Os ratos são ótimas ferramentas de pesquisa. Os cientistas podem injetá-los, infectá-los, dissecá-los e aprender todo tipo de coisas úteis e relevantes para a saúde humana.
Muitas doenças, porém, apenas afligem os humanos. Para estudar essas doenças em ratos, os cientistas precisam ser criativos. Algumas dessas manobras criativas incluem tratamento hormonal, transplantes de tecidos ou transferência de genes. Depois, os ratos tornam-se um pouco mais humanos.
Às vezes, como acontece com distúrbios psicológicos complexos, o desafio é ridiculamente difícil. Portanto, os cientistas têm de se contentar em apenas imitar alguns sintomas.
10 Gonorréia
A gonorréia é uma DST causada por uma bactéria, Neisseria gonorrhoeae . Na natureza, infecta apenas humanos.
No laboratório, os cientistas usaram seringas para injetar N. gonorrhoeae nas vaginas de muitos ratos. Mas N. gonorrhoeae realmente não gosta de viver em ratos. Então a infecção geralmente não pega.
Depois de muita solução de problemas, os cientistas descobriram que há uma breve janela durante o ciclo estral quando as condições na vagina do rato são ideais. Durante essa janela, N. gonorrhoeae pode prosperar.
Normalmente, essa janela passa rapidamente. Ao tratar ratos com um hormônio sexual feminino, o 17β-estradiol, os cientistas podem prolongar essa janela. Após esse aumento de estrogênio, a vagina do rato pode hospedar N. gonorrhoeae por muitos dias.
Com estes ratos, os cientistas puderam testar novos medicamentos. Eles também puderam estudar o fato curioso de que uma infecção muitas vezes não confere imunidade a longo prazo. Como os humanos, os ratos muitas vezes podem ser infectados novamente após se recuperarem do primeiro ataque.
No mundo real, as pessoas raramente têm gonorreia isoladamente. Em até 70% das vezes, uma infecção por gonorréia é acompanhada por uma infecção por clamídia. Para estudar esse problema, os cientistas também criaram ratos com DST dupla . Para construir esses modelos, eles injetam dois tipos de bactérias nas vaginas dos camundongos: C. muridarum e depois N. gonorrhoeae .
9 Doença de Alzheimer
A doença de Alzheimer é uma doença degenerativa que afeta o cérebro e pode causar grave perda de memória. No cérebro dos pacientes com Alzheimer, aparecem muitos aglomerados de proteínas chamados placas. Essas placas são formadas por pedaços de uma proteína chamada APP.
Existem muitas maneiras de construir ratos com Alzheimer . Vários dependem de uma forma mutante de APP , encontrada em duas famílias suecas. Nessas famílias, a doença de Alzheimer chega anormalmente cedo , enquanto os pacientes ainda estão na casa dos cinquenta anos .
Muitos ratos com Alzheimer apresentam perda de memória. Para medir isso, os cientistas usaram vários testes. Um deles é chamado de labirinto aquático de Morris . Neste teste, os ratos devem lembrar a localização de uma plataforma escondida dentro de uma piscina de água.
Outro teste é chamado de teste de reconhecimento de novos objetos . São apresentados a um rato dois objetos: um que ele já viu antes e outro que não viu. Os ratos normais passam mais tempo explorando o novo objeto. Os ratos com Alzheimer parecem não perceber a diferença.
8 Sarampo
O sarampo é causado por um vírus. Na maioria dos casos, causa febre e manchas na pele . Em casos raros, também pode causar danos cerebrais ou morte .
No mundo natural, o sarampo infecta apenas humanos . O vírus entra nas células humanas através de um de dois receptores: CD46 ou CD150 .
Para tornar os ratos suscetíveis ao sarampo, os cientistas introduziram os genes para esses receptores nos ratos. Após a infecção, alguns desses ratos com sarampo desenvolvem reações graves.
Num artigo de 2006, por exemplo, os cientistas transformaram ratos com o receptor CD150 humano. Depois, infectaram esses ratos com sarampo de duas maneiras diferentes: injetando o vírus nas narinas ou diretamente no cérebro. Após a infecção, muitos dos ratos desapareceram rapidamente. Eles perderam o controle de seus movimentos, desenvolveram convulsões e morreram.
A gravidade do caso dependia da idade dos ratos. Os ratos recém-nascidos sempre foram perdidos, mas os ratos com quatro semanas de idade sempre sobreviveram. Em camundongos com duas e três semanas de idade, a taxa de mortalidade ficou em algum lugar no meio.
7 HIV
Até à data, o VIH matou cerca de 39 milhões de pessoas . Outros milhões são infectados todos os anos.
Para infectar uma célula humana, o HIV liga-se a receptores na superfície celular. Nos chimpanzés, nossos primos próximos, esses receptores são semelhantes. Portanto, o HIV também pode infectar chimpanzés .
Os ratos, porém, são parentes muito mais distantes. Nos 90 milhões de anos desde que os ratos e os primatas se separaram, estas proteínas também mudaram. Como resultado, o VIH não consegue infectar ratos.
Uma maneira de resolver esse problema é transferir genes humanos para camundongos. No entanto, são necessários pelo menos três genes humanos para ajudar o VIH prosperar em um rato .
Uma abordagem mais popular é construir ratos com sistema imunológico humano. Isso envolve algumas injeções de células humanas para camundongos e, muitas vezes, alguma cirurgia. Esses ratos são chamados de “ humanizados ”.
Uma variedade de camundongo humanizado é chamada BLT, uma referência ao sanduíche de bacon, alface e tomate. Ao contrário do sanduíche, porém, o camundongo BLT contém uma mistura de células humanas retiradas de três fontes: medula óssea, fígado e timo.
Para construir um camundongo BLT , os cientistas começam com um camundongo com sistema imunológico defeituoso . Em seguida, eles pegam pedaços de fígado e timo provenientes de fetos humanos e os transplantam sob o rim do rato. Eles também injetam algumas células-tronco provenientes da medula óssea humana.
Depois disso, o mouse é transformado. Está repleto de células imunológicas humanas e 100% suscetível ao HIV. Camundongos humanizados podem ser infectados pelo HIV através da vagina ou ânus ou com uma agulha diretamente nas veias.
6 Acne
Acne é um problema humano . Nossos primos mais próximos, os chimpanzés, não têm espinhas. Nem os ratos.
A acne é desencadeada por um vaivém destrutivo entre a pele humana e a bactéria Propionibacterium acnes . Na maioria das vezes, P. acnes é inofensivo. No entanto, quando os níveis de oxigênio caem dentro de um poro, o P. acnes ataca a pele. Então o sistema imunológico revida. O resultado é muito pus.
Para estudar a acne, os cientistas injetaram P. acnes em ratos. A orelha de rato é um local de injeção popular. Outros cientistas usaram as costas do rato .
Mas P. acnes não gosta de viver em ratos. Prefere muito mais os humanos.
Para tornar os ratos mais amigáveis ao P. acnes , um grupo de cientistas decidiu introduzir células humanas em ratos. Eles fizeram furos em cilindros de Teflon, colocaram células humanas dentro deles e transplantaram os cilindros nas barrigas de ratos. Uma semana depois, injetaram P. acnes .
Dentro dos ratos, as células humanas sobreviveram. O mesmo aconteceu com P. acnes . Em resposta, os corpos dos ratos criaram uma resposta imunológica . Foi um pouco semelhante ao que acontece no rosto humano antes de uma espinha se formar.
5 Transtorno obsessivo-compulsivo
Pessoas com transtorno obsessivo-compulsivo (TOC) sentem-se motivadas a realizar repetidamente a mesma ação. Alguns lavam as mãos centenas de vezes por dia. Outros realizam rituais de contagem elaborados sempre que saem de uma sala.
Os ratos não lavam as mãos. Mas eles adotam um comportamento equivalente chamado aliciamento, no qual se esfregam com as patas. A higiene excessiva em ratos é frequentemente usada como modelo para o TOC humano.
Em muitos casos de TOC, uma região do cérebro chamada córtex frontal orbital está anormalmente ativa. Para recriar o TOC em camundongos, um grupo de cientistas decidiu estimular o córtex orbital frontal com pulsos de luz .
Um pulso não foi suficiente. No entanto, depois de muitos pulsos se espalharem por vários dias, os ratos começaram a se limpar com mais frequência. Alguns desses ratos também responderam a um tratamento químico para o TOC que demonstrou funcionar em humanos.
Os cientistas também criaram ratos com TOC através da mutação de certos genes. Em alguns desses mutantes, a preparação pode tornar-se intensa. Os mutantes Hoxb8 se limpam com tanto vigor que removem os próprios pelos. Os mutantes Sapap3 esfregam repetidamente o rosto até causar ferimentos.
4 Alcoolismo
Os alcoólatras são fisicamente dependentes do álcool . Eles experimentam desejos intensos e bebem muito.
Nos humanos, o alcoolismo às vezes ocorre nas famílias . Nos ratos, o amor pelo álcool também parece ser genético. Algumas linhagens de camundongos beba pouco álcool quando têm oportunidade. Outras cepas bebem mais.
Os ratos metabolizam o álcool rapidamente, cinco vezes mais rápido que os humanos. Portanto, sem forçar o álcool goela abaixo, pode ser difícil deixar os ratos realmente bêbados.
Uma maneira de superar esse problema é criar ratos que amam álcool e bebem toneladas dele voluntariamente. Para isso, os cientistas selecionam os ratos de cada geração que mais bebem. Após várias rodadas de reprodução, o resultado são camundongos com preferência por alto teor de álcool (HAP).
Alguns desses ratos HAP ficam bêbados. Depois de beber por muitas horas, o nível de álcool no sangue pode subir até três vezes o limite legal para dirigir . Os movimentos dos ratos tornam-se descoordenados e eles lutam para andar na trave de equilíbrio.
Tal como acontece com os humanos, todo este consumo de álcool é voluntário. Os ratos HAP têm a opção de ficar com água. Mas eles sempre são atraídos pelo álcool.
3 Doença de Huntington
A doença de Huntington afeta o sistema nervoso. Os sofredores perdem gradualmente a capacidade de controlar seus movimentos e pensar com clareza.
A doença é genética, rastreável até ao gene da caça localizado no cromossoma humano 4. As versões normais do gene da Huntingtina contêm múltiplas repetições de CAG, uma sequência de ADN de três letras. Nas versões do gene causadoras de doenças, essas repetições ficam fora de controle. Na Huntingtina mutante, estão presentes mais de 35 CAGs.
Numa experiência, os cientistas introduziram uma forma mutante de caça humana em ratos. Continha 72 repetições CAG.
Um rato portador deste gene de 72 repetições sofreu problemas motores. Não foi possível completar um teste de cruzamento de feixe. Quando pendurado pela cauda e depois devolvido ao chão, ele lutou para encontrar o equilíbrio. Também tendia a andar em círculos.
Quando os cientistas realizaram uma autópsia, descobriram que o cérebro do rato tinha começado a degenerar, tal como o cérebro dos pacientes de Huntington.
Os cientistas também criaram muitas outras linhagens do rato Huntington. Alguns contêm apenas fragmentos do gene mutante ou expressam o gene apenas em células cerebrais específicas .
2 Autismo
Pessoas com autismo têm momento difícil de interagir com outras pessoas. Alguns também se envolvem em comportamentos repetitivos, como bater as mãos.
Muitos genes diferentes contribuem para o risco de autismo. Por exemplo, o Cntnap2 desempenha um papel no desenvolvimento inicial do cérebro .
Numa experiência, os cientistas eliminaram o gene Cntnap2 em ratos. Nestes mutantes, o cérebro desenvolveu-se de forma diferente. Algumas células cerebrais não viajaram para onde deveriam ir. Os níveis de um tipo de célula cerebral chamada interneurônio também foram reduzidos.
Os ratos sem o gene Cntnap2 também se comportaram de maneira diferente. Muitos de seus comportamentos lembravam sintomas de autismo humano. Por exemplo, os mutantes eram menos comunicativos quando filhotes. Quando separados das mães, deram menos pedidos de socorro.
Quando adultos, os ratos sem o gene Cntnap2 também eram menos sociais. Quando camundongos normais recebem um tubo vazio e um tubo contendo um camundongo, eles geralmente preferem investigar o tubo que contém o camundongo. Mas os ratos sem o gene Cntnap2 não mostraram tal preferência.
Como muitos humanos com autismo, os ratos sem o gene Cntnap2 também apresentavam comportamentos repetitivos. Eles cavaram repetidamente no chão. Eles também se prepararam a ponto de correrem o risco de se machucar .
Esses ratos também responderam ao medicamento risperidona da mesma forma que os humanos com autismo. Depois que os ratos receberam a medicação, seus comportamentos repetitivos foram controlados. Mas os problemas sociais permaneceram.
1 Esquizofrenia
A esquizofrenia é uma doença mental . Seus sintomas mais famosos são delírios e alucinações. Sintomas menos dramáticos incluem apatia e problemas de aprendizagem .
Em pessoas com esquizofrenia, o neurônio MD, um tipo de célula cerebral, é menos ativo. Para recriar esta diferença mental em ratos, os cientistas bloquearam quimicamente os neurônios. Após esse bloqueio, os ratos tiveram dificuldade para se adaptar ao novo conjunto de regras para encontrar comida. Esta dificuldade pode assemelhar-se aos tipos de problemas de aprendizagem que as pessoas com esquizofrenia têm.
A esquizofrenia também ocorre nas famílias. Muitos genes diferentes parecem desempenhar um papel . Numa família escocesa, uma mutação num gene chamado DISC1 parece aumentar o risco. Para estudar esta ligação, os cientistas introduziram uma forma mutante de DISC1 em ratos.
Em ratos com o mutante DISC1, o cérebro desenvolveu-se de forma diferente. Um conjunto de estruturas chamadas ventrículos laterais tornou-se maior que o normal. Isto foi particularmente verdadeiro no lado esquerdo. Esses tipos de diferenças cerebrais também são observados em pessoas com esquizofrenia.
Os ratos com o gene mutante também apresentaram outros sintomas. Às vezes, eles eram mais hiperativos. Quando lhes foi dado um campo aberto para correr, eles correram um pouco mais loucamente do que os ratos normais. Outras vezes, os ratos eram mais apáticos. Quando jogados em um recipiente com água, eles resistem menos do que os ratos normais.
Essas diferenças comportamentais podem ter algo a ver com a esquizofrenia, mas os cientistas não têm certeza.
Se algum dia os ratos serão projetados para apresentar alguns dos sintomas mais famosos da esquizofrenia – como ouvir vozes ou acreditar que são alguma figura histórica famosa – não está claro. Você pode precisar de um cérebro humano para isso. Mas mesmo que um rato esquizofrênico acreditasse que era Elvis, não seria capaz de contar isso aos cientistas.
