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.

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.

Comportamiento de preferencia a estímulos feromonales relacionados con la reproducción en la rata

Estudios previos en nuestro laboratorio han demostrado cambios en la actividad de la enzima GAD que sintetiza a GABA, en el bulbo olfatorio (BO) e hipotálamo de ratas durante la tarde del proestro (liberación de gonadotrofinas) cuando son expuestas a distintas feromonas relacionadas con la reproducción. El objetivo de este trabajo es investigar las modificaciones en la actividad de GAD en el BO e hipotálamo y en la conducta preferencial de la rata en la noche del proestro (momento de máxima receptividad hacia el macho) para olores de congéneres en distintos estados hormonales los cuales influyen en la calidad de las feromonas producidas. La participación del sistema GABAérgico y la influencia del serotoninérgico en dicha conducta será también estudiada. (...) En conjunto los estudios conductuales y de la actividad enzimática darán información de la participación GABAérgica y probable modulación por serotonina, en los eventos mencionados. Objetivos generales Investigar la participación GABAérgica y la influencia serotoninérgica en la conducta preferencial de una rata en la noche del proestro, a la presentación de distintas feromonas, estudiando además la respuesta de la enzima que sintetiza GABA en el bulbo olfatorio. Se compararán los resultados obtenidos con estudios de la actividad de GAD ya realizados en el BO en la tarde del proestro.

Efecto de la hiponutrición perinatal sobre distintos parámetros farmacológicos en el animal adulto

Numerosas evidencias, clínicas y experimentales, han demostrado que la hiponutrición temprana, en coincidencia con el período de ontogénesis del SNC (Sistema Nervioso Central), produce una serie de alteraciones morfológicas, neurofisiológicas, neuroquímicas y comportamentales que perduran en el sujeto adulto, aún luego de largos períodos de recuperación nutricional. (...) En los últimos 20 años, el concepto de cómo la malnutrición afecta las funciónes cerebrales superiores ha evolucionado considerablemente. Los hallazgos más recientes, basados en cambios en la reactividad a fármacos y a alteraciones en el funcionalismo de receptores neuronales, sugieren que los comportamientos y procesos cognitivos afectados por la hiponutrición temprana podrían ser consecuencia de la incapacidad de sujetos malnutridos en producir respuestas emocionales adecuadas y cambios adaptativos en los sistemas neuronales ante situaciones estresantes, más que por déficit cognitivo per-se. La hiponutrición infantil representa un enorme impacto económico-social para la humanidad y por lo tanto la mejor comprensión de los mecanismos neuronales involucrados en la regulación de las funciones cerebrales superiores afectadas por la malnutrición temprana puede representar un significativo aporte al conocimiento de la fisiopatología y/o tratamiento de alteraciones que afectan a millones de niños. En el presente proyecto, en ratas adultas sometidas a un esquema de hiponutrición perinatal y sus respectivos controles, se estudiará: 1) El desarrollo de tolerancia y síndrome de abstinencia a la acción ansiolítica de drogas que median sus efectos a través del complejo-receptor GABA-A. Paralelamente a la evaluación conductual luego de tratamientos crónicos, se intentará correlacionar las alteraciones observadas con parámetros neuroquímicos del funcionalismo neuronal. 2) El desarrollo de tolerancia al efecto analgésico de drogas analgésicas narcóticas. Se intentará correlacionar los resultados con la densidad de receptores opiáceos en distintas estructuras cerebrales

Efecto de la abstinencia a Diazepam en el desarrollo de dependencia a etanol: Tratamiento farmacológico

Numerosos estudios sugieren que los efectos conductuales y neuroquímicos del etanol y las benzodiazepinas (BDZs) están estrechamente relacionados. La administración aguda de BDZs y etanol potencia el efecto del GABA, sugiriendo que ambas drogas producirían efectos depresores del sistema nervioso central por incremento de la neurotransmisión GABAérgica. La administración prolongada de etanol y BDZS produce tolerancia a alguno de los efectos agudos tanto de la droga primaria, como de un agente relacionado (tolerancia cruzada). Este hecho se ha observado tanto en humanos como en animales. La interrupción del tratamiento crónico con dichas drogas provoca la aparición del síndrome de abstinencia. (...) Considerando que la ansiedad es un factor crítico tanto en la abstinencia a BDZs como en la génesis y mantenimiento del alcoholismo y que la abstinencia a diazepam podría provocar alteraciones a largo plazo en la capacidad de adaptación al estrés, se podría hipotetizar que esos efectos podrían estar implicados en la recurrencia al consumo de BDZs, etanol u otras drogas de abuso, luego de la interrupción de un tratamiento crónico. De lo anteriormente expuesto se deduce que fármacos que normalicen potenciales alteraciones en los mecanismos adaptativos frente al estrés podrían ser de utilidad para revertir las alteraciones observadas durante la expresión del sindrome de abstinencia inducido por etanol y BDZs. En relación a este tema, hemos demostrado recientemente que carbamazepina (CBZ), droga efectiva para el tratamiento del sindrome de abstinencia inducido por BDZs y etanol, revierte las alteraciones conductuales y neuroquímicas descriptas en animales con abstinencia a BDZs. Estos resultados sugieren que el tratamiento con dicho fármaco podría ser de utilidad terapéutica para la normalización de las alteraciones inducidas por la interrupción del consumo. Objetivos El objetivo general del presente proyecto es investigar una posible facilitación del desarrollo de dependencia al etanol en animales previamente sometidos a la abstinencia de benzodiazepinas. Este objetivo se extiende al estudio de nuevas alternativas terapéuticas que tengan capacidad potencial para revertir las alteraciones producidas por la abstinencia a etanol.

BASES NEUROBIOLOGICAS DE LA FORMACION DE MEMORIAS TRAUMATICAS EN MODELOS ANIMALES: APROXIMACIÓN FARMACOLOGICA PARA SU REVERSION

La hipótesis de la reconsolidación propone que una memoria consolidada entra nuevamente en un estado lábil seguido por un nuevo proceso de estabilización dependiente de síntesis de proteínas, definido como reconsolidación. Durante el proceso de desestabilización, la traza puede actualizarse incorporando nueva información ajustándose a nuevas exigencias ambientales. Esta visión le otorga a la memoria una propiedad flexible y dinámica, contrariamente a lo sugerido por la clásica teoría de la consolidación que definía el trazo de memoria como algo inflexible e inmutable. La reconsolidación de la memoria consta de dos fases: un proceso de labilización o desestabilización, seguido de una fase de re-estabilización. Evidencias recientes de nuestro laboratorio sugieren que la ocurrencia de un estado emocional negativo, como el generado por un evento traumático (estrés) reduce la vulnerabilidad de la traza durante la evocación, es decir la memoria bajo estas condiciones se vuelve resistente a la interferencia y disminuye las probabilidades de la ocurrencia de la reconsolidación. La abstinencia al etanol genera un estado emocional negativo de características similares al generado por estrés en el complejo basolateral de la Amígdala (BLA). El presente proyecto está dirigido a estudiar los mecanismos neurobiológicos implicados en la memoria resistente, en dos áreas cerebrales críticamente involucradas en la memoria de miedo contextual: BLA y el hipocampo dorsal (HD). Se verificará la reactividad a los agentes interferentes (Midazolam y Propranolol) sobre la reconsolidación tanto en animales estresados como en abstinentes. Además, estudiaremos la expresión de las subunidades de receptores NMDA y GABA-A en las áreas mencionadas. Además nos proponemos re-establecer la capacidad dinámica de la traza con herramientas farmacológicas como la infusión local de un agonista parcial de receptores NMDA. Bajo este esquema hipotético, este tratamiento permitirá re-establecer las propiedades biológicas que definen el proceso de labilización/reconsolidación, con la recuperación de la vulnerabilidad a los agentes interferentes de esta fase ante la presentación del recordatorio. En síntesis, proponemos que los cambios originados por la instauración de un estado emocional negativo modelan la dinámica de la memoria resultante al momento de la evocación. Listado de abreviaturas usadas: BLA: Complejo basolateral de la amígdala HD: hipocampo dorsal R-NMDA: receptores NMDA R-GABAA: receptores GABAA MDZ: Midazolam PROP: propranolol DCS: d-cycloserina