Biología (plan 1997) 2016-1

Optativas, Biología y Técnicas de Animales de Laboratorio

BIOLOGIA Y TECNICAS DE ANIMALES DE LABORATORIO SEMESTRE 2016-1

PROFESORES: M en C. Agustín Carmona Castro

MVZ. Mario Javier Soriano bautista

MODALIDAD: Asignatura Optativa AREA: Biología

REQUISITOS: Ninguno INTRODUCCION AL CURSO: Es innegable que la investigación in vitro que hoy se realiza en varios campos biomédicos es de suma importancia para el progreso de las ciencias biológicas, tal es el caso de los estudios fundamentados en organismos inferiores (bacterias, algas, etc.), cultivos celulares y otros métodos alternativos, que en muchos casos coadyuvan en el avance acelerado de las investigación in vivo y representan una solución para reemplazar o reducir el uso innecesario de los animales de laboratorio. Aunque es evidente la importancia de los métodos in vitro, en algunos casos el uso de éstos métodos limita los alcances de la investigación, pues no siempre se puede reemplazar completamente al modelo animal, ya que éste por su complejidad de un organismo integrado es indispensable para que la investigación cumpla con éxito su finalidad. En general, existe entre los estudiantes no familiarizados con las ciencias biológicas una imagen negativa y desagradable hacia los animales de laboratorio, principalmente hacia la rata y el ratón, pues durante mucho tiempo únicamente han tenido conocimiento de la actitud perjudicial de estos animales como devastadores de granjas, cultivos agrícolas y enseres caseros, así como de su vinculación con la transmisión de peligrosas enfermedades para el hombre. Este concepto unilateral hacia los roedores se ha difundido aún en el ámbito académico, menospreciando e ignorando el papel que éstos han tenido como animales de experimentación en beneficio de la salud humana. Desde hace varios siglos se han venido utilizando diversas especies dentro de la biología animal experimental, ag., conejos, perros, gatos, los primates del viejo mundo y los primates neotropicales. Actualmente, los roedores de laboratorio (ratón, hámster, gerbo, rata y cobayo) conforman el 85% de todos los animales usados mundialmente en la investigación biomédica, y la mayoría de los descubrimientos hechos en éstos han sido extrapolados a los humanos con bastante éxito, siendo parte fundamental del acervo de la ciencia de hoy día. Así pues, sólo bastaría revisar en los anales de la ciencia para corroborar que paralelamente al desarrollo de las ciencias biológicas, los animales de laboratorio, en especial los roedores, han jugado un papel decisivo en el avance de la biología, biomedicina y otras disciplinas. En este contexto, los académicos involucrados en la enseñanza de las ciencias biológicas tenemos el compromiso no sólo de fomentar entre los estudiantes principios morales y éticos respecto al uso adecuado de las especies animales que se utilizan con fines experimentales, sino también es nuestra obligación colaborar en la difusión de los principios regulan la experimentación en animales hoy en día. Naturalmente, ésto no sólo conlleva a la sensibilización de los alumnos, a través del entendimiento de la responsabilidad que representa el trabajo con animales, sino que de alguna manera humaniza la enseñanza de la ciencia y la educación científica, lo cual es el ingrediente esencial para una verdadera educación integral.

I.- UBICACION DE LA MATERIA EN EL PLAN DE ESTUDIOS:

A) Semestre en que se imparte: Séptimo y Octavo semestre.

B) Resumen general del curso: Es un curso teórico-práctico, que se desarrolla con animales de experimentación. Este curso cubre los fundamentos básicos de la ciencia, tecnología y uso de los modelos en la biología animal experimental.

II.- OBJETIVOS GENERALES:

1. Proporcionar al alumno los conceptos esenciales de la biología animal experimental, profundizando su conocimiento en los aspectos del uso de los animales de laboratorio en la investigación biomédica.

2. Ofrecer al estudiante los elementos metodológicos que le permitan adquirir habilidad para confrontar y resolver los problemas biológicos relacionados con esta disciplina.

OBJETIVOS PARTICULARES:

1. Vincular al estudiante de biología con las herramientas metodológicas que hoy en día son utilizadas en la investigación biomédica y biotecnología de los animales de laboratorio.

2. Familiarizar al estudiante de biología con las disciplinas, metodologías y técnicas, que les permitan adquirir e integrar elementos teórico-prácticos que podrá aplicar en el ejercicio de su futura especialidad.

3. Ayudar en la formación del estudiante como investigador experimentalista, impulsando en él la continuación de sus estudios de posgrado.

4. Preparar a los estudiantes de licenciatura que deseen proseguir sus estudios de posgrado o una carrera como docentes e investigadores en el área de biología animal experimental.

III. TEMARIO:

1. Perspectivas históricas de la experimentación biomédica.

a) Aspectos históricos del uso de los animales como modelos experimentales.

b) La vivisección en la historia y movimientos protestarios.

c) El uso de los animales de experimentación en México y a nivel internacional.

d) La enseñanza de la ciencia y tecnología de la medicina en los animales de laboratorio.

e) Bioterio o vivario y centro de animales de laboratorio o experimentación.

f) Usos del Bioterio y del centro de animales de laboratorio.

2. Principios éticos y leyes que regulan la experimentación en animales.

a) El pensamiento filosófico de la relación hombre-animal.

b) El debate sobre el uso de los animales en la investigación biomédica (punto de vista de la comunidad biomédica).

c) Principios sobre el uso alternativo de los animales de laboratorio; reducción, refinamiento, reemplazo y revisión (consenso de la comunidad científica mundial).

d) Declaración mexicana y principios básicos de la experimentación en animales (posición de la comunidad científica).

3. Leyes y normas que regula el uso de los animales en la experimentación en nuestro país.

a) Ley de protección a los animales para el Distrito Federal.

b) Norma Oficial Mexicana (NOM-062-ZOO-1999), Especificaciones técnicas para la producción, cuidado y uso de los animales de laboratorio.

c) Ley General de Bienestar Animal.

d) Ley Federal de Sanidad Animal.

4. Clasificación de los animales de laboratorio según su estado microbiológico.

a) Animal convencional

b) Animal libre de patógenos específicos

c) Animal axénico

d) Animal gnotobiótico

PRACTICA DE BIOTERIO: Obtención de animales axénicos mediante la técnica de derivación cesárea.

5. Las cepas de animales de laboratorio.

5.1 Principales características de las cepas endogámicas y exogámicas

a) Reglamento para la identificación de los diferentes tipos de cepas

b) Principales usos cepas endogámicas y exogámicas

c) Características fundamentales y usos particulares de las cepas o líneas isogénicas (Híbridas F1, Coisogénicas, Congénicas, Recombinantes, Segregantes y Mutantes)

d) Técnicas de obtención, características y usos de los roedores Knock-out, Knock-in, transgénicos y clonados.

6. Organización del Bioterio e instalaciones.

a) Generalidades sobre la construcción técnica de los bioterios.

b) Áreas y subdivisiones básicas de los bioterios.

c) Equipo básico de los bioterios.

d) Sistemas para la limpieza y esterilización del equipo del bioterio.

7. El macroambiente y el criptoambiente del bioterio.

a) La iluminación y el fotoperiodo.

b) La temperatura y la termoneutralidad.

c) Ventilación, factores químicos del medio ambiente y su impacto en los resultados de la investigación con animales.

d) Humedad.

e) Aislamiento contra el ruido.

f) Espacio y distancia social en la ecología de los animales de laboratorio.

PRACTICA DE BIOTERIO: Visita a los bioterios del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición “Salvador Zurbarán”, de la Facultad de Medicina e Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM.

8. Especificaciones técnicas para el uso adecuado de los animales de laboratorio.

a) Métodos de manejo y restricción.

b) Técnicas de sexado.

c) Procedimientos de marcado.

d) Métodos para llevar el registro (récord) de las colonias.

PRACTICA DE BIOTERIO: Técnicas de sujeción, sexado y marcado de roedores y lagomorfos de laboratorio. Procedimientos técnicos para el cuidado y mantenimiento de animales de laboratorio y sistemas prácticos para la alimentación de las colonias.

9. Parámetros biológicos.

a) Ciclos de vida de las 8 especies de mamíferos usados actualmente como animales de laboratorio.

b) Ciclos reproductivos

PRACTICA DE BIOTERIO: Determinación del ciclo estral de la rata albina mediante la técnica de frotis vaginal, como un ejemplo del ciclo estral de los roedores. Inducción de superovulación en ratonas impúberes para la recuperación de embriones.

10. Parámetros fisiológicos básicos para evaluar el estado de salud general de las colonias en el Bioterio.

a) Crecimiento.

b) Reproducción.

c) Actividad espontánea.

d) Longevidad.

PRACTICA DE BIOTERIO: Apareamiento y destete de las colonias del Bioterio. Evaluación del estatus fisiológico de las colonias a través de la determinación de su peso, crecimiento y reproducción.

11. Eventos fisiológicos generados por las feromonas en los roedores de laboratorio.

a) Fenómeno de Lee Boot.

b) Efecto condicionante de Whitten.

c) Fenómeno inhibitorio de Bruce.

11.1 Sistemas especializados en la recepción de estímulos químicos en los roedores: sistema olfatorio, sistema trigémino, órgano septal, órgano vómero nasal y nervio terminalis.

12. Anatomía comparada del ratón, hámster, gerbo, rata, cobayo y conejo.

a) Aparato respiratorio.

b) Aparato circulatorio.

c) Aparato digestivo.

d) Aparato genitourinario.

e) Sistema reproductivo del macho y la hembra.

f) Sistema nervioso.

PRACTICA DE BIOTERIO: a) Disección de rata albina y ratón. b) Disección de hámster dorado. c) Disección de cobayo y del conejo. d) Disección de jerbo y del ratón de los volcanes.

13. Manejo de las técnicas de anestesia en animales de laboratorio.

a) Selección de la técnica de anestesia.

b) Ruta de administración.

c) Duración de la anestesia.

d) Profundidad de la anestesia

e) Anestesia de alto riesgo en animales de laboratorio.

13.1. Anestesia inhalada (Anestésicos volátiles).

a) Aparatos para la anestesia inhalada.

b) Inducción y mantenimiento de la anestesia de larga duración con agentes inhalables.

c) Intubación endotraqueal.

d) Ventilación asistida.

13.2. Anestesia inyectable (Anestésicos generales fijos).

a) Agentes inyectables disponibles para animales de laboratorio.

b) Dosis y rutas de administración de anestésicos generales de larga, mediana y corta duración.

c) Manejo de la anestesia de larga duración.

d) Administración intermitente de anestésicos de corta acción.

e) Anestesia general en hembras preñadas.

f) Régimen combinado de anestesia inhalada e inyectable.

g) Antagonistas de los anestésicos generales fijos.

14. Aspectos generales de la administración de substancias en animales de laboratorio.

a) Solventes para inyección.

b) Volúmenes de inyección.

c) pH de las soluciones de inyección.

d) Absorción de substancias inyectadas.

e) Factores que pueden modificar la dosificación.

14.1. Métodos de sujeción en animales de laboratorio para la administración de substancias.

14.2. Aparatos de inyección.

a) Jeringas hipodérmicas y agujas.

b) Cánulas y catéteres.

c) Técnicas de inyección.

PRACTICA DE BIOTERIO: Administración de fármacos en animales de laboratorio por diferentes rutas y métodos.

15. Principios generales de cirugía en animales de laboratorio

15.1. Consideraciones antes de la cirugía.

a) Requisitos del laboratorio de cirugía.

b) Adiestramiento.

c) Planificación de la cirugía.

15.2. Equipo de cirugía.

a) Instrumental quirúrgico.

b) Preparación y esterilización del instrumental quirúrgico.

c) Aparatos y accesorios.

d) Agujas y materiales de sutura.

e) Técnicas de sutura.

f) Preparación de cánulas y otros materiales.

15.3. Cuidados preoperatorios en los animales.

a) Aclimatación de los animales.

b) Recomendaciones respecto a la alimentación y suministro de agua en animales destinados a la cirugía.

c) Examen clínico de los animales.

d) Medicación preoperatoria.

15.4. Procedimiento quirúrgico y el uso de instrumentos.

15.4.1. Técnica aséptica.

a) Preparación del cirujano.

b) Preparación del animal.

c) Posición del animal.

d) Uso de antisépticos.

e) Campos quirúrgicos.

f) La incisión quirúrgica.

g) Manipulación de los tejidos incididos.

h) Hemostasis y manejo de hemorragias.

i) Cierre de la incisión quirúrgica.

15.4.2. Cuidados intraoperatorios.

a) Monitoreo de la respiración.

b) Monitoreo del sistema circulatorio.

c) Manejo de la hipotermia.

15.4.3. Cuidados postoperatorios.

a) Temperatura y confort en animales operados.

b) Control de la depresión respiratoria.

c) Terapia de fluidos.

d) Métodos para analizar la elevación del dolor postquirúrgico en los animales.

e) Manejo del dolor postoperatorio a través de la administración de analgésicos.

f) Efectos secundarios de la administración de analgésicos opioides en animales operados.

g) Recomendaciones sobre el uso de antiinflamatorios no esteroides y anestésicos locales en animales recién operados.

h) Alojamiento y contención de animales sometidos a cirugía.

PRACTICA: Realización de algunas técnicas quirúrgicas específicas en animales de laboratorio (Ejemplos: Ovariectomía, Histerectomía, Salpingoplaxia, Cirugía cesárea, Orquidectomía, Vasectomía).

16. Métodos de eutanasia y necropsia en los animales de laboratorio.

a) Métodos de sacrificio humanitario en los animales de laboratorio.

b) Técnica de necropsia para animales de laboratorio

c) Inspección externa del cadáver, cambios postmortem y evaluación de alteraciones patológicas en sistemas y órganos.

PRACTICA DE BIOTERIO: Realización de una necropsia en animales de laboratorio.

17. Las enfermedades de los animales que objetan su uso en la investigación.

a) Sanidad animal en el laboratorio.

b) Principales enfermedades infecciosas que se presentan en el bioterio convencional y métodos de prevención, control y tratamiento.

PRACTICA: Diagnóstico de algunas enfermedades de animales de laboratorio mediante estudios parasitológicos, micológicos e histopatológicos.

18. Alimentación de los animales de laboratorio y requerimientos nutricionales.

a) Clasificación y composición de las dietas para los animales de laboratorio.

b) Formas físicas de los alimentos.

c) Necesidades de carbohidratos, lípidos y proteínas.

d) Niveles requeridos de fibra, minerales y vitaminas.

e) Consumo de alimento y agua.

f) Factores que afectan el consumo voluntario del alimento.

g) Suplementación dietética.

PRACTICA: Análisis químico proximal de la dieta (AQP). Cálculo de la energía y evaluación del total de nutrientes digestibles (TND) de los alimentos.

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DIRECCIONES ELECTRONICAS DE INTERES SOBRE LOS ANIMALES DE LABORATORIO

ILAR, Institute of Laboratory Animal Resources (www2.nas.edu/ilarhome) El Institute of Laboratory Animal Resources (ILAR) desarrolla líneas y disemina información sobre la utilización científica, tecnológica y ética del animnal de laboratorio en investigación, educación y pruebas. Actúa bajo la Academia Nacional de Ciencias americana como consejero del gobierno americano, la comunidad científica y el público en general. Proporciona muchos libros de referencia como la última (7ª) edición de la "Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Esta edición (1996) está agotada pero puede accederse (leerse) a la publicación a través de esta página. AAALAC, Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (http://www.aaalac.org/) Asociación que promueve la ética en la utilización de animales de laboratorio y la calidad en la gestión y manejo de los los diferentes Centros de Investigación en el mundo. Además de información sobre la Asociación, incluye conexiones a otros puntos de interés de la RED relacionados con el animal de laboratorio. National Research Council (www.nas.edu/nrc) El Consejo de Investigación Nacional fue creado por la Academia Nacional de Ciencias Americana. Publica muchos libros de interés relacionados con el animal de laboratorio que, además de poder ser encargados directamente, pueden leerse a través de la RED (aún no están todos disponibles). IACUC, Institutional Animal Care and Use Committee (www.iacuc.org) ASLAP, American Society for Laboratory Animal Practitioners (http://netvet.wustl.edu/aslap.htm) ILAS, Institute of Laboratory Animal Science (www.unizh.ch/labtier) Institute of Laboratory Animal Science, University of Zurich, Suiza. Gnotobiotic Association (http://www.biostat.wisc.edu/gnotobio/aghome.html:) NCA, Netherlands Centre for Alternatives to animal use (http://www.pdk.dgk.ruu.nl/nca) El NCA describe muchos de los proyectos que actualmente se desarrollan (especialmente en Europa) sobre técnicas alternativas. ESLAV, European Society of Laboratory Animal Veterinarians (http://www.pdk.dgk.ruu.nl/nca) ECLAM, European College of Laboratory Animal Medicine (http://www.pdk.dgk.ruu.nl/nca) Sociedad y Colegio de Veterinarios especialistas en animales de laboratorio. Poseen conexiones a otras organizaciones afines. Bases de datos NORINA, Base de datos de audiovisuales (http://oslovet.veths.no/databases.html) Información sobre alternativas al uso del animal de laboratorio, basado en las 3 “R”s. Basado en el reciente Congreso Mundial de Utrecht, Octubre 1996 Información - Informes NETVET (http://netvet.wustl.edu/vet.htm) Probablemente la mayor y mejor fuente de información Veterinaria. Proporciona cientos de conexiones organizadas en los siguientes apartados: What's New, Search, Career, Education, Specialties, Organizations, Meetings, Directory, E-Lists, Publications, Images, Government, Commerce, ElectronicZoo. AWIC, Animal Welfare Information Center (http://netvet.wustl.edu/awic.htm) Valiosa fuente de información sobre al animal de laboratorio. Contiene cientos de páginas de información sobre el animal de laboratorio como, por ejemplo, las últimas recomendaciones americanas sobre Eutanasia publicadas en JAVMA. Todos estos informes y textos están contenidos en el CD-CARE, CD-ROM recientemente publicado y disponible por correo a un precio muy accesible. Informes de medicina comparada del National Center for Research Resources (www.ncrr.nih.gov/compmed/cmpublic.htm) Informes de medicina comparada del NCRR Cuidados y uso del animal de laboratorio, Universidad de Nebraska (www.unmc.edu/Education/Animal/animalca.htm) Programa de otra fuente de información similar a la de otras Universidades Americanas. AWIC: Informe sobre producción de anticuerpos (www.nal.usda.gov/awic/pubs/antibody.htm) Una de las últimas publicaciones de la AWIC en este caso sobre producción de anticuerpos: "Information Resources for Adjuvants and Antibody Production: Comparisons and Alternative Technologies". Animal Welfare Information Center Resource Series No. 3 – Draft. Marzo 1997 Editoriales - Libros Laboratory Animals (www.lal.org.uk) Dirección de la revista Laboratory Animals. Entre otras opciones, permite el acceso al programa informático (Microsoft® Excel™ 5.0) de monitorización del animal de laboratorio recomendadas por FELASA (Federation of European Laboratory Animal Science Assocations Laboratory Animals (1994) 28, 1-12) and experimental units (Laboratory Animals 30 193-208)., ). El programa está escrito por Karen Davis (Department of Laboratory Animal Science, SmithKline Beecham Pharmaceuticals). Puede obtenerse una copia o realizar sugerencias a través de correo electrónico (commentsla@sbphrd.com) Laboratory Animal Science (www.labanimal.com) Página actualizada de la Revista Laboratory Animal Science. NAP, National Academy Press (http://www.nap.edu/info/browse.htm) Sala de lectura de los libros editados por National Academy Press Amazon books (http://www.crcpress.com/) Probablemente el mayor vendedor de libros por Internet. Tiene un sistema de búsqueda que localiza cualquier libro de interés sobre animales de laboratorio u otros temas. CRC Press (http://www.crcpress.com/) Una magnífica fuente de libros de la editorial CRC Press. Pueden consultarse todas sus publicaciones. MEDLINE Healthgate (www.healthgate.com/HealthGate/MEDLINE/search.html) Es una de las búsquedas bibliográficas (MEDLINE) más conocidas. Helhgate permite acceder a otras Bases de Datos bibliográficas. Biomednet (www.biomednet.com) Medline más rápido y cómodo. Permite descargar la información a bases de datos de bibliografía (Reference Manager y Endnote) PUBMED (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/) Medline del gobierno americano.