Participación del tráfico y la distribución de proteínas en la polaridad y el desarrollo de procesos neuronales. Protein sorting and trafficking participation in neuronal processes polarity and development.

El estudio del tráfico intracelular en neuronas ha despertado gran interés en los últimos años, debido a que un gran número de enfermedades neurodegenerativas y neuropsiquiátricas parecen tener origen en en el transporte defectuoso de proteínas en estos tipos celulares. Mediante el uso de técnicas de biología celular y molecular, fuimos capaces de describir una de las vías que regula la fisión de las vesículas que llevan su cargo desde la última cisterna del Aparato de Golgi hacia la superficie celular en células epiteliales no polarizadas. Uno de los componentes clave de esa vía resultó ser la Proteina Kinasa D1 (PKD1), cuya actividad en el Aparato de Golgi es esencial para un normal transporte intracelular. Sorprendentemente, observamos que la PKD1 en neuronas con polaridad establecida no regula la fisión en el Golgi, pero si estaría involucrada en la selectividad y distribución (sorting) de vesículas cuyo cargo debe ser específicamente dirigido a las membranas dendríticas. El bloqueo de la actividad de la PKD1 no solamente cambia el destino final de estos cargos, que son enviados de esta forma a la membrana terminal del axón, sino que también es capaz de inducir defectos en el desarrollo y crecimiento de los procesos dendríticos a largo plazo. En este proyecto estudiaremos de que manera influye la perturbación del sorting, en ausencia de PKD1 activa y de otros componentes que la regulan, en la distribución de receptores de factores neurotróficos y de neurotransmisores glutamatérgicos, y cómo estos cambios en su distribución afectan el número, tamaño, y funcionalidad de los procesos neuronales (axones y dendritas). Estos resultados contribuirán a adquirir mayores conocimientos de los mecanismos dependientes del transporte y sorting de proteínas de membrana que participan en la regulación del crecimiento neuronal, los cuales a su vez aportarán información valiosa en la comprensión de un gran número de enfermedades neurológicas. The study of intracellular trafficking in neurons has arisen a great deal of interest in the last years, since a great number of neurodegenerative and neuropsychiatric disorders seem to be originated in abnormal protein transport in these type of cells. Using cell and molecular biology methodologies, we have been capable of describe one of the pathways that regulate the fission of vesicles that carry their cargo from the last Golgi Apparatus cisternae to the cell surface in non-polarized epithelial cells. One of the key components in this pathway is the Protein Kinase D1 (PKD1), whose activity in the Golgi Apparatus is essential for a normal intracelular transport. Surprisingly, we have observed that PKD1 does not regulate fission in neurons with established polarity, but it would be involved in vesicles' sorting at Golgi, particularly of those that carry specific dendritic cargo. Blocking PKD1 activity changes the final destination of these cargoes, which is now sent to the axons' terminal membranes, and also produces late dendritic development and growing defects. In this project we will study how sorting perturbation in absence of PKD1 and its regulators activities influences selectivity and distribution of neurotrophic and neurotransmitter receptors, and how these sorting changes affect number, size and functionality of neuronal processes (axons and dendrites). These results will help to acquire greater knowledge about transport and sorting mechanisms of neuronal growth regulatory membrane proteins. In addition, these studies will contribute with new valuable information necessary to understand numerous neurological diseases.

Rol de las metaloproteasas y caspasas en la conducta biológica del carcinoma basocelular. Role of the metalloproteinases and caspasa Biology in the conduct of basal cell carcinoma.

El carcinoma basocelular (CBC) representa el tumor maligno más frecuente de la piel en personas de raza blanca. Incide en mayores de 50 años de edad e infiltra los tejidos, pero rara vez ocasiona metástasis. En trabajos anteriores, observamos imágenes de cuerpos apoptóticos con MOAR (microscopía óptica de alta resolución), en pieles portadoras de CBC. Todas las células eucariotas poseen una maquinaria enzimática que interviene en la apoptosis. Estas enzimas son las proteincinasas pertenecientes a la familia de las caspasas. Se sintetizan como procaspasas, las cuales una vez activadas, actúan sobre otra caspasa en una reacción secuencial en cadena. Se reconoce que la apoptosis juega un rol importante en el balance y mantenimiento de los tejidos. Hipótesis: -Investigar si la expresión de metaloproteasas y caspasas en las células del CBC promueven y contribuyen a la progresión y extensión tumoral. Objetivos:-Profundizar el conocimiento de la conducta biológica del CBC, en referencia a la relación de los patrones de crecimiento macro y microscópicos del tumor, enfatizando en la expresión de metaloproteasas (colagenasa-3 y streptomelisina), CD-31, Ki-67, oncoproteína bcl-2 y caspasas, mediante la implementación de técnicas de inmunohistoquímica. -Analizar a nivel morfológico la presencia de cuerpos apoptóticos por medio de MOAR y determinar si influyen en la conducta biológica del tumor. Materiales y Métodos: Se realizará un estudio retrospectivo y prospectivo de pacientes asistidos en el Servicio de Dermatología del Hospital Nacional de Clínicas, desde el año 2000. Se utilizarán tomas incisionales de piel, que se fijarán en formol neutro al 10 por ciento y luego serán procesadas e incluidas en parafina y coloreadas con H-E (hematoxilina-eosina). Especimenes seleccionados, se utilizarán para técnicas de MOAR e inmunocitoquímica. El material para MOAR, se fijará en Karnovsky enfriado a pH 7,2 y se incluirá en resinas epóxicas, seccionados con un ultramicrótomo Porter BluMT1 (1micra) y coloreados con P.A.S. azul de toluidina, fuscina básica y metenamina-plata. La aplicación de las técnicas inmunohistoquímicas, se utilizaran sobre cortes desparafinados con xilol, que permitirán investigar en forma retrospectiva y prospectiva la matriz extracelular (MEC) y los elementos neoplásicos. Los anticuerpos monoclonales a utilizar serán: Colageno tipo IV clone CIV 22 M0785 monoclonal antibody (DAKO), CD44 clone E29 M0613 monoclonal antibody (DAKO), Oncoproteina bcl-2 clone 124 M0887 monoclonal antibody (DAKO), CD31: clone 35 BH11 MO631 monoclonal antibody (DAKO) K-167 clone PC10 M0879 monoclonal antibody.(DAKO) bclx y Caspasa 8. Metodología Estadística Los resultados serán evaluados mediante: a) Varianza Anova; para datos con distribución gausiana como media, SD. b) Krusal Walles; para rasgos de distribución no gausiana. c) Chi2 para determinar la diferencia significativa para proporciones. Resultados esperados: Del análisis histomorfológico cualitativo y cuantitativo de biopsias de piel con CBC, aportar determinaciones que clarifiquen la conducta biológica de este tumor.- Importancia del Proyecto: El CBC es una entidad que está aumentando su incidencia en forma exponencial, debido sobre todo a pautas sociales. No sólo ocasiona trastornos en los pacientes, sino que también, representa gastos en el sistema de salud. Asimismo, significa un desafío para la investigación. Esto permite explorar aspectos de la biología molecular, a partir de una entidad que posee características únicas.

Sistemática filogenética y biología reproductiva con énfasis en solanum y capsicum (solanaceae). Systematics, phylogeny and reproductive biology with emphasis in solanum and capsicum (solanaceae).

Muchas respuestas a preguntas básicas sobre relaciones evolutivas, ubicación sistemática y evolución de caracteres morfológicos y ecológicos pueden ser obtenidas a través de las reconstrucciones filogenéticas. Sobre este contexto se pretende encarar en este proyecto estudios de filogenia molecular, revisiones sistemáticas, biología reproductiva y citogenética en Solanáceas americanas. Se intentará resolver la delimitación específica de Solanum sect. Solanum y Geminata, y Capsicum, y establecer relaciones filogenéticas en estos grupos. Se harán revisiones analizándose caracteres vegetativos y reproductivos críticos para evaluar su variabilidad y definir su valor taxonómico; para los estudios moleculares se utilizarán los marcadores ndhF, trnT-L, trnL-F y waxy. En base a los resultados se propondrán agrupamientos y relaciones de parentesco. Además, se hará un estudio cariosistemático para caracterizar y circunscribir especies en Solanum y miembros de la tribu Physaleae, y hasta variedades y/o cultivares en Capsicum, mediante técnicas clásicas y de bandeos de fluorescencia y AgNOR e hibridación in situ fluorescente (FISH). A nivel reproductivo, se estudiará la ecofisiología en las estructuras masculinas y su incidencia en la fructificación en Capscium baccatum. El desarrollo de esta temática comprende experiencias in vivo (a campo y en laboratorio) así como estudios histológicos y químicos.Se espera avanzar en la resolución de algunos problemas: 1) la complicada delimitación de especies de los taxones en estudio; 2) las relaciones filogenéticas en algunos de ellos; 3) la falta de conocimiento de la organización genómica; 4) el origen de las especies cultivadas de Capsicum. En cuanto a la biología reproductiva, para C. baccatum se pretende avanzar en el conocimiento de variables de relevancia en la reproducción, en especial los efectos del ambiente.

Preservación de la información génica en bacterias; mecanismos y modulación molecular. Preservation of the genetic information in bacteria; mechanisms and molecular modulation.

El objetivo general del presente proyecto es contribuir a la caracterización genética y bioquímica molecular de mecanismos involucrados en el mantenimiento de la información génica, a través del estudio de sistemas fisiológicos involucrados en la prevención, reparación y tolerancia de mutaciones. Dichos sistemas se encuentran evolutivamente conservados y ampliamente distribuidos en los seres vivos. La importancia de los mismos se refleja en el hecho que su deficiencia genera en humanos, enfermedades genéticas, apoptosis y cáncer; y en especies procariotas, células denominadas "hipermutadoras". En los últimos años el estudio de la hipermutabilidad en bacterias ha cobrado gran interés ya que se le atribuye importancia en procesos infectivos y en aspectos básicos relacionados a evolución. Nuestro modelo de estudio son las bacterias Pseudomonas aeruginosa y Escherichia coli, siendo esta última especie no solo modelo de estudio sino también especie de referencia. P. aeruginosa es una bacteria ambiental gram negativa, e importante patógeno oportunista de humanos. Específicamente nos proponemos estudiar en P. aeruginosa algunos aspectos particulares del Sistema de Reparación de Bases Apareadas Incorrectamente (Mismatch Repair System, MRS), del Sistema de Prevención/Reparación de Lesiones Oxidativas generadas a través de 8-oxo-7,8-dihidroguanina (8-oxo-dG ó GO) y el papel de las ADN Polimerasas de baja fidelidad en la modulación de la tasa de mutación. Asimismo estamos interesados en estudiar en cepas de E. coli deficientes en el sistema Dam, la existencia de subpoblaciones de alta estabilidad genética debido a la eliminación de posibles mutantes por incremento de la expresión de los otros componentes del MRS. Metodológicamente la caracterización bioquímica de factores proteicos se llevará a cabo utilizando proteínas recombinantes purificadas, análisis de interacción proteína-proteína y proteína-ADN mediante electroforesis en geles y resonancia plasmónica de superficie (Biacore), mutagenésis dirigida in vitro, y estudios de complementación en cepas mutantes específicas. Aspectos fenotípicos y de regulación génica en cultivos de biofilm y células en suspensión serán estudiados mediante la construcción de cepas mutantes, fusiones transcripcionales, PCR en tiempo real, western blot y microscopia de fluorescencia confocal.

Mecanismos Celulares y Moleculares que regulan la Secreción, Proliferación y Muerte de Células Lactotropas. Cellular and molecular mechanisms that regulate secretion, proliferation and death of lactotroph cells.

El presente proyecto está dirigido a estudiar los mecanismos celulares y moleculares involucrados en la regulación de la población de lactotropas, como resultado del balance entre los procesos de proliferación y muerte celular correlacionados con la secreción de prolactina. Dentro de las vías de transducción de señales involucradas se determinará la activación de las diferentes isoformas de PKC utilizando inhibidores específicos y la participación de la vía MAPK-ERK1/2 en cultivos primarios adenohipofisarios y en la línea tumoral GH3B6. Además, se completará la caracterización morfológica y bioquímica de los diferentes procesos de muerte celular inducidos por bromocriptina en modelos de regresión de prolactinomas. Se incorporan al presente proyecto nuevas líneas de investigación dirigidas a estudiar la participación de receptores estrogénicos nucleares y de membrana sobre la actividad secretoria y proliferativa de células lactotropas. Se fija como objetivo la identificación de los mismos y su translocación intracelular en respuesta a estímulos específicos. Estas investigaciones se realizarán en cultivo primario de adenohipófisis, a nivel de microscopía electrónica y confocal. La participación de las isoformas alfa y beta de receptores estrogénicos intracelulares y de membrana en los efectos del estradiol sobre la proliferación y secreción de PRL se determinará mediante el uso de agonistas y antagonistas específicos en cultivo primario de adenohipófisis y de la línea GH3B6. Un tema de actualidad es el estudio de vías de señalización involucradas en las acciones del estrógeno en interacción con neuropéptidos o factores de crecimiento, estableciendo la interacción entre los receptores de membrana, además de posibles "crosstalk" entre diferentes rutas de transducción de señales. Como aporte a este tópico se propone estudiar los efectos genómicos y no genómicos del estradiol en interacción con TRH o FGF-2, modulando la actividad secretoria y proliferativa de las células lactotropas. Los datos obtenidos podrán contribuir al conocimiento de nuevas estrategias utilizadas para disminuir el crecimiento de tumores, inhibiendo moléculas claves como receptores de estrógenos, factores de crecimiento y algunas involucradas en las vías de señalización.