Ciclo de capacitación sobre el monitoreo hormonal no invasivo como herramienta para evaluar procesos reproductivos y respuestas de estrés en fauna silvestre.

Los objetivos del Jardín Zoológico de Córdoba son, (en correlación a lo planteado en la Estrategia Global para la Conservación en los Zoológicos modernos, 1993): la educación de sus visitantes, la investigación de aspectos relacionados con la fauna y flora autóctona y la conservación de la naturaleza y sus recursos y finalmente la recreación de quienes vienen a este lugar. En la actualidad, existen programas y campañas enfocadas a educar a los visitantes sobre el respeto y protección del ambiente, como así también equipos multidisciplinarios encargados de cuidar la salud, nutrición y reproducción de las especies dentro del Zoológico. Esto último se logra gracias a programas de investigación que se realizan en conjunto con otras instituciones, contribuyendo directamente a incrementar el conocimiento. Dentro de estos programas de investigación se destaca el monitoreo hormonal no invasivo en fauna silvestre, considerado como una herramienta precisa para evaluar la respuesta de estrés en fauna en condiciones tanto in situ como ex situ. El análisis hormonal de metabolitos esteroideos para evaluar la función reproductiva y las respuestas de estrés en aves y en mamíferos está convirtiéndose en una estrategia común en el campo de la zoología. Los avances científicos en la temática aportan información relevante para las ciencias del comportamiento, de la fisiología reproductiva y del estrés, cuyos datos analizados son útiles para la toma de decisiones de manejo de animales en condiciones in situ como ex situ. En Córdoba, Argentina, a través de un proyecto de monitoreo hormonal no invasivo en fauna silvestre, se formalizó durante el 2011 por primera vez un convenio marco (expediente aprobado 1739/11-CONICET central) entre el Jardín Zoológico de Córdoba y el CONICET, que tiene por objeto establecer vínculos de cooperación científica y tecnológica durante 5 años. Hasta el momento se realizaron diferentes investigaciones científicas conjuntamente a la formación de recursos humanos a nivel de grado y posgrado, cuyos productos puedan constituir una base de datos para mejorar el diagnostico y el manejo de fauna silvestre. En 2011, se determinaron los efectos del enriquecimiento ambiental con énfasis en la modificación de la dieta sobre la actividad adrenocortical y el comportamiento de osos meleros (Tamandua tetradactyla); en el 2012, se comenzó con la validación del monitoreo hormonal no invasivo de respuestas de estrés de la mara (Dolichotis patagonum); y en el 2013 se está trabajando en la evaluación de la respuesta de estrés al transporte en el manejo de osos hormigueros (Myrmecophaga tridactyla) durante la reintroducción a su ambiente natural. Estas tareas se realizan en colaboración con especialistas de la UNC-CONICET, de la Universidad de Medicina Veterinaria (Viena, Austria) y del Instituto de Biología de la Conservación del Smithsonian (Front Royal, Estados Unidos). Dada la larga trayectoria de trabajo en conjunto mencionada, es que surge la inquietud de concretar de manera formal, práctica y colaborativa la difusión de los resultados obtenidos. De esta forma, se elabora el presente proyecto de transferencia establecido en conjunto con el IIByT /CONICET-UNC (personal del Instituto de Ciencia y Tecnología de los alimentos); que pretende no sólo llegar a otros científicos, zoólogos e interesados en el monitoreo hormonal no invasivo, sino tambien al personal del Zoológico. Esto incluye a cuidadores, veterinarios y biólogos, con el fin de informar y fomentar el bienestar animal y estandarizar protocolos de trabajos para la aplicación del monitoreo hormonal no invasivo.

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.

Regulación de la actividad funcional tiroidea e interacción con mediadores de la respuesta inmune. Regulation of thyroid functional activity and interaction with mediators of immune response.

TEMA I. MECANISMOS NO CLÁSICOS EN EL CONTROL DE LA BIOSÍNTESIS DE HORMONAS TIROIDEAS. El objetivo general de este aspecto del proyecto es el estudio de los mecanismos bioquímicos y moleculares que regulan la hormonogénesis tiroidea en diferentes condiciones funcionales. En proyectos anteriores hemos demostrado que la endotoxina bacteriana lipopolisacárido (LPS) y el oxido nítrico (NO) inducen modificaciones en la biosíntesis de hormonas tiroideas. En base a estos resultados se propone investigar el mecanismo responsable de la estimulación de la captación de ioduro y la expresión de NIS ejercida por LPS y los factores que regulan la producción de NO en la célula tiroidea. Por otra parte se investigarán posibles factores hormonales reguladores de la absorción de ioduro a nivel intestinal y su relación con el eje hipófiso-tiroideo, así como los mecanismos involucrados en la expresión de NIS en enterocitos. Como extensión con aplicación clínica y en base a la experiencia del grupo en el estudio de proteínas que participan en la biosíntesis hormonal tiroidea, se realizará una pesquisa de posibles mutaciones en el transportador de ioduro en pacientes con Hipotiroidismo congénito.TEMA II. ESTUDIO DEL EFECTO DE LAS HORMONAS TIROIDEAS EN LA INICIACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE EN RATÓN. INTERACCIÓN CON GLUCOCORTICOIDES. En nuestro grupo demostramos recientemente un efecto novel de las hormonas tiroideas sobre la maduración/función de células presentadoras de antígenos especializadas: células dendríticas (DC), derivadas de médula ósea de ratón. En este proyecto se propone: 1) profundizar el mecanismo molecular involucrado en el efecto de triiodotironina (T3) sobre DC: rol del receptor de T3-señalamiento intracelular; capacidad de DC tratadas con T3 de estimular la citotoxicidad antígeno-específica; estrategia de vacunación en el tratamiento antitumoral. Por su parte, también previamente demostramos la característica de los glucocorticoides (GC) de interaccionar con el mecanismo de acción de las hormonas tiroideas en la expresión final de los efectos T3-específicos. Considerando el uso terapéutico de los GC en diversos estados clínico-patológicos inmunes, se propone: 2) Estudio del efecto de dexametasona (GC de síntesis) sobre el mecanismo de acción de T3 a nivel de DC.

Interacciones inmuno-endócrinas: participación de tlr-4 y citoquinas pro-inflamatorias en la regulación de la proliferación de células lactotropas. Immuno-endocrine interactions: Contribution of tlr-4 and pro-inflammatory cytokines in the regulation of lactotroph cell proliferation.

El presente proyecto tiene como objetivo estudiar, a nivel celular y molecular, los mecanismos inmuno-endócrinos que participan en la proliferación de células lactotropas normales y tumorales frente a procesos inflamatorios inducidos experimentalmente. Una particular atención se pondrá al evaluar la contribución de IL-6 como citoquina intrahipofisaria durante el desarrollo tumoral y su rol como señal paracrina/autocrina en la senescencia hipofisaria. Debido a que agentes inflamatorios y anti-inflamatorios pueden inducir alteraciones en el crecimiento y la función hipofisaria, no se descartaría que, en el curso de una inflamación, como la inducida por el lipopolisacárido bacteriano LPS, puedan ocurrir modificaciones en el índice proliferativo de las células lactotropas y/o en la secreción de su producto hormonal, la prolactina. Dado el auge en las investigaciones referidas al campo de la modulación inmuno-endócrina, es que planteamos investigar la participación de TLR4, componente crucial del complejo proteico que inicia la señal LPS, en hipófisis normales y tumorales inducidas por estrógeno así como también en la línea celular somatolactotrópica GH3B6. Dentro de las vías de transducción de señales involucradas se determinará la participación de MAPK-ERK1/2 y de PI3K asi como la contribución de NF-kB en la regulación del crecimiento celular inducido por IL-6/LPS mediante el uso de inhibidores específicos. La microscopía electrónica y confocal, resultarán de fundamental importancia para valorar los procesos de translocación nuclear de NF-kB como así también para definir la localización ultraestructural de los mediadores mencionados. Además, se valorará el mecanismo de senescencia celular hipofisaria mediante parámetros morfológicos, bioquímicos y ultraestructurales durante el desarrollo de prolactinomas inducidos experimentalmente. Finalmente dilucidar las posibles vías de transducción de señales que se desencadenan frente a estímulos inflamatorios/proliferativos podría explicar algunos aspectos moleculares sobre la función de control del ciclo celular y las limitaciones de crecimiento en adenomas hipofisarios que subyacen en la falta de progresión de estos tumores a la malignidad. The aim of the present project is to study the immuno-endocrine mechanisms involved in the proliferation of normal and tumoral lactotrophs experimentally induced by inflammatory factors. Also, the contribution of IL-6 as a paracrine / autocrine signal in the pituitary senescence will be assessed along tumor development induced by estrogen treatment. Considering that both, inflammatory and anti-inflammatory agents can modify the pituitary function, it is possible that in the course of inflammation, as induced by bacterial lipopolysaccharide LPS, some alteration may occur in the proliferative index of lactotrophs and / or in the PRL secretion. Our main objective is to investigate the cellular and molecular mechanisms involved by the activation of TLR4, a crucial component of the protein complex initiated by LPS, in normal and pathological pituitaries induced by estrogen as well as in the GH3B6 cell line. The participation of MAPK-ERK1 / 2 and PI3K signaling pathway and the contribution of NF-kB in the proliferative responses triggered by IL-6/LPS will be analyzed by using specific inhibitors. Confocal microscopy analysis is essential to assess the process of nuclear translocation of NF-kB as well as the use of electron microscopy to define the ultrastructural localization of the above mentioned mediators. In addition, the mechanisms of pituitary cell senescence will be evaluated through morphological, biochemical and ultrastructural approaches during the development of experimental prolactinomas. Finally, the elucidation of possible signal transduction pathways which are triggered by inflammatory / proliferative stimuli, would explain some molecular aspects of cell cycle control and limitations in pituitary tumor growth that underlie the lack of progress in these pituitary tumors to malignancy.