Participación de procesos neurales de sensibilización en modelos animales de psicopatologías

El presente proyecto estudia la posible participación de procesos neurales de sensibilización de diferentes sistemas neurotransmisores centrales en la expresión de conductas análogas de síntomas de la ansiedad y la depresión. En el caso de la ansiedad y la generación de conflictos, se pretende demostrar que el sistema gabaérgico ejerce un rol crítico en la generación de un proceso de sensibilización para la expresión de comportamiento de miedo y de ansiedad. Bajo esta línea de razonamiento, también se evalúa el desarrollo de un potencial proceso de sensibilización en las manifestaciones comportamentales análogas a síntomas depresivos e inducidas por la aplicación de estresores inescapables. A tal efecto se determinará la posible participación de un mecanismo opiáceo endógeno en el desarrollo de dicho proceso de sensibilización. Objetivo general: Estudiar la participación de un proceso de sensibilización de determinados mecanismos neurales, inducida por distintos esquemas de estresores ambientales, en las alteraciones comportamentales y neuroquímicas que caracterizan a los modelos animales de ansiedad y depresión. Objetivos específicos: a) Deteminar la influencia de la experiencia previa con distintos estresores y sobre la funcionalidad del complejo-receptor al GABAa, medido a través de la captación de C1 marcado en tejido cortical luego de la estimulación GABAérgica. b) Estudiar el potencial desarrollo de sensibilización del sistema opiáceo endógeno como sustrato neurobiológico de la conducta depresiva experimental.

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.

Glicoconjugados en el Sistema Nervioso Central en desarrollo

Se continúa con el estudio de la biosíntesis y expresión de glicoconjugados en el desarrollo del Sistema Nervioso Central de aves y mamíferos. La diferenciación de las células neurales va acompañada por variaciones en las actividades de gangliósido glicosiltransferasas claves. Dichas variaciones contribuyen a generar cambios importantes en la calidad de los gangliósidos de la superficie celular. En este proyecto se trata de: I) Examinar los diferentes niveles potenciales de control de la actividad de estas enzimas, como así también del complejo mecanismo de transporte intracelular que culmina con la síntesis y localización celular del producto terminado. II) Indagar el proceso que vincula los diferentes compartimentos metabólicos que operan durante la biosíntesis y/o reciclado. III) Estimar los niveles de transcriptos para la N-acetilgalactosaminiltransferasa de cerebro de pollo, usando sondas de cDNA apropiadas. IV) Estimar la cantidad de proteína enzimática y determinar su ubicación celular y subcelular utilizando anticuerpos obtenidos contra la enzima expresada como proteína de fusión en células pro- o eucariotas. V) Examinar el efecto de la transformación de células COS-7 y/o NIH3T3 con oncogenes o protooncogenes constitutivamente activados sobre el metabolismo de sus gangliósidos. VI) Determinar condiciones para optimizar la obtención de gangliósidos de potencial aplicación en la terapia de melanomas y también de derivados de ácido siálico inhibidores de neuraminidasa, de potencial aplicación para limitar las patologías generadas por el virus de la influenza o gripe.

Participación de los glucocorticoides en las secuelas emocionales inducidas por estrés

El proyecto tiene como objetivo estudiar la implicancia funcional de los glucocorticoides liberados durante diferentes situaciones estresantes en las consecuencias comportamentales inducidas por las mismas. Asimismo, se evaluará la influencia de los esteroides en los cambios neuroquímicos (neurotransmisión gabaérgica) y neuroendócrinos (actividad del sistema hipotalámico-hipofisario-adrenal, HHA) que subyacen a las alteraciones comportamentales. El estudio contribuye, además, a la caracterización de los mecanismos neurales implicados en los déficits conductuales inducidos por estrés. Durante este período se abordarán los siguientes objetivos específicos: a) Caracterización de los sistemas de receptores centrales (MR o GR) involucrados en la respuesta ansiogénica inducida por una sesión de inmovilización y de las áreas centrales comprometidas. (...) De este modo se extenderán los hallazgos conductuales a la actividad del complejo supramolecular GABAa. b) Evaluación de los efectos inducidos por la inyección sistémica aguda de dexametasona sobre la funcionalidad complejo-receptor GABAa en corteza prefrontal por medio de la determinación de la captación de cloruro estimulada por GABA. (...) De este modo se extenderán los hallazgos conductuales a la actividad del complejo supramolecular GABAa. c) En el paradigma residente-intruso se evaluará la generalización de la acción de Corticoesterona (CS) sobre el diferentes medidas conductuales de reactividad a un evento aversivo novel. (...) d) Se evaluarán los cambios en la actividad del sistema HHA en relación a las diferentes expresiones conductuales (sumisión, "boxing" o "freezing") asociadas a la confrontación social, para lo cual se determinará el curso temporal de secreción de CS y ACTH, antes y después del encuentro agonístico. (...) e) Se investigarán los efectos de una experiencia previa de derrota sobre la respuesta neuroendócrina inducida por exposición a un evento aversivo novel.

Bases neurobiológicas del efecto de grelina sobre ansiedad, memoria e ingesta. Neurobiological mechanisms of ghrelin effect on anxiety, memory and food intake.

El objetivo de este proyecto es investigar el sustrato neurobiológico que subyace a los efectos centrales de grelina (Gr) en estructuras extrahipotalámicas tales como núcleo dorsal del rafe (NDR), hipocampo(Hi) y amígdala(Am) donde hemos demostrado que el péptido incrementa la memoria e ingesta, Los mecanismos neurales, neurotrasmisores(nt), segundos mensajeros, etc., involucrados en estos procesos fisiológicos, inducidos por el péptido, necesitan aun ser esclarecidos. Hemos demostrado que grelina incrementa la retención de la memoria cuando es inyectado en Hi, NDR y Am. También incrementa la ingesta al ser administrado en Hi y NDR pero no así en Am. En Hi los efectos de Gr sobre la memoria se correlacionan con incremento en los niveles tisulares de óxido nítrico (NO) y con la disponibilidad del nt 5-HT. En lo que a electrofisiología se refiere hemos demostrado que Gr disminuye el umbral para generar potenciación a largo plazo (LTP). A fin de aportar nuevas evidencias que contribuyan a esclarecer los efectos del péptido sobre memoria e ingesta utilizaremos estudios conductuales, determinaciones bioquímicas y determinaciones electrofisiológicas. En lo que a ingesta se refiere intentaremos esclarecer el papel de los núcleos central y basolateral de la Am en aspectos hedónicos de la ingesta inducida por Gr En esta etapa, más específicamente nos proponemos:1) Determinar si los efectos de grelina sobre ingesta y memoria demostrados en hipocampo y NDR después de la su administración se correlacionan con modificaciones en la liberación de serotonina utilizando cortes de hipocampo precargados con 5HT tritiada en presencia y ausencia del péptido.2) Evaluar si el incremento de óxido nítrico inducido por grelina en hipocampo se correlaciona con cambios en la expresión de nNOS, utilizando Western-blot y la importancia de NOS/NO en la acción de grelina repitiendo los experimentos previo tratamiento de las ratas con inhibidores de NOS. 3)Estudiar la participación del nt glutamato en los efectos hipocampales de Gr sobre la memoria. Analizando a) si grelina modifica la liberación del nt a partir de sinaptosomas aislados de hipocampo de ratas pretratadas con Gr.b) la participación de los receptores NMDA y GABAa en los efectos de grelina previo bloqueo farmacológico del mencionado receptor y el test step down.c) la participación de los receptores NMDA y GABAa en los efectos de grelina utilizando electrofisiología y Western Blot. 4) Estudiar el efecto de la administración de Gr en Amigdala Central y Basolateral sobre aspectos hedónicos de la ingesta utilizando diferentes paradigmas conductuales en animales. Estudiaremos:a) si Gr modifica el consumo de alimento de diferente palatabilidad en animales y si afecta el componente motivacional de la conducta de ingesta paradigma de "runway".

Desarrollo de un modelo predictivo de vulnerabilidad al consumo de alcohol durante la adolescencia

En las últimas décadas, el rol determinante de los factores genéticos en los trastornos por abuso y dependencia al alcohol se ha visto mitigado por estudios epidemiológicos y pre-clínicos que indican que la experiencia temprana con el alcohol está significativamente asociada al consumo posterior de la droga. Ciertos estadios parecen ser períodos críticos para modular el patrón de consumo: la iniciación en el consumo de alcohol durante la adolescencia constituye un factor de riesgo para el posterior desarrollo de problemas con el alcohol. Los sujetos que empiezan a consumir a los 15 años poseen cuatro veces más posibilidades de desarrollar dependencia hacia el alcohol que aquellos que empiezan a los 21 años. Estas investigaciones han modificado nuestra conceptualización del abuso y la dependencia hacia el alcohol, los cuales son ahora considerados trastornos del desarrollo con etiología en la adolescencia. Las ratas adolescentes son, en relación a sus pares adultos, menos sensibles a los efectos sedativos y de incoordinación motora del alcohol, pero más sensibles a los efectos apetitivos reforzantes derivados de la ingesta de alcohol. Este perfil de respuesta podría poner a los adolescentes a riesgo de desarrollar problemas con el alcohol. El presente proyecto indagará, mediante el uso de modelos animales, factores de vulnerabilidad para el consumo exacerbado de alcohol durante la adolescencia y mecanismos asociados a los mismos. Se pretende generar un modelo predictivo de la ingesta adolescente de etanol en función de la evaluación de sensibilidad a los (a) efectos facilitadores de la exposición temprana al alcohol, (b) efectos motivacionales reforzantes de la droga y también en función de la (c) respuestas de búsqueda de la novedad. Se evaluara (Experimentos 1 y 2) si la iniciación adolescente al alcohol tiene un efecto facilitador sobre la ingesta posterior de la droga y si dicho efecto puede contrarrestarse por la administración de antagonistas opiáceos. Los sustratos neurales de este fenómeno son aún poco conocidos. En el presente trabajo realizaremos una caracterización anátomo-funcional de estos sustratos (Experimento 3), mediante genes de expresión temprana c-fos y delta-fos B y el marcado de células catecolaminérgicas, con especial atención a áreas que han sido relacionados con el desarrollo dependencia a drogas (corteza prefrontal y núcleo accumbens). El Experimento 4 analizará la respuesta general de activación frente a la novedad a partir de locomoción en campo abierto, y la adquisición de aprendizajes motivacionales apetitivos y aversivos durante el transcurso de un mismo episodio de intoxicación con alcohol. También se analizará (Experimentos 5 y 6) el rol mediador de el acetaldehído, un producto de la metabolización del alcohol, en la expresión de efectos motivacionales del etanol, evaluados mediante CPL. Una de las hipótesis es que la iniciación al alcohol durante la adolescencia, pero no así durante la adultez, afectará el consumo posterior de esta droga y que esto será revertido por la administración de naltrexona. Se espera proveer un mapa de las áreas cerebrales que se activan en el adolescente luego de la auto-administración de alcohol. Este conocimiento será derivado de la aplicación de marcado de genes de expresión temprana c-fos (específicamente dirigidos a la evaluación de efectos agudos) y delta fos b (que, hipotetizamos, serán expresados luego de la experiencia crónica con la droga). Los datos del Experimento 4 permitirán indagar la asociación entre diferentes rasgos conductuales del adolescente e ingesta de alcohol. Nuestra expectativa es que la ingesta de alcohol estará positivamente asociada con la reactividad a la novedad y el reforzamiento apetitivo, y negativamente asociada a los efectos aversivos de la droga. Finalmente, esperamos observar que la administración de d-penicilamina (un secuestrador de acetaldehído) bloquee la expresión de las propiedades reforzantes del alcohol.