Por muitos anos, roedores de laboratório, como ratos e camundongos, têm sido usados para modelar condições fisiológicas e patológicas humanas. A pesquisa em animais levou a descobertas que eram inatingíveis por qualquer outro meio. Inicialmente, estudos genéticos se concentraram na análise de distúrbios e fenótipos de ocorrência espontânea que são considerados para imitar de perto a condição humana1. O desenvolvimento de métodos de engenharia genética permitiu a introdução ou exclusão de genes específicos para obter um fenótipo desejado. Portanto, a geração de animais transgênicos é reconhecida como uma técnica fundamental na pesquisa moderna que permite estudos da função genética em organismos vivos.
A tecnologia animal transgênica tornou-se possível através de uma combinação de realizações em embriologia experimental e biologia molecular. Na década de 1960, o embriologista polonês A. K. Tarkowski publicou o primeiro trabalho sobre manipulação de embriões de camundongos durante os estágios iniciais do desenvolvimento2. Além disso, biólogos moleculares desenvolveram técnicas para gerar vetores de DNA (ou seja, portadores) para a introdução entre outros de DNA estranho no genoma do animal. Esses vetores permitem a propagação de genes selecionados e sua modificação apropriada, dependendo do tipo de pesquisa que é realizada. O termo "animal transgênico" foi introduzido por Gordon e Ruddle3.
A primeira espécie amplamente aceita que foi usada em neurobiologia, fisiologia, farmacologia, toxicologia e muitos outros campos das ciências biológicas e médicas foi o rato norueguês Rattus norvegicus4. No entanto, devido à dificuldade em manipular embriões de ratos, o rato musculus da casa tornou-se a espécie animal dominante na pesquisa genética5. Outra razão para a primazia do camundongo em tal pesquisa foi a disponibilidade de tecnologia de células-tronco embrionárias para gerar animais eliminados para esta espécie. A técnica mais utilizada de transgênese (2-10% dos descendentes transgênicos em relação a todos os animais nascidos) é a microinjeção de fragmentos de DNA em um pronúcleo de um oócito fertilizado. Em 1990, essa abordagem, que foi introduzida pela primeira vez em camundongos, foi adaptada para ratos6,7. A transgênese de ratos por injeção pronuclear é caracterizada pela menor eficiência8 em relação aos camundongos, o que está estritamente relacionado com a presença de plasma elástico emembranaspronuclear9 . Embora a sobrevivência dos embriões após a manipulação seja 40-50% menor do que em camundongos, essa técnica é considerada um padrão na geração de ratos geneticamente modificados10. Abordagens alternativas que podem garantir a incorporação transgênica eficiente e maiores taxas de sobrevivência de zigotes injetados têm sido investigadas.
O principal determinante da expressão transgênica estável e transmissão à prole é sua integração ao genoma celular hospedeiro. Os lentivírus (LVs) têm a característica distinta de serem capazes de infectar células divisórias e não divisórias. Seu uso como ferramenta para a incorporação de genes heterólogos em embriões provou ser altamente eficiente11, e os indivíduos transgênicos são caracterizados pela expressão estável do fragmento de DNA incorporado. A eficácia dos vetores lentivirais foi confirmada para a modificação genética de camundongos12,13, ratos12,14, e outras espécies11. Neste método, a suspensão lv é injetada sob a zona pellucida do embrião na fase de dois pronucleis. Esta técnica essencialmente garante 100% de sobrevivência dos embriões porque o oolema permanece inalterado. A produção de suspensões lv de alta qualidade e relativamente altamente concentradas são fatores cruciais. No entanto, concentrações mais baixas de suspensões de LV podem ser superadas por injeções repetidas11, o que aumenta a quantidade de partículas virais na superfície do ovo, sem afetar a integração da membrana. Embriões que são submetidos a injeções repetidas no espaço perivitelline desenvolvem-se ainda mais, e descendentes transgênicos podem transmitir o transgene através da germinação. A eficiência da geração transgênica de ratos por transgênese lentiviral pode ser de até 80%12.
Aqui, descrevemos a produção de lentivírus recombinante derivado do HIV-1 que foi pseudodigitado com proteína envelope de estomatite vesicular (VSV) G. O uso do pseudotipo VSV de segunda geração determina a ampla infectividade das partículas virais e permite a produção de vetores altamente estáveis que podem ser concentrados por ultracentrifugação e criopreservação. Após a verificação do título, os vetores estão prontos para serem usados como um veículo para a entrega de transgênicos em zigotes de rato Albino Wistar. Após uma série de injeções, os embriões podem ser cultivados durante a noite e transferidos no estágio de duas células para mães adotivas. Neste ponto, uma das duas abordagens alternativas pode ser considerada. O procedimento padrão utiliza fêmeas pseudográvidas como receptores de embriões. No entanto, quando a taxa de gravidez é baixa após o acasalamento com machos vasectomizados, os embriões podem ser implantados em fêmeas grávidas wistar/sprague-dawley (SD) que são acasaladas com ratos machos férteis com uma cor de pele escura (por exemplo, ratos da Noruega Marrom [BN)." A cor da pele permite a distinção da prole da gravidez natural de descendentes que se originam dos embriões manipulados transferidos.