En enero de este año los científicos de los Laboratorios Jackson (JAX), en Bar Harbour, Maine (Estados Unidos), recibieron una avalancha de pedidos de ratones de laboratorio. La epidemia estaba disparándose en China y en previsión de lo que estaba por venir, cientos de investigadores de todo el mundo comenzaron a pedir animales para poder investigar sus candidatos a vacuna frente al SARS-CoV-2.
Por abc.es
Los científicos demandaban ejemplares de un ratón transgénico «humanizado», de nombre K18-hACE2. Su principal característica es que sus células expresan el receptor ACE2 humano, que los coronavirus usan para infectar a las células, y no el de ratones, que los coronavirus no reconocen. El problema es que en enero los ratones K18-hACE2 no estaban vivos en ningún lugar del mundo: de ellos tan solo quedaba un poco de esperma almacenado en los congeladores de los Laboratorios Jackson.
«Los ratones han sido un cuello de botella para la investigación», ha explicado a ABC Javier Ortego, investigador en el Centro de Investigación en Sanidad Animal (CISA), en Madrid. «A principios de este año se describió que éste era el modelo animal adecuado. Todo el mundo los quería, pero por mucho que lo puedas acelerar, el proceso de cría lleva su tiempo, es como hacer crecer un árbol».
Javier Ortego, que trabajará con estos ratones y otros animales en el proceso de experimentación de dos candidatos a vacuna desarrollados en España, ha explicado que mantener colonias de ratones es caro, por lo que lo más habitual es congelarlos y resucitarlos cuando son necesarios. Pero hacerlo lleva tiempo: según ha indicado este investigador, la gestación de los ratones dura alrededor de 20 días y su madurez sexual no llega hasta pasados dos meses.
Por eso, y a pesar de todos los esfuerzos de la compañía, JAX no comenzará a distribuir estos animales a gran escala hasta finales de junio, marcando así los tiempos en el desarrollo de decenas de candidatos a vacuna, entre ellos, varios españoles. Tendrán que hacer frente a más de 250 pedidos de investigadores de todo el mundo y distribuir pequeños grupos de animales en cajas especiales.
Un «Arca de Noé» de ratones de laboratorio
Los Laboratorios Jackson (JAX) son desde hace décadas como un banco de semillas, cuya finalidad es preservar la diversidad genética para futuras generaciones, pero aplicando estos principios a los ratones de laboratorio. En la actualidad, cuentan con 11.000 cepas preservadas en tanques de nitrógeno líquido a -196ºC, listas para ser recuperadas e inyectadas en ratones por medio de técnicas de reproducción asistida. Cada año venden tres millones de ratones a más de 20.000 investigadores en todo el mundo, a un precio con el que solo pretenden cubrir los gastos, puesto que constituyen una organización sin ánimo de lucro, bajo el amparo de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), de Estados Unidos.
La pandemia del coronavirus «obligó a acelerar de cero a cien» en pocas semanas, según ha explicado a ABC Cat Lutz, directora senior del repositorio de los Laboratorios Jackson, a cargo del proceso de cría y cuidado de estos animales. Según ha dicho, partiendo de un puñado de viales de esperma de ratón, a principios de este año el equipo de JAX comenzó un proceso de fertilización in vitro (IVF) a gran escala, diseñado para generar una nueva colonia de ratones hACE2 que pudiera ser aumentada de tamaño para satisfacer las necesidades mundiales.
Bajo sus hombros recayó una importante responsabilidad puesto que JAX es el único proveedor de estos animales: «JAX no es el único repositorio de ratones ACE2», ha explicado Cat Lutz. «Sin embargo, los otros depósitos y proveedores comerciales tienen variaciones de este modelo que no suelen ser útiles en experimentos de infectividad», ha aclarado. Pero «JAX es el único repositorio que tiene el modelo del laboratorio de Stanley Perlman, usado para investigar el SARS en 2003 y que se ha predicho que es útil para estudiar vacunas y tratamientos para la COVID-19».
El origen de los ratones transgénicos
Stanley Perlman es un investigador de la Universidad de Iowa (EE.UU.) que en 2007 desarrolló los ratones K18-hACE2 junto a Paul McCray. Su trabajo arrancó con la epidemia de SARS-CoV-1, que ocurrió entre los años 2002 y 2003, y que activó la investigación de vacunas y de la biología de un coronavirus muy similar al SARS-CoV-2.
Este año se confirmó que, al igual que el coronavirus de 2002 y 2003, el SARS-CoV-2 entra en las células humanas a través del receptor ACE2, por lo que se hizo evidente que el ratón K18-hACE2 es el modelo adecuado para estudiar la infección y, por tanto, la posible protección de cualquier vacuna. A diferencia de un ratón normal, este animal incorpora un gen humano que hace que sus células expresen el receptor que le interesa a los científicos.
¿Por qué hacen falta para la vacuna?
En estos momentos la carrera por la vacuna frente al coronavirus está liderada por diez proyectos, según la Organización Mundial de la Salud (OMS). Tienen el respaldo de grandes instituciones y compañías de China, Estados Unidos y Reino Unido, y ya están en fase clínica, es decir, haciendo pruebas de eficacia y seguridad en humanos. En varios casos, a la vez están haciendo pruebas en macacos y otros animales de laboratorio.
Pero el grueso de los candidatos a vacuna no están todavía en fase clínica, sino en fase preclínica. Hay 110 proyectos en desarrollo, que en muchos casos todavía habrán de atravesar pruebas con pequeños animales de laboratorio antes de pasar a ensayos más caros y complejos, con animales de mayor porte o en voluntarios sanos. Este es el caso, por ejemplo, de dos candidatos a vacuna desarrollados en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) dirigidos por Luis Enjuanes y Mariano Esteban. Y es ahí donde los ratones transgénicos K18-hACE2 tienen un papel indispensable, puesto que son el primer punto donde se puede estudiar si una vacuna da protección o no.
Trabajar sin los ratones transgénicos
Tal como ha explicado Javier Ortega, a falta de ratones K18-hACE2 existen soluciones provisionales, como trabajar con hámsters, que pueden mimetizar una infección leve. Además, según ha explicado, antes de pasar a los ratones trasngénicos y a las pruebas con virus vivos, que se hacen en instalaciones de alto nivel de bioseguridad (BSL-3), las primeras pruebas se hacen en ratones de laboratorio «normales», como los de las cepas C57BL/6 y BALB/c. Éstas son las que se están haciendo de momento en el laboratorio de Mariano Esteban, en el CNB.
Con estos animales no se puede estudiar la protección conferida por una vacuna, porque no son susceptibles a la enfermedad, pero sí se pueden evaluar otras cosas, como si un candidato activa la producción de anticuerpos o qué dosis o vía de administración son las más convenientes.
Tal como explicó durante una entrevista Luis Enjuanes, en su laboratorio en un principio no solo hicieron un pedido de ratones transgénicos K18-hACE2, sino que también encargaron al departamento de transgénesis del CNB que preparase sus propios ratones transgénicos. Por último, la investigadora Sagrario Ortega, jefa de la Unidad de Edición Genómica en Ratón en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) también inició dos vías de generación de ratones susceptibles al virus.
«Inicialmente vamos a tener un pequeño retraso –en del desarrollo de su candidato a vacuna–, pero creemos que a finales de verano tendremos cantidades limitadas de ratones transgénicos», adelantó Enjuanes.
Estos especiales ratones son otra prueba de lo importante que es contar con instalaciones y científicos de alto nivel para poder responder a crisis tan complejas como la disparada por la COVID-19.