sufrimiento a los animales - Revista de la Sociedad Española del

REVISIÓN
447
R e v. Soc. Esp. Dolor
9: 447-453, 2002
Modelos animales de dolor. Una visión crítica
A. Ortega*, A. Roca** y J. A. Micó***
RESUMEN
Ortega A, Roca A and Micó JA. Animal models of
pain. A critical view. Rev Soc Esp Dolor 2002; 9:
447-453.
SUMMARY
Pain is one of the systems that the body has for the maintenance of homeostasis. Under physiological circumstances,
it has a protective function, but there are some conditions
where pain becomes the main symptom and even the center
of the disease. Basic and clinical research has advanced a
great deal in the past years in its attempt to obtain a deeper
knowledge about the detailed mechanisms of nociception.
This has been possible thanks to animal pain models. This
type of investigations must be carried out according to ethical
guidelines for the experimentation with conscious animals.
Acute and chronic pain models are useful for the study and
development of new drug therapies. However, there are some circumstances that can hinder the interpretation of the results obtained. This fact drives the advance of automated tests
for the assessment of nociception. On the other hand, new
techniques have emerged that induce genetic modifications in
experimental animals (mostly mice) and allow the verification
of knowledge derived so far from pharmacological studies.
However, we must determine the adaptation mechanisms
that are initiated in order to offset the induced defects and
their impact on nociception mechanisms. © 2002 Sociedad
Española del Dolor. Published by Arán Ediciones, S.L.
El dolor forma parte de los sistemas que tiene el organismo para mantener la homeostasis. En circunstancias fisiológicas tiene una función protectora pero existen patologías
en que el dolor se convierte en un síntoma capital que llega
a ser el centro de la enfermedad. La investigación básica y
clínica ha avanzado mucho en los últimos años en su intento de conocer a fondo los mecanismos íntimos de la nocicepción. Esto ha sido posible gracias a los modelos animales de dolor. Es necesario que este tipo de investigaciones
se realicen bajo las orientaciones de unas guías éticas para
la experimentación con animal consciente. Los modelos de
dolor agudo y crónico son útiles para el estudio y desarrollo
de nuevos tratamientos farmacológicos, sin embargo hay
circunstancias que pueden dificultar la interpretación de los
resultados obtenidos. Este hecho impulsa el avance de la
automatización de los diferentes tests que se realizan para
valorar la nocicepción. Por otro lado se ha producido la
irrupción de las técnicas que inducen modificaciones genéticas en los animales de experimentación, generalmente se
usan ratones, que están permitiendo la comprobación de
los conocimientos que hasta ahora se habían concluido en
base a los estudios farmacológicos. Pero es necesario conocer qué mecanismos adaptativos se ponen en marcha para
compensar los defectos inducidos y cómo influyen en los
mecanismos de la nocicepción. © 2002 Sociedad Española
del Dolor. Publicado por Arán Ediciones, S.L.
Palabras clave: Modelo animal. Do l o r. Nocicepción. Ét ica. Kn o c k o u t .
Key word s : Animal model. Pain. Nociception. Et h i c s .
Kn o c k o u t .
ÍNDICE
1. I N T R O D U C C I Ó N
*Investigador Contratado. **Becaria Predoctoral del Instituto UPSAdel Dolor España. ***Catedrático de Farmacología. Departamento de Neurociencias (Farmacología y Psiquiatría). Unidad de Neuropsicofarmacología. Facultad de Medicina. Universidad de Cádiz
Recibido: 2 9 - 0 5 - 0 2 .
Aceptado: 1 3 - 0 8 - 0 2 .
43
2. CONSIDERACIONES ÉTICAS EN EL E S T U D I O
D E L DOLOR EN A N I M A L E S
3. MODELOS DE DOLOR AGUDO Y C R Ó N I C O
4. N U E VAS POSIBILIDADES PA R A E L E S T U D I O
DEL DOLOR
5. CONCLUSIONES
448
A. ORT E G A E T A L .
R e v. Soc. Esp. del Dolor, Vol. 9, N.º 7, Octubre-Noviembre 2002
1. INTRODUCCIÓN
El dolor es una percepción consecuente a la activación del sistema nociceptivo que es uno de los responsables de la homeostasis del organismo. Su función en la protección del organismo se pone de
manifiesto en que desencadena reacciones e induce
comportamientos de evitación aprendidos que conllevan una disminución de la actuación del agente
causal y de los posibles daños. Además de la alarma
ante un daño tisular, la asociación del dolor al contacto con un determinado agente causal puede servirnos para alertar a otros individuos del peligro. Incluso los comportamientos que se derivan de la
situación de dolor, por ejemplo inmovilización o reposo de la parte afectada del cuerpo, pueden facilitar
otras funciones como el mantenimiento del trofismo
del tejido y su regeneración. Este sistema fisiológico, al participar en la homeostasis del organismo, tiene su razón de ser en situaciones de dolor agudo.
Sin embargo, en las enfermedades inflamatorias,
las neuropatías y el cáncer, entre otras patologías, el
dolor deja de ser un signo de alerta y pasa a ser uno
de los síntomas capitales de la enfermedad. Es en este contexto, cuando la situación fisiológica da paso a
un estado patológico que induce variaciones, tanto
cuantitativas como cualitativas, en la percepción del
d o l o r. Estas variaciones son el resultado de cambios
plásticos en el sustrato neuronal de la nocicepción
debidas al estado patológico subyacente.
La investigación básica está generando gran cantidad de información en lo referente al conocimiento
del sistema nociceptivo tanto en su situación fisiológica como en diferentes situaciones patológicas. En
gran medida, estos avances se producen como consecuencia de la utilización de los modelos animales
de dolor. A este respecto, debemos tener en cuenta
que el dolor se describe en humanos como una sensación compleja. En la actualidad, no podemos conocer las sensaciones de un animal, ya que obviamente no nos las puede comunicar, sólo podremos
estudiar las reacciones de éstos ante estímulos nocivos de muy diversa naturaleza. Es por ello que Zimmerman (1) adaptó la definición de dolor de la A s ociación Internacional para el Estudio del Dolor
(IASP) para que pudiera ser aplicada a los animales.
Así, el dolor en animales sería: “una experiencia
sensorial aversiva causada por una lesión real o potencial que produce reacciones motoras y vegetativas progresivas, desencadena un comportamiento
aprendido de evitación y puede modificar comportamientos específicos de la especie, incluyendo los sociales”.
A partir de esta definición se pueden entender los
modelos animales de dolor como un medio imprescindible para el estudio del dolor. En este sentido, un
modelo de dolor es el procedimiento por el cual se
valora la reacción de un animal ante un estímulo nocivo de naturaleza variada o situación patológica inducida que puede ser utilizado en circunstancias fisiológicas o patológicas. A pesar de ello, es
necesario tener una visión crítica de los mismos ya
que en el animal valoramos fundamentalmente la dimensión somática de la respuesta nociceptiva ante un
estímulo nocivo mientras que no podemos valorar la
dimensión afectiva inherente al dolor en el ser humano y probablemente en los animales. Conociendo sus
ventajas y sus inconvenientes llegaremos a una mejor interpretación de los resultados obtenidos.
El objeto de este artículo es hacer una revisión crítica de los modelos clásicos que se han venido utilizando hasta ahora y de los nuevos modelos que están
empezando a desarrollarse. Para comenzar, no podemos dejar de lado los aspectos éticos de la investigación con modelos de dolor en animales. A c o n t i n u ación trataremos sobre las ventajas e inconvenientes
tanto de los métodos clásicos como de los nuevos, en
los que pondremos especial atención a la generación
y uso de animales con un sistema nociceptivo modificado genéticamente.
2. CONSIDERACIONES ÉTICAS EN EL
ESTUDIO DEL DOLOR EN ANIMALES
Las investigaciones en dolor son necesarias si se
quieren conocer nuevos aspectos clínicamente relevantes de los mecanismos de la nocicepción o de
nuevos tratamientos farmacológicos. Éstas deben
realizarse siguiendo las líneas que marca el Comité
para la Investigación y la Ética de la IASP (2) en lo
concerniente a los aspectos éticos de los experimentos que implican dolor o sufrimiento a los animales.
Por ello, las investigaciones con modelos de dolor
tienen que tener una adecuada planificación con la
intención de minimizar al máximo el sufrimiento del
animal, ya que el animal no es un objeto para explotar sino un ser vivo.
Al realizar experimentos en animales conscientes
habrá que utilizar los estímulos nocivos menos agresivos e incluso el investigador debe probarlos sobre
sí mismo si es posible, y las desviaciones del comportamiento normal de los animales deben ser evaluadas y comunicadas en los manuscritos. A la hora
de utilizar los modelos de dolor hay que asegurarse
de que los animales son expuestos al mínimo dolor
44
MODELOS ANIMALES DE DOLOR. UNA VISIÓN CRÍTICA
necesario para alcanzar los objetivos del experimento y que la duración del experimento sea lo más corta
posible así como que el número de animales utilizados sea el mínimo posible. Además, el investigador
debe estar convencido de que la justificación en que
basa la realización de sus experimentos es ética.
Por ello se plantea la necesidad de la creación de
Comités Éticos para la Experimentación ya que los
protocolos experimentales a desarrollar en animales
conscientes deben ser revisados previamente en orden a valorar los posibles beneficios que pueden prod u c i r.
La Sociedad Española para las Ciencias del A n imal de Laboratorio (SECAL) también tiene unos
principios éticos para la investigación y docencia
con modelos animales que están en consonancia con
los anteriormente descritos. Y además nos recuerda
que en España la protección de los animales utilizados para experimentación y otros fines científicos está regulada por el REAL D E C R E TO 223/1988 de 14
de marzo, que todo investigador que utilice animales
debiera conocer.
3. MODELOS DE DOLOR AGUDO Y CRÓNICO
La utilización de los modelos de dolor se justifica
para el ensayo de nuevos tratamientos farmacológicos
para el alivio del dolor. Bajo el título de modelos de
dolor agudo encuadramos fundamentalmente a los
modelos que utilizan un estímulo físico o químico
que tienen como objetivo determinar una latencia de
respuesta por parte del animal ante dicho estímulo y
tienen un desarrollo temporal breve. Entre ellos tenemos el test de la placa caliente, el de retirada de la cola y el de inmersión de la cola en agua caliente que
usan un estímulo térmico; el test de presión de la pata
o de la cola en la rata que usan un estímulo mecánico;
el test de estimulación eléctrica de la cola que usa un
estímulo eléctrico; el test del ácido acético y el test
de la formalina (valoración primera fase) que usan un
estímulo químico. Es una forma de objetivar el umbral nociceptivo del animal, de manera que los parámetros determinados responden al esquema clásico
del dolor como reflejo dentro de un marco fisiológico. Por ello, es posible que ofrezcan poca información sobre la efectividad de un fármaco en una situación patológica en la que se producen cambios en la
forma de procesar la información nociceptiva, siendo
así posible que las valoraciones que hacemos del umbral nociceptivo con estos modelos en las situaciones
patológicas no sean comparables o vayan en la misma
dirección que las realizadas en animal sano.
45
449
Cuando se usan en el animal sano, es indudable
que estos modelos detectan el efecto analgésico de
los fármacos pero eso no significa que ese fármaco
vaya a ser efectivo en diferentes situaciones experimentales e incluso a nivel clínico. Por ello se siguen
utilizando para el s c reening de analgésicos, aunque
en la actualidad el interés por fármacos eficaces en
situaciones de dolor crónico hace que haya que demostrar la eficacia analgésica de las nuevas sustancias en otro tipo de modelos que valoran otro tipo de
respuestas. En este sentido es un hecho curioso que
los antagonistas de los receptores NK-1, a pesar de
tener un débil efecto sobre el umbral nociceptivo en
el animal sano, son efectivos reduciendo las respuestas nociceptivas en el animal sensibilizado por la inflamación o la lesión nerviosa. Sin embargo, no se ha
observado eficacia en diferentes ensayos clínicos
realizados en variadas situaciones clínicas (3). En este sentido, Laird y cols. (4) sugieren que dada la
abundancia de este tipo de receptor a nivel visceral y
la capacidad antihiperalgésica de estas sustancias,
los antagonistas NK-1 podrían tener su lugar en el
tratamiento de situaciones clínicas tales como el síndrome de colon irritable y otros tipos de dolor visceral.
Le Bars y cols. (5) realizan una revisión profunda
y exhaustiva de los modelos de dolor agudo. Éste no
es el objetivo de esta revisión, por lo que vamos a
destacar algunos detalles de los diferentes tipos de
estímulos utilizados en estos modelos. Las fuentes de
estímulos térmicos radiantes usadas habitualmente
tienen un bajo poder calórico, lo que produce una
lenta velocidad de calentamiento de la piel que hace
que las neuronas no se activen de forma sincrónica y
no se produzca una respuesta nociceptiva adecuada.
Por ello los sistemas que concentran la energía y producen un estímulo localizado en una pequeña zona
de la piel consiguen unas respuestas más homogéneas en los grupos de animales. También se ha invocado que una baja temperatura de la piel sobre la que
se aplica el estímulo puede ser un factor de confusión ya que se necesitará un mayor tiempo de exposición para poder desencadenar la respuesta nociceptiva (6,7). La estimulación mecánica puede producir
diferentes respuestas en función de la intensidad y
duración de la estimulación. Además, con la utilización de estímulos mecánicos nocivos se pueden producir lesiones que van a cambiar las circunstancias
en que se realiza la valoración del umbral nociceptivo. Dependiendo de la intensidad, los estímulos eléctricos también pueden desencadenar un amplio repertorio de respuestas que van desde reflejos espinales,
pasando por vocalizaciones y llegando a complejas
450
A. ORT E G A E T A L .
R e v. Soc. Esp. del Dolor, Vol. 9, N.º 7, Octubre-Noviembre 2002
respuestas como escape o agresión. También hay que
tener en cuenta que la conducción del estímulo eléctrico depende del grosor de las fibras por lo que hay
que esperar que el estímulo aplicado a la piel comience estimulando las fibras más gruesas para acabar estimulando las fibras más finas que son las responsables de la transmisión nociceptiva hacia la
médula espinal (5). La estimulación química también
puede variar en intensidad pero va a producir una estimulación lenta que va a tener una característica especial, que el animal no va a poder evitar dicho estímulo como sucede en los modelos anteriormente
referidos. Este hecho hace que estos animales tengan
que ser sacrificados inmediatamente tras la realización del test con lo cual se necesitará un mayor número de animales al no poder repetir las determinaciones en los mismos animales como sucede en los
que usan los otros tipos de estímulos.
Los modelos de dolor crónico necesitan ser algo
más que una prolongación del dolor agudo en el
tiempo para ello es necesario inducir una lesión bien
inflamatoria o bien neural que dé lugar a la aparición
de una situación patológica que nos ofrezca la posibilidad de objetivar el dolor en el animal. La lesión
inflamatoria localizada en articulaciones puede ofrecer un modelo intermedio entre agudo y crónico,
mientras que la inducción de artritis generalizada
con adyuvante de Freund es un modelo crónico. Pero
estos modelos, tienen el inconveniente de que no
ofrecen ningún signo valorable que ofrezca información sobre la estimulación nociceptiva que genera la
lesión y que pueda ser modificado por la acción de
los analgésicos. Sin embargo, entre los modelos de
inflamación localizada tenemos el test de la formalina que está a caballo entre los modelos agudos y los
crónicos. En este test, la primera fase del mismo reflejaría un dolor nociceptivo debido a la irritación
química de la formalina subcutánea y su segunda fase reflejaría un dolor de origen inflamatorio. Tiene la
ventaja de que en este modelo se producen una serie
de signos que son contabilizables y son una medida
del dolor que puede ser aliviado por la acción de los
analgésicos. Se puede valorar desde un parámetro
postural que comprende diferentes posiciones protectoras de la extremidad afecta, pasando por un trabajo activo para aliviarlo como puede ser el lamido
de la zona afecta o un parámetro reflejo como son las
sacudidas de la extremidad. Uno de los inconvenientes técnicos de este test es que tiene un periodo de
observación de una hora por cada animal y requiere
una gran concentración y paciencia por parte del inv e s t i g a d o r. Por ello se han realizado intentos de mecanizar esta tarea mediante una valoración compute-
rizada, bien midiendo el grado de agitación global
durante el periodo de observación (8) o realizando un
análisis de los comportamientos nociceptivos y de la
actividad motriz mediante el procesamiento de las
imágenes registradas por una cámara de video (9).
En otros modelos inflamatorios es necesario utilizar
los modelos agudos, sobre todo térmicos y mecánicos, para objetivar las alteraciones del umbral nociceptivo que se producen en las zonas inflamadas.
Así, se utilizan los modelos térmicos para detectar la
presencia de hiperalgesia o alodinia térmicas, sólo
cambiando la intensidad del estímulo de carácter nocivo en la primera e inocuo en la segunda. Lo mismo
ocurre con la hiperalgesia y la alodinia mecánica. De
esta forma se valoran la hiperalgesia y la alodinia. La
primera se caracteriza por una respuesta nociceptiva
exagerada ante un estímulo nocivo y la segunda por
una respuesta nociceptiva ante un estímulo inocuo.
En el caso de la lesión nerviosa, hace algunos años
se utilizaban modelos basados en la sección del nervio como la rizotomía posterior a nivel cervical o la
sección del ciático. En estos modelos se objetiva el
dolor midiendo la autotomía o conducta de automutilación de la extremidad afecta por la sección nerviosa. Ante los problemas éticos que plantea este tipo de
modelos, ha disminuido su uso y casi sólo se utilizan
para el estudio del neuroma nervioso. Esto también
ha desarrollado un línea de modelos basados en lesiones nerviosas de menor magnitud como son las ligaduras flojas del nervio ciático o de raíces posteriores a nivel lumbar. Entre los problemas técnicos de
estas ligaduras está el conseguir la presión adecuada
que no anule el trofismo del nervio ya que si se altera el trofismo se aumenta el grado de lesión nerviosa
que puede llegar hasta la aparición de autotomía por
sección de parte de las fibras que forman el nervio.
También se puede tener un modelo de neuropatía difusa tras la inyección de estreptozotocina en la rata
que induce una diabetes en la misma. Otro hecho a
tener en cuenta es que en estos modelos hay que esperar un promedio de dos semanas para poder objetivar las alteraciones del umbral nociceptivo.
Estos últimos modelos de dolor neuropático no
suelen ofrecer una gran riqueza de signos valorables
por lo que normalmente se utilizan los modelos de
dolor agudo para valorar el umbral nociceptivo en la
situación patológica. Fundamentalmente se utilizan
modelos con estímulo de tipo mecánico o térmico.
Estos signos clínicos de difícil valoración por el
experimentador podrían ser monitorizados mediante
análisis automatizado. Entre estos podemos encontrar signos posturales como la inmovilidad, la protección del área afectada o posturas anormales; mo46
MODELOS ANIMALES DE DOLOR. UNA VISIÓN CRÍTICA
dificaciones motoras como cambios en la actividad
espontánea, la retirada de miembros, el salto o la flacidez, rigidez o debilidad muscular, que podrían ser
analizados mediante cuantificación del movimiento o
reconocimiento de forma a través de imagen de video. Las modificaciones vegetativas como taquicardia, cambios en la presión arterial, polipnea y modificaciones de la temperatura corporal podrían ser
determinadas mediante telemetría. El aumento de la
automatización de los tests utilizados supodría una
mejora de la objetividad de la medición, disminución
de las interacciones entre el animal y el experimentador que inducen cambios en el comportamiento del
animal, acoplamiento de la medida de tanto los comportamientos relacionados con el dolor como de
otros comportamientos entre otras ventajas (10).
A la hora de utilizar los modelos de dolor y en
función de nuestro objetivo principal podemos concluir que, al valorar los resultados, es necesario tener
claro en qué circunstancias (fisiológicas o patológicas) se ha realizado el modelo, si éste es el adecuado
para estudiar el efecto buscado, si se ha realizado la
técnica de forma adecuada y si se han seguido las
guías éticas que recomienda la IASP.
4. NUEVAS POSIBILIDADES PARA EL
ESTUDIO DEL DOLOR
La utilización de knockouts ha irrumpido con fuerza tanto en el estudio de la nocicepción como de las
bases genéticas del comportamiento (11). De hecho,
en los últimos cinco años, se han publicado casi 200
artículos que responden ante la búsqueda simple en
Medline de los términos Knockout y Pain. Un k n o c k out es un animal modificado genéticamente al que se
le elimina un gen que codifica una proteína específica
que puede participar como segundo mensajero o como receptor de uno de los sistemas de neurotransmisión. Mediante la modificación del ADN de estos animales se busca eliminar proteínas que participen en la
señalización intracelular o bien que actúen como receptores para sustancias endógenas o exógenas participantes en la transmisión de los estímulos dolorosos.
En este sentido son útiles para el estudio de la fisiopatología de la nocicepción ya que no lo son para demostrar el efecto analgésico de nuevos fármacos.
También son útiles para comprobar la participación de neurotransmisores, enzimas, segundos
mensajeros y receptores específicos en los mecanismos de la nocicepción. Sin embargo, en general, el
efecto de la modificación genética sobre la nocicepción ha sido un hallazgo al hacer un s c reening p a47
451
ra la determinación del fenotipo resultante a tal alteración. Esta determinación del fenotipo tiene que ser
exhaustiva y es necesario utilizar más de un test contrastado en cada una de las categorías comportamentales a evaluar en estos animales (12). En este sentido, se ha observado hipoalgesia en el test de la placa
caliente en el ratón deficiente del gen del neuropéptido Y (NPY) cuyo efecto más llamativo era la disminución de la ingesta alimentaria (13). En general, no
se utilizan varios modelos de dolor cuando se utilizan en animales cuya principal alteración inducida
genéticamente no tiene una relación directa con la fisiopatología del mismo.
En otros casos, simplemente se obtiene una respuesta negativa en los modelos de dolor que se utilizan en estos animales modificados genéticamente.
Así se ha descartado que la deficiencia del BDNF,
una neurotrofina, induzca modificaciones fenotípicas
en la respuesta a tests con estímulo nocivo de tipo
térmico (14).
Centrándonos en las posibilidades que estos animales nos ofrecen dentro del estudio de los mecanismos fisiopatológicos del dolor, podemos llegar a conocer como los distintos tipos de estímulos nocivos
activan la transmisión nociceptiva por distintos mecanismos. En este sentido, estos estudios nos podrían
ayudar a una mejor selección del analgésico ante diferentes situaciones de dolor. Y así, la ciclooxigenasa
(COX), enzima que inhiben los AINEs, da lugar a la
producción de las prostaglandinas a partir del ácido
araquidónico. Se ha estudiado la participación de la
misma en modelos de dolor con distinto tipo de estímulo nocivo en ratones deficientes de las dos isoenzimas (COX-1 y COX-2). En éstos se ha observado
que cuando son evaluados en el modelo de la placa
caliente (estímulo térmico) los ratones deficientes
para COX-1 heterocigóticos tienen un umbral nociceptivo más alto que los homocigóticos, los deficientes para COX-2 y los ratones normales. Sin embarg o ,
cuando se testan en el test del ácido acético (estímulo químico irritativo) se observa un umbral más alto
en los deficientes COX-1, tanto homocigóticos como
heterocigóticos, y sorprendentemente las hembras de
los COX-2 heterocigóticos (15). Este puede ser un
ejemplo que nos puede justificar el hecho de que encontremos diferencias de efectividad de un determinado fármaco analgésico en diferentes modelos ya
que esta situación inducida en el animal nos aclara
en parte el mecanismo fisiopatológico subyacente en
cada modelo de dolor. De esta forma, se explica que
los AINEs no sean muy efectivos en el test de la placa caliente, cuyo estímulo térmico activa directamente los nociceptores, y sean efectivos en el test del
452
A. ORT E G A E T A L .
R e v. Soc. Esp. del Dolor, Vol. 9, N.º 7, Octubre-Noviembre 2002
ácido acético en el que las prostaglandinas generadas
por la COX-1 en el lugar de la inyección tienen un
papel importante en la trasmisión nociceptiva en dicho modelo.
Estos animales también nos dan información sobre
las diferencias entre el dolor agudo y el crónico, situaciones clínicas que exigen la puesta en marcha de
diferentes estrategias para su abordaje terapéutico.
La sustancia P (SP) y la neuroquinina A (NKA) tienen un claro papel en la transimisión nociceptiva en
situaciones de dolor agudo. De forma que en animales sin el gen de la preprotaquiquinina A que codifica
los péptidos SP y NKA, al aumentar la intensidad del
estímulo nocivo va aumentando la respuesta pero a
partir de ciertas intensidades de los estímulos nocivos, el animal es incapaz de ofrecer una respuesta
mayor a la anteriormente observada. Esto nos indica
que SP y NKA participan en la codificación de intensidad de la señal nociceptiva en modelos que utilizan
estímulos nocivos de tipo térmico, mecánico y químico. Sin embargo, cuando se lesionan los tejidos y
los nervios de estos animales deficientes se mantiene
la disminución del umbral nociceptivo que se observa en el animal normal (16). Esto nos indicaría que
S P y NKA no participan en el establecimiento de las
alteraciones patológicas que dan lugar a estas situaciones. También se ha observado que la isoforma
gamma de la proteinquinasa C (PKCgamma) localizada en neuronas del asta dorsal de la médula espinal, participa en el desarrollo del dolor neuropático
inducido tras la lesión de un nervio periférico. Sin
e m b a rgo, en un animal deficiente de esta isoforma de
la PKC, al someterlo a un estímulo nocivo agudo, el
procesamiento de este tipo de información nociceptiva se conserva como en el animal normal (16). Este
hecho nos da idea de que el dolor crónico es algo
más que una mera prolongación del síntoma dolor
agudo y debe ser considerado como una patología
que merece un estudio y tratamiento diferenciado de
las situaciones de dolor agudo.
En situaciones de dolor crónico severo se utilizan
estrategias de combinación de opiáceos con adyuvantes como pueden ser los antidepresivos. En principio
surgieron de la experiencia clínica y posteriormente
se ha comprobado su eficacia a nivel experimental.
Se ha podido demostrar que la inhibición de la recaptación de monoaminas, mecanismo de acción de los
antidepresivos, es un mecanismo válido para potenciar la analgesia mediada por opiáceos. Y así, animales deficientes del transportador de la noradrenalina
muestran un efecto antinociceptivo aumentado para la
morfina, potenciación que es antagonizada por
yohimbina (antagonista alfa 2 adrenérgico) (17).
Estos animales también pueden ser útiles para conocer más a fondo como actúan los fármacos analgésicos. El mecanismo de acción de la morfina es su interacción con los receptores opioides del tipo mu.
Esto se ha comprobado en el ratón deficiente de este
receptor opioide. En él se ha observado que la morfina no induce analgesia y no se produce dependencia
ni síndrome de abstinencia (18). Sin embargo, no se
conoce en profundidad cómo sus acciones se ven influidas por la actuación de otros neurotransmisores
presentes en el sistema nervioso central. Así, se ha
observado que la dopamina, a través de los receptores de tipo D1, de alguna forma minimiza el efecto
antinociceptivo de la morfina. Este hecho se ha visto
comprobado cuando se ha testado el efecto antinociceptivo de la misma en ratones deficientes del receptor D1, ya que en éstos se observa una latencia de
respuesta mayor que los ratones normales (19). Pero
en estas situaciones no podemos concluir definitivamente que la dopamina, mediante sus receptores D1,
participa en la modulación del efecto analgésico de
la morfina ya que es necesario estudiar si la deficiencia del receptor D1 induce modificaciones en el sistema opioide endógeno que pudieran justificar la intensidad del efecto mostrada por la morfina en este
ratón. Por ello en este estudio, Becker y cols realizan
un estudio inmunhistoquímico y demuestran que la
inmunorreactividad para receptores opioides mu no
se modifica en áreas relacionadas con las vías de la
transmisión nociceptiva. Por ello, sería interesante
que se realizaran estudios profundos de los mecanismos adaptativos que se producen en el organismo del
animal en respuesta a la alteración genética que se
induce en los mismos.
Para terminar con este análisis de la utilización de
animales genéticamente modificados para el estudio
del dolor, decir que las aportaciones más relevantes
vendrían dadas por la creación de verdaderos modelos de dolor. Estos comprenderían, fundamentalmente, la consecución de modelos de enfermedades neurodegenerativas o deficiencias genéticas que tuvieran
como síntoma principal el dolor, con lo cual sería posible el estudio de nuevos tratamientos farmacológicos para tratar situaciones similares en el ser humano. En este sentido podemos destacar el ratón
deficiente del gen Prx. El gen Prx codifica dos proteínas que se producen en la célula de Schwann, la
L- y la S-periaxina, que juegan un importante papel
en la estabilización de la mielina. De forma que en
estos animales se produce una desmielinización y
unos comportamientos parecidos a los que se producen en la situación dolorosa inducida por lesión nerviosa periférica (20).
48
MODELOS ANIMALES DE DOLOR. UNA VISIÓN CRÍTICA
5. CONCLUSIONES
En definitiva, los modelos animales de dolor agudo y crónico son útiles ya que ponen de manifiesto la
efectividad de los diferentes fármacos analgésicos.
La efectividad va a depender de que su mecanismo
de acción farmacológica pueda afectar la vía específica de transmisión nociceptiva que interviene en cada modelo. De esta forma, a la hora de comprobar si
un nuevo fármaco es analgésico es muy importante
seleccionar los modelos de dolor adecuados.
Los avances en ingeniería genética están favoreciendo que conozcamos más a fondo los mecanismos
de la transmisión nociceptiva a diferentes niveles y
nos ayuda a confirmar los mecanismos de acción de
los analgésicos establecidos previamente mediante
métodos farmacológicos. Sin embargo, es necesario
avanzar más hacia la consecución de modelos de patologías en las que el síntoma dolor remede a situaciones con difícil tratamiento en la clínica humana.
Para finalizar, es importante promover la creación
de Comités para la Ética de la Experimentación con
Animales que aseguren el cumplimiento de las guías
éticas al utilizar los modelos animales para la investigación del dolor.
453
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11 .
12.
13.
14.
CORRESPONDENCIA:
Juan Antonio Micó Segura
Departamento de Neurociencias.
Facultad de Medicina. Universidad de Cádiz.
Plaza Fragela, 9
11003 Cádiz
Telf./Fax: 956 01 52 25
e-mail: [email protected]
15.
16.
17.
BIBLIOGRAFÍA
Zimmermann M. Behavioural investigations of pain in
animals. In: Duncan IJH, Molony Y, eds. Assessing pain
in farm animals. Bruxelles: Office for Official Publications of the European Communities; 1986. p. 16–29.
2 . I A S P. Ethical Guidelines for Investigations of Experimental Pain in Conscious Animals. Pain 1980; 16:
109-10.
3 . Hill R. NK1 (substance P) receptor antagonists--why
are they not analgesic in humans? Trends Pharmacol
Sci 2000; 21: 244-6.
18.
1.
49
19.
20.
Laird JM. Gut feelings about tachykinin NK 1 receptor antagonists. Trends in Pharmacol Sci 2001; 22:
169.
Le Bars D, Gozariu M, Cadden SW. Animal models of nociception. Pharmacol Rev 2001; 53:
597-652.
Han JS, Ren MF. The importance of monitoring tailskin temperature in measuring tail- flick latency. Pain
1991; 46: 11 7 .
B e rge OG, Garcia-Cabrera I, Hole K. Response latencies in the tail-flick test depend on tail skin temperature. Neurosci Lett 1988; 86: 284-8.
Jett MF, Michelson S. The formalin test in rat: validation of an automated system. Pain 1996; 64: 19-25.
Jourdan D, Ardid D, Bardin L, et al. Anew automated
method of pain scoring in the formalin test in rats.
Pain 1997; 71: 265-70.
Jourdan D, Ardid D, Eschalier A. Automated behavioural analysis in animal pain studies. Pharmacol
Res 2001; 43: 103-10.
Anagnostopoulos AV, Mobraaten LE, Sharp JJ, et al.
Transgenic and knockout databases: behavioral profiles of mouse mutants. Physiol Behav 2001; 73: 67589.
Crawley JN. Behavioral phenotyping of transgenic
and knockout mice: experimental design and evaluation of general health, sensory functions, motor abilities, and specific behavioral tests. Brain Res 1999;
835: 18-26.
Bannon AW, Seda J, Carmouche M, et al. Behavioral
characterization of neuropeptide Y knockout mice.
Brain Res 2000; 868: 79-87.
Bao S, Chen L, Qiao X, et al. Impaired eye-blink
conditioning in waggler, a mutant mouse with cerebellar BDNF deficiency. Learn Mem 1998; 5: 35564.
Ballou LR, Botting RM, Goorha S, et al. Nociception
in cyclooxygenase isozyme-deficient mice. Proc Natl
Acad Sci U S A 2000; 97: 10272-6.
Basbaum AI. Distinct neurochemical features of acute and persistent pain. Proc Natl Acad Sci USA 1 9 9 9 ;
96: 7739-43.
Bohn LM, Xu F, Gainetdinov RR, et al. Potentiated
opioid analgesia in norepinephrine transporter knock-out
mice. J Neurosci 2000; 20: 9040-5.
Matthes HW, Maldonado R, Simonin F, et al. Loss of
morphine-induced analgesia, reward effect and withdrawal symptoms in mice lacking the mu-opioid-receptor gene. Nature 1996; 383: 819-23.
Becker A, Grecksch G, Kraus J, et al. Loss of locomotor sensitisation in response to morphine in D1 receptor deficient mice. Naunyn Schmiedebergs A r c h
Pharmacol 2001; 363: 562-8.
Gillespie CS, Sherman DL, Fleetwood-Walker SM, et
al. Peripheral demyelination and neuropathic pain behavior in periaxin- deficient mice. Neuron 2000; 26:
523-31.