Modelos de estudio in vivo

El estudio de los mastocitos in vivo ha requerido un gran esfuerzo, para poder obtener las respuestas a las preguntas que este grupo celular plantea constantemente. Para conocer los diferentes roles de los mastocitos en la biología de las especies, se plantea en primer lugar una completa depleción de los mastocitos en el organismo (total o parcialmente). Una vez que se tiene constancia de que los mastocitos juegan un papel importante, se debe investigar como es que el mastocito ejerce tal respuesta al inhibir o potenciar diferentes elementos de la activación de estos. Todo este proceso es largo y requiere de condiciones especificas en los organismos usados como modelos de estudio.


Modelos de ratón basados en KIT.

Típicamente, se han usado ratones deficientes del receptor KIT, un receptor sumamente importante en la maduración, proliferación y supervivencia de los mastocitos. Se logra esta deficiencia por inducir mutaciones en el locus W, en el cual se contiene la información para este receptor. Al no estar presente, la población de mastocitos se ve disminuida e incluso se encuentra completamente ausente. Se destacan en particular dos tipos de ratones deficientes de KIT: 
  • Ratones WBB6F1-KITW/KITW-v. Esta es una combinación de mutaciones, donde KITW tiene una mutación que causa que el receptor KIT no se exprese en la superficie celular, mientras que KITW-v es una mutación que causa una reducción general de la actividad tirosin kinasa del receptor
  • Ratones 657BL/6-KITW-Sh/KITW-Sh. Se trata de una mutación que afecta los reguladores transcripcionales, lo que evita que el receptor se sintetice a partir del DNA

Estos modelos llevan a una depleción de casi el 99% de los mastocitos, lo que permite analizar el efecto de diferentes estímulos sobre el organismo con los mastocitos ausentes, y por ende evaluar el papel que estos pueden tener en respuesta a este estímulo. Sin embargo, el receptor KIT no es exclusivo de los mastocitos, sino que se expresa en una gran cantidad de poblaciones celulares, y en particular en células de línea hematopoyética y células del sistema inmune adaptativo.

Por ejemplo, los ratones WBB6F1-KITW/KITW-v son anémicos y tienen un número reducido de neutrófilos y de basófilos, además de ser estériles. Por su parte los ratones 657BL/6-KITW-Sh/KITW-Sh no son anémicos o estérlies, pero si tienen números altos de neutrófilos y de basófilos.

Lo anterior refleja uno de los principales problemas de este modelo: la respuesta de estos ratónes comparada con los Wild Type, o ratones no modificados, puede deberse no solamente a la ausencia de mastocitos, sino a cualquiera del resto de anormalidades fisiológicas que presentan, como alguna de las siguientes:

Modelos de ratón independientes de KIT

Debido a los anteriores problemas, es que se han desarrollado modelos de ratón que no utilizan al receptor KIT como base de la deficiencia de mastocitos, sino que se benefician de otras características de los mismos. El principal enfoque es generando ratones donde la recombinasa Cre se expresa mediante el uso de promotores "específicos" de mastocitos o al menos "asociados" a mastocitos.

La recombinasa Cre es utilizada en uno proceso llamado recombinación Cre-Lox, la cual mediante los promotores adecuados, induce la depleción de genes específicos en el DNA de los mastocitos, llevando a la ablación de estos. Lo anterior puede lograrse casi sin efectos secundarios notables sobre otras poblaciones celulares, por lo que presenta una mejoría respecto a los modelos previamente usados.

Se destacan 3 tipos de ratones:

  • Ratones Mcpt5-Cre; R-DTA. Estos ratones utilizan a la proteasa de mastocitos como promotor, asegurando que la toxina de difteria de cadena alfa se exprese solamente en células expresando Cre, en este caso únicamente en mastocitos. causando la pérdida de este grupo elular. Estos ratones presentaron una ablación de mastocitos de tejido conectivo (CTMC) de más del 90%, sin afectar a los mastocitos de mucosa MMC
  • Ratones Cpa3Cre/+ o ratones "Cre-Master". Derivado de la frase "Cre-Mediated mast cell eradication", en estos ratones se induce la expresión de Cre mediante el uso de Cpa3, una enzima específica de mastocitos y de basófilos. Este modelo presenta una depleción profunda debido a la genotoxicidad de Cre tanto de CTMC como de MMC. 
  • Ratones Cpa3-Cre; Mcl-1fl-fl o ratones "Hello Kitty". En estos ratones se utiliza a Cpa3 como promotor, al igual que en el caso anterior, cruzado con ratones cuyo factor anti-apoptótico de secuencia de células mieloides en leucemia (Mcl-1) se encontraba inactivo. Lo anterior causa que las poblaciones de mastocitos se reduzcan considerablemente (92-100%).

Todos estos modelos presentaron una mejoría significativa respecto a los efectos secundarios que causaba la eliminación del receptor KIT, y representan una nueva frontera de estudio en el campo de los mastocitos. Es interesante notar que en algunos casos, las respuestas entre ratones dependientes de KIT ante algunos estímulos diferían de las respuestas dadas por ratones independientes de KIT, por lo que se debe ahondar en las consecuencias de cada uno de estos. A continuación observamos una tabla que representa las mismas características que en la sección anterior, como comparación entre ambos modelos.

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