Nuestras investigaciones

PREDISPOSICIÓN GENÉTICA A ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS Y NEUROPSIQUIÁTRICAS

Autor: AGUSTIN ANASTASÍA

En el 25% de la población mundial existe una variación genética en un gen llamado BDNF (siglas en inglés de Brain-Derived Neurotrophic Factor o factor neurotrófico derivado de cerebro). Esta variación genética resulta en un cambio de un solo aminoácido en una proteína llamada pBDNF. Específicamente, el aminoácido valina (Val) es reemplazado por el aminoácido metionina (Met), por lo que a las proteínas resultantes las hemos denominado pBDNF-Val y pBDNF-Met. Existe una correlación entre los humanos portadores de pBDNF-Met (un cuarto de la población mundial) y la incidencia y progresión de enfermedades neurodegenerativas y neuropsiquiátricas. En particular, esta variación genética se ha asociado a depresión, desórdenes de ansiedad, estrés post-traumático, deterioro cognitivo y la enfermedad de Parkinson entre otras. Sin embargo, se desconocen las razones por la que esta proteína pBDNF-Met afecta el sistema nervioso para predisponer a dichas enfermedades. Recientemente demostramos que pBDNF-Met es sintetizado y secretado por neuronas. Una vez liberado por estas células, se puede unir a receptores específicos de la superficie neuronal e inducir cambios morfológicos en las mismas, favoreciendo su desconexión en áreas cerebrales determinadas (ver figura). El grupo del Dr. Anastasía estudia cómo las alteraciones neuronales inducidas por pBDNF-Met resultan en cambios en la conectividad de los circuitos nerviosos cerebrales, afectando finalmente la conducta humana. En particular, está abocado al estudio del sistema nigroestriatal, que es el principal circuito afectado en pacientes con enfermedad de Parkinson. El objetivo general del grupo es estudiar si pBDNF-Met es capaz de alterar la estructura y función del sistema nigroestriatal, y de esta manera hacerlo más susceptible a neurotoxinas ambientales, facilitando el desarrollo de la enfermedad de Parkinson. Esta investigación proporcionará las bases fundamentales para comprender los mecanismos patogénicos de la enfermedad de Parkinson, así como también ayudará a desenmascarar los mecanismos

mecanismos moleculares y celulares encargados de regular la formación y el mantenimiento de la polaridad neuronal

Autor: MARIANO BISBAL

Las neuronas son células altamente especializadas, las cuales poseen dos dominios estructural y funcionalmente diferenciados, axones y dendritas, encargados de transmitir y recibir la información, respectivamente. Esta asimetría (polaridad) es la que permite el flujo vectorial de la señalización dentro de las neuronas. La polaridad hace referencia a la organización asimétrica de diferentes aspectos celulares, incluyendo la composición de la membrana plasmática, organelas intracelulares y el citoesqueleto, los cuales deben coordinarse de una manera altamente regulada. Para formar y mantener los distintos compartimentos neuronales deben existir numerosos mecanismos que regulen el transporte de proteínas y de membrana a cada subcompartimento específico y que aseguren su correcta composición molecular. La vía biosintética de secreción transporta membrana y nuevas proteínas de membrana desde los compartimentos (organelas) Retículo Endoplasmático (RE) vía el Aparato de Golgi (AG) y la red de trans-Golgi (TGN por trans-Golgi-Network) a la membrana plasmática. La vía secretoria es entonces esencial para dirigir la síntesis y transporte de proteínas de membrana, proteínas de secreción y membrana plasmática hacia toda la superficie de las neuronas. El principal objetivo de nuestro laboratorio es estudiar los mecanismos moleculares y celulares encargados de regular la formación y el mantenimiento de la polaridad neuronal, como mencionamos, un fenómeno crucial para entender tanto el desarrollo y el funcionamiento normal del sistema nervioso, como así también la patogenia de enfermedades neurodegenerativas. Específicamente, el interés del laboratorio es estudiar los mecanismos celulares que regulan la dinámica, estructura y función del Aparato de Golgi en neuronas y, en particular, el estudio de los mecanismos que regulan el posicionamiento y la distribución polarizada del Aparato de Golgi y de la vía biosintética en neuronas piramidales de hipocampo en cultivo y su efecto en el desarrollo y mantenimiento del árbol dendrítico.

IMPLICANCIAS DE LA SEÑAL DE CALCIO EN LA RESPUESTA DESENCADENADA POR ESTRÉS DE RETÍCULO ENDOPLÁSMICO.

Autor: MARIANA BOLLO

Esta línea de investigación está relacionada con el papel que juega la señal de calcio en restablecer el normal funcionamiento del Retículo Endoplásmico (RE) una vez desencadenado estrés. El RE es un compartimento intracelular que se encarga de la síntesis, plegamiento y control de calidad de una gran parte de las proteínas que se producen en las células. En general, cuando la expresión de proteínas excede la capacidad de este compartimento -lo cual produce acumulación de las mismas en su interior-, se desencadena lo que se conoce como estrés de RE. Para restablecer la normalidad, se activa una señal de transducción denominada UPR (por las siglas en inglés correspondientes a “respuesta a proteínas no plegadas”). Si el daño es demasiado grande o se hace crónico, se desencadena una respuesta de muerte celular (apoptosis). Es decir, la respuesta de UPR en sí es paradojal, ya que comprende tanto la activación de vías protectoras como pro-apoptóticas. Son cada vez más las evidencias de que la activación de estrés de RE constituye la base molecular de muy diversas patologías. Nuestro interés se centra no solo en estudiar aspectos básicos de esta respuesta celular, sino también en su relación con procesos patológicos, haciendo hincapié en el papel que juega el ión calcio en regular la transición desde una fase protectora celular a una apoptótica.

MECANISMOS DE DEGENERACIÓN AXONAL Y CITOESQUELETO DE ESPECTRINA

Autor: NICOLÁS UNSAIN

Las neuronas se conectan unas con otras gracias a procesos largos llamados axones. Los axones funcionan como cables que conectan unas neuronas con otras y forman así los circuitos que comandan nuestras actividades cerebrales, los sentidos, la contracción muscular, etc. En procesos patológicos y durante el envejecimiento, los axones sufren deterioro estructural, lo que implica que el circuito en el que participan funciona mal y eso a su vez lleva a los signos y síntomas clínicos de diversas enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, Parkinson o glaucoma. Curiosamente, la destrucción de axones es también un proceso normal, y necesario, del desarrollo pre- y post-natal del sistema nervioso. Gracias a esta destrucción controlada de axones, los circuitos adquieren la forma funcional que tendrán en el animal adulto. En mi laboratorio estudiamos los mecanismos moleculares que llevan a la destrucción del axón en condiciones tanto patológicas como normales del desarrollo. Esperamos poder identificar eventos y proteínas clave para la ejecución del programa celular que termina con la destrucción de axones. Para esto, utilizamos cultivos neuronales y herramientas de biología molecular e ingeniería genética, microscopía y análisis bioquímicos.

Estudio del impacto del polimorfismo Val66Met de BDNF en los efectos ansiolíticos del ejercicio físico

Autor: Mónica Sánchez

Numerosas investigaciones realizadas durante las últimas décadas centraron su interés en el estudio de los efectos terapéuticos del ejercicio físico (EF) en personas afectadas por trastornos anímicos, particularmente en pacientes con trastornos de ansiedad. Los mecanismos moleculares que subyacen a los efectos ansiolíticos del EF no han sido aun completamente esclarecidos debido a la amplia gama de neurotransmisores y modificaciones neurohormonales inducidas por esta actividad. Se ha señalado que los niveles del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) se encuentran disminuidos en determinadas en áreas del cerebro de relacionados con la ansiedad en pacientes que padecen dicho trastorno anímico. Además, se sabe que el EF aumenta los niveles del BDNF produciendo resultados favorables en el tratamiento de dichas patologías. Resultados que sugieren que BDNF participa en los mecanismos patogénicos de los mencionados trastornos anímicos y que es un posible blanco de interés terapéutico. El polimorfismo BDNF Val66Met que se expresa en el 25% de la población del mundo conduce a una sustitución de una valina por una metionina en la posición 66 del prodominio de BDNF. Este polimorfismo se asocia a una mayor susceptibilidad a desarrollar desórdenes psiquiátricos tales como ansiedad, depresión y estrés postraumático, y se conoce que parte del mecanismo patogénico incluye una menor secreción de BDNF que conduce a cambios estructurales y funcionales en circuitos neuronales del SNC. Pese a estos hallazgos, se desconoce si el EF tiene efectos ansiolíticos en humanos portadores de al menos un alelo Met (25% de la población mundial). Por lo que, el objetivo general de nuestro laboratorio es evaluar el impacto del ejercicio físico sobre las conductas relacionadas con la ansiedad. Además, se estudiará si la regulación de la expresión de las isoformas de BDNF es parte de los mecanismos moleculares involucrados en los efectos ansiolíticos del ejercicio físico en los distintos genotipos. Por consiguiente, este proyecto permitirá refinar los alcances y la utilidad del EF como ansiolítico.

TRÁFICO ENDOSOMAL Y ROL DE SARA EN LA REGULACIÓN DE PROCESOS ENDOCÍTICOS Y TRÁFICO DE MEMBRANA DURANTE EL DESARROLLO NEURONAL

Autor: CECILIA CONDE

Los endosomas son estructuras limitadas por una membrana que intervienen en la redistribución, el transporte y la transformación de componentes que provienen de la endocitosis, que es el mecanismo por el cual se introducen moléculas empaquetadas en vesículas al interior celular. En las neuronas, estas estructuras participan en el establecimiento y mantenimiento de los distintos dominios que las componen -conocidos como axones y dendritas-, colaborando para que cada uno de estos compartimentos pueda tener la composición molecular correcta. La pregunta que nos planteamos es cómo se logra esta rigurosa regulación entre dos dominios tan diferentes de las neuronas. En muchos organismos (como por ejemplo los hongos), la organización y regulación de este sistema endosomal están bien estudiados. Sin embargo, en neuronas se dispone de menos información acerca de estos mecanismos. Hasta ahora, se han publicado numerosos trabajos respecto del rol fundamental que tiene la regulación del sistema endosomal en el desarrollo del sistema nervioso, incluyendo el destino inicial de las células, la polaridad neuronal, migración, crecimiento y direccionamiento axonal. En nuestro laboratorio tratamos de aportar nuevos datos respecto de esta vía endosomal y las moléculas que participan en su regulación y/o que influyen en los cambios morfológicos de las neuronas, es decir la formación y mantenimiento del crecimiento de axones y dendritas. Para abordar nuestros estudios utilizamos principalmente técnicas de biología celular y molecular y de microscopía de avanzada.

Envejecimiento neuronal

Autor: MAURICIO MARTÍN

El envejecimiento va acompañado por cambios en la composición de lípidos de la membrana plasmática de las neuronas, como consecuencia de la acumulación de estrés oxidativo. Nuestro grupo ha descubierto que con el envejecimiento se produce una pequeña pero significativa pérdida de colesterol en una estructura específica del cerebro, lo que afecta los procesos de aprendizaje y memoria. Experimentos realizados en nuestro laboratorio mostraron que cuando ratas longevas fueron sometidas a tratamientos para recuperar los niveles de colesterol en la membrana neuronal, se restablecieron los mecanismos celulares afectados y estos animales recuperaron la capacidad de aprendizaje y memoria propia de ratas jóvenes. Nuestros estudios están orientados a la comprensión de las bases moleculares de los déficits cognitivos que acompañan al envejecimiento, lo que permitirá diseñar estrategias para identificar tratamientos, ya sea en escenarios de pérdida cognitiva fisiológica (envejecimiento) o patológica (Alzheimer). Entre nuestros objetivos se encuentra además el de determinar si los cambios observados durante el envejecimiento normal son responsables, bajo condiciones agravantes como estrés, sobrepeso, etc., de los déficits cognitivos profundos como los que caracterizan a la enfermedad de Alzheimer.

MICROBIOLOGÍA E INMUNOLOGÍA

Autor: CAROLINA TOUZ

Giardia lamblia es un parásito que habita el intestino delgado de humanos y otros vertebrados causando una enfermedad conocida como giardiasis. A nivel mundial, la giardiasis es la causa más común de enfermedad diarreica no asociada a virus o bacterias que lleva a la pérdida de peso y puede causar desnutrición, lo que puede dar lugar a retrasos en el crecimiento en los niños y también puede retardar la pubertad, afectar negativamente al desarrollo cognitivo y causar la muerte prematura. En el medio ambiente, G. lamblia está protegido por una carcasa exterior (pared del quiste) que le permite sobrevivir durante largos períodos de tiempo y hace que sea tolerante a la desinfección por hipoclorito. La infección se inicia con la ingesta de los quistes, los que se desenquistan en el intestino liberando los trofozoítos, la forma del parásito que prolifera en el intestino y es responsable de los síntomas de la enfermedad. Desde 2004, G. lamblia es parte de la «Iniciativa de Enfermedades Olvidadas» por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Panamericana de la Salud (OPS), resaltando la importancia de realizar estudios de biología molecular, bioquímica y celular para obtener información valiosa sobre la biología, la epidemiología y la interacción hospedador-parásito que permitan generar un enfoque integral de la giardiasis. Así, nuestro grupo de trabajo se encuentra abocado al estudio de la biología de G. lamblia, principalmente de los mecanismos moleculares involucrados en el transporte de proteínas y en la generación de señales que regulan la supervivencia del parásito. Este esfuerzo ayudará a sentar las bases para el análisis de nuevas drogas e iluminará no sólo las diferencias, sino también las similitudes de los procesos biológicos celulares comunes a otros organismos parásitos.

MODELOS EXPERIMENTALES DE ENVEJECIMIENTO

Autor: PABLO HELGUERA

El aumento de la edad media de la población mundial presenta el desafío de un incremento acorde de las afecciones de la salud propios de la edad madura. Se hace necesario entender los procesos de envejecimiento para poder garantizar calidad de vida a este segmento creciente de las sociedades en todo el mundo. Una aproximación muy importante al desafío de mantenerse sano a lo largo del tiempo es la concientización sobre la importancia de consumir dietas balanceadas, con elementos antioxidantes (frutas, vino tinto, verduras), que por su naturaleza reducen el daño causado por alimentos hipercalóricos, los cuales, entre otras consecuencias aumentan lo que denominamos operativamente como “daño oxidativo”. Gran parte de los esfuerzos de la ciencia se focalizan en la reducción de este daño oxidativo, ya que su acumulación a lo largo del tiempo es considerada por la mayoría de la comunidad científica como responsable del envejecimiento de los organismos. Existen diversas enfermedades/condiciones que, debido a causas muy diferentes, tienen como consecuencia compartida un envejecimiento acelerado, entre ellas el Síndrome de Down y la Progeria. En nuestra línea experimental, queremos estudiar a nivel celular estas y otras formas de envejecimiento. Nos planteamos discernir qué elementos tienen en común estas enfermedades, si involucran daño oxidativo y, aprovechando esta información, diseñar terapias de prevención de las secuelas incipientes consecuencia del paso del tiempo.

Transporte microtubular y enfermedades neurodegenerativas

Autor: GUSTAVO PIGINO

El foco primario de la investigación en nuestro laboratorio se centra en los mecanismos celulares y moleculares involucrados en la disfunción y subsecuente degeneración axonal y sináptica, las cuales están íntimamente asociadas a numerosas patologías del sistema nervioso central conocidas como ¨neuropatías de degeneración reversas¨. Dentro de éstas, nos focalizamos en las enfermedades de Alzheimer, Parkinson, y Priónicas (Creutzfeldt-Jakob, Enfermedad de la Vaca Loca). Los tratamientos clínicos que se llevan a cabo en pacientes con dichas neuropatías no previenen ni retrasan la degeneración axonal ni la pérdida de conexiones sinápticas en las neuronas afectadas. Por consiguiente, existe una urgente necesidad en el campo de la neuromedicina de comprender los mecanismos patológicos y los componentes moleculares que subyacen a la pérdida temprana de conexiones neuronales, responsable en última instancia de la muerte neuronal y de las típicas manifestaciones clínicas en las neuropatías mencionadas. Nuestro interés científico incluye: vías de traducción de señales en neuronas, el citoesqueleto, proteínas motoras y el transporte axonal, tanto en condiciones normales como patológicas.

MICROBIOLOGÍA E INMUNOLOGÍA

Autor: ANDREA RÓPOLO

Giardia lamblia es un parásito que habita el intestino delgado de humanos y otros vertebrados causando una enfermedad conocida como giardiasis. A nivel mundial, la giardiasis es la causa más común de enfermedad diarreica no asociada a virus o bacterias que lleva a la pérdida de peso y puede causar desnutrición, lo que puede dar lugar a retrasos en el crecimiento en los niños y también puede retardar la pubertad, afectar negativamente al desarrollo cognitivo y causar la muerte prematura. En el medio ambiente, G. lamblia está protegido por una carcasa exterior (pared del quiste) que le permite sobrevivir durante largos períodos de tiempo y hace que sea tolerante a la desinfección por hipoclorito. La infección se inicia con la ingesta de los quistes, los que se desenquistan en el intestino liberando los trofozoítos, la forma del parásito que prolifera en el intestino y es responsable de los síntomas de la enfermedad. Desde 2004, G. lamblia es parte de la «Iniciativa de Enfermedades Olvidadas» por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Panamericana de la Salud (OPS), resaltando la importancia de realizar estudios de biología molecular, bioquímica y celular para obtener información valiosa sobre la biología, la epidemiología y la interacción hospedador-parásito que permitan generar un enfoque integral de la giardiasis. Así, nuestro grupo de trabajo se encuentra abocado al estudio de la biología de G. lamblia, principalmente de los mecanismos moleculares involucrados en el transporte de proteínas y en la generación de señales que regulan la supervivencia del parásito. Este esfuerzo ayudará a sentar las bases para el análisis de nuevas drogas e iluminará no sólo las diferencias, sino también las similitudes de los procesos biológicos celulares comunes a otros organismos parásitos.

MICROBIOLOGÍA E INMUNOLOGÍA

Autor: Constanza Feliziani

Giardia lamblia es un parásito que habita el intestino delgado de humanos y otros vertebrados causando una enfermedad conocida como giardiasis. A nivel mundial, la giardiasis es la causa más común de enfermedad diarreica no asociada a virus o bacterias que lleva a la pérdida de peso y puede causar desnutrición, lo que puede dar lugar a retrasos en el crecimiento en los niños y también puede retardar la pubertad, afectar negativamente al desarrollo cognitivo y causar la muerte prematura. En el medio ambiente, G. lamblia está protegido por una carcasa exterior (pared del quiste) que le permite sobrevivir durante largos períodos de tiempo y hace que sea tolerante a la desinfección por hipoclorito. La infección se inicia con la ingesta de los quistes, los que se desenquistan en el intestino liberando los trofozoítos, la forma del parásito que prolifera en el intestino y es responsable de los síntomas de la enfermedad. Desde 2004, G. lamblia es parte de la «Iniciativa de Enfermedades Olvidadas» por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización Panamericana de la Salud (OPS), resaltando la importancia de realizar estudios de biología molecular, bioquímica y celular para obtener información valiosa sobre la biología, la epidemiología y la interacción hospedador-parásito que permitan generar un enfoque integral de la giardiasis. Así, nuestro grupo de trabajo se encuentra abocado al estudio de la biología de G. lamblia, principalmente de los mecanismos moleculares involucrados en el transporte de proteínas y en la generación de señales que regulan la supervivencia del parásito. Este esfuerzo ayudará a sentar las bases para el análisis de nuevas drogas e iluminará no sólo las diferencias, sino también las similitudes de los procesos biológicos celulares comunes a otros organismos parásitos.

ROLES FUNCIONALES DE TRANSPORTADORES DE METALES DE TRANSICIÓN DE LA FAMILIA CATION DIFFUSION FACILITATOR (CDF) EN PROCESOS DE INFECCIÓN BACTERIANOS

Autor: DANIEL RAIMUNDA

Todas las formas de vida requieren de pequeñas concentraciones de metales de transición (MT), Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu+/2+ y Zn2+, para llevar a cabo procesos celulares tales como regulación de la transcripción génica, respiración oxidativa y protección contra estrés oxidativo/nitrosativo. Durante los procesos infecciosos el agente invasor, o huésped, obtiene estos micronutrientes del organismo hospedador. Como respuesta primaria contra la infección el hospedador regula las concentraciones de MT en el entorno del huésped (mucosa epitelial, fagosoma, etc.) a fin de aumentar o reducir la biodisponibilidad de los mismos. Estos cambios producen en el huésped aumento intracelular de MT y luego generación de radicales libres, con el daño consecuente del ADN genómico y de otras estructuras celulares. En bacterias los transportadores de la familia Cation diffusion facilitator exportan específicamente MT al exterior celular evitando así la toxicidad por aumento de la concentración intracelular. Una parte de nuestra investigación está enfocada en comprender los mecanismos de salida de MT a través de estas proteínas evaluando desde la especificidad (qué metal se transporta) en función de la estructura y composición del sitio de transporte, hasta su participación y rol durante procesos infecciosos utilizando como organismos modelos a bacterias patogénicas en humanos y simbióticas en plantas leguminosas Pseudomonas aeruginosa y Sinorhizobium meliloti, respectivamente. En organismos bacterianos varias metalo-proteínas son secretadas vía el sistema Sec; es decir, sin plegar y sin co-factor metálico (Cu+/2+, Zn2+, Fe2+/3+, Mn2+) el cual es adquirido en el periplasma. Si bien los sitios de unión en metalo-proteínas tienen afinidades similarmente altas para todos los MT sólo uno de ellos se encuentra presente en la holo-proteína funcional. Una segunda línea de investigación se basa en nuevas evidencias que demuestran que las metalo proteínas adquieren su co-factor o MT a través de reacciones específicas de intercambio de ligandos dirigidas por interacciones proteína-proteína. Dada la especificidad de transporte de los CDF nuestra hipótesis de trabajo plantea su participación en el ensamblado de co-factores de proteínas periplásmicas necesarias para establecer la infección, en la interfaz huésped hospedador.

BIOFÍSICA DE MEMBRANAS Y NANOTECNOLOGÍA

Autor: DOLORES C. CARRER

Nuestro laboratorio utiliza técnicas de la física para estudiar problemas de la biología y la medicina. Tenemos una línea de trabajo de ciencia básica, que estudia como se comunican las células del sistema inmune con las células enfermas que deben morir. Para reproducir esta situación en el laboratorio, modificamos un vidrio con pequeños parches que imitan la superficie del glóbulo blanco “asesino”, y dejamos que una célula se apoye sobre el vidrio y reciba la señal de muerte. Luego estudiamos lo que ocurre por diversas técnicas de microscopía. Foto celula y slb El esquema y las fotos muestran a una célula iniciando el proceso de muerte al entrar en contacto con una superficie modificada para imitar a un glóbulo blanco “asesino”. Nuestra línea de trabajo más aplicada se basa en el estudio de diversas mezclas de lípidos y detergentes para producir nanopartículas (liposomas) que puedan transportar drogas terapéuticas a través de la piel. Nos interesa en particular el tratamiento de una enfermedad endémica de la pobreza en América Latina, la leishmaniasis cutánea. Foto liposomas y piel Foto ratones Las fotos muestran, de izquierda a derecha: liposomas penetrando en piel humana; un caso clínico de leishmaniasis cutánea, un ratón antes y después del tratamiento con nuestra formulación.

ENFERMEDAD DE ALZHEIMER

Autor: ALFREDO LORENZO

Entre las diez principales patologías causales de muerte en adultos mayores, la enfermedad de Alzheimer (EA) sobresale por ser la principal causal de demencia y la única que no tiene aún métodos de diagnóstico precoz, ni tratamientos efectivos. Por ello, la EA es una de las principales preocupaciones para los sistemas de salud mundial. Los pacientes con EA sufren un deterioro progresivo de las funciones intelectuales, incluyendo la memoria y el razonamiento. En etapas avanzadas de la enfermedad, los pacientes son incapaces de reconocer a sus familiares y amigos o a las cosas que los rodean, quedando completamente incapacitados. El deterioro intelectual en la EA es consecuencia de la paulatina disfunción y muerte de neuronas en el cerebro debido a la acumulación patológica de una sustancia denominada Amiloide Beta (Abeta). Se sabe que los depósitos de Abeta dañan a las neuronas, impiden la comunicación entre ellas y deterioran los circuitos neurales responsables de los procesos cognitivos. Sin embargo, el mecanismo por el cual el Abeta produce ese deterioro es aún motivo de fuerte debate científico. En nuestro laboratorio estudiamos la relación patológica entre el Abeta y APP, una proteína que tiene variantes genéticas que causan formas heredables de EA. Recientemente, obtuvimos evidencias experimentales que indican que una nueva variante de APP podría tener un efecto protector sobre el efecto tóxico del Abeta. Estas observaciones podrían servir como punto de partida para desarrollar terapias efectivas que eviten el proceso de degeneración neuronal desencadenado por los depósitos de Abeta en la EA.

EFECTO DE LA INTERACCIÓN Aβ/APP SOBRE EL TRÁFICO INTRACELULAR DE APP Y BACE 1: IMPACTO SOBRE LA PRODUCCIÓN DE Aβ.

Autor: ELENA ANAHI BIGNANTE

La enfermedad de Alzheimer (EA) es un desorden neurodegenerativo que constituye la principal causa de demencia ligada al envejecimiento. Los síntomas clínicos que manifiestan los pacientes que padecen EA, tienen una evolución temporal que comienza con un deterioro intelectual leve, con pérdida de la memoria de corto plazo y progresa hacia un estado de demencia y disfunción motora. Este síndrome incapacita gravemente al paciente, el cual requiere de asistencia total y genera un importante problema sanitario y socioeconómico. El cerebro de un paciente con EA presenta dos lesiones características: placas seniles y ovillos neurofribrilares. Los ovillos neurofibrilares son agregados de la proteína tau anormalmente fosforilada que se encuentran en el interior de la neurona. Las placas seniles son lesiones extracelulares cuyo componente principal es una proteína llamada beta amiloide (Aβ). Actualmente se considera que el Aβ y sus formas agregadas serían los desencadenantes de la disfunción sináptica y muerte neuronal descriptas en los cerebros afectados por la enfermedad. Nuestro objetivo en el laboratorio es entender de qué manera los depósitos de Aβ resultan tóxicos a las neuronas. Particularmente, nos centramos en estudiar los procesos por los cuales la unión de Aβ a su proteína precursora (APP) conducen a la disfunción sináptica y muerte neuronal. Además, planteamos la hipótesis de que esta interacción Aβ/APP podría tener un rol en la producción de Aβ y por ende en la formación de las placas de Aβ. Dilucidar los mecanismos que subyacen a tales procesos tendría una gran relevancia en la comprensión de la progresión de la EA y permitiría plantear estrategias terapéuticas tendientes a prevenir y/o impedir el desarrollo de esta enfermedad.

Análisis de factores de vulnerabilidad para el desarrollo de trastornos por el uso y abuso de alcohol y trastornos psiquiátricos durante la adolescencia.

Autor: RICARDO PAUTASSI

Los adolescentes consumen habitualmente más alcohol que los adultos, y es en el momento en que comienzan a hacerlo de manera regular cuando tienen más posibilidades de escalar hacia un consumo problemático que aquellas personas que empiezan a beber en la adultez. A su vez, dentro del grupo de los adolescentes, hay algunos que son más propensos a iniciar trayectorias de consumo problemático. Mi investigación intentar arrojar luz a porqué se dan estos fenómenos. En nuestro trabajo hemos encontrado que los adolescentes parecen ser menos sensibles a varios de los efectos del alcohol (como por ejemplo sedativos, de inducción de malestar gástrico, etc.) que sirven en el adulto como barreras para frenar los episodios de consumo excesivo. Por el contrario, los jóvenes percibirían el consumo de alcohol como más placentero y el mismo facilitaría la interacción con sus compañeros, procesos ambos que retroalimentarían positivamente este consumo. A su vez, la probabilidad de consumo de alcohol en adolescentes estaría modulada por exposiciones aún más tempranas durante la vida pre-natal y la infancia. Este fenómeno de exposición repetida, que deriva en vulnerabilidad incrementada por el consumo de alcohol, ha sido denominada “generador de alcoholismo”, y subraya la importancia de la perspectiva evolutiva y de desarrollo para entender el consumo patológico de sustancias. La adicción es considerada ahora un trastorno del desarrollo, con origen temprano. Nuestras investigaciones tienen implicancias de política pública, sugiriendo que se acentúen las medidas que tienden a demorar el inicio del consumo de alcohol en los menores, y regular la venta de bebidas alcohólicas en esta población.

Impacto de la estructura familiar y la crianza sobre la reactividad frente al alcohol.

Autor: Sebastián Miranda

Resumen: Las primeras experiencias sociales con los progenitores y pares forjan un modelo para las relaciones posteriores, jugando un rol importante en el neurodesarrollo y comportamiento de los sujetos. En este sentido, la formación de lazos sociales es esencial para el bienestar individual y es un componente crítico de la salud mental. La intensidad y calidad de estas experiencias tempranas no solo afecta la conducta del sujeto en desarrollo, sino también se ha visto que pueden incidir en el uso y abuso de drogas. Por ejemplo, se conoce que la negligencia en el cuidado maternal durante la infancia ha sido asociada a un posterior incremento en los problemas relacionados al alcohol. Esto cobra relevancia considerando que los circuitos neuronales implicados en los efectos de las drogas son, al menos en parte, compartidos por los subyacentes a reforzadores naturales, entre ellos, el apego social. En nuestro grupo de investigación analizamos, mediante el uso de un modelo animal, cómo diferentes experiencias tempranas durante la infancia afectan el neurodesarrollo posterior y a su vez los efectos que esto genera en el uso de drogas como el alcohol.

Alteraciones en el sistema serotoninérgico durante periodos sensibles del desarrollo y su participación en el desarrollo de conductas problemáticas y déficits sociales

Autor: María Carolina Fabio

El objetivo principal de esta línea de investigación es estudiar las consecuencias comportamentales y neurobiológicas asociadas a la disrupción serotoninérgica durante periodos ventana del desarrollo, denominados periodos sensibles. La serotonina (5-HT) es una monoamina involucrada en la regulación del ánimo, la ansiedad, patrones de alimentación y respuesta sexual, entre otros. Buscamos identificar periodos ventana acotados en el desarrollo donde la disrupción serotoninérgica genera consecuencias comportamentales a largo plazo, puntualmente déficits sociales, comportamientos de tipo ansioso y, probablemente como consecuencia de esta ansiedad, consumo exacerbado de alcohol. Asimismo, identificaremos correlatos neurobiológicos asociados a estos cambios comportamentales, como ser, cambios en la expresión de genes involucrados en la síntesis y recaptación de 5-HT. Por lo tanto, analizamos cómo las alteraciones serotoninérgicas durante el desarrollo del sistema nervioso central, colaboran en el desarrollo posterior de alteraciones tanto neurobiológicas como comportamentales involucradas en la etiología de trastornos del desarrollo, trastornos de tipo ansioso y consumo problemático de alcohol. Para ello, realizamos evaluaciones comportamentales a lo largo de la ontogenia, con el objetivo, además, de identificar los circuitos cerebrales involucrados en el desarrollo de estos trastornos.

Consecuencias y los mecanismos involucrados en el patrón de respuesta hacia el alcohol

Autor: Juan Carlos Molina

La línea de investigación que viene desarrollando durante todos estos años se basa en el estudio de cómo experiencias tempranas con el alcohol -ya sea durante etapas prenatales o la infancia- repercuten en la respuesta posterior a la droga, en etapas ulteriores del desarrollo. Se indaga sobre el valor afectivo de estas memorias tempranas y el efecto que ejercen sobre el patrón de eeconocimiento, aceptación y posterior consumo de la droga. En particular, el laboratorio estudia las consecuencias y los mecanismos involucrados en el patrón de respuesta hacia el alcohol, en función experiencias tempranas con el psicotrópico. Se indaga sobre el valor afectivo de estas memorias etílicas tempranas y el efecto que ejercen sobre el patrón de reconocimiento, aceptación y posterior consumo de la droga. 1- Exposición etílica durante la gestación tardía y la lactancia: Efectos sobre la respuesta posterior hacia la droga. 2- Factores de vulnerabilidad asociados a la ingesta de alcohol en la adolescencia.

HOMEOSTASIS HIDROSALINA E HIPERTENSIÓN

Autor: LAURA VIVAS

El objetivo de nuestros estudios se centra en identificar los mecanismos, sistemas de neuromodulación y circuitos cerebrales que controlan la respuesta neuroendócrina y conductual tendiente a mantener cooperativamente el balance del fluido corporal. Importancia: Conocer los mecanismos, circuitos y sistemas neuroquímicos que subyacen al funcionamiento normal o patológico del sistema homeostático de control cardiovascular e hidroelectrolítico contribuirá al tratamiento de trastornos hipertensivos, hipotensivos, de déficit renal, etc., así como al desarrollo de agentes terapéuticos adecuados.

EPIGENÉTICA Y DIFERENCIACIÓN CELULAR

Autor: MELINA MUSRI

En nuestro laboratorio estamos interesados en estudiar los mecanismos celulares y moleculares que regulan y mantienen la diferenciación de las células que componen el sistema cardiovascular, especialmente de las células musculares lisas (CML) que componen las arterias. Estas células, son las principales encargadas de regular el tono vascular y con ello, el pasaje de oxígeno hacia todos los tejidos. Las células musculares lisas poseen una característica distintiva diferente a los otros tipos de células especializadas del organismo ya que son capaces de modificar su estado fenotípico de acuerdo a los estímulos recibidos. Estos cambios fisiológicos se encuentran finamente regulados por diversos mecanismos de control. Cuando existen estímulos de daño a nivel vascular de manera sostenida, como humo de tabaco, altos niveles de colesterol y otros factores, la alteración de dichos mecanismos promueve el engrosamiento de las arterias. Este cambio estructural promueve una serie de cambios celulares y tisulares dando lugar a enfermedades vasculares y cardiovasculares. Nuestro principal objetivo es entender cuáles son los factores que se encuentran alterados durante el desarrollo de enfermedades vasculares con el objetivo de encontrar nuevas dianas terapéuticas. Para ello utilizamos tanto modelos animales que desarrollan enfermedad vascular como animales alimentados con una dieta rica en grasa, con exposición al humo de tabaco o en bajo contenido en oxígeno (hipoxia), así como células primarias aisladas de humano, rata y ratón.

CARACTERIZACIÓN INTEGRAL DEL BIENESTAR, APARTIR DEL ESTUDIO DEL SISTEMA DE LAS RECOMPENSAS

Autor: Víctor Ramírez Amaya

La mejor manera de prevenir y tratar las enfermedades crónicas es mediante la implementación y preservación de un estilo de vida que mantenga a nuestro cuerpo en óptimas condiciones. Y para entender lo que son estas condiciones óptimas hemos adoptado el concepto de bienestar, que desde el punto de vista neurocientífico considera que el bienestar integra una serie de habilidades que se pueden entrenar, entre las que están la resiliencia, la atención plena, el talante positivo y la conducta pro-social. En todas estas habilidades interviene el sistema de las recompensas, el cual está constituido por una circuitería que incluye a los ganglios basales, el núcleo acumbens, el area ventral tegmental, la amígdala, el hipocampo, la corteza cingulada y la corteza frontal entre otras y participa en la regulación del consumo y gasto energético, la atención, el aprendizaje y la memoria, la conducta sexual y la conducta social, entre otras funciones. Para aprender a guiar al individuo a su óptimo estado de bienestar, debemos aprender a caracterizar las variables que intervienen a varios niveles de análisis, como el cognitivo-conductual, el neuroanatómico y neurofisiológicas, el del complejo sistema de señales biológicas cuyo status difiere en parte a la herencia y en otra a la adaptación epigenética producto del ambiente al nos adaptamos, particularmente ante el conjunto de alimentos que el individuo ingiere habitualmente. La línea busca estudiar el bienestar en un modelo animal y trasladar dicho conocimiento a estudios en humanos. El interés es caracterizar variables cognitivo-conductuales que nos permitan medir habilidades como la resiliencia y compararlas con las características neuroanatómicas y neurfisiológicas del sistema de las recompensas

Estudio de fenómenos emergentes en sistemas biomiméticos y células

Autor: Luis A. Bagatolli

El objetivo general de este proyecto consiste en revisar aspectos básicos del modelo celular dominante, incorporando importantes características inherentes a la naturaleza fisicoquímica del ambiente intracelular. Por ejemplo, condiciones tales como el hacinamiento molecular (la situación en la que los solutos, por su naturaleza y concentración, alteran propiedades intensivas del ambiente acuoso), el confinamiento espacial de especies moleculares y la disponibilidad limitada de agua libre podrían tener una participación importante no solo sobre aspectos estructurales, sino también sobre los diferentes procesos dinámicos que ocurren fuera del equilibrio en sistemas celulares. El impacto de estas características sobre el funcionamiento de estos sistemas vivos ha sido discutido en varias ocasiones, aunque paradójicamente, estas no han sido aún incorporadas al modelo dominante que describe la célula. El objetivo específico de este proyecto intenta estudiar, tanto en células como en sistemas biomiméticos, la posible participación de estos factores modulando el acoplamiento entre las propiedades físicas del citoplasma celular (p. ej. visco-elasticidad) y procesos bioquímicos relacionados con el metabolismo central y, en particular, del ATP.

Establecimiento de diferencias sexuales en el cerebro durante el desarrollo

Autor: MARÍA JULIA CAMBIASSO

El cerebro de hombres y mujeres es diferente; muchos ejemplos de nuestra realidad cotidiana nos lo demuestran: en promedio los hombres poseen mayor habilidad para ubicarse en el espacio, mientras que las mujeres poseen mayor fluidez verbal. Estas diferencias se extienden al ámbito de la clínica, encontrándose diferencias sexuales en cuadros como epilepsia, enfermedad de Parkinson, disquinesia tardía, depresión, adicción a drogas, agresividad o sensibilidad al dolor. En nuestro laboratorio estudiamos cómo se establecen las diferencias sexuales en el cerebro durante el desarrollo, analizando la participación relativa de las hormonas esteroideas y los genes de los cromosomas XX/XY. Conocer el origen y los mecanismos determinantes de estas diferencias tiene importantes implicancias para la comprensión de muchas funciones del cerebro, así como también será de central importancia en el desarrollo de terapias efectivas para el tratamiento de diversas enfermedades neurológicas y psiquiátricas.

MECANISMOS Y CIRCUITOS NEURALES INVOLUCRADOS EN EL CONTROL DE LA HOMEOSTASIS HIDROSALINA Y HEMODINAMICA

Autor: ANDREA GODINO

En nuestro laboratorio se están llevando a cabo dos proyectos. En uno de ellos estudiamos la participación de las proteínas MAPK en la señalización temporal de angiotensina II en el desarrollo del apetito por el sodio, mientras que en el otro investigamos la participación del sistema serotoninérgico central en la latencia existente entre la depleción de sodio corporal y la aparición del apetito por el sodio. Ambos proyectos se orientan específicamente a solucionar problemas en el ámbito de las ciencias básicas. No obstante, el aporte al conocimiento básico del tema contribuirá a la solución de problemas en el campo de la medicina clínica, como son el tratamiento y la prevención de trastornos del balance hidro-electrolítico y de la presión sanguínea arterial. Numerosas investigaciones en distintas especies animales, como así también en el hombre, han demostrado que tanto la deficiencia de sodio como su exceso tienen efectos adversos sobre la salud. Con lo cual, estudiar el circuito de control central y los posibles sistemas neuroquímicos y mecanismos intracelulares involucrados en el mantenimiento del balance hidrosalino en individuos normales, adquiere relevancia no solo aportando al conocimiento general, sino también a la hora de buscar posibles alteraciones o tratamientos en patologías relacionadas.

ROL DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES EN EL DIMORFISMO SEXUAL CARDIOVASCULAR

Autor: XIMENA CAEIRO

Un importante número de estudios señalan diferencias entre machos y hembras en la regulación de la presión arterial y en la progresión de las enfermedades cardiovasculares. Si bien en muchos casos las diferencias entre los sexos pueden ser explicadas por los efectos directos de las hormonas sexuales, no todas ellas pueden ser circunscriptas a su acción. Machos y hembras no sólo difieren respecto a la presencia de testículos y ovarios (factor hormonal), sino que además sus células son portadoras de diferentes complementos cromosómicos, XY y XX respectivamente (factor genético). Nuestro objetivo es analizar el efecto modulador de los cromosomas sexuales y de las hormonas gonadales en las respuestas hipertensivas diferenciales que presentan ambos sexos. A lo largo de la historia, la mayor parte de los estudios clínicos y experimentales han sido llevados a cabo en machos, basándose en el concepto que ambos sexos son similares entre sí y difieren sólo en la magnitud de la respuesta. Machos y hembras no necesariamente utilizan los mismos mecanismos para regular la presión arterial, y a sabiendas de que existen estas desigualdades, el esclarecimiento de las diferencias así como de las similitudes dentro y entre los sexos permitirá en un futuro el desarrollo de nuevos enfoques para la prevención, el diseño de adecuados instrumentos de diagnóstico y la consiguiente aplicación de tratamientos según el sexo.

PSICOESTIMULANTES Y CEREBRO

Autor: GABRIELA PAGLINI

A lo largo de la vida de un individuo el cerebro va cambiando de manera constante para adaptarse a las diversas situaciones. Las neuronas que lo componen y sus conexiones se pueden modificar por diferentes razones, por el desarrollo mismo, por una lesión, por la acción de drogas, como así también por un aprendizaje. A esta capacidad del cerebro para cambiar se la conoce como PLASTICIDAD. En nuestro laboratorio nos interesa comprender fenómenos de plasticidad neuronal y las respuestas neuroadaptativas que ocurren durante el desarrollo de diferentes funciones cognitivas del individuo, y cómo este desarrollo se ve afectado por la exposición a drogas de abuso, a estés crónico y en situaciones patológicas como lo es el Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad.

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