025, que cuenta con protocolos de procedimientos las que se basan los principios éticos en la investigación con
definidos y que se trabaja en el marco de las buenas prácticas animales: las tres “Rs”: Reducir, Reemplazar y Refinar. Estos
de laboratorio (23,24). son los fundamentos para una racional e inteligente estrate-
gia para minimizar el uso de animales y las causas de dolor
MODELOS Y CARACTERÍSTICAS y de diestres (25-27).
Los proyectos de investigación que requieren el uso de ani-
Dentro de los modelos de experimentación sin duda, el ra- males de laboratorio deben ser realizados con el número mí-
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nimo necesario de animales que permitan obtener resultados 3. Realizar los procedimientos experimentales adecuados.
científicamente validos. El perfeccionamiento del diseño de Estos están condicionados a los conocimientos y cali-
los experimentos y la selección del modelo mas adecuado, ficación de los recursos humanos. Involucran desde la
contribuyen al cumplimiento de este principio (10,26,27). experiencia a la profesionalidad en el método a aplicar,
Los procedimientos in vivo deben ser reemplazados siempre además del reconocimiento del dolor, al manejo del ali-
que sea posible por métodos alternativos que no usen ani- vio y la sedación. Cualquier estudio con animales puede
males vivos, como modelos matemáticos, simulación por producir en estos diestres o dolor, por lo que cualquier
computador, test serológicos, cultivos celulares y sistemas esfuerzo es poco para tratar de minimizarlo sin afec-
biológicos in vitro (28,29). tar el objetivo del experimento. Hasta, el momento, se
El refinamiento involucra fundamentalmente la estandari- considera que cualquier procedimiento que cause dolor
zación según parámetros internacionales: definición genéti- o diestres en humanos, también puede causarlo en los
co-sanitaria y la calidad del ambiente donde son criados y animales. El incremento o disminución de la defecación
mantenidos los animales antes y durante la experimentación. y de la orina, la pérdida de peso, los cambios en el com-
Incluye todos los procedimientos para minimizar y eliminar portamiento y la inmovilidad son algunos de los signos
el dolor, así como todos los métodos de enriquecimiento para clínicos. En roedores, son indicadores del dolor los cam-
asegurar el bienestar animal (11,30,31). bios de actitud y de la apariencia del pelo corporal (28,29).
Estos principios han sido adoptados para su aplicación a 4. La realización de pruebas piloto es fundamental para
través de normas bioéticas, tales como la Declaración de la madurar y definir la investigación, en lo que concierne
Asociación Médica Mundial Sobre el Uso de Animales en la a la muestra y sus procedimientos. La prueba piloto po-
investigación Biomédica, adoptada por la 41ª Asamblea Mé- sibilita la elaboración del protocolo y de cuantos pro-
dica Mundial celebrada en Hong Kong, en 1989; la Guía del tocolos sean necesarios para el registro disciplinado de
Consejo Internacional de Organizaciones de Ciencias Médi- las observaciones y de los datos obtenidos durante las
cas para la investigación biomédica que involucre animales; diversas etapas de la experimentación. Durante la expe-
las Guías para el cuidado y uso de los animales de laboratorio riencia piloto el investigador aprende a manejar el ani-
de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (4,6). mal de la mejor manera y adquiere el entrenamiento en
la técnica a utilizar (4,32).
EL DISEÑO DE LA EXPERIMENTACIÓN 5. Especificar el método de Eutanasia y definir el punto fi-
nal humanitario del experimento. La eutanasia se define
El diseño del experimento es solo una parte del desarrollo de como la muerte sin dolor y diestres. La verdadera eu-
la investigación, su éxito también depende de las condiciones tanasia supone una insensibilización rápida, mantenida
de vida del animal y de la calidad de los recursos humanos hasta que se produzca la muerte. Se aplica al final del
(especialización y acreditación) (5,32). protocolo o puede ser necesaria antes de finalizado el
Para el diseño del experimento se han especificado una serie mismo, por razones de dolor o distres, en todo caso que
de pautas y recomendaciones a seguir, como: no pueda ser aliviado con analgésicos o sedantes u otros
1. Seleccionar el modelo animal adecuado, el cual depende tratamientos. Los métodos aplicables son los estableci-
de la especie, cepa y de la calidad del animal (animal dos en el “2000 Report of the AVMA Panel on Eutana-
definido) (2,6). sia” (32,33).
2. Todas las investigaciones deberán justificar el número de
animales seleccionados. El cálculo de la muestra se hará CONCLUSIONES
por procedimientos estadísticos y la misma no deberá
superar el mínimo necesario para asegurar la confiabili- El respeto y cumplimiento de las recomendaciones interna-
dad de los resultados. El número de animales a utilizar cionales sobre el cuidado y uso de los animales de laborato-
depende de las características mencionadas anteriormen- rio, permite alcanzar resultados válidos, confiables, reprodu-
te y del protocolo de experimentación. La selección del cibles y comparables, así como adoptar una actitud respon-
inóculo: dosis, vía y frecuencia de inoculación y la deter- sable desde el punto de vista ético y moral frente al uso de
minación del punto final del experimento, son elementos seres vivos.
que también se deben definir (23,24) La constitución de comités de ética, comité de uso y cuidado
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