Evaluación genética del bienestar animal y eficiencia reproductiva con el aporte de la determinación de paternidades mediante técnicas de biología molecular en bovinos de carne

Buena parte de la producción bovina de carne de la provincia de Córdoba está incluida en áreas que sufren durante todo o parte del año de condiciones climáticas desfavorables. Las razas bovinas de origen índico y africano muestran mayor adaptación al estrés térmico, que se manifestaría en un mejor de desempeño en el aspecto reproductivo. Sin embargo existen dificultades de manejo de esas razas por su temperamento menos adecuado que las razas británicas. En explotaciones extensivas de nuestra Provincia no existe información genética relacionada con caracteres de comportamiento. En ese sentido una raza sanga de origen africano (Tuli) y sus cruzas se están ensayando en la Universidad Católica de Córdoba como parte de la búsqueda de soluciones a los problemas planteados anteriormente. No se disponen aún de parámetros poblacionales (fenotípicos y genéticos) de esta raza y sus cruzas. En la evaluación genética es indispensable el uso de mediciones con información genealógica, es decir, se debe identificar los padres de los individuos. El análisis de regiones altamente polimórficas del genoma (microsatélites) permite determinar el perfil genético de cada animal, para ser utilizado en la determinación de paternidades, en principio y luego con otras aplicaciones. Sobre el animal las mediciones relacionadas con la fertilidad son vitales y no es posible encontrar predictores de la fertilidad en toros en servicio natural múltiple, ya que no es posible identificarlos terneros en ese sentido. La forma de evaluar la fertilidad real, sería mediante la medición de la producción de terneros, además de la calidad seminal y circunferencia escrotal. Con respecto al nivel de estrés, se usará la evaluación del temperamento mediante ensayos de comportamiento, aunque la medición de hormonas esteroides sería una prueba complementaria

Expresión de genes placentarios y análisis de sus productos proteicos: Relación con genes homólogos bacterianos

La diferenciación celular es la resultante del control de la expresión de un conjunto de genes específicos que determinan las características funcionales y morfológicas de una célula. Diversas causas inductoras de tumores alteran el control genético en células completamente diferenciadas, promoviendo entre los numerosos disturbios moleculares, la activa expresión de genes que deberían estar reprimidos. En las etapas prematuras de su desarrollo la placenta humana posee propiedades biológicas que se asemejan a las de un tumor, como por ejemplo el activo crecimiento tisular, la invasividad y la expresión de proteínas que no se encuentran habitualmente en tejidos normales sino solamente en condiciones de transformación tumoral. En condiciones normales sintetiza y secreta una variedad de esteroides (progesterona y estradiol), enzimas involucradas en su síntesis (3beta-SDH, aromatasa), hormonas peptídicas (HCG, HPL) y proteínas específicas del embarazo, entre ellas las denominadas PSG. Objetivos Generales: Comprende el estudio de la expresión, regulación y probable funcionalidad de genes placentales tanto en condiciones fisiológicas como patológicas. Se caracterizarán secuencias de DNA y proteínas que intervienen en el control de esos genes. Se analizarán algunos genes que determinan la patogénesis bacteriana. Objetivos Específicos. Comprende las siguientes actividades: Tema 1: Expresión y funcionalidad de genes PSG y de 3beta-SDH. Tema 2: Expresión diferencial de genes en tumores trofoblásticos (Mola Hidatiforme). Tema 3: Caracterización topográfica-funcional de 3beta-SDH. Relación con otras enzimas esteroidogénicas. Tema 4: Estudios de genes y productos de organismos procariotas. Tema 5: Aplicaciones de la Biología Molecular en: a) Diagnóstico de enfermedades Hematológicas y Endocrinológicas. b) Tipificación de bacterias patógenas

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.

Efectos del estrés sobre el equilibrio hidrosalino: La actividad cardiocirculatoria y el funcionamiento del eje hipotálamo-hipofisogonadal

La exposición aguda y crónica a estrés constituye un problema para la salud y la producción animal. Desde el punto de vista del manejo de los animales: hacinamiento, transporte, aislamiento o inmovilización pueden constituir situaciones que reducen notablemente los índices de fecundidad, crecimiento y ganancia de peso de distintas especies de animales. Se utilizarán inicialmente ratas albinas (Wistar), pudiendo extenderse los estudios a otras especies en una etapa posterior, como los animales domésticos (bovinos, equinos). Hasta la actualidad se ha investigado mucho sobre estrés agudo y muy poco sobre estrés crónico (Ej.: inmovilización: 13 días). Nuestro propósito es determinar en estas condiciones, la participación del Sistema Adrenérgico y del Sistema Renina Angiotensina en los cambios del metabolismo hidrosalino; asimismo, evaluar la acción del estrés crónico sobre el eje Hipotálamo-hipofiso-gonadal y su incidencia sobre la maduración sexual, el crecimiento y la conducta sexual en hembras gestantes y sus crías, valorándose así los índices de Fertilidad. Los cambios funcionales observados se correlacionarán con los cambios a nivel de la citoestructura y ultraestructural a nivel hipofiso-adrenal-gonadal sobre la maduración puberal y gestacional. Finalmente todos estos cambios serán correlacionados con la actividad hormonal: ACTH, STH, PRL, otras gonadotrofinas, TSH, renina plasmática, corticosterona y esteroides gonadales. Objetivos Generales: Conocer los cambios introducidos durante un período de estrés agudo o crónico en el metabolismo hidrosalino (apetito por sodio, ingesta de agua, excreción renal y extrarenal de electrolitos y agua), la actividad cardiocirculatoria y sobre el funcionamiento del eje hipotálamo-hipofiso-gonadal y la citoarquitectura hipofiso-adrenal de hembras gestantes. Evaluar la actividad de las hormonas responsables de estos cambios.

Función y mecanismo de acción de alfa-MSH a nivel central y periférico: Su interacción con la hormona melanocito concentrante y con neurotransmisores

En este pedido de subsidio se presenta una nueva línea de investigación que se propone analizar la función y mecanismo de acción de la hormona melanocito concentrante (MCH) y su interrelación con la alfa-MSH [Hormona melanocito estimulante] ya que ambos péptidos actúan en forma antagónica en peces. Para cumplimentar este objetivo se propone analizar la función del MCH en el comportamiento de aseo excesivo y si éste péptido bloquea el efecto de alfa-MSH en esta conducta al igual que se anulan en los peces. Además, hemos comprobado en trabajos anteriores que alfa-MSH disminuye la temperatura ante el aumento provocado por un pirógeno exógeno y también se han establecido los neurotransmisores (NT) involucrados. En este proyecto nos proponemos establecer el efecto de MCH y su interacción con MSH y los NT involucrados en el proceso de termoregulación, comportamiento de aseo excesivo y estudios de inmunidad. Además, siguiendo con nuestra línea de trabajo, continuamos indagando sobre los sistemas de segundos mensajeros involucrados en el mecanismo de alfa-MSH mediante estudios in vivo e in vitro, midiendo estos segundos mensajeros en zonas específicas del Sistema Nervioso Central (SNC). Investigaremos cómo están involucrados los receptores nicotínicos y muscarínicos en la inducción de las conductas y la medición de los segundos mensajeros AMPc e IP 3 en núcleo estriado. Con respecto a la participación de alfa-MSH en el comienzo de la pubertad se propone: A) Establecer si la estimulación de la liberación de esteroides ováricos de LH, FSH y alfa-MSH estaría mediada por AMPc. Para su cumplimiento se plantea realizar incubación de ovarios prepuberales en presencia de alfa-MSH y las gonadotrofinas hipofisarias a fin de determinar las variaciones de P, E2 y AMPc liberadas al medio. B) Corroborar si existe una unión directa de alfa-MSH a las células ováricas para interactuar con las gonadotrofinas y por su intermedio modificar la liberación de P. Para ello se propone determinar el porcentaje de unión del péptido marcado a células ováricas. C) Determinar por medio de autoradiografía, si la administración aguda del péptido a ratas prepúberes, modifica el contenido ovárico de receptores para FSH y/o LH. Se continuarán los estudios tendientes a establecer la interrelación entre hormonas esteroideas, catecolaminas y alfa-MSH en la regulación de la conducta sexual. Se analizará la actividad lordótica luego de la inyección de alfa-MSH en área preóptica y se tratará de establecer qué NT median la respuesta observada, midiendo además el contenido del péptido en diferentes áreas del SNC y liberación de LH.

Acciones tróficas de GABA: implicancias en la diferenciación sexual del cerebro. Trophic actions of GABA: Implications for sexual differentiation of the brain.

En el hipotálamo en desarrollo, el ácido gamma-amino butírico (GABA) produce depolarización neuronal, pudiendo incluso disparar potenciales de acción y causar la apertura de canales de calcio dependientes de voltaje. Esto se debe a que la concentración intracelular de Cl- es alta respecto al medio extracelular, por lo que en reposo el potencial de equilibrio de GABA es más positivo que el potencial de membrana. A medida que el desarrollo transcurre, la concentración intracelular de Cl- disminuye y se produce un cambio en la respuesta de depolarizante (etapa excitatoria) a hiperpolarizante (etapa inhibitoria). Se ha demostrado que este cambio ocurre también en neuronas hipotalámicas in vitro. El dimorfismo sexual del cerebro de los vertebrados es consecuencia de la acción del estrógeno aromatizado a partir de andrógenos segregados por el testículo durante el "periodo crítico" del desarrollo cerebral. Evidencias previas de nuestro y otros laboratorios pusieron de manifiesto diferencias en el crecimiento y diferenciación de neuronas que no podían atribuirse a la acción hormonal, ya que ocurren antes que se inicie el brusco aumento de la secreción gonadal, alrededor del día 18 de desarrollo embrionario en la rata (E18). Además de las diferencias morfológicas, encontramos diferencias sexuales en la forma que las neuronas hipotalámicas responden a muscimol, un agonista específico del receptor GABAA. A los 9 días in vitro (9 DIV) la respuesta a muscimol fue hiperpolarizante (etapa inhibitoria) y además fue de mayor amplitud, área y duración en machos respecto a hembras. Esto nos indica que las neuronas provenientes de embriones machos son intrínsecamente diferentes a las de embriones hembra aún antes de la acción organizadora de los esteroides sexuales. En base a estas evidencias nos propusimos continuar nuestros estudios sobre la participación de GABA en la determinación de diferencias sexuales en el cerebro antes de la acción organizadora de los esteroides gonadales. Para ello, en cultivos de neuronas hipotalámicas de E16 separados por sexos, estudiaremos:- la respuesta a muscimol de las neuronas, en la etapa excitatoria (2 DIV) de la acción de GABA.- las composición de subunidades de los receptores GABAA en la etapa excitatoria/inhibitoria de la acción de GABA.- la participación de los receptores GABAA sobre el crecimiento neurítico.- la activación de la vía de las MAP quinasas por muscimol.- la participación de los receptores GABAA sobre el crecimiento axonal inducido por estradiol in vitro.Toda la metodología propuesta es de uso habitual en nuestro laboratorio e involucra herramientas de la electrofisiología y la biología celular-molecular; como patch-clamp, cultivo de neuronas hipotalámicas, Western blot, RT-PCR, entre otras. Esperamos encontrar diferencias sexuales en la amplitud, área y duración de la respuesta de las neuronas hipotalámicas al muscimol a los 2 DIV, y que éstas se deban a una diferente composición de subunidades del receptor GABAA. En cuanto a la participación del receptor GABAA en la neuritogenesis, esperamos encontrar mayor longitud neurítica en neuronas macho como así también una activación sexualmente dimórfica de la vía de las MAP quinasas. Además esperamosque la acción de un antagonista del receptor GABAA interfiera con la axogénesis inducida por estradiol in vitro, característica que muestra diferencia sexual también a favor de los machos, lo que reforzaría nuestra hipótesis. La importancia y originalidad de este proyecto reside en la evaluación de la participación del sistema GABAérgico en la determinación de características que durante el desarrollo, podrían estar involucradas en la determinación de diferencias sexuales permanentes en el cerebro adulto independientemente de la acción de los esteroides sexuales. Hasta la fecha, no ha sido evaluada la influencia de los receptores GABAA en la diferenciación sexual del cerebro antes de la acción organizadora de los esteroides gonadales.

Electroquímica de sustancias de interés en los sistemas agroalimentario y de sanidad animal. Desarrollo de biosensores electroquímicos. Aplicaciones analíticas.Electrochemistry of substances of interest in agroalimentary and animal health systems. Development of electrochemical biosensors. Analytical applications.

Se estudiarán los mecanismos de reacción electroquímica de las micotoxinas (metabolitos tóxicos generados por hongos) citrinina (CIT), patulina (PAT) y moniliformina (MON), de los antioxidantes naturales alfa, beta, gama y delta tocoferoles, de los flavonoides fisetina (FIS), morina (MOR), luteolina (LUT), rutina (RUT), buteina (BUT), naringenina (NAR) y miricetina (MIR) y de las hormonas esteroides estradiol (EDIOL), estrona (EONA) y estriol (ETRIOL). Por otra parte, se implementarán técnicas electroanalíticas para la detección y cuantificación de estos sustratos en muestras de matrices naturales que los contengan. Se realizará el diseño y caracterización de biosensores enzimáticos a partir de peroxidasas y/o fosfatasa alcalina para la determinación de la micotoxina CIT y de los flavonoides y, por otro, de inmunosensores para las micotoxinas ocratoxina A (OTA) y PAT y hormonas. Para el anclaje de enzimas y/o anticuerpos, se estudiarán las propiedades de electrodos modificados por monocapas autoensambladas, nanotubos de carbono y partículas magnéticas. Se usarán las técnicas de voltamperometría cíclica, de onda cuadrada y de redisolución con acumulación adsortiva, espectroscopías de impedancia electroquímica, electrólisis a potencial controlado, uv-vis e IR, microbalanza de cristal de cuarzo y microscopías de alta resolución (SEM, TEM, AFM). La importancia de este proyecto apunta a la obtención de nuevos datos electroquímicos de los sustratos indicados y conocimientos relacionados con la aplicación de electrodos modificados en la preparación de biosensores y en el desarrollo de técnicas alternativas para la determinación de los analitos mencionados precedentemente. Electrochemical reaction mechanisms of mycotoxins (toxic metabolites generated by fungi) citrinin (CIT), Patulin (PAT) and moniliformin (MON), natural antioxidants alpha, beta, gamma and delta tocopherols, flavonoids fisetin (FIS), morin (MOR), luteolin (LUT), rutin (RUT), butein (BUT), naringenin (NAR), miricetin (MIR) and steroid hormones estradiol (EDIOL), estrone (EONA) and estriole (ETRIOL) will be explored. On the other hand, electroanalytical techniques for the detection and quantification of these substrates in samples of natural matrices will be implemented. The design and characterization of enzymatic biosensors from peroxidases and/or from alkaline phosphatase for the determination of CIT and flavonoids, and also of inmunosensors for ochratoxin A (OTA) and PAT and hormones will be performed. For the anchor of enzymes and/or antibody, properties of electrodes modified by self assembled monolayers, carbon nanotubes and magnetic particles will be explored. Cyclic, square wave and adsorptive stripping voltammetries, electrochemical impedance spectroscopy, controlled potential electrolysis, uv-vis and IR, quartz crystal microbalance and high-resolution microcopies (SEM, TEM, AFM) will be used. The importance of this project is aimed at obtaining new electrochemical data for the indicated substrates and knowledge on the application of modified electrodes in preparation of biosensors and in the development of alternative techniques for the determination of the above-mentioned analytes.

Electroquímica de sustancias de interés en los sistemas agroalimentario y de sanidad animal. Desarrollo de biosensores electroquímicos. Aplicaciones analíticas.

Se estudiarán los mecanismos de reacción electroquímica de las micotoxinas (metabolitos tóxicos generados por hongos) citrinina (CIT), patulina (PAT) y moniliformina (MON), de los antioxidantes naturales alfa, beta, gama y delta tocoferoles, de los flavonoides fisetina (FIS), morina (MOR), luteolina (LUT), rutina (RUT), buteina (BUT), naringenina (NAR) y miricetina (MIR) y de las hormonas esteroides estradiol (EDIOL), estrona (EONA) y estriol (ETRIOL). Por otra parte, se implementarán técnicas electroanalíticas para la detección y cuantificación de estos sustratos en muestras de matrices naturales que los contengan. Se realizará el diseño y caracterización de biosensores enzimáticos a partir de peroxidasas y/o fosfatasa alcalina para la determinación de la micotoxina CIT y de los flavonoides y, por otro, de inmunosensores para las micotoxinas ocratoxina A (OTA) y PAT y hormonas. Para el anclaje de enzimas y/o anticuerpos, se estudiarán las propiedades de electrodos modificados por monocapas autoensambladas, nanotubos de carbono y partículas magnéticas. Se usarán las técnicas de voltamperometría cíclica, de onda cuadrada y de redisolución con acumulación adsortiva, espectroscopías de impedancia electroquímica, electrólisis a potencial controlado, uv-vis e IR, microbalanza de cristal de cuarzo y microscopías de alta resolución (SEM, TEM, AFM). La importancia de este proyecto apunta a la obtención de nuevos datos electroquímicos de los sustratos indicados y conocimientos relacionados con la aplicación de electrodos modificados en la preparación de biosensores y en el desarrollo de técnicas alternativas para la determinación de los analitos mencionados precedentemente.