Biotecnología animal

1. MODELOS DE ESTUDIO EN ANIMALES. 

La investigación biológica y biomédica, así como el desarrollo y producción de medicamentos, alimentos y otros productos importantes para el consumo y la salud human y animal, requieren de la utilización de animales de laboratorio. El ser humano tiene la necesidad de utilizar el animal con el fin de que este contribuya de manera importante al avance del conocimiento que resultará eventualmente en la mejora de la salud del hombre, de los animales y de las plantas.

El diseño de los modelos que utilizan animales de laboratorio exige la definición detallada de las características genéticas y ambientales, ya que sólo así, utilizando animales definidos y estandarizados, se obtendrán resultados favorables.

A continuación, se mencionan los campos donde la experimentación en animales tiene mayor incidencia:

• Experimentación biomédica.

Los códigos de ética en los que se basa la ciencia actual (el Código de Nuremberg y la Declaración de Helsinki) obligan a experimentar en animales antes de poder hacerlo en humanos.

La experimentación biomédica en animales ha permitido conocer de forma más detallada y precisa, la fisiología de los distintos sistemas que componen a animales y humanos, así como la patogénesis de algunas enfermedades infecciosas y degenerativas, permitiendo así el avance del conocimiento acerca de las enfermedades, así como de su tratamiento y prevención. El uso de los animales en investigación, pruebas de laboratorio, producción de biológicos y el mejoramiento de técnicas quirúrgicas, ha sido esencial para el desarrollo y avance de los conocimientos en las ciencias médicas y de salud (Schemann A., 1979).

Los conocimientos logrados dentro de este campo son gracias a las experimentaciones realizadas en especies animales, ya que han contribuido en lograr un mayor bienestar y mejorar la calidad de vida del ser humano y los animales (Aluja A. et al., 1987). Las principales especies que se continúan utilizando como sujetos de investigación son ratas, conejos, hámsteres, perros, gatos, primates, etc. en quienes se realizan investigaciones de fisiología, patología, toxicología, farmacología, inmunología, cirugía experimental y psicología; empleándose para llevar a cabo pruebas diagnósticas y estudios para probar vacunas. En resumen, la utilización de animales a nivel biomédico se divide en el desarrollo de nuevos fármacos y el estudio de patologías humanas.

La experimentación animal no refleja con exactitud el efecto que ciertas sustancias tendrán en el cuerpo humano ya que existen diferencias biológicas entre especies. Del mismo modo, existen otras fuentes de variabilidad que pueden afectar los resultados como lo son la administración, la capacidad de absorción del modelo animal o que las muestras animales utilizadas suelen ser muy homogéneas.

• Desarrollo de nuevos fármacos.

La utilización de animales es necesaria en esta área para evaluar la seguridad y eficacia de nuevos tratamientos antes del inicio de los ensayos clínicos.

El desarrollo de nuevos fármacos a partir de la experimentación animal sigue un protocolo muy estricto que consta de las siguientes fases:

1. Investigación básica y descubrimiento de potenciales fármacos: inicia con la identificación de nuevas sustancias con potencial farmacológico.
2. Fase pre-clínica: se realizan ensayos con la finalidad de conocer mejor el compuesto, así como sus efectos farmacológicos y su seguridad. En la fase química se investigan las propiedades químicas del fármaco, mientras que, en la fase biológica se utilizan animales para analizar la farmacocinética y farmacodinámica del producto al menos en dos especies de animales diferentes.

En esta fase se evalúa el efecto de dosis únicas, dosis múltiples y el potencial carcinogénico y mutagénico del producto. Además, se determina la dosis máxima en la cual no se observa un efecto tóxico y la dosis letal media.

1. Fase clínica. Si el fármaco pasa las etapas anteriores se procederá a analizar su efecto en humanos, dónde primero se estudiará el comportamiento en pacientes sanos y posteriormente se evaluará en grupos de pacientes cada vez más numerosos. Al ser aprobado, el fármaco saldrá al mercado y se continuará evaluando su efecto en la población.

Los resultados de pruebas en animales se usan en combinación con datos sobre la eficacia de una medicina potencial para decidir si los efectos beneficiosos del tratamiento superan los riesgos de efectos secundarios adversos y para establecer una dosis segura de uso en ensayos clínicos con seres humanos.

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• Estudio de patologías humanas.

Los animales son excelentes modelos experimentales en la biomedicina, ya que proporcionan una amplia información sobre la fisiopatología de las enfermedades humanas, por lo cual, han permitido el desarrollo de vacunas, el desarrollo de los trasplantes de órganos, las transfusiones de sangre, la diálisis, técnicas quirúrgicas y de traumatología, etc.

En estos animales se estudia el curso de la enfermedad y se testa el efecto de posibles tratamientos. Para recrear estas enfermedades a menudo se modifican genéticamente los animales mediante técnicas como el knockout que bloqueará ciertos genes y hará que durante su vida el animal desarrolle dolencias como cánceres, obesidad, cardiopatías, diabetes, artritis, toxicomanías, ansiedad, envejecimiento o Parkinson, entre otras muchas.

La mayoría de las enfermedades son muy complejas e involucran interacciones dinámicas entre los sistemas moleculares y celulares que influyen el desarrollo de la enfermedad. Además, los estudios de la patogénesis de las enfermedades en animales son parte del desarrollo, ya que deben ser complementados con estudios clínicos, epidemiológicos e histológicos en humanos.

Los resultados de la investigación con modelos animales proporcionan información necesaria para diseñar pruebas humanas que también deben completarse para la aprobación legal de nuevos dispositivos, fármacos y procedimientos con carácter terapéutico y de diagnóstico.

Aunque existen otros modelos experimentales como lo son los cultivos celulares o algunos métodos computacionales, ninguno de ellos puede reproducir la complejidad de la biología humana, por lo que, hoy en día los modelos animales siguen siendo aquellos que permiten caracterizar y comprender a grandes rasgos las enfermedades humanas.

La comunidad científica mayoritariamente considera que el uso de animales en la investigación es vital para continuar mejorando la salud humana y animal, y que su erradicación supondría un estancamiento de los avances científicos, así como la migración de sectores estratégicos para la salud fuera de nuestras fronteras comunes, y el consiguiente incremento del riesgo para la población. (Murillo S. & Varela I., 2020).

• Experimentación militar.

Una gran variedad de armas, agentes biológicos y químicos, e incluso bombas nucleares, se prueban cada año en animales. También se realizan pruebas de resistencia en condiciones extremas o experimentos para probar técnicas quirúrgicas militares en animales.

Se tiene muy poca información sobre la investigación militar en animales puesto que la gran mayoría se realizan en laboratorios pertenecientes al gobierno federal, por lo que ninguna administración tiene autoridad para inspeccionarlos o controlarlos.

Principalmente utilizan cerdos y cabras, aunque en la experimentación militar también es muy frecuente el uso de ratas, conejos y hurones.

El uso de animales para la investigación militar se ha criticado no solo por el sufrimiento de los animales, sino también por el alto coste y por ser irrelevante para los humanos. Además, la mayoría de los experimentos militares en animales se realizan sin ningún tipo de anestesia para el animal.

El mayor número de experimentos se lleva a cabo para probar armas. Estas se prueban primero en animales para saber cómo podrían dañar a los humanos. Estas pruebas son de una crueldad severa, debido al gran nivel de dolor al que se somete a los animales, además del gran porcentaje de muertes directas que causa. También se prueba la resistencia a asaltos físicos (como la exposición a dióxido de carbono, gases u otras sustancias químicas, descargas eléctricas, etc.) y la resistencia a condiciones adversas (como presiones y temperaturas extremas). También se ha llegado a dañar animales para que médicos militares entrenaran con ellos, tratando de curarlos.

• Uso de animales en la educación.

La mayoría de los animales utilizados en el campo de la educación se usan para disecciones. El uso de ranas para disecciones ha sido común durante décadas en clases de biología de la educación secundaria. Sin embargo, se diseccionan muchos otros animales no humanos, cómo lo son fetos de cerdos de la industria cárnica, zorros y cuerpos de visones en la industria peletera. Además, se utilizan muchas otras especies de invertebrados como saltamontes y lombrices.

Algunas partes de animal como los órganos se utilizan para experimentos en lugar de cuerpos enteros. Las partes utilizadas de manera habitual son los corazones, los ojos, los pulmones y el cerebro (especialmente de cerdos, vacas, pollos y ovejas). A menudo se diseccionan estas partes para ver su estructura interna. Otra práctica consiste en la incubación de huevos hasta que eclosionan para observar el proceso. Algunas otras prácticas habituales son las siguientes:

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