Las Feromonas Regulan la Agresión de Ratones Hembras -sin Crías- hacia otras Crías, en Cepas Derivadas de Ratones Salvajes
05-08-2014
Los ratones de laboratorio son uno de los animales más comúnmente utilizados como modelo en la investigación biológica y médica. Miles de cepas de ratones de laboratorio son producidas por selección artificial – el proceso por el cual los seres humanos crían animales durante docenas de generaciones para seleccionar rasgos particulares. Esto ha llevado a la domesticación de los ratones: el fortalecimiento de cualidades específicas que los hacen aptos para la investigación en condiciones de laboratorio, tales como una rápida reproducción, al mismo tiempo eliminando las características que no son propicias para la investigación, como por ejemplo la agresión, el deseo y la capacidad de escapar del peligro, y la ansiedad causada por perturbaciones ambientales.
Sin embargo, el proceso de selección artificial también ha causado que los ratones pierdan la importante capacidad de supervivencia en condiciones naturales. Además de estas características perdidas, los ratones de laboratorio hembras han desarrollado la tendencia a aparearse inmediatamente con todos los machos de su vecindad, incluyendo hermanos y padres. Es decir, han perdido la capacidad de seleccionar una pareja de acuerdo a los rasgos que «aseguran» mejores genes para la descendencia y una tasa de supervivencia más alta que la de aquellos con los que comparten un ascendente .
Al mismo tiempo, desarrollaron la voluntad de cuidar crías pertenecientes a «extraños» (incluso sin ser madres). Las cepas de ratones de laboratorio que han sido elegidas para continuar con la selección artificial son aquellas que no son “quisquillosas con la comida”, que crecen con mayor velocidad y que alcanzan la madurez sexual más rápidamente en comparación con los ratones salvajes. Así es como terminamos con ratones más grandes y menos agresivos, que se reproducen a una edad más joven y que son menos selectivos cuando se trata de elegir pareja. En otras palabras, estas cepas son muy diferentes de los ratones salvajes en lo que respecta a características estructurales, fisiológicas y de comportamiento.
La Dra. Tali Kimchi del Departamento de Neurobiología del Instituto Weizmann comprendió que estas cepas de ratones de laboratorio no son adecuadas para responder a algunas de las preguntas formuladas por su investigación, que se focaliza en los orígenes neuronales y genéticos de la conducta social, incluyendo la reproducción y el instinto maternal (por ejemplo, la agresión de una madre hacia los hijos de otra, y el papel de los olores – feromonas – en la selección de la pareja y el cuidado de la descendencia).
Por lo tanto, Kimchi tuvo que desarrollar una cepa especial de ratón, restaurando las propiedades perdidas de las cepas de ratones de laboratorio, al mismo tiempo conservando la capacidad de emplear herramientas de ingeniería genética para crear cepas mutantes (un cambio genético que desactiva la función de un gen en particular).
Para ello, Kimchi y su grupo de investigación cruzaron cepas mutantes de ratones de laboratorio que tenían una mutación específica en el gen responsable de detectar las señales de las feromonas, con ratones salvajes (no domesticados) durante diez generaciones. Como resultado, en estas nuevas cepas de ratones, los científicos lograron restablecer rasgos típicos de los ratones salvajes que fueron perdidos durante el proceso de domesticación y que están ausentes en las cepas de laboratorio, incluidos los relacionados con el comportamiento, la estructura corporal, las hormonas, diversos procesos biológicos y funciones genéticas.
Más específicamente restauraron, entre otras cosas, la capacidad de reaccionar y escapar del peligro, los comportamientos espontáneos de reacción y pasividad relacionados con la ansiedad y los ataques agresivos hacia otras hembras. Otra característica importante restituida en la nueva generación de ratones fue el instinto maternal: ratones hembras derivadas de salvajes “Naïve” (que aún no han sido madres ni se han apareado) eran menos propensas a nutrir a las crías de otras madres, con las que se habían encontrado. También resultaron ser agresivas hacia esas crías, así como entre ellas mismas – al igual que los ratones salvajes.
El nuevo modelo de ratón creado por Kimchi (foto) y su equipo les ha permitido explorar, por primera vez, los orígenes biológicos de la conducta agresiva entre hembras, y especialmente de las hembras hacia las crías de las demás.
También les permitió localizar un gen particular que es responsable de la percepción de las señales de las feromonas, y de idenficarlo como el principal determinante del rechazo hacia las crías de un extraño, así como del comportamiento agresivo demostrado hacia ellos. La madre de una cría resulta ser única, y las madrastras, naturalmente, son más agresivas hacia los hijos de las demás. Sus hallazgos, publicados en la revista Nature Communications, proporcionan la base para el desarrollo de cepas adicionales de ratones que conducirán a una mejor comprensión de los orígenes genéticos y neuronales de la conducta relacionados a la reproducción de las hembras, y de las diferencias entre machos y hembras.
Kimchi espera que una futura investigación conduzca a una renovada comprensión de los mecanismos biológicos que subyacen a los procesos sociales y reproductivos que no se han podido explorar hasta ahora en los modelos estándares de ratones de laboratorio. También podría conducir a una mayor comprensión del componente social de las enfermedades neuropsiquiátricas, que se manifiesta de diferentes maneras en hombres y mujeres. Tal conocimiento contribuirá a mejorar el desarrollo de fármacos dirigidos a los distintos géneros y, en particular, permitirá un análisis del efecto de ciertos medicamentos en las mujeres.
Los proyectos de investigación de la Dra. Tali Kimchi son financiados por el Centro Nella y Leon Benoziyo de Enfermedades Neurológicas; el Centro Murray H. & Meyer Grodetsky de Investigación de las Funciones Superiores del Cerebro; el Fondo de la Familia de Joan y Jonathan Birnbach; la Fundación Abisch Frenkel para la Promoción de las Ciencias Biológicas; el Galardón Peter y Patricia Gruber; Mike y Valeria Rosenbloom a través de la Fundación Mike Rosenbloom; el Fondo de Fannie Sherr; y el Fondo Irving B. Harris para Nuevas Direcciones en la Investigación del Cerebro. La Dra. Kimchi es la titular de la Cátedra de la Familia de Jenna y Julia Birnbach para el desarrollo Profesional.
Intituto Weizmann – Israel