La investigación muscular sale ganando: resultados más rápidos y menos animales de laboratorio gracias a un nuevo método

"El método permite garantizar que sólo las fibras musculares cambian realmente su material genético"

13.10.2023
Universität Basel, Philippe Wiget

Ahora es posible estudiar eficazmente las fibras musculares y las enfermedades neuromusculares sin necesidad de utilizar un gran número de ratones.

Para estudiar las enfermedades musculares, los científicos recurren al ratón como organismo modelo. Investigadores de la Universidad de Basilea han desarrollado ahora un nuevo método que no sólo es más rápido y eficaz que los convencionales, sino que además reduce enormemente el número de animales de experimentación necesarios para estudiar la función de los genes en las fibras musculares.

Los investigadores utilizan el ratón como organismo modelo para estudiar la estructura y función del músculo esquelético, las enfermedades neuromusculares y los procesos de envejecimiento muscular. Los científicos son conscientes de su responsabilidad en el uso de animales y se han comprometido en la Universidad de Basilea a aplicar rigurosamente los llamados principios de las 3R -Sustitución, Reducción, Refinamiento- en la investigación con animales y la cría de animales.

El nuevo método desarrollado por el grupo de investigación del profesor Markus Rüegg en el Biozentrum de la Universidad de Basilea es un paso más hacia la reducción del número de animales de laboratorio. Este método también abre nuevas vías para investigar varios genes simultáneamente o incluso vías de señalización completas en las fibras musculares de forma rápida, rentable y eficiente. Los resultados del estudio se han publicado ahora en Nature Communications.

La dificultad de estudiar los genes en las fibras musculares

Estudiar la función de los genes en el músculo es todo un reto. Por un lado, las fibras musculares son muy grandes y frágiles cuando están aisladas. Por otro, en los seres humanos llegan a medir medio metro de largo y contienen miles de núcleos. Para cambiar y estudiar la función de los genes en las fibras musculares, hay que cambiar todos los núcleos de las fibras musculares, lo cual es difícil de conseguir.

Desde hace algunos años, los científicos utilizan el método CRISPR/Cas9 para estudiar la función de los genes. Este método utiliza un virus para introducir la denominada proteína Cas9 y un ARN guía específicamente diseñado en el organismo y, por tanto, en los núcleos. La proteína Cas9 corta el ADN genómico en el lugar reconocido por el ARN guía. Esta combinación de proteína Cas9 y ARN guía permite alterar la función de los genes en la célula.

El método CRISPR-Cas9 puede dividirse

Sin embargo, para asegurarse de que el virus sólo altera la expresión génica de las fibras musculares y no la de otros órganos al mismo tiempo, el equipo de investigación combinó el método CRISPR/Cas9 con otro método: En primer lugar, los investigadores consiguieron criar ratones con la proteína Cas9 ya presente en sus fibras musculares, pero sólo allí. A continuación, introdujeron el ARN guía deseado en el organismo con un denominado virus adenoasociado, que infecta el músculo.

Esta combinación hace que el ARN guía en las fibras musculares se encuentre con la proteína Cas9, cambiando el material genético como se desea. "El método nos permite garantizar que sólo las fibras musculares cambian realmente su material genético", explica el primer autor, Marco Thürkauf.

Menos animales de laboratorio y resultados más eficaces

Dado que el virus adenoasociado también puede transportar varios ARN guía simultáneamente, el equipo ahora puede utilizar el método para investigar varios genes a la vez o incluso vías de señalización completas. Además, el método reduce significativamente el número de animales de experimentación necesarios.

"Todos los animales utilizados son aptos para el estudio de genes y no es necesario criarlos durante años. Esto permite estudiar tanto las fibras musculares como las enfermedades neuromusculares sin necesidad de utilizar un gran número de ratones", afirma Marco Thürkauf.

Otros grupos de investigación también han mostrado ya su interés. "En nuestra comunidad investigadora ya hay varios grupos interesados en utilizar nuestro método", afirma Markus Rüegg. "Es una gran ganancia tanto para la investigación muscular per se como para nuestro objetivo de reducir los experimentos con animales".

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