modelos de estudio en investigación biomédica dra. cristina maldonado

Modelos de Estudio en Investigación biomédica

• Dra. Cristina Maldonado

IN VIVO: las variables en estudio se aplican a todo el animal vivo (o paciente) y las muestras se analizan como salieron del organismo vivo.

Modelos de Estudio

IN VITRO: las variables a las que se somete al tejido u órganoen estudio se aplican fuera del animal, previa dispersióncelular.

IN VIVO:

Modelos de Estudio

Sham

día

10

7 días 3 días veh

ículo

s.c.

castr

ació

n7 días 3 días

Testo

stero

na s.

c

Grupo problema

Grupo control

Modelos In Vivo1- Condiciones iniciales al aplicar la variable en

estudio

. Animales son intactos y normalesEj: Analizar el efecto de Finasteride, un antiandrógeno, en el epitelio Secretor de la Próstata. Control: animal intacto y normal + vehículo

. Animales modificados Ej: trabajar con animales castrados a los que luego le aplico la variable experimental. Control: animal castrado


estudio

. Animales son intactos y normalesEj: Analizar el efecto de Finasteride, un antiandrógeno, en el epitelio Secretor de la Próstata. Control: animal intacto y normal


xX

XX

X

X

XX

X

Control Tratado con SS Tratado con Finasteride

X: Castrado


estudio

. Animales son intactos y normalesEj: Analizar el efecto de Finasteride, un antiandrógeno, en el epitelio Secretor de la Próstata. Control: animal intacto y normal

. Animales “modelos de patología” Ej: De Diabetes

- NATURAL O ESPONTÁNEO- NATURAL O ESPONTÁNEORatones NOD (non-obese diabetic) desarrollanRatones NOD (non-obese diabetic) desarrollanespontáneamente la IDDM (Insulin Dependentespontáneamente la IDDM (Insulin DependentDiabetes Mellitus). Control: animal “modelo”Diabetes Mellitus). Control: animal “modelo”


Modelos In Vivo

1- Condiciones iniciales al aplicar la variable en estudio

. Animales “modelo de patología” Ej: De Diabetes

- NATURAL O ESPONTÁNEO - NATURAL O ESPONTÁNEO

- INDUCIDO EN FORMA EXPERIMENTALINDUCIDO EN FORMA EXPERIMENTAL

Agentes infecciosos: virus de la encefalomiocarditis

Sustancias químicas: STZ (estreptozotocin) es

un antibiótico citotóxico.

Procedimientos quirúrgicos pancreotectomía



Agentes infecciosos: virus de la encefalomiocarditis

Sustancias químicas: STZ (estreptozotocin) es

un antibiótico citotóxico.

Procedimientos quirúrgicos pancreotectomía

Modelos In Vivo


. Animales “modelo de patología”



Modelo de asma experimental

Modelo de isquemia

Modelo de encefalomielitis (EAE)

Modelos de infecciones

Modelo tumoral



Modelo de asma experimental

Modelo de isquemia

Modelo de encefalomielitis (EAE)

Modelos de infecciones

Modelo tumoral

Modelos In Vivo


. Animales intactos y normales

. Animal “modelo”- NATURAL O ESPONTÁNEO

- INDUCIDO

- NATURAL O ESPONTÁNEO

- INDUCIDO

Ratones knock-out Ratones knock-out Ratones transgénicosRatones transgénicos

. Animal manipulado genéticamente

Modelos in VivoAnimales Knockout

• Ratones genéticamente modificados para producir la

disrupción de un gen para el estudio de su función.

El bloqueo de la expresión de un gen específico

se realiza sustituyendo el gen original en su locus

por una versión modificada del mismo, a la que se

ha extraído uno o varios exones para generar

una versión no funcional, incapaz de producir la

proteína que codificaba el gen original.

Modelos in vivo

TransfectadosTransfectados

• Se logra mediante la inserción de un gen foráneo (transgen) deliberadamente en su genoma, con el fin de modificar alguna característica del animal, ya sea porque el transgen introduzca una nueva funcionalidad o porque bloquee la expresión de un gen particular del huésped.

Dramatic growth of mice that develop from eggs microinjected with metallothionein-growthhormone fusion genes.Palmiter RD, Brinster RL, Hammer RE, Trumbauer ME, Rosenfeld MG, Birnberg NC, Evans RM . Nature. 1982 Dec 16;300(5893):611-5.

Modelos In Vivo

2- Según el registro de la respuesta

a) La repuesta se registra en muestras biológicasa) La repuesta se registra en muestras biológicasen las que se frenan los procesos biológicos en las que se frenan los procesos biológicos por fijación, homogenización y congelamientopor fijación, homogenización y congelamiento

b) Bioensayo: la muestra se mantiene activa y b) Bioensayo: la muestra se mantiene activa y la respuesta específica que genera se evalúa en la respuesta específica que genera se evalúa en un organismo vivo, o en un órgano mantenido un organismo vivo, o en un órgano mantenido ““ex vivo”.ex vivo”.

Bioensayos• Bioensayo para estudiar el efecto del

ANP

Evaluando parámetros bíológicos como presión arterial, diuresis,Natriuresis, etc.

Am J Physiol. 1985 Feb;248(2 Pt 2):F314-8.An improved bioassay method for determining natriuretic activity ofatrial extracts.Johnson MD.

Evaluando relajación/contracción de músculo liso arterial in vitro

Klin Wochenschr. 1988 Sep 1;66(17):752-9.Isolation and structural analysis of "urodilatin", a new peptide of the cardiodilatin-(ANP)-family, extracted from human urine.Schulz-Knappe P, Forssmann K, Herbst F, Hock D, Pipkorn R, Forssmann WG.

IN VIVO: las variables en estudio se aplican a todo el animal vivo y las muestras se analizan como salieron del animal.

IN VITRO: las variables a las que se somete la muestraen estudio se aplican fuera del animal, con previa dispersiónsi provienen de un órgano (se rompe su estructura).

Modelos de Estudio

Modelos In Vitro

. CÉLULAS PURIFICADASEj: macrófagos peritonealesEj: macrófagos peritoneales

. CÉLULAS CULTIVADASCÉLULAS CULTIVADAS

Cultivo Primario Cultivo Primario . . Requieren dispersión enzimática de las célulasRequieren dispersión enzimática de las células. Pueden requerir purificación para aislar de . Pueden requerir purificación para aislar de otro tipo celular no deseado (gradientes de Picoll)otro tipo celular no deseado (gradientes de Picoll)

Línea continua inmortalizadaLínea continua inmortalizada

Modelos In Vitro

. CÉLULAS CULTIVADASCÉLULAS CULTIVADAS Línea continua inmortalizadaLínea continua inmortalizada

Humanas:HeLa (carcinoma de útero)Hep-G2 (cáncer de hígado)DU145 (cáncer de próstata)MCF-7 (cáncer de mama)PC3 (cáncer de próstata)MDA-MB-438 (cáncer de mama)T47D (cáncer de mama)THP-1 (leucemia mieloide aguda)U87 (glioma)THP-1 (leucemia mieloide aguda)U87 (glioma)SHSY5Y (mieloma múltiple)Saos-2 cells (cáncer óseo)

PrimatesVero (epiteliales de riñón de monoVerde africano)

RatónMC3T3 (embrionaria craneal)GH3 (tumor de hipófisis)PC12 (feocromocitoma)

EX VIVO: se trabaja con un órgano o trozo de órganomantenido fuera del organismos en medio de cultivo, conmínimas alteraciones de las condiciones naturales

Los procedimientos "ex vivo" más comunes implican células o tejidos vivos tomados de un organismo y cultivados en un laboratorio, generalmente, en condiciones estériles, en un entorno artificial, pero con unas alteraciones mínimas de las condiciones naturales. Debe durar pocas horas a 24 horas.

Modelos de Estudio

En terapia génica se utilizan dos grandes estrategias actualmente:

•Ex vivo. Consiste en extraer células de un paciente, modificarlas in vitro mediante un vector retrovírico y reimplantarlas en el organismo. El riesgo de rechazo es mínimo y, por ello, es la técnica más utilizada. Se usa fundamentalmente en el tratamiento de cánceres.

•In vivo. Se trata de administrar el gen corrector al paciente en lugar de hacerlo a células en cultivo. Se emplea en células difícil de extraer e implantar nuevamente, como sucede en la mucoviscidosis.

Modelos de Estudio

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