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.

Metabolismo de lípidos y fosforilación proteica en Trypanosoma cruzi: su relación con la respuesta celular

Se propone un estudio en Trypanosoma cruzi , de aquellos procesos celulares que conducen a determinadas respuestas fisiológicas después de estímulos acoplados a receptores, tal como ocurre en eucariotas superiores. Debido a que dicha respuesta puede implicar cambios transitorios en la composición lipídica y en la fosforilación de proteínas se pretende continuar con el proyecto iniciado anteriormente, para dilucidar algunos aspectos de la regulación del ciclo del inositol fosfato. Para ello se caracterizará funcionalmente el ciclo en formas epimastigotes del parásito y se determinará el compromiso de los fosfogliceridos (específicamente los fosfonositidos) y lípidos neutros (diacilglicerol) con la respuesta celular frente a carbacol y al péptido sintético (1-40) que posee residuos del extremo amino terminal de la alfa D-globina de pollo. Con el propósito de determinar el papel que juega el IP3 como segundo mensajero en T. cruzi y sus consecuencias en la señal de calcio intracelular se estudiará el origen del incremento del ion después de los estímulos extracelulares mencionados anteriormente.

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.

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.

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.

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.

Estudio de la muerte celular por Apoptosis en el ovario de Columba maculosa y Columbina picui (Aves:Columbidae) durante el Ciclo Reproductivo Anual. Study of cell death by apoptosis in the ovary of Columba maculosa and Columbina picui (Aves: Columbidae) during the reproductive annual cycle.

En este trabajo se analizarán las características estructurales, cuantitativas y el proceso de muerte celular por apoptosis en el ovario de C. maculosa y C.picui con el objetivo de aportar conocimientos básicos a la biología reproductiva de estas aves. Cincuenta hembras adultas de cada especie se capturarán en el Dpto. Río Primero (Pcia. de Cba), R. Argentina, durante el ciclo reproductivo 2011-2012. Las muestras de ovarios se fijaran en Formalina Neutra pH 7.0, procesarán con la técnica de inclusión en parafina y colorearan con Hematoxilina /Eosina y Reacción Nuclear de Feulgen. Cinco muestras serán utilizadas para la determinación de muerte celular por apoptosis con la técnica de TUNEL. Se estudiarán las características morfohistológicas del ovario de C.maculosa y C. picui e identificarán, categorizarán y cuantificarán los folículos atrésicos no bursting (folículos atrésicos previtelogénicos y vcitelogénicos pequeños que conservan la integridad de la pared folicular) y bursting (folículos vitelogénicos mayores de 2 mm que liberar el contenido folicular por ruptura de la pared folicular) durante el ciclo reproductivo anual. Mediante la marcación de ADN fragmentado, se revelará la muerte celular por apoptosis en las células granulosas de los folículos atrésicos. Se compararán las semejanzas y diferencias estructurales y cuantitativas y el proceso de muerte celular en los folículos regresivos entre las dos especies. Los resultados de este trabajo representarán un importante aporte al conocimiento de la atresia folicular como así también a la muerte celular, un proceso estrechamente asociado a la misma, aún poco estudiado en el ovario de las aves. In this work we analyse the structural, quantitative and the process of the cell death by apoptosis in the ovary of Columba maculosa and Columbina picui in order of providing basic knowledge of reproductive biology of these birds. Fifty adult female of each species will be caught in the Río Primero (Pcia. Cba) R.Argentina, during 2011 - 2012. The ovarian samples will be fixed en neutral buffered Formalin (pH 7.0), processed with the technique of inclusion in paraffin and stained with Haematoxylin - Eosin, and nuclear Reaction of Feulgen. Five samples will be used to reveal cell death by apoptosis with the technique of TUNEL. Will be studied the morphohistological characteristics of ovary of both species, and identify, categorize and quantify the atretic follicles over the cycle, the non-bursting (pre-vitellogenic follicles and vitellogenic small < 2 mm, involution an without follicular rupture) and bursting (vitellogenic follicle > 2 mm in the which the yolk falls into the peritoneum due to rupture of with out put of the wall follicular). Will be revealed DNA fragmentation in the granulosa cells of the atretic follicles. Will compared the similaritues and differences in structure and quantitative and the cell death process by apoptosis in the regresive follicles, between the two species. The results of this study represent an important contribution to the knowledge of follicular atresia as well cell death a process closely associated with it and still poorly studied in the ovary of birds.

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.

UTILIZACIÓN DE APLICACIONES HIPERMEDIA PARA EL APRENDIZAJE DE LA BIOLOGÍA CELULAR

Una de las necesidades de las escuelas de nivel medio es la de tender lazos con otros niveles de la educación, es por ello que surge la necesidad de programar espacios en los cuales se puedan intercambiar conocimientos científicos-tecnológicos entre el equipo de docentes investigadores de la FCA y los docentes y alumnos de las Escuelas de Nivel Medio de la Provincia de Cordordoba con orientacion en Ciencias Agropecuarias, Ciencias Naturales, Esecializacion en Alimentos y afines. Es por ello, que se abordararán en este Proyecto de Tranferencias, herramientas y modelos conceptuales acerca de la incorporación de Nuevas tecnologías educativas al aulas, así como la actualización disciplinar de los docentes en temáticas relacionadas a la Biología Celular. Las escuelas receptoras han estado en contacto permanente con el Equipo de trabajo de la Catedra de Biologia Celular de la FCA UNC, a partir del Programa Visitas a Centros de Investigación, por el cual estan en conocimiento de las actividades docentes y de investigación educativa que realiza ese equipo de trabajo.Es por ello que estarían dispuestos a implementar las aplicaciones hipermedia, desarrolladas por este equipo de trabajo, para la enseñanza y aprendizaje de los temas “Fotosíntesis" y "Ciclo celular y Biotecnología"en los cursos que se dicten esas temáticas. En una primera etapa se propone trabajar con las siguientes Instituciones Educativas: Escuelas Pías, Instituto San Jose y la Asociacion Educativa Pio Leon (Colonia Caroya, Cordoba) .

Estudio de la muerte celular por Apoptosis en el ovario de Columba maculosa y Columbina picui (Aves:Columbidae) durante el Ciclo Reproductivo Anual.”

En este trabajo se analizarán las características estructurales, cuantitativas y el proceso de muerte celular por apoptosis en el ovario de C. maculosa y C.picui con el objetivo de aportar conocimientos básicos a la biología reproductiva de estas aves. Cincuenta hembras adultas de cada especie se capturarán en el Dpto. Río Primero (Pcia. de Cba), R. Argentina, durante el ciclo reproductivo 2011-2012. Las muestras de ovarios se fijaran en Formalina Neutra pH 7.0, procesarán con la técnica de inclusión en parafina y colorearan con Hematoxilina /Eosina y Reacción Nuclear de Feulgen. Cinco muestras serán utilizadas para la determinación de muerte celular por apoptosis con la técnica de TUNEL. Se estudiarán las características morfohistológicas del ovario de C.maculosa y C. picui e identificarán, categorizarán y cuantificarán los folículos atrésicos no bursting (folículos atrésicos previtelogénicos y vcitelogénicos pequeños que conservan la integridad de la pared folicular) y bursting (folículos vitelogénicos mayores de 2 mm que liberar el contenido folicular por ruptura de la pared folicular) durante el ciclo reproductivo anual. Mediante la marcación de ADN fragmentado, se revelará la muerte celular por apoptosis en las células granulosas de los folículos atrésicos. Se compararán las semejanzas y diferencias estructurales y cuantitativas y el proceso de muerte celular en los folículos regresivos entre las dos especies. Los resultados de este trabajo representarán un importante aporte al conocimiento de la atresia folicular como así también a la muerte celular, un proceso estrechamente asociado a la misma, aún poco estudiado en el ovario de las aves.