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A vida (e a morte) de um rato de laboratório

Entenda por que roedores são os principais modelos para a pesquisa científica – e por que usá-los nem sempre é a melhor opção.

Texto: Guilherme Eler | Ilustração: Felipe Del Rio | Design: Maria Pace | Edição: Alexandre Versignassi


ALUGA-Se kitnet na zona oeste de São Paulo. Meio metro quadrado. Individual ou compartilhada por até cinco. Ar-condicionado, limpeza semanal. Alimentação e água inclusas. Preço: dar a vida à ciência. A saga de um rato ou camundongo usado em pesquisas científicas começa mais ou menos assim, em apartamentos minúsculos. Na verdade, cubículos que mais lembram uma caixa organizadora – dessas que você usa para guardar pastas e documentos. Até três semanas após nascerem, os filhotes ficam na presença de suas mães. Depois de desmamados, ganham acomodações próprias em salas climatizadas dos biotérios, ou berçários de cobaias. É nesses locais que eles passarão pelo menos o próximo mês – até serem arrematados para servir a algum experimento.

A rotina do biotério da Faculdade de Medicina da USP, que vende cerca de 15 mil roedores por ano, tem rigor semelhante ao de um laboratório. Só técnicos autorizados têm aval para usar sua impressão digital e liberar as portas que dão acesso às vilas de roedores – prateleiras onde suas gaiolas, chamadas no jargão científico de microisoladores, ficam empilhadas.

A temperatura das salas fica sempre por volta dos 25º C, e a luz que predomina é artificial. Todo dia, pontualmente às 18h, um sensor faz as lâmpadas apagarem. Ratos têm ritmo circadiano diferente do nosso: seu relógio biológico diz que o dia é hora de dormir e a noite, o momento ideal para fazer suas atividades – leia-se explorar os cantos da gaiola, beber água e comer ração. Os inquilinos, aliás, só conseguem acessar o bebedouro e o vão onde a comida é depositada ficando de pé ou escalando a grade de seus apartamentos transparentes – uma tática para tirá-los do sedentarismo completo.

Cada parte das instalações de um biotério é pensada para frustrar microrganismos intrusos que queiram ter contato com as futuras cobaias. Os turnos de funcionários não começam antes que tomem uma ducha e se paramentem com uma roupa que cobre o corpo todo, além de luvas e botas especiais. Graças a diferenças de pressão entre as salas e corredores, o ar contaminado, vindo de fora, nunca entra em áreas consideradas “limpas”. É como acontece em laboratórios que trabalham com vírus ultraperigosos.
Cada caixinha tem sua unidade própria de ventilação. Um sistema capta o ar, purifica e repassa para o interior de cada um dos microisoladores. O ar com excesso de CO2, produto da respiração, ou de amônia, que sai da urina, depois, é mandado embora das redomas por um sofisticado sistema de exaustão. Tudo isso garante que ratos e camundongos sejam tão limpos quanto possível.

E é ideal que sejam exatamente assim. Afinal, para acompanhar os efeitos de uma determinada doença no corpo ou o comportamento de um novo medicamento, cobaias devem ser feito folhas em branco, sem nenhum outro problema de saúde ou condição exótica que possa se meter no caminho da ciência. A rigor, ratos de uma mesma linhagem devem ser indivíduos milimetricamente iguais.

Camundongos (Mus musculus) medem até 10 cm e pesam 20 g. Já ratos (Rattus norvegicus) são mais corpulentos, com 25 cm de tamanho e ao menos 300 g. Na natureza, o primeiro serve de jantar ao segundo.

A variedade mais requisitada é o C57Bl/6. Trata-se de um camundongo preto versátil, usado em diferentes tipos de testes. A vice-liderança fica com o Balb/C, o clássico camundongo albino. Só no biotério da Faculdade de Medicina da USP, são cerca de 60 tipos – ou linhagens – diferentes. Existem algumas centenas pelo mundo.

A criação de um camundongo custa, em média, R$ 42 – e eles são vendidos com entre seis e oito semanas de vida, quase a preço de custo. Não se trata de um negócio lucrativo. E nem é para ser. Tudo porque a gigantesca maioria da produção vai para abastecer atividades de pesquisa e ensino em universidades e institutos científicos, que concentram o uso de ratos no País. No Brasil, ainda não existe uma demanda tão significativa por pesquisa em indústrias, como acontece nos Estados Unidos e na China – onde existe um mercado milionário de biotérios particulares.

Estima-se que o mercado mundial de ratos de laboratório movimentará US$ 1.59 bilhão por ano até 2022.

Linha de frente

Não há um levantamento atual sobre quantos ratos e camundongos morrem em prol da pesquisa científica no Brasil. “O número total de roedores utilizados anualmente está sendo avaliado pelo Conselho Nacional de Controle da Experimentação Animal (Concea)”, diz Marcel Frajblat, professor da UFRJ e ex-presidente do órgão. Dados do Concea de 2015 levantados pela revista Piauí, porém, falam em 650 mil animais – não só roedores – por ano. “Existem cerca de 800 instituições que utilizam animais no Brasil para fins científicos.” Em 2008, a União Europeia estimou que 77% do total de cobaias eram camundongos e ratos. Segundo Frajblat, é possível que um percentual próximo desse também valha por aqui.

Roedores foram os primeiros mamíferos a serem amplamente usados em pesquisas. Da penicilina, antibiótico elementar testado em ratos pela primeira vez em 1939, às vacinas para a febre amarela e poliomielite – só para citar descobertas agraciadas com um Nobel de Medicina facilitadas por roedores.

Qualquer medicamento que você consiga imaginar só ganhou as farmácias porque foi, antes, testado neles. Mas por que, entre tantos animais domesticados pelo homem, a ciência escolheu o rato? O primeiro motivo está na velocidade com que os bichos se reproduzem: uma única ninhada traz entre cinco e oito ratinhos ao mundo, e a gestação dura apenas três semanas.

Mais: ratos têm a vantagem de passarem por todos os estágios da vida em pouco tempo. Cumprem a infância nas três primeiras semanas de vida, ficam maduros sexualmente com um mês e meio de idade e, quando chegam aos 2 anos, já são anciões. Isso permite aos cientistas coletar dados sobre uma geração inteira de seres vivos em alguns meses. Uma fêmea de macaco, por exemplo, demora dez anos para iniciar sua vida sexual, e tem um bebê por vez. O fator econômico também pesa. Dóceis e fáceis de manipular, ratos podem ser mantidos sem a necessidade de supervisão constante.

Além disso, há o apelo emocional que cada espécie tem para nós, Homo sapiens: não costumamos ter ratos de estimação, assim como fazemos com cachorros, outro exemplo de modelo animal ainda usado em testes. A preferência por esse tipo de cobaia também passa pela criação de variedades geneticamente modificadas.

RATO PARA QUE TE QUERO: SETORES EM QUE OS RATOS SÃO ÚTEIS

(1) – Indústria farmacêutica
Antes de chegarem a testes clínicos com humanos, remédios precisam comprovar eficácia em pelo menos três espécies de animais. Ratos, quase sempre, integram essa lista de cobaias.

(2) Cosméticos
No Brasil, a Anvisa recomenda práticas alternativas aos ratos em 17 testes comuns para o setor de cosméticos e higiene. O uso de roedores no setor ainda não é proibido – mas é cada vez menos comum.

(3) – Pesquisas científicas
A demanda nacional por ratos de laboratório está concentrada na pesquisa de universidades. Estima-se que 800 institutos e centros de pesquisa do Brasil usem animais em experimentos.

Cientistas conseguiram sequenciar o DNA do camundongo no ano de 2002 – tornando-o o segundo mamífero a ter o genoma mapeado, atrás apenas dos humanos. Isso fez com que pudessem manipular ainda mais a fundo seu código genético, não só inutilizando genes já existentes e impedindo que eles se expressem, mas inserindo ou removendo genes em partes específicas dos cromossomos.

O sequenciamento genético de roedores confirmou que, apesar de não se parecerem muito conosco, são mais próximos do homem do que a maioria dos mamíferos. Nosso último ancestral comum data de 75 milhões de anos – pouco, em escala geológica de tempo; nosso último com os gorilas tem 20 milhões – e compartilhamos com eles, segundo diferentes estimativas, ao menos 80% do código genético. Isso os faz ter uma fisiologia parecida com a nossa, com os mesmos tipos de órgãos e sistemas (como circulatório, reprodutivo, hormonal, digestivo e nervoso) que funcionam de forma semelhante. Além disso, compartilham conosco várias doenças – e seus sintomas.

Via edição genética, ratos podem ser produzidos sob medida. Roedores da linhagem SHR, por exemplo, vêm de fábrica hipertensos, enquanto os do tipo A/J desenvolvem tumores com mais facilidade. Outra variedade, ainda, tem mais chances de arrematar uma doença reumática – como a DBA/1J. Quer estudar obesidade em idosos? É só pegar um ratinho velho e torná-lo obeso de propósito para ver qual é. Seu objeto de estudo é a cegueira? Dá para usar um roedor que é cego desde o berço graças à engenharia genética.

“Você vai fazendo perguntas mais específicas. Com isso conseguimos dar respostas mais precisas, e acelerar a nossa capacidade de responder questões”, explica o professor Roger Chammas, coordenador técnico do biotério da FM-USP. “A nossa [dos pesquisadores] criatividade é um dos limites. O outro é a ética.”

É nos aspectos éticos que a crítica quanto ao uso de animais em laboratório costuma esbarrar. O quanto é válido amedrontá-los, e fazê-los receber sessões de choques em sequência? Ou ainda, nadar até à exaustão para descobrir o momento em que “desistem da vida”? Detalhe: sabe-se que ratos não são boas cobaias para estudar depressão – como veremos mais à frente.

A pressão de órgãos internacionais por normas mais rígidas de bem-estar animal obrigaram pesquisadores a revisar práticas. Hoje, fala-se na importância de se reduzir, refinar e substituir (chamado, em inglês, de 3Rs – “reduce”, “refine” e “replace”) como forma de garantir uma vida menos desagradável possível às cobaias. Um estudo mostrou em 2010 que segurar ratos pela cauda os deixa mais ansiosos do que quando são conduzidos com a mão espalmada. Pesquisadores descobriram que até mesmo o humor de quem manuseia os ratos influencia seu bem-estar.

Os ajustes são muito sensíveis: um estudo de 2014 mostrou que o estresse de cobaias usadas em experimentos sobre dor também varia com o sexo do tratador, sendo menor na presença de funcionárias mulheres. Adicionar simples tiras de papel picado, pedaços de canos de PVC ou iglus de plástico já melhora sua percepção sobre suas gaiolas.

Novos tempos

Aposentar os ratos de testes considerados cruéis é uma tendência que vem sendo posta em prática na marra. Uma norma do Concea aprovada em 2014 definiu 17 testes científicos que devem ser feitos via métodos alternativos. A mudança passou a valer em setembro de 2019, após um período de adaptação de cinco anos, para centros de pesquisa de todo o Brasil. Entram nessa lista testes como o de irritação e corrosão da pele e do globo ocular, toxicidade aguda e fototoxicidade (exposição a radiação nociva). Eles precisarão, agora, ser replicados em culturas de células.

Técnicas como o cultivo de células humanas para funcionarem como órgãos em miniatura (caso dos minicérebros, usados em pesquisas em autismo, ou minifígados, para estudos em transplantes), que combinam o uso de células-tronco e impressão 3D, emergem como boas alternativas. Seguindo a mesma linha, pesquisadores da Fundação Oswaldo Cruz desenvolveram em 2019 um kit que simula cirurgias no cérebro de ratos. É uma forma de evitar a craniotomia – abertura do crânio dos bichos – e diminuir o número de animais mortos em testes em até 12%.

É sabido, também, que certos animais são cobaias melhores que os ratos para certas aplicações. Projetos que pesquisam aterosclerose, por exemplo, têm nos coelhos excelentes modelos do que acontece em humanos. Porquinhos-da-índia servem muito bem, obrigado, para pesquisas em transplantes de órgãos. E peixes-zebra, a estudos renais. Há estudos que focam em moscas da fruta, por exemplo – e, apesar de não sequer serem vertebrados, podem dar insights importantes sobre a biologia animal.

A demanda por novas técnicas de pesquisa e novos modelos, porém, não existe apenas por conta do bem-estar animal. A criação de novos métodos pode estimular o avanço da própria ciência. Segundo estimativas da Food and Drug Administration (FDA), dos EUA, 92% das drogas testadas em animais falham em testes com humanos. Testes malfeitos com ratos podem trazer prejuízos graves à saúde humana.

O caso mais emblemático do tipo é o da talidomida, sedativo testado com sucesso em roedores nos anos 1950 – mas que resultou em milhares de bebês com malformação nos membros ao ser usado por humanos. Depois, descobriu-se que ratos e camundongos tinham a habilidade de metabolizar a talidomida de forma muito mais rápida – e embriões dos roedores também tinham mais defesas contra a substância.

Outro argumento é que focar tanto em um mesmo tipo de modelo pode estar limitando o que sabemos sobre nossa própria espécie. Cientistas já provaram ser possível reverter cegueira e surdez em roedores diversas vezes, por exemplo. Já curaram o câncer muitas outras. Dife- rentes substâncias que são comprovadamente cancerígenas em ratos, no entanto, não o são em humanos. E vice-versa.

Existem diversos estudos que criaram cenários para os quais os ratos não foram bons espelhos dos problemas de nossa espécie – como em simular certos processos inflamatórios, doenças do sistema imune e a eficácia de drogas para tratar distúrbios neurodegenerativos, como a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA).

Outro exemplo diz respeito a problemas que envolvem a expressão de serotonina, neurotransmissor associado ao bem-estar e que está envolvido em doenças como a depressão, esquizofrenia e Alzheimer. Um estudo de 2019 feito por pesquisadores do Instituto Allen de Ciência do Cérebro, nos Estados Unidos, descobriu que o hormônio existe nas duas espécies – mas se expressa em tipos diferentes de células. Essa discrepância tornaria os ratos modelos menos precisos, por não reproduzirem de forma tão fiel o comportamento de humanos depressivos.

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(Felipe Del Rio/Superinteressante)

Ainda que não sejam o melhor perfil para a missão a que foram designados, o fato é que milhares de ratos vão ser usados uma única vez e, imediatamente após servirem aos propósitos dos cientistas, mortos. É bem improvável que essa relação deixe de existir tão cedo: só um organismo vivo pode oferecer um relato em tempo real de como órgãos e tecidos respondem a certos estímulos, por exemplo. Apesar de promissoras, técnicas que visam substituir ratos falham ao investigar questões mais complexas – que envolvem a análise de comportamento ou estudos de longo prazo.

Um rato só costuma morrer por “causas naturais” na rara ocasião em que está participando de um estudo sobre envelhecimento. Do contrário, costumam sofrer eutanásia recebendo uma injeção letal indolor ou uma grande carga de anestésicos. A decapitação ou deslocamento da cervical é outro fim possível. Essas últimas são usadas caso os
tecidos do roedor precisem ser analisados após a morte e não possam conter traços químicos do processo de morte induzida.

A forma mais comum com que passam desta para uma melhor é sufocados com gás carbônico em pequenas câmaras de metal. Trata-se de um procedimento que pode acontecer também com recém-nascidos, quando, após o nascimento de uma ninhada, percebe-se que há muitas fêmeas. Por conta de sua dinâmica hormonal, que pode comprometer o resultado de certos estudos, ratinhas não raramente são abatidas com poucos dias de vida.

Terminado o procedimento, as carcaças são acondicionadas em sacos que, após serem conferidos por um médico veterinário, ficam mantidos em freezers. A coleta final é feita por uma empresa especializada, responsável pelo descarte em definitivo. Uma vez despachados pelos cientistas, seus restos mortais são incinerados.

Ratos ocupam o posto de melhor amigo da ciência há pelo menos um século. Nesse período, salvaram incontáveis vidas e tornaram a estadia humana na Terra mais cômoda do que podemos imaginar. E, enquanto isso, seguem essenciais para a produção científica. Passou da hora de tornarmos a vida deles melhor também.