Sala Ramón Areces, CBMSO/UAM-CSIC. C/ Nicolás Cabrera 1, Campus de Cantoblanco de la UAM Madrid

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1 CURSSO DEE FFORMACI IÓN CIBEEREER MODELOS ANIIMALES PARA ENFERMEDADES HUMANAS ANIIMAL MODELS FOR HUMAN DIISEASES 26 y 27 de Octtubrre de 2010 Sala Ramón Areces, CBMSO/UAM-CSIC C/ Nicolás Cabrera 1, Campus de Cantoblanco de la UAM Madrid Organiza: José Fernández Piqueras (U749) & Lluís Montoliu (U756) con el patrocinio de Inscripción La inscripción es GRATUITA pero debido a las limitaciones de aforo ES NECESARIO INSCRIBIRSE antes del 15 de OCTUBRE. Se ruega remitir formulario de inscripción a cursos@ciberer.es Se emitirán certificados de asistencia para aquellas personas que lo necesiten.

2 La experimentación animal es esencial para la adecuada interpretación del genoma humano y para reproducir las patologías que nos afectan en otros organismos, parecidos a nosotros. Mediante el uso de modelos animales se pueden estudiar las patologías humanas, para comprenderlas y poder diseñar tratamientos que logren curarlas o aliviarlas. La publicación del genoma humano en el año 2001y la de otros mamíferos relacionados, como el ratón, en años posteriores fueron hitos fundamentales en la historia reciente de la genética. Aunque en apariencia externa el ser humano y el ratón no comparten el tamaño ni la forma, internamente, y lo que es más relevante, a lo largo del desarrollo embrionario, humanos y ratones siguen procesos equivalentes, utilizando las mismas pautas génicas. Además, se conocen muchos mutantes en el ratón, variantes genéticas que han sido valiosísimas para estudiar los genes asociados a esas mutaciones, y es posible la generación de ratones transgénicos para crear modelos animales de enfermedades. Desde principios de los años 80, en el siglo pasado, se sabe cómo introducir nueva información genética en el ratón, mediante la microinyección de moléculas de ADN en pronúcleos de óvulos fecundados. También desde principios de los años 80, se conoce la existencia de las células embrionarias pluripotentes del ratón o células ES (del inglés mouse embryonic stem cells). En esas fechas, dos laboratorios, de forma independiente, Gail Martin y Martin Evans, aislaron por vez primera un tipo celular, presente en el interior de los blastocistos, capaz de convertirse en cualquiera de los más de dos cientos tipos celulares que existen en el cuerpo. Estas células ES pueden mantener intacta su capacidad de diferenciación en el laboratorio, si se cultivan bajo unas condiciones estrictas, y, durante ese tiempo, pueden ser objeto de modificaciones genéticas dirigidas, específicas, utilizando una estrategia denominada de recombinación homóloga, en la que secuencias muy similares a las que se desea modificar se introducen en la célula, junto con sistemas de selección adecuados, dando como resultado la inactivación o alteración génica precisa de la secuencia deseada, es decir, la eliminación a voluntad de una función génica, dejando intacto el resto del genoma. Los primeros experimentos de inactivación específica del genoma utilizando células ES se llevaron a cabo en los laboratorio de Mario Capecchi, en 1987, aprovechando los conocimientos que sobre recombinación homóloga había desarrollado otro investigador, Oliver Smithies. Con toda justicia, en el año 2007, estos tres investigadores Martin Evans, Mario Capecchi y Oliver Smithies, recibieron un merecido premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus descubrimientos de los principios para la introducción de modificaciones genéticas específicas en el ratón mediante la utilización de células troncales embrionarias. Desde 1987 se han obtenido muchos ratones transgénicos y ratones con mutaciones genéticas específicas (denominados, en inglés, ratones knockout o KO). Sin embargo, como puede deducirse de cualquier consulta a las bases de datos más importantes del Laboratorio Jackson ( y del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI: apenas se ha logrado aún analizar el 25% del total de genes del genoma de ratón (y, por lo tanto, del genoma humano) mediante algún tipo de modificación genética. Y, lo que es más importante, apenas se han conseguido reproducir un 5% (unas mil patologías humanas) del total de las enfermedades humanas conocidas de base genética (alrededor de 20,000). Por Curso de formación CIBERER Modelos animales para enfermedades humanas 2

3 lo tanto es obvio que queda mucho trabajo todavía por hacer. Esta disparidad numérica y el convencimiento de que el ratón sigue siendo el modelo animal que mejor permite estudiar la función de nuestros genes, de los genes humanos, tanto en sus variantes normales, fisiológicas, como anómalas, patológicas, fue clave para que una serie de instituciones internacionales decidieran unir sus fuerzas y recursos para lanzar un proyecto de gran calado, el International Knockout Mouse Consortium ( cuyo objetivo es llegar a producir ratones mutantes para todos y cada uno de los genes existentes en el genoma, utilizando las tecnologías de modificación genética específica del ratón mediante recombinación homóloga y las células ES. Se trata de un proyecto internacional en el que participan proyectos europeos (EUCOMM; norteamericanos (KOMP: TIGM: y canadienses (NorCOMM: La producción de nuevos modelos de ratón para el estudio de enfermedades humanas lleva asociada la puesta en marcha de nuevos centros de investigación, muy específicos, adaptados al modelo animal de trabajo: las clínicas del ratón (Mouse Clinics), idea que surgió en Europa y de la que existen varios centros funcionando en la actualidad, como en Strasbourg (Institute Clinique de la Souris: o en Munich (German Mouse Clinic: En estas clínicas del ratón se analizan las características (el fenotipo) de cada uno de estos ratones mutantes, investigando qué puede funcionar mal o incorrectamente en ese ratón al que se le ha inactivado uno solo de los más de veinte mil genes de su genoma. Adicionalmente, todos estos miles de ratones que se están generando es imposible mantenerlos a todos ellos con vida, permanentemente. Por ello, por motivos logísticos evidentes y con la atención debida a los preceptos de bienestar animal, se tiende a criopreservar todos estos nuevos modelos de ratón, en forma de embriones o esperma, congelados a muy bajas temperaturas (-196ºC) para su mantenimiento indefinido y revitalización posterior, cuando sea necesario estudiarlos. Entre los proyectos de criopreservación internacionales destaca, en Europa, el proyecto EMMA (European Mouse Mutant Archive: al que España se ha incorporado recientemente, a través de las instalaciones del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) de Madrid. En estos momentos existe una gran iniciativa en marcha al amparo del Parque Científico de Madrid, el centro de experimentación animal SMAART que vendría a ocupar un importante hueco para la investigación con modelos animales en España. Curso de formación CIBERER Modelos animales para enfermedades humanas 3

4 PROGRAMA/PROGRAM Día 26 de Octubre de 2010 Sesión 1.- Conceptos esenciales y Recursos (Essential concepts and resources) 15,00.- Bienvenida. Organizadores: José Fernández Piqueras y Lluís Montoliu 15,05.- Francesc Palau Martínez (Director CIBERER y del grupo U732; Unidad de Genética y Medicina Molecular, Instituto de Biomedicina de Valencia, CSIC, Valencia).- Modelos animales de experimentación en el CIBERER: la plataforma SEFALer 15,30.- Jean Louis Guenet (Profesor Emérito, Instituto Pasteur, Paris).- Mouse genetics: Origin and diversity of laboratory strains and their applications in biomedical research. 16,15.- Lluís Montoliu (Investigador Cientifico CSIC, Centro Nacional de Biotecnologia, CNB-CSIC; CIBERER U756). Transgénesis en el ratón/mouse Transgenesis 16,45.- Sagrario Ortega (Investigadora Científica, Jefe de la Unidad de Ratones Transgénicos, CNIO). Células ES e ips: nuevas herramientas para la generación de modelos de ratón / IS and ips cells: new tools to generate mouse models 17,15-17,30.- Pausa Café 15 minutos 17,30- Moises Mallo (Instituto Gulbenkian de Ciencia, Oeiras, Portugal).- Modelos animales para el estudio del desarrollo / Animal models for developmental studies) 18,00.- Ignacio Anegon (INSERM U643, ITERT, Nantes, France).- Genetic modification in rats / Modificación genética en ratas 18,30.- Angel Naranjo (CNB/CSIC, Director del Animalario del CNB).- Experimentación y bienestar animal Curso de formación CIBERER Modelos animales para enfermedades humanas 4

5 Día 27 de Octubre de 2010 Sesión 2.- Modelos para alteraciones humanas especificas (Modeling Specific Diseases) Plataforma SEFALer-CIBER de Enfermedades Raras 08,00.- Isabel Varela-Nieto (Profesor de Investigación. Instituto de Investigaciones Biomédicas "Alberto Sols"; CIBERER U761).- Modelos animales para el análisis de la función auditiva 08,30.- Eduardo Salido Ruiz (Departamento de Anatomía Patológica, Patología Molecular, Hospital Universitario de Canarias, Fundación Canaria Rafael Clavijo, Tenerife CIBERER U470).- Modelos animales para el estudio de la función renal 09,00.- Mara Dierssen Sotos (Centro de Regulación Genómica (CRG), Fundaciò Centre de Regulació Genòmica, Barcelona; CIBERER U716).- Fenotipación Neuroconductual en Modelos Murinos 09,30.- Javier Santos Hernández (Centro de Biología Molecular (CBMSO) "Severo Ochoa", Universidad Autónoma de Madrid, Madrid; CIBERER U-749).- Modelos de ratón para el estudio de los linfomas linfoblásticos T 10,15.- Jorgina Satrustegui Gil-Delgado (Departamento de Biología Molecular, Centro de Biología Molecular (CBM) "Severo Ochoa", Universidad Autónoma de Madrid, Madrid; CIBERER U743).- Modelos animales para el estudio de transportadores mitocondriales 10,45.- José M. Cuezva (Departamento de Biología Molecular, Centro de Biología Molecular (CBM) "Severo Ochoa", Universidad Autónoma de Madrid, Madrid; CIBERER U713).- Modelos de interferencia con la función bioenergética de la mitocondria 11,15.- Aurora Pujol Onofre (Centro de Genética Médica y Molecular CGMM, CGMM- IDIBELL Hospital Duran y Reynals, Fundación IDIBELL, Barcelona; CIBERER U759).- Modelos animales para el estudio de enfermedades metabólicas hereditarias 11, Pausa Café Curso de formación CIBERER Modelos animales para enfermedades humanas 5

6 12,00.- Juan Antonio Bueren (División de Hematopoyesis y Terapia Génica, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), Madrid; CIBERER U710).- Modelos murinos para el estudio de aplasias genéticas. 12,30.- Marcela del Río Nechaevsky (Unidad de Medicina Regenerativa. División de Biomedicina Epitelial. Departamento de Investigación Básica, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), MICINN, Madrid; CIBERER U714).- Modelos animales para el estudio de enfermedades de la piel 13,00.- Javier Diaz Nido (Centro de Biología Molecular (CBM) "Severo Ochoa", Universidad Autónoma de Madrid, Madrid; CIBERER U748).- Modelos animales para el Studio de enfermedades neurogenéticas. 13,30.- Paola Bovolenta (Centro de Biología Molecular (CBM) "Severo Ochoa", Universidad Autónoma de Madrid, Madrid; CIBERER U709).- Modelos animales para el estudio del desarrollo del sistema visual 14,00.- Clausura Curso de formación CIBERER Modelos animales para enfermedades humanas 6