Animal models for the study of infection of th genus Helicobacter
A. Morales Briceño1, A. Méndez Sánchez1, M. Morales Briceño2.
1 Departamento de Anatomía y Anatomía Patológica Comparadas. Edificio de Sanidad Animal, Campus de Rabanales Ctra. de Madrid km 396, 14071, Córdoba Universidad de Córdoba. España. 2 Ejercicio Privado Laboratorio de Microbiología.
Recibido: 20/10/2013 Aceptado: 21/11/2013
Introducción
Helicobacter pylori y organismos asociados a Helicobacter (HLO: Helicobacter like organisms), son microorganismos espiralados-curvos o coccoides, Gram negativos, habitantes de las glándulas gástricas, células parietales y del moco estomacal. Estas bacterias están asociadas a enfermedad inflamatoria y ulceración de la mucosa gástrica (gastritis aguda, gastritis crónica, ulceración gástrica y gastropatías). El número de especies del genero Helicobacter rápidamente se ha expandido desde la pasada década (Fox, 2002). El género ahora incluye por lo menos 24 nombres formales de especies, así como existen numerosas especies de Helicobacter esperando por su identificación formal (Fox, 2002). Ellos han sido clasificados en base a su secuencia 16rRNA , DNA hibridización y su morfología en microscopia electrónica en especies de Helicobacter Gástricas: Helicobacter mustelae, H. felis, H. bizzozeronii, H. salomonis, H. heilmannii, H. acinonychis, H. nemestrinae, H. suncus, Candidatus Helicobacter bovis, Candidatus Helicobacter suis, Gastrospirillum suis y especies de Helicobacter Enterohepaticas: Helicobacter hepaticus, H cinaedi, H. fennelliae, H. pametensis, H. pullorum, H. canadensis, cholecystus, H. mesocricetorum, H. rodentium, H. typhlonicus, H. muridarum, H. flexispira, H. bilis, H. trogontum. La patogénesis de la virulencia de H. pylori- HLO se sustenta en la presencia de dos subunidades compuestas de Ureasa (564 kDa) y un porcentaje total de proteína celular (2%) que se asocia con fallas en el efecto buffer del moco, acúmulo excesivo de Amoníaco y fallas del metabolismo de éste, por las células gástricas. La presencia de flagelos en el Helicobacter indican que la motilidad juega un papel fundamental en la colonización de esta bacteria en las células gástricas (Solnick and Schauer, 2001). La adherencia de Helicobacter a la mucosa gástrica, previa a la colonización intracelular gástrica se conoce que ocurre pero se desconocen los mecanismos envueltos. Sin embargo, la bacteria posee aglutininas que pueden ser inhibidas por proteasas, calor y tripsina. La presencia de Lipopolisacaridos (LPS) capsulares ha sido observado en H. pylori. Aunque este aspecto no ha sido definido en la virulencia del genero Helicobacter, se acepta el rol que juega el LPS en combinación con los antígenos de las células del huésped para evadir y regular la respuesta inmune contra Helicobacter, favoreciendo así la colonización e infección crónica de esta importante bacteria (Solnik and Schauer, 2001). El uso de los modelos animales para el estudio de la Helicobacteriosis ha sido amplio a nivel mundial, lo cual ha permitido grandes avances en cuanto al conocimiento de la epidemiología, infección y patogenía de Helicobacter especies en la enfermedad gástrica humana.
Modelos Animales para el estudio de la infección por el género Helicobacter
En la literatura han sido descritos modelos animales experimentales para H. pylori y otras Helicobacter (HLO) específicos por especies. Los hurones o ferrets (Mustela furo), han sido ampliamente utilizados para la infección por H. mustelae con 99% de colonización exitosa a su vez se ha logrado colonización de H pylori con 50% de colonización proveniente de aislados humanos (Dubois, 1998). En ratones y ratas de laboratorio (Mus musculus) son los de mayor uso y aplicación principalmente en la terapéutica. Los ratones y ratas son colonizados por H. muridarium, H. mustelae, H. felis, H. heilmannii, e inclusive H. pylori con 100% de colonización. Primates no humanos: son de gran importancia por las características genéticas e inmunológicas con los humanos. Los lémures (Hapalemur aureus) han sido ampliamente utilizados, seguidos por el mono rhesus (Macaca mulatta), el mono japonés (Macaca fuscata) e inclusive chimpancés (Pan troglodytes), principalmente con H. pylori y en la antibióticoterapia (Dubois, 1998). El modelo animal del canino y felino también ha sido utilizado para las infecciones por H. pylori, H. felis y H. heilmannii con buenos resultados 99% de colonización en infecciones experimentales (Dubois, 1998). El cerdo (Sus scrofa) inclusive cerdos gnotobioticos han sido usados ampliamente ya se han logrado 100% de colonización en inoculaciones vía oral, de H. pylori y H. heilmannii (Dubois, 1998, Krakowka and Ellis 2006). También se ha ampliado su uso en nuevas terapias para el tratamiento de H. pylori. Ha sido planteado el modelo del cerdo para establecer la interacción de bacterias del género Helicobacter con agentes virales como: coronavirus, circovirus, pestivirus, entre otros, en el desarrollo de ulceras gástricas, es decir la interacción virus-bacterias en la ulcerogénesis gástricas. A la vez el modelo experimental del cerdo, permite estudiar la carcinogénesis gástrica asociada a la infección por H. pylori y HLO. El desarrollo de tumores asociados a la infección crónica por H. pylori ha sido reportada asociada a una hiperplasia del tejido linfoide asociado a mucosa (MALT), reseñados pólipos gástricos, linfomas y adenocarcinomas gástricos. Varios estudios han asociado la inflamación y citocinas a la carcinogénesis (Kountouras y col. 2007). El aumento de la producción de IL-1b inducida por H. pylori e hipoclorhidria se asocia con un mayor riesgo de cáncer gástrico. Además, el TNF-a xenografted promueve la metástasis de las células del cáncer gástrico humano. Ha sido propuesta la activación de las factor kB nuclear (NF-kB), una característica distintiva de respuestas inflamatorias que con frecuencia se detectan en los tumores (Nardone y col. 2007). En la siguiente tabla se describe detalladamente cada modelo experimental animal establecido en mayor o en menor escala para los estudios de Helicobacter sp.
Como se resume en la tabla 1 múltiples animales de experimentación se han utilizado en el estudio del género Helicobacter, sin embargo no hay un modelo animal idóneo para el estudio de infecciones, carcinogénesis gástrica por Helicobacter sp. Cada modelo tiene sus fortalezas y debilidades y la elección de un modelo animal depende de los objetivos experimentales. Sin embargo un área con mayor desarrollo en los últimos años es el uso de animales transgénicos y Knock Out como modelo animal experimental para el estudio del género Helicobacter y sus especies especificas. A nivel mundial es posible derivar estudios del Helicobacter en muchas especies animales, sin embargo gran cantidad de transgénicos y ratones knock out, se están desarrollando por su versatilidad y múltiples ventajas. Los pequeños carnívoros como modelos experimentales permiten estudios a través gastroscopias, biopsias repetidas que están limitados en modelos animales de roedores (ratones y ratas). El costo económico y las condiciones de manejo se pueden considerar como una desventaja. Los primates no humanos por sus características compatibles con el humano se consideran biológicamente y patológicamente como el modelo experimental ideal, pero económicamente se limita su estudio. Las ventajas del ratón sobre otros animales experimentales incluyen la capacidad para manipular la información genética nueva, dentro de la célula y de transmitirla a la línea germinal, tiene un ciclo reproductivo muy corto y los tamaños de las camadas son muy grandes. Así como el ratón es un animal pequeño, manejable, bien caracterizado y muy usado en el laboratorio. Es una especie que cuenta con muchas cepas consanguíneas diferentes. Además, el conocimiento de la biología del ratón es grande. Para el ratón existe un número abundante de anticuerpos y sondas de cDNA, se han construido bibliotecas genómicas y de cDNA para cada cepa de ratón. Los ratones son relativamente baratos en comparación con otros animales experimentales su mantenimiento aún en condiciones de alta seguridad es relativamente sencillo. Por otro lado, en la técnica de células Stem embrionarias, necesaria para crear ratones knock-out, las únicas células disponibles, hasta muy recientemente, han sido las células Stem embrionarias de ratón. El ratón, también, con la técnica de inyección usada en la gran mayoría de casos para hacer animales transgénicos, es muy conveniente, debido a la disponibilidad de números relativamente grandes de huevos fertilizados, y también a su tamaño y resistencia. Es muy importante hacer notar que la conservación evolutiva nos ha mostrado que tanto los ratones como otros mamíferos son embarazosamente similares a los humanos.
Referencias
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