El lémur del ratón, el primate más pequeño del mundo, tiene el potencial de transformar el campo de la genética y servir como modelo ideal para una amplia gama de biología, comportamiento y medicina de los primates, incluidas las enfermedades cardiovasculares y la enfermedad de Alzheimer, Stanford University Schoolde los investigadores de medicina dicen.
Durante décadas, los científicos han confiado en ratones, moscas de la fruta y gusanos como modelos genéticos, pero a pesar de todo su éxito, estos organismos rutinariamente no imitan muchos aspectos de la biología de los primates, incluidas muchas enfermedades humanas, dijo Mark Krasnow, MD, PhD,profesor de bioquímica.
Frustrados por la falta de un buen modelo de estudio, Krasnow y sus colegas recurrieron al lémur del ratón y comenzaron a realizar estudios fisiológicos y genéticos detallados en cientos de estas pequeñas y dóciles criaturas en las selvas tropicales de Madagascar.
Trabajando en un laboratorio financiado por Stanford en el país de la isla, los científicos informan que ya han identificado más de 20 lémures individuales con rasgos genéticos únicos, que incluyen obesidad, colesterol alto, azúcar alta en sangre, arritmias cardíacas, enfermedad ocular progresiva y motrizy trastornos de la personalidad. Su esperanza es que el estudio continuo de estos abundantes primates podría conducir a una mejor comprensión, y posiblemente a mejores tratamientos, de estas y otras afecciones en lémures y humanos.
'Gran potencial'
"Creo que los lémures de ratón tienen un gran potencial para nuestra comprensión de la biología, el comportamiento y la conservación de los primates, de la misma manera que las moscas de la fruta y los ratones en los últimos 30 o 40 años han transformado nuestra comprensión de la biología del desarrollo y muchas otras áreas de la biologíay medicina ", dijo Krasnow." Algunas de las preguntas más fascinantes e importantes que deben responderse son específicas de los primates. Para ellas, realmente necesitamos algo además de los humanos para complementar el trabajo que se ha realizado en moscas de la fruta y ratones ".
Un artículo que describe los hallazgos de los investigadores se publicará en línea el 9 de junio en Genética . Krasnow es el autor principal. La autoría principal es compartida por la estudiante graduada Camille Ezran y la académica posdoctoral Caitlin Karanewsky.
El proyecto comenzó en 2009 cuando Krasnow, frustrado por la falta de un buen modelo animal para la enfermedad pulmonar, su área de especialización, encargó a tres pasantes de la escuela secundaria que buscaran algo mejor en el mundo animal. Al final del verano, los pasantes habían creado el lémur del ratón, que se ajusta a todos los criterios necesarios: como los ratones, estos animales son pequeños aproximadamente el doble del tamaño de un ratón, se desarrollan rápidamente, se reproducen rápidamente, producen muchos descendientes y son económicos y fácilespara mantener y manejar. En términos genéticos, el lémur del ratón está a medio camino entre humanos y ratones, dijo Krasnow.
"Cuando hablo con los científicos, sus rostros se iluminan cuando les cuento sobre los lémures del ratón porque son del tamaño de un ratón pero son primates, por lo que eso hace una gran diferencia", dijo Ezran, quien fue uno de lospasantes de la escuela secundaria: "Creo que realmente presentan un gran potencial para la investigación biológica, conductual y médica en general".
Al principio del proyecto, Krasnow buscó la perspectiva de los veterinarios de Stanford, reclutando finalmente a Megan Albertelli, DVM, PhD, profesora asistente de medicina comparativa. Una especialista en genética y primates, Albertelli dijo que inicialmente se mostró escéptica ante la idea de los lémures comomodelos animales, pero pronto se entusiasmaron después de darse cuenta de su enorme potencial de contribuciones para comprender los problemas neurológicos, las enfermedades oculares y otras afecciones en las que los modelos de ratones se han quedado cortos.
Viaje a Francia
Acompañó al grupo en un viaje a Francia para visitar a científicos que habían estado estudiando lémures en el laboratorio durante años. Un equipo francés descubrió que algunos lémures que envejecen desarrollan una forma de demencia y acumulan placas en el cerebro que se parecen a las dePacientes con Alzheimer
"Vi que eran modelos prometedores para la enfermedad de Alzheimer", dijo Albertelli. "El Alzheimer es una condición difícil de modelar en otras especies animales, por lo que fue muy emocionante".
Los lémures de ratón viven exclusivamente en Madagascar, donde se encuentran en gran abundancia. Decenas de millones de ellos pueblan la isla. Mientras que los lémures generalmente están en peligro debido a la destrucción del hábitat, los lémures de ratón no están amenazados y deambulan libremente por la isla, dijo Ezran, que los llama los "roedores de Madagascar"
Los investigadores de Stanford comenzaron a desarrollar colaboraciones con otros científicos que estudian lémures, incluidos los del Centro ValBio cerca del Parque Nacional Ranomafana en Madagascar, que han estado examinando la ecología, la estructura familiar y el comportamiento de los lémures durante décadas.
Durante las visitas periódicas a la isla, Krasnow y sus colegas aprendieron a atrapar lémures de ratón marrón en la selva a las afueras de la estación de investigación, usando una pequeña rodaja de plátano dentro de una trampa como señuelo. Los científicos luego etiquetaron y fotografiaron a cada animal,les realizó un examen físico completo, los analizó en busca de problemas de comportamiento y anormalidades y les extrajo una gota de sangre para realizar estudios genéticos y de suero detallados. Luego, los animales fueron devueltos a la naturaleza para que los investigadores pudieran seguirlos a lo largo del tiempo para ver cómo sus entornos puedeninfluir en su progreso y salud. En 2013, Stanford construyó un sofisticado laboratorio de biología molecular y genética dentro del complejo ValBio, donde estos estudios podrían llevarse a cabo.
'Personalidades distintivas'
Los lémures tienen personalidades distintivas, dijo Krasnow, y los investigadores le dieron un nombre a cada uno, en función de su apariencia o comportamiento. Por ejemplo, uno fue llamado Feisty por su naturaleza inusualmente agresiva; la mayoría de los lémures son dóciles.
El trabajo ha llevado a una forma completamente nueva de hacer estudios genéticos, dijo Krasnow, quien también es investigador del Instituto Médico Howard Hughes. En lugar de usar el método tradicional de introducir mutaciones genéticas en ratones para crear ratones "knockout" - oanimales con genes personalizados: descubrieron que podían encontrar variantes naturales entre los animales en la naturaleza. Además, al trabajar con lémures en sus hábitats nativos, los investigadores pudieron comprender mejor cómo interactúan los animales con su entorno y la relación entre los genesy el medio ambiente.
"En lugar de introducir mutaciones en ratones o moscas de la fruta, estamos haciendo algo mucho más similar a lo que se hace en los humanos", dijo. "Estamos viendo toda la maravillosa variación genética que ya existe en la naturaleza, ya que haymuchos millones de lémures de ratón. Calculamos que la mayoría de las mutaciones 'knockout' ya están presentes en la naturaleza, y todo lo que tenemos que hacer es encontrarlas. Y como el costo de secuenciar un genoma está disminuyendo rápidamente, ahora es posible secuenciar elgenomas de miles de lémures de ratón para ver qué mutaciones llevan ".
Al hacerlo, los investigadores podrían lograr en pocos años por una pequeña fracción del costo lo que el Consorcio Internacional de Ratones Knockout logrará en 10 años, a un costo de casi $ 1 mil millones, dijo.
Pero el proyecto podría utilizar personal adicional, ya que el proceso de capturar los animales y examinarlos en el laboratorio requiere mucha mano de obra, dijo. Él y sus colegas han ideado una solución multipropósito que contribuirá a la educación local.El sistema ayuda a preservar las poblaciones de lémures en Madagascar, cuyos hábitats están amenazados por intereses agrícolas, mineros y madereros, dijo.
Ayuda de estudiantes
El grupo está desarrollando un plan de estudios de ciencias para usar en las escuelas secundarias malgaches en el que los estudiantes aprenden sobre biología explorando el rico entorno justo fuera de sus casas escolares. Entre los instructores está Manu Prakash, PhD, profesor asistente de bioingeniería en Stanford y pioneroen el campo de la "ciencia frugal", que trajo sus poderosos microscopios de papel de $ 1 a Madagascar y enseñó a los estudiantes cómo explorar el mundo microscópico en el que viven, incluidos los piojos en el cabello, los patógenos en el agua y las enfermedades que causan enfermedades.parásitos en su entorno. El plan de estudios se introdujo por primera vez entre los estudiantes universitarios, algunos de los cuales ahora están examinando lémures en el laboratorio de Stanford en Madagascar.
"Vimos esto como una oportunidad porque vamos allí para estudiar los animales únicos y la biología y ecología de Madagascar, que no tiene igual en el mundo", dijo Krasnow. "Es el punto de acceso número uno para la biodiversidad, perola mayoría de los estudiantes no se dan cuenta de lo que tienen en sus patios traseros porque les enseñan de libros de texto y de maestros que han aprendido de los europeos ".
Dijo que los investigadores esperan expandir los planes de estudio científicos en todos los niveles de educación, ayudando a capacitar a los científicos malgaches del futuro y desarrollar la capacidad científica en el país, al mismo tiempo que crea una apreciación entre la población local de la necesidad de comprender y preservarlémures y otras especies para el futuro.
"Estamos tratando de hacer esto de una manera respetuosa y que ayude a los lémures y al pueblo de Madagascar, al tiempo que ilumina muchos aspectos de la biología de los primates y las enfermedades humanas", dijo.
Los investigadores planean hacer que la información sobre secuenciación genética y fenotipado que obtienen de los lémures esté disponible públicamente para que los investigadores de todo el mundo puedan aprovechar este tesoro de conocimiento, dijo Albertelli.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Stanford . Original escrito por Ruthann Richter. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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