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.

FISIOLOGÍA REPRODUCTIVA DE Chinchilla lanigera: CARACTERIZACIÓN DEL CICLO SEXUAL DE LA HEMBRA Y REGULACIÓN EXÓGENA DEL EJE HIPOTÁLAMO-HIPÓFISO-GONADAL.”

La chinchilla es un roedor autóctono de Sudamérica que ha sido domesticado y seleccionado genéticamente debido a la fineza y valor de su piel, la más cotizada en el mercado peletero mundial. La situación coyuntural tanto a nivel mundial como nacional ha dispuesto circunstancias muy favorables para la expansión de esta actividad especialmente en nuestro país, en función de un costo de producción bajo en pesos, con una demanda mundial creciente y con firmes precios en dólares o euros. En base a estas condiciones y a la alta calidad de las pieles producidas en nuestro país, Argentina se proyecta como uno de los mayores productores mundiales de pieles de chinchillas. Sin embargo, no se ha desarrollado aún una zootecnia acorde con las necesidades locales de producción. Lo que es más, la aplicación de técnicas que permitan maximizar y optimizar la productividad de los establecimientos de cría (como las técnicas de reproducción asistida) aún no ha sido concretada debido a la falta a nivel mundial de información en lo que respecta a las bases de la fisiología de la reproducción de esta especie. Un área de vacancia fundamental es la referente a la fisiología del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal de la hembra. Con esto en mente, el objetivo general del presente proyecto es estudiar en Chinchilla lanigera doméstica los procesos fisiológicos que regulan el ciclo sexual natural de la hembra y evaluar la eficacia de diferentes sustancias activadoras del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal para el control exógeno del mismo. La identificación de factores relevantes de la fisiología reproductiva en la chinchilla doméstica, es de vital importancia para establecer las bases para la aplicación de técnicas de reproducción asistida y herramientas de manejo que permitan incrementar la eficacia reproductiva y acelerar el mejoramiento genético del plantel animal. Paralelamente, el desarrollo de estas técnicas en la chinchilla doméstica como modelo experimental permitirá la transferencia de conocimientos para el desarrollo de programas de cría ex situ de la especie silvestre y la conservación del recurso natural, actualmente en peligro de extinción (CITES I). Así, el presente proyecto tendría un doble impacto y se generarán conocimientos no disponibles al presente para la comunidad científica ni para los criadores de chinchilla. Este estudio por lo tanto, está relacionado con áreas de investigación de gran interés en la actualidad como la conservación de la biodiversidad, la ecología reproductiva, la biotecnología y el mejoramiento de programas de cría de especies no tradicionales de interés económico. Constituye además un proyecto cuyos resultados podrán ser rápidamente transferibles.

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.

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.