Motilidad Orientada de Células Neurales: La comunicación celular a distancia. Oriented neural cell motility: Cell comunication at a distance.

La motilidad celular orientada (o mecanismo quimiotáctico de orientación), es una respuesta celular a señales moleculares de su micro-ambiente necesaria para modular la distribución celular en sitios específicos y con elevada precisión. Nuestra hipótesis establece que la migración orientada de células neurales es regulada por gradientes de concentración de moléculas solubles liberadas por sus regiones "blanco". Este proyecto es continuación del estudio de la quimiotaxis de células de cresta neural (CCN) y de neuronas ventriculares (NV) inducida respectivamente por factores difusibles de la región del futuro ganglio ciliar y del bulbo olfatorio.En el sistema de CCN, hemos caracterizado como moléculas quimiotácticas a la quimioquina Stromal Cell-Derived Factor-1, y los factores tróficos Stem Cell Factor y Neurotrophic Factor-3, habiendo determinado la expresión de sus respectivos receptores CXCR4, TrkC y p75 en la población de CCN mesencefálicas de ambrión de pollo. Actualmente, estamos desarrollando experimentos con el Ciliary Neurotrophic Factor y factores de la familia Bone Morphogenetic Proteins. Además de la estrategia experimental in vitro, hemos determinado en el embrión entero la expresión de las moléculas quimioatractantes mediante hibridación in situ del ARNm y la presencia de las respectivas proteínas mediante inmunocitoquímica. En el sistema de NV, estamos analizando la motilidad celular en relación con moléculas liberadas por el bulbo olfatorio. En los dos sistemas biológicos, estamos analizando elementos de la transducción de señales y cambios en el citoesqueleto, en ambos casos asociados con la respuesta temprana en la orientación quimiotáctica de la célula. Asimismo, en ambos sistemas biológicos, evaluamos los efectos del etanol sobre la migración y distribución celular, en condiciones equivalentes a las que inducen el Sindrome Fetal Alcohólico en mamíferos.En base a resultados ya obtenidos en experimentos in vitro, en la presente etapa intentaremos su caracterización in vivo mediante el bloqueo funcional de las moléculas quimiotácticas (y/o sus receptores) sobre embriones enteros, mediante silenciamiento con ARNsi (o morfolinos específicos) mediante electroporación, y posterior determinación de la distribución celular mediante marcadores específicos anti-CCN (o lipofílicos de tipo DiI).Los resultados permitirán mejorar el conocimiento del mecanismo de la migración celular orientada y aportar al diseño de recursos diagnósticos, terapéuticos o de control de anomalías embrionarias o patologías tumorales por mala distribución celular como las Neurocristopatías, o inducidas por tóxicos exógenos como el Sindrome Fetal Alcohólico.

ARN helicasas en dos procesos de desarrollo: variación antigénica y enquistamiento de giardia lamblia.

Además de su importancia médica y veterinaria al ser una de las mayores causas de enfermedad intestinal con origen en el consumo de agua, Giardia es un excelente modelo para estudiar la evolución de importantes procesos celulares, ya que es una de las células eucariotas más primitivas que se conocen. Giardia utiliza dos mecanismos de adaptación a los cambios ambientales que confronta durante su ciclo de vida, ya sea para sobrevivir dentro del intestino del huésped como es la variación de sus antígenos de superficie, o fuera del mismo como es la diferenciación a quiste o enquistamiento. El Objetivo General de nuestro proyecto de investigación es el de comprender los mecanismos de adaptación y diferenciación celular en Giardia lamblia y utilizar esos conocimientos para el desarrollo de metodologías que permitan evitar la enfermedad y/o la transmisión del parásito así como también para definir nuevas técnicas diagnósticas. Las ARN Helicasas están presentes en muchas Archaea, casi todas las Eubacterias y todos los organismos eucariotas, y son necesarias o están involucradas en muchos procesos diferentes del metabolismo del ARN. En células eucariotas se las ha asociado desde la transcripción hasta la degradación del ARN, incluyendo pre-ARNm splicing, exportación del ARNm, biogénesis del ribosoma, iniciación de la traducción y expresión génica en organelas. Resultados previos indican que el mecanismo por el cual Giardia regula la expresión de sus proteínas variables de superficie es a nivel post-transcripcional, utilizando un mecanismo similar a ARN de interferencia. La presencia de los complejos de doble hebra de ARN promueve la acción de ARN Helicasas y ARNasas III que cortan el dsRNA en fragmentos cortos de 21-23 nt. Sin dudas ésta es la primera evidencia de un mecanismo de este tipo que participa fisiológicamente en la regulación génica diferencial. Por otro lado, se ha descripto la interacción de helicasas con deacetilasas de histonas (HDAC), las cuales según estudios realizados en nuestro laboratorio estarían involucradas en la regulación epigenética de la variación antigénica y el enquistamiento. Se busca por lo tanto comprender la participación de ARN Helicasas en ambos procesos de adaptación del parásito, evaluando el grado e importancia de las mismas. En particular se focalizará en la localización subcelular, la interacción con otros componentes de la maquinaria regulatoria y determinación de los dominios involucrados, como también la relación entre sus niveles de expresión y los diferentes fenotipos asociados a estos procesos de adaptación del parásito.

Mecanismos de diferenciación celular en giardia lamblia.

La propuesta de investigación para el próximo período está dirigida a conocer en profundidad varios aspectos del proceso de enquistamiento de Giardia. Por otro lado, continuaremos con la dilucidación de los mecanismos involucrados en la regulación de la variación antigénica en Giardia y el desarrollo de una vacuna contra este importante patógeno intestinal. Se continuará con la profundización de los estudios inmunológicos que generan protección y se desarrollará un nuevo proyecto para la utilización de los antígenos de superficie de Giardia para la generación de una plataforma para la producción de vacunas orales contra otros agentes infecciosos.

Infección de macrófagos con virus encefalitis saint louis: efecto sobre el fenotipo celular y la apoptosis (Programa: enfermedades transmisibles y emergentes).

El Virus Encefalitis Saint Louis (VESL)es un virus neurotrópico que puede provocar en humanos encefalitis, meningitis y cefalea febril. Estudios epidemiológicos demostraron la circulación del virus en Argentina, reportándose el primer brote de encefalitis en Sud-América en Córdoba en el 2005. Los macrófagos tienen un rol muy importante en la patogénesis de las infecciones virales. Estas células son permisivas para la replicación y reservorio viral. Reconocen a los virus mediante receptores de reconocimiento de patrones, incluidos los receptores Toll-like, lo que genera la producción de moléculas antivirales y citoquinas pro-inflamatorias. Los macrófagos expresan diferentes fenotipos según el microambiente tisular y el estímulo externo. Se reconocen los macrófagos activados clásicamente (M1) que liberan citoquinas pro-inflamatorias y los macrófagos activados alternativamente (M2) que producen IL-10 y factor transformante del crecimiento. Como parte de la respuesta del macrófago a la infección viral, prolifera, se diferencia y muere. La apoptosis es un mecanismo de muerte que limita la actividad del macrófago activado. La interacción virus-macrófago ha sido analizada con numerosos tipos de virus. Sin embargo, existe escasa información sobre el impacto de VESL sobre la respuesta inmune innata. La emergencia de esta virosis en nuestro medio amerita abordar distintos aspectos de la respuesta inmune en esta infección. Este proyecto tiene como objetivo estudiar la interacción VESL-macrófago para esclarecer el rol del fenotipo celular y su relación con la depuración viral. Además, analizar la naturaleza y el tenor de los inmunomoduladores liberados y el papel de la apoptosis de los macrófagos en esta infección.

FISIOLOGÍA REPRODUCTIVA DE Chinchilla lanigera: CARACTERIZACIÓN DEL CICLO SEXUAL DE LA HEMBRA Y REGULACIÓN EXÓGENA DEL EJE HIPOTÁLAMO-HIPÓFISO-GONADAL.”

La chinchilla es un roedor autóctono de Sudamérica que ha sido domesticado y seleccionado genéticamente debido a la fineza y valor de su piel, la más cotizada en el mercado peletero mundial. La situación coyuntural tanto a nivel mundial como nacional ha dispuesto circunstancias muy favorables para la expansión de esta actividad especialmente en nuestro país, en función de un costo de producción bajo en pesos, con una demanda mundial creciente y con firmes precios en dólares o euros. En base a estas condiciones y a la alta calidad de las pieles producidas en nuestro país, Argentina se proyecta como uno de los mayores productores mundiales de pieles de chinchillas. Sin embargo, no se ha desarrollado aún una zootecnia acorde con las necesidades locales de producción. Lo que es más, la aplicación de técnicas que permitan maximizar y optimizar la productividad de los establecimientos de cría (como las técnicas de reproducción asistida) aún no ha sido concretada debido a la falta a nivel mundial de información en lo que respecta a las bases de la fisiología de la reproducción de esta especie. Un área de vacancia fundamental es la referente a la fisiología del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal de la hembra. Con esto en mente, el objetivo general del presente proyecto es estudiar en Chinchilla lanigera doméstica los procesos fisiológicos que regulan el ciclo sexual natural de la hembra y evaluar la eficacia de diferentes sustancias activadoras del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal para el control exógeno del mismo. La identificación de factores relevantes de la fisiología reproductiva en la chinchilla doméstica, es de vital importancia para establecer las bases para la aplicación de técnicas de reproducción asistida y herramientas de manejo que permitan incrementar la eficacia reproductiva y acelerar el mejoramiento genético del plantel animal. Paralelamente, el desarrollo de estas técnicas en la chinchilla doméstica como modelo experimental permitirá la transferencia de conocimientos para el desarrollo de programas de cría ex situ de la especie silvestre y la conservación del recurso natural, actualmente en peligro de extinción (CITES I). Así, el presente proyecto tendría un doble impacto y se generarán conocimientos no disponibles al presente para la comunidad científica ni para los criadores de chinchilla. Este estudio por lo tanto, está relacionado con áreas de investigación de gran interés en la actualidad como la conservación de la biodiversidad, la ecología reproductiva, la biotecnología y el mejoramiento de programas de cría de especies no tradicionales de interés económico. Constituye además un proyecto cuyos resultados podrán ser rápidamente transferibles.

Infección de macrófagos con el Virus Encefalitis Saint Louis: efecto sobre el fenotipo celular y la apoptosis.

El virus Encefalitis Saint Louis (VESL) (género Flavivirus) experimenta una re-emergencia en la región central del país, con la ocurrencia de un brote en Córdoba y el aislamiento de cepas de distintos genotipos. Está demostrado que los Flavivirus neurotrópicos, como VESL, replican en macrófagos y células dendríticas, tanto en el tejido local como en nódulos linfáticos satélites, para luego llegar a torrente sanguíneo y ser transportados a sistema nervioso central. Es así que el nivel de viremia inicial es regulado por la depuración del virus que realizan los macrófagos. Estas células reconocen a los virus por medio de receptores de reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos, que incluyen a los receptores Toll-like (TLR). La relación entre los TLR y los virus, se fundamenta en tres aspectos: 1) los TLR al ser estimulados por moléculas derivadas de virus activan vías de señalización que inducen la producción de citoquinas pro-inflamatorias, como TNF- , IL-1, 6, 8 y 18, INF-  y , que median la respuesta inmune antiviral; 2) las señales que dependen de los TLR median efectos inmunopatogénicos, como la apoptosis y la patogénesis del virus; 3) algunas estrategias terapéuticas o profilácticas antivirales se basan en la estimulación de los TLR mediante los respectivos agonistas. Como parte de la respuesta del macrófago a la infección viral, hay proliferación, diferenciación y muerte celular. A la hora de morir, estas células pueden seguir el camino que lleva a la necrosis o el de la apoptosis. Durante la activación de la respuesta inmune frente a antígenos extraños, la apoptosis es requerida para eliminar las células efectoras, una vez que han ejecutado su función y así evitar el desarrollo de procesos deletéreos para el huésped. Estudios realizados con distintos Flavivirus documentan el incremento de apoptosis de macrófagos durante la progresión de la infección y también su relación con la severidad de la patología. De acuerdo a los antecedentes expuestos, se formulan las siguientes hipótesis de estudio: 1-El fenotipo de activación del macrófago infectado con VESL está relacionado con el genotipo viral. 2-La clase de inmunomoduladores liberados y el grado de apoptosis de los macrófagos infectados con el VESL dependen del receptor de reconocimiento utilizado por el virus.El objetivo principal es caracterizar la respuesta inmune inducida en macrófagos infectados in vitro con diferentes genotipos de VESL. Para ello se plantean los siguientes objetivos específicos: 1-Determinar la capacidad de replicación de VESL en macrófagos.2-Evaluar la expresión de molécula de superficie, receptores y la producción de inmunomoduladores en macrófagos infectados con VESL.3-Analizar el impacto de la infección con VESL sobre la apoptosis de macrófagos.4-Correlacionar la expresión de antígenos de superficie, receptores, producción de inmunomoduladores, apoptosis y carga viral con el genotipo viral que infecta al macrófago.Se utilizará una línea línea celular mieloide U937 y cepas del VESL genotipo III, V y VII. Se estudiará la infección de las mismas y determinará la expresión de: CD14, CD16, CD54/ICAM-1, HLA-DR, Fas, R-TNF, CD86, IL4R, TLR2, TLR3, TLR4 y TLR7 por Citometría de Flujo. En el sobrenadante de los cultivos infectados se cuantificarán las concentraciones de IFN-, IFN-, TNF-, IL-1, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-18 y TGF- por técnica de ELISA.Se determinará la apoptosis en los macrófagos infectados mediante marcación con Anexina V-Ficoeritrina y análisis de fragmentación del ADN.La emergencia de esta virosis en nuestro medio amerita abordar distintos aspectos de la respuesta inmune en esta infección. El conocimiento de las características de la activación del macrófago cuando se infecta con VESL, los inmunomoduladores liberados y el impacto de la infección sobre la apoptosis de ésta célula, aportaría posibles blancos para el diseño futuro de estrategias terapéuticas o profilácticas contra esta infección.

Aspectos bioquímicos y celulares de la reproducción de los vectores de la enfermedad de Chagas: regulación e importancia fisiológica. Biochemical and cellular aspects of the reproduction of Chagas’ disease vectors: regulation and physiologycal impact

En la hipótesis de trabajo del presente proyecto se considera la importancia del metabolismo de lípidos y proteínas en los insectos hematófagos, en particular en los vectores de la enfermedad de Chagas, para afrontar exitosamente la demanda energética de la reproducción. Las hembras de estas especies pueden ingerir una comida de sangre abundante en lípidos y proteínas, los que son modificados en el intestino para su utilización y posterior almacenamiento en estructuras organizadas en el tejido ovárico, sustentando así el rápido crecimiento de los ovocitos. Estos aspectos resultan críticos para el ciclo de vida del insecto y para el mantenimiento de la cadena epidemiológica de la enfermedad. En estas especies, recientemente hemos caracterizado a nivel bioquímico y celular la interacción entre lipoproteínas y tejidos [Fruttero y col., Insect Biochem. Mol. Biol. 39: 322-331 (2009); Fruttero y col. Biocel 33 (3): 260 (2009)] y las fases del ciclo reproductivo [Aguirre y col., J. Insect Physiol. 54: 393-402 (2008)]. No obstante, los factores que participan en su regulación son aún escasamente conocidos. En este contexto, el estudio propone emplear dos especies de triatominos con el objeto de: (1) caracterizar los factores involucrados en la formación y regulación de reservas nutricionales en los ovocitos; (2) analizar los eventos que participan en la regresión del tejido ovárico: atresia folicular y mecanismos de muerte celular. (3) evaluar el impacto de productos naturales (ureasas vegetales y péptidos derivados) en el desarrollo del tejido ovárico. Para la ejecución de los objetivos se llevarán a cabo ensayos in vivo e in vitro con trazadores fluorescentes, fraccionamiento subcelular, estudios de expresión de proteínas (mRNA y proteína), estudios histo-morfológicos, ultraestructurales e inmunocitoquímicos, microscopía láser confocalizada, ensayos de actividad enzimática, ELISA, western-blot, electroforesis bidimensional, espectrometria de masas en tándem, etc. También se evaluarán los mecanismos de muerte celular (apoptosis/autofagia) mediante microscopía electrónica, detección de apoptosis in situ (TUNEL), inmunofluorescencia, etc. Los resultados obtenidos permitirán un mejor conocimiento sobre la fisiología y bioquímica de estos vectores, los que resultan indispensables en el diseño de nuevas estrategias para su control. Debido a la carencia de un tratamiento específico para la enfermedad y a la falta de métodos preventivos (vacuna), el control del vector es una de las vías más importantes para reducir la incidencia de la enfermedad. Actualmente, la situación socio-económica que sufren amplios núcleos de nuestra población propicia condiciones de vida que facilitan la reproducción de los vectores y la transmisión vectorial del parásito. El estudio permitirá además explorar aspectos bioquímicos y celulares básicos, generando conocimientos que podrían ser extensivos a otros insectos de importancia económica en la ganadería y/o agricultura. The aim of this project is to analyze the biochemical and cellular events involved in the lipid and protein metabolism in Chagas' disease vectors, and to evaluate their impact on the physiology of reproduction, particularly in the formation of nutritional resources in developing oocytes. At present, little is known about these critical aspects for the life cycle of the insect and for the epidemiology of the disease. The experimental approaches, which will be carried out using two species of triatomines, were designed: (1) to characterize factors involved in the formation and regulation of nutritional resources in developing oocytes; (2) to analyze the biochemical and cellular events that play a role during the regression of ovarian tissue, including the processes of oocyte resorption and programmed cell death. (3) to evaluate the impact of natural products (ureases from jackbean and related peptides) in the development of ovarian tissue. Methods and techniques involved in the project are: in vivo and in vitro assays with fluorescent tracers, ELISA, chemical assays, enzyme activities, western-blot; protein expression (mRNA), histological techniques, immunohistochemical and ultrastructural studies. Cell death will be analyzed by detection of apoptosis in situ (TUNEL), immunofluorescence (for autophagy), among others. The results obtained from the study will offer the opportunity to explore important aspects in the biology and physiology of Chagas' disease vectors that could be of potential utility in designing alternative strategies for the control of the insect.

Expresión de las proteínas relacionadas con la proliferación celular y la apoptosis en lesiones blancas de la mucosa oral, como precursoras de la cancerización en el epitelio escamoso oral.

El cáncer de la mucosa oral es una patología muy frecuente que llega en muchos casos a conformar entre el 8 y el 10% de los tumores malignos del hombre. La baja concientización de la población general sobre el tema es un factor importante que hace que estas lesiones sean detectadas en forma tardía y cuando ya se trata de lesiones avanzadas de muy mal pronóstico. Si bien ha habido grandes avances en el diagnóstico y tratamiento de lesiones blancas de la mucosa oral como el liquen plano oral, estas lesiones siguen siendo entidades con muchos interrogantes para todos los expertos en medicina oral, sobre todo en lo referente a su proceso de aparición y a su tratamiento. Es importante la diferenciación correcta de estas lesiones, ya que el carcinoma epidermoide bucal puede aparecer también como una lesión blanca. No hay suficiente conocimiento de lo que ocurre en otras lesiones blancas de la mucosa oral no liquen plano. Para evaluar el verdadero potencial de transformación maligna de leucoplasias, liquen plano oral, reacciones liquenoides y lesiones escamosas intraepiteliales (incluídas las inducidas por acción viral) se evaluará la expresión de las proteínas relacionadas con la proliferación celular y la apoptosis en estas lesiones. Se evaluará con técnicas inmunohistoquímicas la relación de bcl-2 como marcador apoptótico en leucoplasias, liquen plano oral, lesiones escamosas intraepiteliales y carcinomas epidermoides orales, así como también en estas mismas lesiones la expresión proteica de MIB-1 (ki67), ciclina D1, p16 y p53 para valorar si las alteraciones en la expresión proteica de estos marcadores, suceden de forma secuencial a través de las distintas etapas en la cancerización del campo de cavidad oral, ya que no existe consenso en los resultados y las conclusiones obtenidas en los diferentes estudios efectuados sobre la influencia exclusiva de los marcadores apoptóticos en el desarrollo de las lesiones de algunas de las lesiones como el LPO.