Modelos animais como modelos pré-clínicos - ênfase em Virologia.

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Palestra proferida na mesa redonda Modelos pré-clínicos

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Modelos animais como modelos pré-clínicos - ênfase em Virologia.

  1. 1. MODELOS ANIMAIS Modelos animais em Virologia Profa. Dra. Wilia Diederichsen de Brito wilia@hotmail.com 2014 13o Congresso da Sociedade Brasileira e 2o Encontro Latino Americano De CIENCIAS em ANIMAIS de LABORATÓRIO
  2. 2. MODELOS ANIMAIS
  3. 3. Hipócrates 450 aC Aristóteles 384-322 aC Erasistratus 304 – 258 aC Vesalius 1514 -1564 dC Harvey 1579 -1657 dC Claude Bernard 1813-1878 dC Jenner 1749-1823 dC Pasteur 1822-1895 dC Koch 1843-1910 dC
  4. 4. HISTÓRICO 1876 Animal Cruelty Protection Society Reino Unido
  5. 5. HISTÓRICO 1947 – Código de Nuremberg 1964 - Declaração de Helsinki 1978 – Relatório de Belmont ORIENTAR REALIZAÇÃO PESQUISAS
  6. 6. HISTÓRICO William M. S. Russel & Rex L. Burch The Principles of Human & Experimental Technique
  7. 7. HISTÓRICO Lei 6.638/1979 Normas para prática didático científica da vivisecção de animais Decreto 24.645/1934 Estabelece medidas de proteção aos animais Resolução 196/1996 Diretrizes e normas para pesquisa em seres humanos Lei 11.794/2008 Estabelece critérios para utilizaçao animais no ensino e pesquisa (Lei Arouca) CONEP CEP CONCEA CEUA
  8. 8. MODELO ANIMAL Modelo Objeto imitação Representa alguma coisa ou alguém ANIMAIS DE EXPERIMENTAÇÃO Seres vivos SENSCIENTES Dor, memória, angústia, instinto sobrevivência Com característics biológicas iguais ou semelhantes à espécie em estudo Privados da liberdade
  9. 9. COMO DEVE SER UM MODELO ANIMAL? (Monteiro et al., 2009) Permitir o estudo de fenômenos biológicos ou de comportamento animal Investigar processos patológicos espontâneos ou induzidos Assemelhar-se em um ou mais aspectos ao fenômeno/doença em seres humanos (ou na espécie para a qual o estudo está sendo extrapolado)
  10. 10. MODELOS ANIMAIS TIPOS DE MODELO ANIMAL (Fagundes & Taha, 2004) INDUZIDO ESPONTÂNEOS - variantes genéticas Nude - atímico Hairless – deficiência T helper Obesidade NEGATIVO – refratários Mecanismos resistência ÓRFÃO
  11. 11. MODELOS ANIMAIS Silvestres Vantagens Ciclo natural da doença Doença hospedeiro natural / reservatório Avaliação patogenicidade hospedeiro natural Desvantagens Limitação de observação e anotações resultados Dificuldade manutenção em laboratório Risco zoonoses Comportamento agressivo Risco extinção espécie QUE ANIMAIS SÃO UTILIZADOS EM EXPERIMENTOS?
  12. 12. MODELOS ANIMAIS QUE ANIMAIS SÃO UTILIZADOS EM EXPERIMENTOS? Domésticos Vantagens ambiente semelhante ao do homem estudo doenças expontâneas informações básicas espécie animais dóceis Desvantagens custo manutenção utilidade outras finalidades companhia produção
  13. 13. MODELOS ANIMAIS QUE ANIMAIS SÃO UTILIZADOS EM EXPERIMENTOS? Laboratório Vantagens fácil manutenção, manuseio e observação ciclos vitais curtos / prole numerosa permitem padronização genética informações básicas disponíveis uso número maior animais custo aquisição e manutenção baixos Desvantagens vivem ambientes artificiais doenças induzidas artificialmente
  14. 14. MODELOS ANIMAIS RECOMENDAÇÕES AOS PESQUISADORES (Raymundo & Goldin, 2000) Capacitação / qualificação comprovada Relevância estudo ; única alternativa obtenção resultados Uso métodos alternativos células/tecidos, computadores, modelo matemático Respeito e tratamento humanitário Condições de vida adequadas
  15. 15. RECOMENDAÇÕES AOS PESQUISADORES Número animais Otimização uso (uso mais de um experimento) Sofrimento e dor : justificativa procedimentos e previsão analgesia / anestesia apropriadas – bem estar e saúde Eutanásia, de forma rápida, indolor e irreversível Ao final experimento, ferimento, doença Resolução 1000/2012 - CFMV Descarte adequado
  16. 16. MODELOS EM VIROLOGIA MODELOS ANIMAIS EM VIROLOGIA Vírus Replicação Permissividade – receptores celulares Enfermidades virais HIV, influenza, dengue, ebola, hantavírus, chikungunya.. HIV Inicio década 80 macaco camundongos transgênicos FIV Robert Gallo: Utilizando modelos animais, poderemos alcançar a cura para a AIDS. Sem eles, nunca alcançaremos isto.
  17. 17. MODELOS EM VIROLOGIA MODELOS ANIMAIS EM VIROLOGIA Vírus Mecanismos celulares Conhecimento moderno sobre biologia, genética e medicina Animais – coelho, rato cobaia, suíno, cão, macacos Animais geneticamente adaptados (transgênicos) Modelos animais estudo da doença ensaios pré-clínicos de novos compostos antivirais avaliações de vacinas Uso complementar as outras abordagens experimentais
  18. 18. MODELOS EM VIROLOGIA SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO (Louz et al., 2012) ? ESPÉCIE, ? ESTIRPE, ? RAÇA lógica científica características da espécie disponibilidade praticidade requisitos habitação considerações econômicas disponibilidade reagentes
  19. 19. MODELOS EM VIROLOGIA SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO Animais pequeno porte Camundongo (Mus musculus) genética/imunologicamente bem caracterizados disponibilidade imunoreagentes estirpes isogênicas (inbred) resultados reprodutíveis uso menor número animais transgênicos/knock-out
  20. 20. SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO Animais pequeno porte Camundongo (Mus musculus) Não permissivos vírus humanos patogenia Diferenças anatômicas, fisológicas e imunológicas resposta imune Alelos defectivos gene MX1 não produz proteína Mx (induzida por interferon) importante para controle infecção viral expressão restrito genes do MHC = RESPOSTA IMUNE ATÍPICA
  21. 21. SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO Animais pequeno porte Sigmodon ou “coton rat” (Sigmodon hipidus) permissivo alguns vírus humanos genes Mx funcionais exibem fisopatologia similar da doença em humanos Linhagens isogênicas Imunoreagentes Estudo vírus Sarampo HSV Vírus respiratórios - Influenza
  22. 22. SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO HUMANIZAÇÃO Inserção gene receptor celular Camundongo + expressão ICAM-1 para rinovírus Falta co-receptores / cofatores Rato + receptor CD155 para poliovírus - infecção venosa ou intraperitoneal - infecção via oral ? Falta fatores existentes no trato intestinal ? Ação interferon do hospedeiro Uso ratos com deficiência imunológica camundongos Stat1 knock-out (Stat1-/-) insensíveis a ação de IFN-y. eliminação sinais transdução INF alfa e beta
  23. 23. SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO Linhagem BLT NOD/SCID imunodeficiência combinada severa (SCID) Supressão resposta imune adaptativa manutenção resposta imune inata diabéticos não obesos (NOD) Podem ser inseridos com células humanas sem/pouco risco de rejeição Inserção células humanas (BLT) Desenvolvimento de imunologia adaptativa Medula óssea Fígado Timo Mimetizam aspectos da infecção humana Estudos da infecção viral no organismo
  24. 24. SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO Animais grande porte Suínos, cães, primata não humanos (NHP) Anatomia/fisiologia ≈ humanos Sistema imunológico Binomio células B e T expressão moléculas MHC apresentação antígeno mimetizam infeções humanas apropriados para estudos pré-clínicos vacinas Eficácia Toxicidade Segurança
  25. 25. SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO Suínos e cães desvantagens Diferenças imunopatofisiologia NHP Complexidade de criação Complexidade de experimentação Outbread Indisponibilidade de reagentes Considerações éticas – NHP Proximidade filogenética e evolução Semelhanças anatomofisiológicas Sistema sanguíneo ABO Sistema imune N H P Gold Standard
  26. 26. do Velho Mundo macacos macacos babuínos grandes macacos gorila chimpanzé orangotango gibão Primatas não humanos do Novo Mundo sagui macaco aranha macaco prego
  27. 27. SELEÇÃO DE ANIMAIS PARA ESTUDO Grandes macacos / chimpanzé Geneticamente mais próximos homem questões éticas, econômicas – restrito Hepatite C, hepatite B Macaco cinomólogo, rhesus, pigtail Geneticamente mais distantes Vantagens Relativamente pequenos Homologia com citocinas humanas Uso regentes humanos Aumento produção regentes para a espécie RELEMBRAR diferenças homem x macaco macaco x macaco
  28. 28. CONSIDERAÇÕES: Uso regulmentado Número restrito Heterogenicidde genética (outbred) RESULTADOS ANALISADOS COM CAUTELA NA FALTA DE UM MODELO IDEAL…..
  29. 29. Vírus Camundongo Cobaio Hamster NHP Filovirus Ebola Sim (virus adaptado) Sim (virus adaptado) Sim (virus adaptado) Cinomólogo, Rhesus, babuínos, verde, sagui Marburg Sim (virus adaptado) Sim (virus adaptado) ND Cinomólogo, Rhesus, babuínos, verde, sagui Arenavirus Lassa Sim (IFNAR KO) Sim (inbred) ND Cinomólogo, Rhesus, sagui Junin (Argentina) ND Sim (inbred) ND Rhesus, sagui Guanarito (Venezuela) ND Sim ND ND Machupo (Bolivia) Sim (Stat-1 KO) Sim ND Cinomólogo, Rhesus, Verde Sabia (Brasil) ND ND ND ND Bunyavirus CrimeaCongo Sim IFNAR/Stat-1 KO) ND ND ND Hantavirus (pulmonar) ND ND Sim ND Paramyxovirus Nipah ND Sim Sim Verde Africa Hendra ND Sim Sim Verde Africa Modelos animais mais frequentemente usados para vírus altamente patogênicos das familias Filoviridae, Arenaviridae, Bunyaviridae e Paramyxoviridae
  30. 30. Bibliografia 1.Bryant JL. Animal models in virology. In: Conn, M et al. Sourcebook of Models for Biomedical Research. p557-563, 2008. 2.Fagundes, DJ; Taha, MO. Modelo animal de doença: critérios de escolha e espécies de uso corrente. Acta Cirurgica Brasileira, 19(1):59-65, 2004. 3.Louz, D et al. Animal model in virus research: their utility and limitations., Crit Rev Microbiol. 39(4):325-61, 2013. 4.Monteiro, R et al. Tendência em experimentação animal. Rev Bras Cir Cardiovasc, 24(4):506-513, 2009. 5.Raymundo, MM; Goldim, JR. Pesquisa em modelos animais. Revista HCPA, 20(1): 44-49, 2000. 6. Safronet, D et al. Animal models for highly patogenic emerging viruses. Current Opinion in Virology, 3:205-209, 2013.

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