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segunda-feira, 20 de maio de 2013

Modelos experimentais com camundongos não servem como modelo humano de doenças. Será mesmo?


Por Gabriel Shimizu Bassi (FMRP-USP)

Por décadas modelos murinos de experimentação foram utilizados para o estudo das doenças humanas. Mas um artigo publicado por Seok e colaboradores (2013), na PNAS, mostrou evidências de que o modelo murino atualmente utilizado é totalmente equivocado e impreciso para reproduzir doenças humanas, isso é, a resposta imune que encontramos no camundongo não se assemelha (nem um pouco) com a patofisiologia encontrada em humanos.
E o pior é que eles estavam certos, de certa forma.

No famigerado estudo, Seok e colaboradores compararam a expressão gênica de 5554 genes humanos em seus análogos murinos C57BL-6 em diversos modelos de inflamação. Na comparação entre humanos, as respostas genômicas encontradas após processos inflamatórios (tais como sepse, queimaduras, trauma, endotoxemia e pneumonias) tiveram alto nível de correlação, isso é, pacientes e indivíduos saudáveis dividem uma mesma resposta gênica. Porém, quando se comparou a resposta entre humanos e camundongos, a resposta gênica não se correlacionava. E a análise no banco de dados gênico GEO (Gene Expression Omnibus) não mostrou qualquer correlação das respostas gênicas inflamatórias entre humanos e animais, como sepse e endotoxemia (a correlação de Pearson - R2 - nem chegou a 0.1 – isso é praticamente um evento aleatório). Além disso, das 5 vias gênicas humanas mais ativadas e suprimidas durante os processos inflamatório, nenhuma tinha qualquer semelhança com o modelo murino.

Isso mostra que o modelo experimental em camundongos é um indicador impreciso das condições inflamatórias humanas, e não reproduz as respostas gênicas (consequentemente as fisiológicas também) que encontramos em humanos. Apesar do dado indicar a aurora do apocalipse científico, temos de levar em conta alguns aspectos.

Esse não é o primeiro estudo a concluir que modelos animais são imprecisos em simular doenças humanas (Morgan et al., 2012; Taneja et al., 2012; Mullane e Williams, 2012), e provavelmente não será o último. Um exemplo é o uso de acetaminofeno (paracetamol). Algumas pessoas podem ingerir altas doses de acetaminofeno sem que haja efeitos colaterais, enquanto uma pequena quantidade em outras pode causar dano hepático (Craig et al., 2011, 2012). A resposta ao acetaminofeno também foi testada em diversas linhagens de camundongos. A linhagem CAST é praticamente imune ao dano hepático, enquanto a linhagem CBA sofre lesão hepática mesmo em doses baixas (Harril et al., 2009). Se os pesquisadores tivessem utilizado somente a linham CAST, concluir-se-ia que o acetaminofeno é extremamente seguro e livre de toxicidade. Se somente a CBA, conluir-se-ia o contrário. Então, o que podemos aplicar ao artigo de Seok e colaboradores?

1) Devemos levar em conta que o estudo em si analisa uma única area da imunologia, a resposta inflamatoria. 2) Além disso, foi investigado somente uma única linhagem de camundongos, a C57BL/6 (conhecidamente mais resistente a sepse que outras linhagens, tais como Balb e A/J). 3) Outro fator é que os camundongos são cossanguineos entre si, ao contrário dos humanos, sendo praticamente isogênicos. Isso significa que o modelo estudado é a representação de um único indivíduo, não se relaciona a um estudo populacional.

Portanto, várias linhagens de camundongos devem ser utilizadas para que tenhamos um modelo ideal de uma população humana de uma determinada patologia. Mas se tivermos de utilizar várias linhagens para demonstrar um único evento imune (neste caso a inflamação), teremos um gasto humano, material e temporal imenso. Levaríamos anos (décadas) para provar uma única via celular para então entrarmos em experimentos de Fase II. Logo, como alcançar esse “modelo humano ideal em camundongos” de um jeito simples, fácil e menos custoso?

1) Geneticistas do mundo todo produziram um painel de referencia denominado “Collaborative Cross”, misturando o componente genético de oito espécies fundadoras que deram origem a mais de 300 novas linhagens de camundongos, capturando quase 90% de todas as variações genéticas encontradas. Portanto, o Collaborative Cross pode ser utilizado para identificar as espécies de camundongos que mais se assemelham aos modelos de doenças humanas desejadas. 2) Outro método seria aumentar o rigor científico em relação as publicações lançadas. O Bernardo Franklin publicou um post sobre o assunto. Acredito que parte dos dados que levaram a essa paupérrima correlação pode ser devido a falhas estatísticas e outros erros metodológicos.

Em resumo, o artigo de Seok mostra especificamente que o camundongo C57BL-6 não é confiável para reproduzir uma resposta imune inflamatória humana, e que devemos focar em outros pontos antes de sistematizar a doença em si.    O próprio autor aponta nas conclusões que devemos focar mais no entendimento da fisiologia humana a tentar reproduzir processos patológicos humanos em animais. É um puxão de orelha, e bem dado, antes do início do apocalipse.




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8 comentários:

  1. ótima redação como sempre Gabriel

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  2. Gabriel,

    já discutimos 'intensamente' este paper por aqui...
    http://blogdasbi.blogspot.com.br/2013/02/modelos-murinos-no-estudo-de-doencas.html

    A pergunta que ficou para mim, naquela ocasião, foi a seguinte: e se não utilizássemos camundongos, o que saberíamos hoje sobre a Imunologia?

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    1. Gabriel Shimizu Bassi20 de maio de 2013 20:32

      Nossa, juro que dei uma pesquisada aqui no blog e não tinha encontrado nada. Peço sinceras desculpas pela minha falha.

      Mas eu acho que o meu texto deu uma incrementada ao assunto, principalmente no que se refere a exemplos e soluções (mas não minimiza a falha).

      Quanto a sua pergunta: Não há substituto melhor que o camundongo (exceto outros mamíferos que já não podem mais ser utilizados no Brasil). A minha crítica em si é, quais os motivos dessa falta de correlação? Como isso influencia a descoberta de novos tratamentos?

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  3. Opa Gabriel

    ..."E o pior é que eles estavam certos, de certa forma". No fim, voce, muito corretamente, mostra que eles tambem estao errados de certa forma.

    Entao porque esse negocio de puxao de orelha bem dado? Sera que na orelha desses autores tambem?

    Abracos
    Sergio
    PS. Fiquei intrigado com esse negocio de "aurora do apocalipse cientifico"... que diabo e' isso?

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    1. gabriel Shimizu Bassi20 de maio de 2013 22:49

      Na minha opinião, o "puxão de orelha" é devido ao nosso foco excessivo em tentar desenvolver modelos de patologias humanas em animais a descobrir a fisiologia básica do tecido/órgão/seres em questão. Aparentemente toda a pesquisa hoje em dia é voltada para um fim funcional, minimizando o estudo descritivo e/ou catalográfico. E isso prejudica, na minha opinião, o resultado final dos mecanismos de uma determinada doença ou o próprio entendimento fisiológico humano.

      Que fique claro que não estou "humanizando" as coisas. Acho que deveríamos entender de fisiologia e patofisiologia dos seres mais primitivos que conhecemos (fungos, bactérias e vegetais) para entendermos os mecanismos de seres filogeneticamente mais novos (ex: mamíferos). Obviamente que é algo extremamente demorado e pouco "funcional" (seria um trabalho praticamente descritivo), mas poderia nos dar a ideia da diferença, semelhança e aprimoramento que cada espécie tem com outras (ao níveis molecular e celular).

      E, na minha opinião, os próprios autores sentiram esse puxão de orelha (especificamente nas conclusões).

      PS: Quanto ao "aurora do apocalipse científico", foi especificamente relacionado as notícias científicas que li em relação ao artigo. O New York Times fez capa e um sensacionalismo desnecessário. E muito do que li a respeito em blogs, comentários e em discussões pessoais falava justamente de um fim da ciencia como é vista e determinada, já que muitos acreditavam que, depois desse artigo, a experimentação animal (em geral) não condizia ao humano, então não deveria ser mais utilizada.

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    2. Obrigado pela explicacao Gabriel. Entendi melhor o seu ponto.
      Tambem concordo sobre a necessidade de mais estudos descritivos
      Sou a favor de estudos funcionais. A imunologia precisa da fisiologia. Muito.
      Sou contra polarizacoes, e acho que essa sensacionalizacao tera efeitos muito ruins. Vai prejudicar a vida de muita gente em termos de funding.
      Falamos tanto em sepse... Gostaria de escutar a opiniao de Fernando Cunha sobre esse assunto.

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  4. Muito relevante o assunto Gabriel. De fato, já os estudos em outras doenças como tuberculosis também mostram que entre linhagens de camundongos a resposta imune é diferente(http://www.nature.com/icb/journal/v89/n4/full/icb2010116a.html), já no caso de coinflamações os resultados são ainda mais interessantes. Portanto, é importante ver que o modelo é importante e ainda mais quando os resultados pretendem ser comparados com a resposta imune que acontece nos humanos.

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  5. Bom dia, Gabriel. Está claro que um camundongo não é uma pessoa e nem se comporta biológicamente como tal. Como foi dito na discussão prévia, o uso de animais na pesquisa básica médica não tem o objetivo de comparar entre espécies.
    Como não é ético realizar certas pesquisas em pessoas, temos o avanço da biotecnologia (que não tivesse acontecido sem os camundongos, as moscas, os peixinhos, plantinhas e os demais modelos de laboratório). Com isso, podemos desenvolver muitas ferramentas que em humanos seria impossível, e que aceleram em décadas o desenvolvimento de terapias, só para dar um pequeno exemplo.

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