Caracterización funcional de zeb1 en células en diferenciación y metastásicas. Functional characterization of zeb1 in differentiating and metastatic cells

IDENTIFICACIÓN ZEB1 (Zinc Finger E-box Binding Homeobox) es un factor de transcripción funcionalmente asociado con la diferenciación de células como miocitos, neuronas, células de sostén y linfocitos T, además de estar involucrado en la Transición Epitelial-Mesenquimatosa (EMT) de los tumores sólidos epiteliales. Aún no se ha revelado en profundidad la participación de ZEB1 en los procesos de proliferación y diferenciación en los que participa. Estamos interesados en los mecanismos de regulación de ZEB1 y los factores que intervienen en los procesos de diferenciación y transformación celular. HIPÓTESIS 1. Las vías de señalamiento regulan el estado de fosforilación y la función de ZEB1 en la célula normal, el cual se desregularía en la célula neoplásica llevando a cambios en la función normal de ZEB1 y consecuentemente a metástasis. 2. IGF-1 es la señal que, en asociación con el supresor de tumores CCN6, juega un rol causal en la regulación de ZEB1 y esto a su vez en la metástasis del cáncer de mama. OBJETIVO GENERAL: establecer el rol funcional de ZEB1, su interrelación con otros factores y su regulación en los procesos de diferenciación y transformación celular. OBJETIVOS ESPECIFICOS (incluye Materiales y Métodos) 1. Estudiar la participación de vías de señalización sobre la función biológica de ZEB1 en células normales y neoplásicas. Analizaremos la participación de señales intracelulares en la fosforilación de ZEB1 por experimentos de ganancia/pérdida de función de la vía (por uso de inhibidores farmacologicos, mutantes silenciadoras y siRNAs), lo cual sera evaluado en EMSAs, ChIP, transfecciones, inmunofluoresc, etc. 2. Estudiar el rol de IGF-1 y CCN6 sobre la expresión y el estado de fosforilación de ZEB1 en tumores mamarios benignos, no invasivos e invasivos y metastatizantes. A) Se estudiará la expresión y localización subcelular de ZEB1 en líneas celulares de cáncer mamario y en xenotransplantes de ratón con variada expresión de CCN6. B) Investigar la relevancia de la fosforilación de ZEB1 mediada por IGF-1 en el EMT por experimentos con ganancia/pérdida de función. RESULTADOS ESPERADOS Esperamos poder delinear la/s vía/s de señalización intracelular que fosforilan ZEB1 y así conocer sobre la regulación del mismo. Podremos establecer algunas bases para entender la biología básica del cáncer de mama e identificar blancos terapéuticos. IMPORTANCIA Un amplio conocimiento de los factores de transcripción y sus vías de señalamiento es necesario para el desarrollo tanto de pruebas diagnósticas como para la identificación de nuevos blancos terapéuticos para neoplasias. De modo que resulta de gran importancia clínica determinar el rol de ZEB1, sus proteínas y vías reguladoras en el proceso de oncogénesis. El desarrollo del proyecto prevé la formación de dos tesistas. Se continuaran colaboraciones con dos grupos extranjeros y se iniciara una tercera. ZEB1 (Zinc Finger E-box Binding Homeobox) is a transcription factor involved in cell differentiation and Epithelial Mesenchymal Transition (EMT) of epithelial tumors. We are interested in the study of mechanisms of regulation (pre and post transcriptional). S.A.1. To investigate post translational mechanisms of ZEB1 regulation in normal and cancer cells. We will analyze the involvement of intracellular signals in phosphorylation of ZEB1 by gain- and lost-of-function experiments. S.A.2. A) To determine the role of IGF-1 signaling and CCN6 in regulating the expression of hypo- and hyperphosphorylated forms of ZEB1 in benign and malignant breast cell lines and in xenograft mouse models by overexpressing and inhibiting CCN6 in breast cancer cells. B) To investigate the relevance of CCN6-mediated ZEB1 phosphorylation to EMT, breast cancer invasion and metastasis. The role of CCN6 on ZEB1 phosphorylation and regulation of E-cadherin, induction of EMT, invasion and metastasis of breast cells will be investigated using gain- and loss-of-function experiments.

CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DE ZEB1 EN CÉLULAS EN DIFERENCIACIÓN Y METASTÁSICAS

IDENTIFICACIÓN ZEB1 (Zinc Finger E-box Binding Homeobox) es un factor de transcripción funcionalmente asociado con la diferenciación de células como miocitos, neuronas, células de sostén y linfocitos T, además de estar involucrado en la Transición Epitelial-Mesenquimatosa (EMT) de los tumores sólidos epiteliales. Aún no se ha revelado en profundidad la participación de ZEB1 en los procesos de proliferación y diferenciación en los que participa. Estamos interesados en los mecanismos de regulación de ZEB1 y los factores que intervienen en los procesos de diferenciación y transformación celular. HIPÓTESIS 1. Las vías de señalamiento regulan el estado de fosforilación y la función de ZEB1 en la célula normal, el cual se desregularía en la célula neoplásica llevando a cambios en la función normal de ZEB1 y consecuentemente a metástasis. 2. IGF-1 es la señal que, en asociación con el supresor de tumores CCN6, juega un rol causal en la regulación de ZEB1 y esto a su vez en la metástasis del cáncer de mama. OBJETIVO GENERAL: establecer el rol funcional de ZEB1, su interrelación con otros factores y su regulación en los procesos de diferenciación y transformación celular. OBJETIVOS ESPECIFICOS (incluye Materiales y Métodos) 1. Estudiar la participación de vías de señalización sobre la función biológica de ZEB1 en células normales y neoplásicas. Analizaremos la participación de señales intracelulares en la fosforilación de ZEB1 por experimentos de ganancia/pérdida de función de la vía (por uso de inhibidores farmacologicos, mutantes silenciadoras y siRNAs), lo cual sera evaluado en EMSAs, ChIP, transfecciones, inmunofluoresc, etc. 2. Estudiar el rol de IGF-1 y CCN6 sobre la expresión y el estado de fosforilación de ZEB1 en tumores mamarios benignos, no invasivos e invasivos y metastatizantes. A) Se estudiará la expresión y localización subcelular de ZEB1 en líneas celulares de cáncer mamario y en xenotransplantes de ratón con variada expresión de CCN6. B) Investigar la relevancia de la fosforilación de ZEB1 mediada por IGF-1 en el EMT por experimentos con ganancia/pérdida de función. RESULTADOS ESPERADOS Esperamos poder delinear la/s vía/s de señalización intracelular que fosforilan ZEB1 y así conocer sobre la regulación del mismo. Podremos establecer algunas bases para entender la biología básica del cáncer de mama e identificar blancos terapéuticos. IMPORTANCIA Un amplio conocimiento de los factores de transcripción y sus vías de señalamiento es necesario para el desarrollo tanto de pruebas diagnósticas como para la identificación de nuevos blancos terapéuticos para neoplasias. De modo que resulta de gran importancia clínica determinar el rol de ZEB1, sus proteínas y vías reguladoras en el proceso de oncogénesis. El desarrollo del proyecto prevé la formación de dos tesistas. Se continuaran colaboraciones con dos grupos extranjeros y se iniciara una tercera.

Modelo in vitro de ateroesclerosis: Efecto de la infección con Trypanosoma cruzi, lípidos y lipoproteínas sobre la expresión de receptores Toll-like y scavengers en la formación de células espumosas derivadas de macrófagos

Los receptores Toll-like (TLRs) son receptores ancestrales que reconocen modelos moleculares asociados a patógenos y nos defienden de los microorganismos. Su activación por vías de señalización que involucran al factor de transcripción NF-kB, estimula la producción de citoquinas inflamatorias, quimioquinas, moléculas de adhesión y procoagulantes. Recientemente se ha documentado la participación de TLR 2 y 4 en el desarrollo /progresión del ateroma en modelos experimentales in vivo, siendo postulados como nexo entre inflamación, infecciones y ateroesclerosis. Infecciones bacterianas y virales han demostrado jugar un papel en su desarrollo. Sin embargo, el rol de parásitos intracelulares obligados -Trypanosoma cruzi- ha sido escasamente explorado. Los macrófagos, células claves del sistema inmune innato, que pueden ser infectadas in vivo e in vitro por este parásito, expresan en su superficie receptores multiligando scavenger (SR) clase B. Entre ellos, CD 36, capta lipoproteínas de baja densidad (LDL) oxidadas y este mecanismo endocítico no controlado por feedback favorecería la formación de células espumosas, la lesión más temprana de ateroesclerosis. El objetivo general de este proyecto es contribuir a esclarecer el conocimiento de los mecanismos bioquímicos, celulares y moleculares que participan en la formación de células espumosas derivadas de macrófagos. Determinar el efecto de potenciales factores aterogénicos sobre receptores Toll-like and SR-CD 36, permitiría diseñar terapias alternativas tendientes a modular su actividad con la finalidad de disminuir la elevada morbilidad/mortalidad que ocasiona la ateroesclerosis en la sociedad occidental. En nuestro modelo proponemos los siguientes objetivos específicos: -Dilucidar el compromiso de TLRs y SR-clase B en el proceso de aterogenésis, específicamente en la formación de células espumosas.-Investigar la influencia de la infección por T. cruzi, ácidos grasos y LDL modificadas como factores aditivos en la formación de estas células. -Evaluar el efecto de ligandos agonistas de TLR2/4 y SR-CD 36. -Determinar el perfil de citoquinas inflamatorias liberadas en el sobrenadante de los cultivos celulares. -Estudiar el efecto metabólico de las hormonas insulina y adipoquinas en el proceso bioquímico y celular que permite la formación de células espumosas.

Mecanismos de diferenciación celular en una de las células eucariotas más primitivas, el protozoario intestinal Giardia lamblia

Giardia lamblia es un protozoario que habita en el intestino de seres humanos y otros vertebrados. La forma vegetativa del parásito carece de organelas típicas de células eucariotas tales como mitocondrias, peroxisomas y compartimentos relacionados en el tráfico intracelular y secreción de proteínas como el aparato de Golgi y gránulos de secreción. Dentro del intestino algunos trofozoítos se transforman en quistes, la forma infectiva, que se liberan con las heces, responsables de la transmisión de la enfermedad. El enquistamiento se manifiesta como un proceso de adaptación celular a la falta de colesterol que ocurre en la parte inferior del intestino, aunque no se conocen los mecanismos de transducción de señales que llevan a la expresión de genes específicos. Este proyecto está dirigido a conocer los aspectos del proceso de enquistamiento de Giardia, como son a) mecanismos de transducción de señales que se generan ante esta ausencia de colesterol y la regulación de la expresión de genes específicos, b) transporte intracelular de los componentes de la pared del quiste, en particular la biogénesis de las vesículas especificas de secreción y del aparato de Golgi, organelas presentes en trofozoítos en proceso de enquistamiento y c) el ensamblado de la pared extracelular.

Infección por VIH: Análisis de subgrupos de células T y citocinas circulantes en pacientes tratados con distintas terapias antirretrovirales

Distintos factores del huésped y virales pueden determinar el curso de infección por VIH e influir la respuesta al tratamiento antirretroviral (TAR). Previamente evaluamos el impacto del VIH sobre componentes del sistema inmune y el efecto del TAR sobre la reconstitución inmunológica. El objetivo principal de esta etapa de la investigación consistirá en evaluar factores de huésped como la expresión de receptores de quimiocinas en subpoblaciones de linfocitos T CD4+ y los niveles de citocinas y quimiocinias circulantes en individuos con infección por VIH durante el estadio virémico y avirémico. Además se evaluará el efecto del TAR de alta eficiencia temprano o tardío sobre estos parámetros. Si bien el TAR actual produce mejoras clínicas importantes, es improbable que erradique el virus. El conocimiento de determinantes del huésped en la infección de VIH permitirá su aplicación tanto al desarrollo de vacunas como a estrategias terapéuticas nuevas

Participación de las células de la cresta neural en el desarrollo de anomalías inducidas por agentes exógenos (síndrome fetal alcohólico y embriopatía por ácido retinoico)

En la etapa embrionaria temprana de los vertebrados, las células de la cresta neural (CCN) se segregan del tubo neural y se distribuyen con patrones temporales y espaciales muy precisos, contribuyendo a la formación de muchos derivados: neuronas y glía del sistema nervioso periférico, parte del sistema endócrino, sistema pigmentario y la mayor parte de los tejidos cráneo-faciales. Las bases morfogenéticas de esta movilización de las CCN se asocian con la disponibilidad de componentes de la matriz extracelular, con fenómenos de apoptosis selectiva, y con la expresión de genes homeóticos, de proteínas transportadoras de retinoides y de receptores de ácido retinoico (AR). En consecuencia, el mecanismo que define el comportamiento de las CCN migratorias asume una especial importancia, desde que cualquier fallo producido en estos "reguladores topográficos" podrá alterar la ordenada traslocación de CN, induciendo una dismorfogénesis. (...) Objetivos: 1) Analizar el comportamiento dinámico de la etapa migratoria temprana de las CCN de niveles cefálico y troncal expuestas a etanol o AR in vitro. 2) Evaluar la posible reversibilidad de los efectos del etanol y del AR sobre la morfología y dinámica migratoria de las CCN de niveles cefálico y troncal in vitro. 3) Analizar los componentes del citoesqueleto asociados con los cambios de forma y motilidad celular en CCN de niveles cefálico y troncal expuestas a etanol y AR in vitro. Los resultados del proyecto permitirán aportar al conocimiento de los mecanismos básicos que regulan la movilidad de poblaciones celulares de gran importancia para el desarrollo humano. Los datos obtenidos servirán de base para futuros enfoques de biología molecular tendientes a innovar aspectos del diagnóstico, pronóstico y prevención de patologías humanas de creciente prevalencia provocadas por el etanol (FAS) y los retinoides (RAE).

Modulación de la secreción de células hipofisiarias

El presente proyecto de investigación está dirigido a obtener información integral sobre los mecanismos regulatorios involucrados en la secreción de células hipofisiarias. Estos procesos están modulados por numerosos factores que producen distintos grados de diferenciación celular, heterogeneidad morfológica y funcional de las diferentes poblaciones, correlacionados con la presencia de variantes moleculares de las hormonas secretadas por cada tipo celular. Para lograr el objetivo propuesto es necesario determinar la variación de los parámetros bioquímicos y ultraestructurales que se produce en respuesta a diferentes agentes estimulatorios o inhibitorios que modifican la secreción y la población de los distintos tipos celulares de la hipófisis, específicamente sobre las poblaciones de células lactotropas y somatotropas. Se desarrollarán los siguientes objetivos específicos: a) Variaciones funcionales de las subpoblaciones de las células lactotropas; respuesta diferencial a los neuropéptidos de acción directa TRH AII y de acción paracrina AII y GnRH. b) Regulación paracrina de prolactina, se estudiará la interacción de las células lactotropas con distintos tipos celulares en cultivos enriquecidos. c) Dinámica de la secreción de PRL; se estudiará el mecanismo del proceso secretorio de PRL con el uso de drogas inhibitorias de la síntesis o bloqueantes de la secreción proteica a distintos niveles. d) Factores que participan en la proliferación y diferenciación de células somatotropas; estudio de los mecanismos por los cuales e se regula la población de células somatotropas.

Lípidos nutricionales y hematología en oncología experimental y epidemiológica

Las investigaciones en curso son continuación de trabajos que están en desarrollo, algunas de ellas, desde hace más de 15 años en el laboratorio del Director solicitante, cuyos propósitos son los siguientes: Subtema 1. Determinar en ratones alimentados con dietas con 5 o 20 por ciento de aceites de diversa composición en ácidos grasos poliinsaturados de semillas de a: Zizyphus mistol; b: maíz; c: Oenothera (primavera); d: Oleína; e: Hígado de bacalao, diversos parámetros de crecimiento tumoral de variantes de adenocarcinomas murinos de diversa capacidad metastásica. Subtema 2. Determinar si la suplementación dietaria de todo trans-retinoico per se o combinada con aceites de diversa composición en ácidos grasos, retarda o inhibe el crecimiento de carcinomas murinos de diversa capacidad metastásica. Subtema 3. Determinar si la acción promotora/antipromotora de los lípidos dietarios es debida a la composición particular de ácidos grasos o se relaciona con la población celular que ha sufrido la transformación maligna, iniciada por la irradiación. Subtema 4. 4.1.Determinar si la carencia en ácidos grasos esenciales en combinación con un agente cancerígeno (bena-pyrene) opera como una situación co-promotora del desarrollo tumorigénico en el epitelio malpighiano del esófago-preestómago. 4.2. Establecer si el arsénico per os, en combinación con los lípidos de la dieta opera como un agente co-carcinógeno en esos epitelios malpighianos. Subtema 5. 5.1. Establecer, por medio de estudios de epidemiología Oncológica Nutricional, si hay correlación entre consumo de ciertos nutrientes, especialmente los lípidos, y los hábitos alimentarios con el riesgo de desarrollar cáncer de colon, en la población cordobesa. 5.2. Determinar en áreas de la provincia de Córdoba donde hay hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE) la correlación entre el riesgo de desarrollar cáncer de esófago, nutrientes, especialmente lípidos, y hábitos alimentarios. Subtema 6. 6.1. Determinar el comportamiento agregatorio de plaquetas sanguíneas isólogas y heterológas frente a células neoplásicas de diferente capacidad metastásica. 6.2. Establecer y caracterizar la capacidad procoagulante de las mencionadas células y también estudiar estos parámetros en células provenientes de cánceres humanos, correlacionándolos con la evolución clínica. Subtema 7. Obtener en forma transplantable en ratones diversos cánceres, caracterizándolos biológica, morfológica y ultraestructuralmente, a fin de constituir un banco de tumores experimentales en nuestro medio.

Estudio de las células dopaminérgicas de la amigdala extendida: Neurobiología, filogenia y ontogenia

En la rata preadolescente varios investigadores han notado la existencia de una población de neuronas catecolaminérgicas que no han sido observadas en el animal adulto o que existen al menos en muy reducido o escaso número. Esta macroestructura en el prosencéfalo, que se extiende continuamente desde la parte media del lóbulo Temporal al prosencefalo basal, ha sido denominada "Amígdala Extendida". Ella está caracterizada por una densa inervación catecolaminérgica en el adulto en diferentes especies incluyendo presumiblemente terminales dopaminérgicas pero también noradrenérgicas y adrenérgicas. Estas últimas terminales son una característica distintiva de la amígdala extendida con respecto a los Ganglios Basales, por ejemplo, quienes reciben bien definidas y fuertes aferencias Dopaminérgicas pero pocas, si es que reciben de algún modo, aferencias noradrenérgicas y/o adrenérgicas. En el período de este proyecto se proponen líneas experimentales para examinar los sistemas de neuronas catecolaminérgicas en varias especies animales en sus períodos preadolescentes y su comparación con los adultos en detalle y con respecto a sus aferencias, eferencias y la posible coexistencia con otros probables neurotransmisores y neuropéptidos. Otro objetivo de este proyecto será establecer si estos mismos sistemas de células catecolaminérgicas preadolescentes en la amígdala extendida existen en especies más primitivas que la rata albina, como el armadillo, con una particular biología, con roedores sociales más evolucionados como el conejo y con especies homínidas más evolucionadas como primates del nuevo mundo y en especímenes de cerebro humano post-autopsia, en desarrollo y adultos. Otro objetivo es tratar de establecer si estas células persisten en el adulto aunque sin expresar las enzimas sintéticas para las catecolaminas, en preferencia por la expresión de otros neurotransmisores. Como consecuencia se tratará de determinar si desafíos farmacológicos específicos y/o experimentos de deaferentación pueden conducir nuevamente a la expresión de las enzimas catecolaminérgicas en amígdala extendida del adulto en las especies animales mencionadas y una correlación entre estos hallazgos y comparación con cerebros post-autopsia de pacientes esquizofrénicos y cuando posible con patologías relacionadas a la alteración de los sistemas catecolaminérgicos como un acercamiento a la comprensión del desarrollo y vulnerabilidad de estos sistemas y de posibles planteos terapéuticos.

Participación de citoesqueleto en la morfogenésis de células nerviosas

Los experimentos del presente proyecto de investigación tienen como objetivo general explorar los mecanismos celulares y moleculares involucrados en la morfogénesis neuronal sobre la base de la hipótesis de que existe una relación fundamental (interacción estructural y funcional) y bidireccional entre señales ambientales (moléculas de la matriz extracelular y neuritrofinas) y elementos del citoesqueleto (microtubulos y microfilamentos), que es esencial para promover y regular el desarrollo diferencial de axones y dentritas. De acuerdo a esto nos proponemos: 1. Analizar el patrón de expresión, distribución y función de proteínas microtubulares no-motoras (MAP-la, MAP-1b) y moléculas relacionadas a ezrinas en neuronas en desarrollo. 2. Identificar y caracterizar estructural y funcionalmente proteínas microtubulares motoras relacionadas a kinesina en neuronas en desarrollo y maduras de sistema nervioso central. 3. Determinar la distribución intracelular y función de receptores para neurotrofinas y moléculas de la matriz extracelular capaces de promover el crecimiento neurítico y el desarrollo de polaridad neuronal.

Acción de LH, HCG, FSH, Estrógenos, Ácido Retinoico y Tamoxifeno sobre especializaciones de membranas de células del ovario del pollo durante su embriogenesis

En trabajos previos analizamos los efectos de hormonas esteroideas y gonadotrofinas como factores determinantes de la progresión de un ovario funcionante y la atrofia del otro. Por otra parte se ha comprobado que las diferenciaciones de membranas juegan un rol importante en la migración, crecimiento y diferenciación durante la embriogénesis y en procesos carcinogénicos. Nosotros demostramos que los contactos intercelulares sufren modificaciones bajo la influencia de hormonas. También se postula que la inhibición de la comunicación intercelular a través de las uniones gap es el mecanismo de acción de diferentes agentes teratogénicos como así también de diversas clases de promotores tumorales. Se cree que los análogos de la vitamina A reducirían el riesgo del cáncer y por ello se utilizarían en la protección contra la inducción de tumores benignos o malignos. Sin embargo, los resultados son contradictorios. Algunos autores estudiaron el efecto del tamoxifeno sobre gónadas de embrión de pollo in ovo demostrando su efecto antiestrogénico. Actualmente, el mecanismo de acción está siendo revisado ante los efectos de resistencia observados en el tratamiento del cáncer de mama. Por ello nos propusimos estudiar in ovo e in vitro la acción de LH, HCG, FSH; 17-B-Estradiol, ácido retinoico y tamoxifeno sobre las diferenciaciones de membranas y contactos intercelulares en las gónadas femeninas del pollo durante su embriogénesis. Debemos destacar que en el pollo ocurren simultáneamente la diferenciación y crecimiento del ovario izquierdo y la atrofia del ovario derecho. Estos dos acontecimientos son frecuentes en el desarrollo normal de todos los embriones incluyendo el humano. Cuando el equilibrio de los mismos se altera por acción de diferentes inductores o inhibidores, se producen serias malformaciones. Por lo tanto, nuestros resultados podrían explicar algunos de los mecanismos probables que rigen su etiopatogenia. Además nos permitirá obtener información sobre los mecanismos de control y su extrapolación a las células tumorales. El cáncer de ovario es una frecuente causa de muerte en la mujer y en la mayoría de los casos proviene del epitelio superficial.

Modificación de la actividad de células inmunocompetentes en criptococosis y distomatosis experimental

El objetivo de este proyecto es profundizar los conocimientos en las células que regulan las interacciones huésped-parásito en dos modelos experimentales diferentes donde se involucra la participación de Cryptococcus neoformans y Fasciola hepatica. En el primer modelo se continuará analizando el modelo de infección experimental con Cryptococcus neoformans. Para ello se estudiarán las modificaciones que ocurran en los mecanismos de activación del macrófago respecto a la generación de derivados tóxicos del oxígeno y derivados tóxicos del nitrógeno. Por otra parte, considerando que en células tímicas y células esplénicas de animales infectados con Cryptococcus neoformans se ha evideniciado la presencia de células con funciones supresoras; se determinará si el metabolismo de la L-arginina participa en esta actividad supresora. Cultivando células de timo y bazo se determinará la sensibilidad de estas células al óxido nítrico por medio de dadores químicos de NO y por el NO generado por macrófagos activados. Por otra parte se desarrollará un modelo de distomatosis experimental en ratas, en el cual se estudiarán las funciones accesorias de CP de ratas infectadas con Fasciola hepatica y la participación de los productos de excreción-secreción de este parásito en la modificación de estas funciones. Se analizarán las capacidades fagocíticas y presentadoras de antígeno en CP de ratas infectadas como así también en CP de animales inoculados con los productos excretores-secretores del parásito. Además se estudiará la acción de la CP de ratas infectadas con Fasciola hepatica sobre la respuesta proliferativa de células mononucleares de bazo de ratas normales estimuladas con mitógenos.

Diseño y simulación numérica de un biorreactor: Aplicación a la producción de células microbianas

Los biorreactores son ampliamente empleados en las industrias de alimentos, fermentación, farmacéuticas y tratamiento de residuos. (...) Una característica de los biorreactores es que el medio de reacción está constituido por distintas fases. Esto hace que exista una importante interrelación entre los fenómenos bioquímicos, fisicoquímicos, fuidodinámicos y de transporte. (...) La experimentación preliminar en reactores de laboratorio, acompañada con el desarrollo de un modelo que permita comprender la naturaleza del fenómeno, es esencial para el diseño de biorreactores de capacidad de producción comercial. En el presente proyecto se establecerán, a partir de un estudio experimental a escala de laboratorio y la elaboración de un modelo y programa de simulación numérica de su operación, los factores que determinan la problemática del diseño de un reactor tanque agitado, de capacidad comercial, para la producción de cepas de Staphylococcus aureus. Los objetivos generales del presente proyecto son los siguientes: * Generar las bases técnico-científicas que permitan el diseño de un biorreactor discontinuo para la producción a escala comercial de cepas de Staphylococcus aureus. * Desarrollar equipos experimentales y generar herramientas computacionales que en el futuro permitan abordar otros problemas en el campo de la bioingeniería. Los objetivos específicos a alcanzar durante el período que abarca este proyecto de un año son los siguientes: * Determinar la cinética de crecimiento de cepas de S. aureus que contemplen la formación de productos. * Verificar el funcionamiento y calibración de sensores y controladores que forman parte del biorreactor experimental recientemente adquirido. * Estudiar experimentalmente la producción de S. aureus en un biorreactor de 3 lt. de capacidad, cuantificando el consumo de sustratos y la producción de biomasa, polisacárido capsular y exoproteínas. * Continuar con el desarrollo de un modelo matemático y un programa de simulación numérica que permitan describir la operación del reactor experimental y definir la problemática del escalado de la producción a nivel comercial.

Estudios sobre la regulación del ciclo celular en cultivos de células: Papel de las poliaminas

La poliaminas son moléculas esenciales para el crecimiento, diferenciación y transformación celular. Se encuentran presentes en todo tipo de células y sus niveles endógenos están perfectamente controlados. Estudios recientes indican que los niveles de la arginina regularían el metabolismo de las poliaminas putrescina y espermidina. Este aminoácido produce óxido nítrico (ON), segundo mensajero implicado en la respuesta inmune, en la neurotransmisión y en el proceso inflamatorio. En este tipo de trabajo se propone desarrollar un sistema de detección para determinar la concentración de ON en tiempos cortos que permita conocer su relación con el metabolismo de las poliaminas. Por otra parte, el papel específico de las poliaminas en la regulación del ciclo celular es desconocido y en nuestro laboratorio se está estudiando el rol de estas moléculas en el ciclo de células normales y malignas; se propone determinar la expresión de la ciclina D1 a lo largo de este ciclo y su implicancia en situaciones de carencia de poliaminas endógenas. También se han relacionado a las poliaminas con la apoptosis o muerte celular programada (MCP), por lo que se intentará estudiar las variaciones durante el ciclo celular de la MCP de células normales y malignas y su relación a las poliaminas. Los resultados de estos estudios ampliarán el conocimiento del rol de las poliaminas y permitirá diseñar experimentos utilizando inhibidores de estas moléculas como anticancerígenos. Desde el punto de vista biotecnológico, el sistema detección de ON posibilitará determinar su concentración en tiempos cortos, aportando información de su rol metabólico. Esta metodología podrá aplicarse en otros sistemas.

Estudio de la vía intraperitoneal y sus células presentadoras de antígenos en la inducción de tolerancia a EAE

La Esclerosis Múltiple es una de las enfermedades autoinmunes del Sistema Nervioso Central más frecuentes en adultos jóvenes. Un modelo experimental de la misma es la Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE). Numerosos trabajos demuestran que en EAE, los clones patogénicos capaces de transferir la enfermedad son células T cooperadoras tipo 1 (Th1), mientras que las células T cooperadoras tipo 2 (Th2) actuarían como clones protectivos. Debido a las funciones opuestas de estas dos poblaciones existe la posibilidad de que la desregulación inmune asociada a Esclerosis Múltiple y su modelo experimental EAE se relacione a un desbalance Th1-Th2. La célula presentadora de antígeno (CPA), la dosis de antígeno, su ruta de entrada, el tipo de interleuquina presente en el medio, las moléculas co-estimulatorias de la CPA, etc., son fundamentales para la inducción de poblaciones Th1 ó Th2. Las estrategias terapéuticas actuales intentan suprimir la enfermedad administrando el autoantígeno por distintas vías, como por ejemplo la vía oral, intragástrica, endovenosa, etc. La inducción de tolerancia utilizando la vía intraperitoneal (ip) no ha sido muy explorada. Recientemente hemos iniciado una nueva línea de trabajo en la cual se suprimió la EAE inyectando i.p. antígenos de mielina en días previos a la inmunización. El objetivo de este proyecto será estudiar la vía i.p. y las CPA peritoneales en la inducción de supresión de la EAE. Se analizará: 1) El mecanismo inmunológico por el cual se induce supresión al inyectar antígenos de mielina por la vía i.p., estudiando si en los animales suprimidos se genera un estado de anergia al autoantígeno y/o células capaces de regular negativamente la respuesta autoinmune. 2) Si las CPA peritoneales pulsadas in vivo con antígenos de mielina al ser transferidas a animales receptores singénicos en días previos a la inmunización con mielina bovina son capaces de inducir supresión de la respuesta autoinmune en los animales receptores. 3) El fenotipo de las CPA peritoneales ya que se sabe que CPA que expresen determinadas moléculas de superficie tales como antígenos del Complejo Mayor de Histocompatibilidad, moléculas de adhesión, moléculas coestimulatorias, etc., participan activamente en el destino final de la respuesta inducida.