Mecanismos de Fotopercepción No-Visual y Control Circadiano en la Retina Interna de Vertebrados en Condiciones Fisiológicas y en un Modelo Animal de Ceguera. Mechanisms of Non-visual Perception and Circadian Control in the Vertebrate Inner Retina under Physiological Conditions and in Animal Model of Blindness.

La retina juega un rol esencial en el funcionamiento del sistema circadiano de los vertebrados al ser la encargada de sensar las condiciones de iluminación ambiental que ajustan el reloj interno con el fotoperíodo exterior a través de un circuito no-visual. Este circuito es independiente de la vía de formación de imágenes e involucra a las células ganglionares retinianas (CGRs) que proyectan a varias estructuras no-visuales del cerebro; esta vía es la encargada de regular el reflejo pupilar, la sincronización de los ritmos diarios de actividad, el sueño y la supresión de melatonina pineal. La retina contiene además un reloj autónomo que genera ritmos diarios autosostenidos en distintas funciones bioquímicas y fisiológicas, que le confiere la capacidad de predecir el tiempo y anticiparse en su fisiología a los cambios lumínicos a lo largo del ciclo día-noche. Este laboratorio ha demostrado por 1ra vez que las CGRs de pollo poseen osciladores endógenos que generan variaciones diarias en la biosíntesis de fosfolípidos (Guido et al, J Neurochem. 2001; Garbarino et al., J Neurosci Res. 2004a) y de la hormona melatonina con niveles máximos durante el día (Garbarino et al., J Biol Chem 2004b). Aún más, cultivos primarios de CGRs responden a la luz a través de una cascada bioquímica de fototransducción similar a la de invertebrados y que involucra la activación de la enzima fosfolipasa C (PLC) (Contin et al., FASEB J 2006). Estos cultivos fueron obtenidos a estadios embrionarios muy tempranos en dónde solo las CGRs son postmitóticas y mayoritariamente maduras. A estos estadios, los cultivos expresan marcadores de especificación de células ganglionares (pax6, brn3), la proteina Gq y los fotopigmentos melanopsina y criptocromos con gran homología con marcadores descriptos para fotorreceptores rabdoméricos de invertebrados (Contin et al, 2006). Recientemente comenzamos a investigar la percepción de luz en pollos GUCY1*, un modelo de ceguera, en animales que carecen de células fotorreceptoras-conos y bastones-funcionales. Resultados preliminares indicarían que la retina interna, y potencialmente las CGRs de estos animales conservarían la capacidad de responder a la luz regulando el reflejo pupilar y sincronizando los ritmos diarios de alimentación. La convergencia de osciladores y fotopigmentos en la población de CGRs podría contribuir al control temporal de la fisiología del organismo y regulación de funciones no-visuales. Son objetivos de este proyecto: a) Investigar el rol de las CGRs en el sistema circadiano estudiando: i- su habilidad para sintetizar melatonina y, su regulación por luz y dopamina; ii- su capacidad fotorreceptora intrínseca, investigando la presencia de fotopigmentos y componentes de la cascada de fototransducción fundamentalmente la vía de los fosfoinosítidos y la activación de PLC, mediante ensayos moleculares, bioquímicos y farmacológicos; b) Extender estos estudios a cultivos primarios de CGRs inmunopurificadas midiendo la respuesta a la luz sobre la síntesis de melatonina, y los niveles de los mensajeros 2rios Ca2+ y AMP cíclico, la inducción de genes tempranos y la regulación de la actividad NAT, enzima clave en la síntesis de melatonina; y c) Investigar la percepción de luz en pollos GUCY1*(ciegos), sobre distintas funciones no-visuales tales como el reflejo pupilar, la sincronización de los ritmos diarios de alimentación, la síntesis de melatonina y la expresión génica en animales expuestos a estimulación lumínica de distintas intensidades y longitudes de onda. Estos estudios permitirán construir el espectro de acción de la respuesta a la luz en los pollos ciegos a fin de identificar el/los fotopigmentos intervinientes en este fenómeno. Este proyecto profundizará el conocimiento sobre la capacidad fotorreceptora-no visual de la retina interna y particularmente de las CGRs, de la naturaleza de la cascada bioquímica que opera en las mismas y de los mecanismos de regeneración del cromóforo utilizado.

Fluoroquinolonas: Estudio farmacocinético, toxicogenético y de residuos en aves, productos y subproductos destinados al consumo humano

Este trabajo de investigación consistirá en caracterizar el perfil cinético de los antibióticos enrofloxacina y ciprofloxacina mediante el estudio de sus niveles sanguíneos y tisulares en aves, así como estudiar el nivel de sus residuos y permanencia en carne de aves destinadas a consumo humano, huevo y subproducto. Se estudiará, además, el efecto genotóxico de ambas sustancias en el hombre y en aves, por niveles alcanzados con dosis terapéuticas convencionales. Objetivos Generales: Estudiar las drogas enrofloxacina y ciprofloxacina desde tres enfoques diferentes: A) Determinar su perfil farmacocinético en aves. B) Valorar la farmacogenotoxicidad en más de un sistema de prueba. C) Determinar la presencia de residuos en carnes y otros productos de origen animal destinados al consumo humano. Enfoque A. Estudio farmacocinético de enrofloxacina y ciprofloxacina en aves. Objetivos Específicos: Determinar parámetros farmacocinéticos en base a la cuantificación de niveles sanguíneos y tisulares de enrofloxacina y ciprofloxacina en función del tiempo. Enfoque B. Estudio farmacocinético de enrofloxacina y ciprofloxacina en el ensayo de aberraciones cromosómicas. Objetivos Específicos: Valorar la farmacogenotoxicidad de enrofloxacina y ciprofloxacinaen el ensayo de aberraciones cromosómicas en cultivos celulares de linfocitos humanos y aves. Enfoque C. Estudio de residuos de enrofloxacina y ciprofloxacina en carne de aves, huevos y mayonesa. Objetivos Específicos: Identificar y cuantificar la presencia de residuos de enrofloxacina y ciprofloxacina en carne de aves, huevos y mayonesa.

Vitamina D y homeostasis del calcio extra e intracelular

La vitamina D es uno de los principales reguladores de la homeostasis del calcio extracelular. El intestino es un importante "blanco" de acción de la vitamina desencadenándose allí un aumento de la absorción del catión que permite mantener la calcemia en los valores adecuados. El presente proyecto esta dirigido a conocer el papel del glutatión intestinal y de las oxidorreductasas del ciclo de Krebs durante ese proceso de incremento del transporte de calcio estimulado por la vitamina D. Para ello se estudiarán la absorción intestinal de Ca, la captación de Ca en vesículas de membrana basolateral del enterocito y actividades de enzimas relacionadas a la homeostasis del Ca (Ca-ATPasa, fostotasa alcalina) en animales raquíticos y tratados con vitamina D. Se usará DL-butionina-S, R-sulfoximina para disminuir el contenido intestinal de glutatión. Se emplearán metabolitos derivados de la vitamina D "in vivo" e "in vitro" e inhibidores de mecanismos de señales hormonales para dilucidar las vías usadas por la vitamina D para incrementar las actividades de la oxidoreductasas ligadas a NAD del ciclo de Krebs. La relación de la vitamina D con la homeostasis intracelular de CA se estudiará en el sistema visual del pollo desde retina (target de vitamina D) a corteza visual. Para ello se determinará la distribución de proteínas involucradas en el manejo del Ca intracelular (Ca-ATPasa de membrana plasmática, calbindina D28k y receptor de vitamina D o VDR) como los niveles de ARNm de las mismas en los diferentes niveles de organización del sistema visual.

Estudios estructurales y funcionales de la glucogenina

Glucogenina es el nombre asignado a la proteína de 38 kDa que se encuentra unida covalentemente al glucógeno y que inicia la biosíntesis de navo del polisacárido. El aporte del grupo en el tema comprende: la identificación en retina bovina de fracciones de a-1,4- glucanoproteína distinguibles por su solubilidad e insolubilidad en ácido tricloroacético; la demostración de que el glucógeno posee proteína covalentemente unida al glucano; la identificación del arninoácido involucrado en la unión proteína-polisacárido; la caracterización de la fracción de glucógeno insoluble en ácido tricloroacético corno proteoglucógeno; la descripción de proteoglucógeno asociado a membranas microsomales en retina; la demostración de que en organismos primitivos como Neuraspara crassa y Escherichia coli el glucógeno se halla covalentemente unido a una proteína de 31 kDa que llamamos M-glucogenina; que no es reconocida por anticuerpo policlonal anti-glucogenina de 38 kDa de mamífero, y cuya secuencia de diez aminoácidos del extremo N-terminal es distinta a la de la glucogenina de 38 kDa. El objetivo general está dirigido a interrogantes acerca de aspectos estructurales funcionales de la glucogenia, la proteína de 38 kDa que se encuentra unida covalentemente al glucógeno y que inicia la biosíntesis de novo del polisacárido. Dentro del aspecto funcional la pregunta fundamental es si la vía que se inicia con la glucogenina y termina con proteoglucógeno constituye la única alternativa para la biosíntesis del glucógeno celular. Con respecto al aspecto estructural, el mecanismo involucrado en su actividad autoglucosiltransferasa acapara la atención, tanto en lo referente a la identificación del sitio o sitios activos responsable(s) de la formación de uniones glucosil-a-l,4-glucosa como en lo referente a la causa determinante de la incorporación de no mas de ocho a once glucosas, formando un oligoglucano lineal unido al residuo tirosina 194 que actuará como primer de la glucógeno sintetasa.

Efectos metabólicos, cardiocirculatorios y prenatales del estrés agudo y crónico.

Se proponen tres líneas de Proyecto: 1) Efectos del estrés crónico intermitente (180 días) sobre el metabolismo y la actividad cardiovascular. En este Proyecto se dará continuidad a la línea de trabajos relativos a los efectos del estrés agudo y crónico sobre el estrés oxidativo, el metabolismo lipídico, las lipoproteínas plasmáticas; y la aterosclerosis (Bianco, M. et al. 2008; Scoppa, H. et al, 2005 y 2006). La retención de sodio y agua demostrada en nuestro laboratorio podría explicar la hipertensión generada por el estrés (Bensi, N. et al, 1997; Bertuzzi, M. et al. 2003; Niebylski, A. et al. 2008). Es en esta búsqueda que se investigan los mecanismos endócrinos y/o nerviosos involucrados en cada caso. 2) Efectos del estrés prenatal sobre la función reproductiva de la madre gestante y sus crías. A partir de los resultados previos como alteraciones morfofuncionales de la hipofisis materna, de la migración de células GnRH de las crías y sus probables impactos funcionales y conductuales, se continuará con la evaluación placentaria de las hembras gestantes y los cambios de la función adrenal y adenohipofisiaria (Mugnaíni, MT, et al. 2006; Bozzo A. et al, 2006; Romanini MC. et al, 2007 y Soñez, C. Tesis Doctorales). 3) El estrés prenatal produce alteraciones neurológicas, conductuales y reproductivas en el hombre y animales; además afecta la producción en los animales domésticos, fundamentalmente cuando son criados en condiciones intensivas, bajo las cuales tienen mayor exposición a agentes infecciosos, produciendo grandes pérdidas económicas. En nuestro laboratorio hemos hallado que la aplicación de estrés por inmovilización en plancha (IMO) en las ratas preñadas produce en la cría estresada prenatalmente (EP) al estado adulto, hiperactividad del eje HHA, en condiciones basales y habituación cuando el animal es sometido, al mismo estrés. Algunos estudios muestran que la actividad del eje HHA podría producir alteraciones en algunos parametros inmunes de la crías adultas EP. El objetivo de este trabajo es investigar el efecto del estrés agudo, por nado forzado, en crías adultas EP por IMO, sobre la actividad del eje HHA y su relación con las células efectoras de la inmunidad. Para ello se utilizaron ratas Wistar, macho, de 90 días de edad, EP y sus controles no estresados (C). Se determinará la concentración de COR plasmática en respuesta a la aplicación de un estrés agudo distinto al aplicado in utero y su relación con la variación de los valores porcentuales de los leucocitos sanguíneos y la proliferación de linfocitos T.adrenal y adenohipofisiaria (Mugnaíni, MT,et al. 2006;

Angiogénesis y vascularización en el microambiente uterino placentario en porcinos

La placenta es un órgano transitorio formado durante la gestación, a través del cual se relacionan fisiológicamente membranas maternas y embrionarias. Constituye un tejido esencial ya que de la correcta comunicación materna/fetal depende la aceptación del conceptus, la viabilidad de los embriones, el éxito de la preñez y la sobrevida postnatal de los fetos. El cerdo presenta una placenta corialantoidea que se caracteriza por una aposición entre los epitelios uterino y coriónico, entre los cuales se interdigitan las microvellosidades maternas y fetales, involucrando un vasto incremento en el área de contacto sin pérdida de la continuidad de las membranas. Éstas persisten hasta el final de la gestación, pero la distancia entre los vasos sanguíneos uterinos y fetales se reduce a medida que avanza la preñez a fin de hacer más eficiente la difusión. En el cerdo, para que se produzca una preñez exitosa seguida de una gestación normal debe ocurrir, a nivel de la placenta una correcta vascularización que permita un adecuado establecimiento y desarrollo de los embriones/fetos. La angiogénesis placentaria es un factor primordial durante la gestación, ya que es necesario un incremento en el flujo sanguíneo a medida que avanza la preñez, aumentando el transporte de nutrientes desde la madre para satisfacer las demandas metabólicas del conceptus. Al inicio de la preñez porcina se observa una vascularización endometrial involucrada en el establecimiento y crecimiento placentario. Fisiológicamente, para que se produzca una preñéz exitosa debe ocurrir una correcta remodelación celular placentaria y vascular, indispensable para el crecimiento fetal y el desarrollo placentario; para ello se expresan diferentes moleculas presentes en el microambiente materno/fetal, tales como VEGF y sus receptores, y las proteínas de matriz extracelular: osteopontina, fibrinógeno, colágeno, desmina, vimentina y fibronectina. El propósito de este trabajo es estudiar la angiogénesis, la vascularización y la caracterización de la matriz extracelular, en muestras de tejido placentario de cerdas de razas mestizas. Para ello se propone determinar el número de vasos sanguíneos placentarios, su clasificación de acuerdo al calibre y ubicación y la localización de VEGF, sus receptores, osteopontina, fibrinógeno, colágeno, desmina, vimentina y fibronectina. Además, se determinará la remodelación celular vascular a través de microscopía óptica de alta resolución (MOAR) y microscopía electrónica de transmisión. Todas las determinaciones se realizarán durante la placentación porcina: al inicio (30 días), la mitad (60 y 80 días) y al final de la gestación (114 días). Poder reconocer algunos de los procesos fisiológicos que desencadenan la remodelación celular y la vascularización durante el establecimiento y crecimiento placentario porcino, permitirá profundizar el conocimiento de los mecanismos que posibilitan un apropiado intercambio sanguíneo materno-fetal durante la gestación en porcinos. La identificación y el estudio de las moléculas que intervienen en la integridad y sostén tisular-vascular que sirven de contexto en los procesos de angiogénesis y vascularización redundará en el futuro en beneficios aplicables a la producción porcina.

EFECTO DE LA TERAPIA FOTODINAMICA SOBRE EL MICROAMBIENTE TUMORAL COMO ESTRATEGIA ANTINEOPLASICA: VALORACION DE LA RESPUESTA INTEGRAL EN MODELOS DE CULTIVO TRIDIMENSIONAL.

El carcinoma colorrectal es una de las neoplasias más comunes y es la segunda causa de muerte por cáncer luego del cáncer de pulmón. La principal causa de muerte de los individuos que padecen esta enfermedad es la metástasis hepática. La angiogénesis está asociada con la progresión y metástasis de dicho cáncer, afectando la supervivencia del paciente, y ocasionando la mayoría de las muertes. El crecimiento de nuevos vasos sanguíneos en relación al crecimiento tumoral, es un proceso complejo. En 1971, Judat Folkman postuló la hipótesis: “el crecimiento tumoral es angiogénesis dependiente y que la inhibición de la angiogénesis podría ser terapéutica”. La Terapia fotodinámica es una modalidad terapéutica que utiliza compuestos fotosensibilizadores (FSs) que se acumulan en tejidos tumorales y una vez excitados por la luz actúan mediante 3 mecanismos principales: muerte directa de la célula tumoral; daño de la vasculatura tumoral; y respuesta inmunológica. La inhibición del proceso angiogénico presenta claras ventajas debido a la casi inexistencia, en individuos adultos, de neovascularización en condiciones fisiológicas normales. El desarrollo de ambientes celulares de arquitectura tridimensional es clave para simular las condiciones que gobiernan en el microambiente tumoral ya que las interacciones célula - célula juegan un papel clave en eventos fisiológicos tal como la angiogénesis. Por lo tanto, postulamos que el impacto de la TFD sobre los componentes del ambiente tumoral permitirá modular el proceso angiogénico como estrategia antitumoral. Los objetivos planteados son: I) Investigar la susceptibilidad individual de las de células endoteliales y tumorales a la TFD en la expresión y alteración de moléculas relevantes en angiogénesis. II) Examinar la respuesta de “células endoteliales fotosensibilizadas” al estímulo tumoral para comprender la regulación del proceso angiogénico 2D y 3D. III) Examinar la respuesta a la TFD vascular y TFD tumoral, determinando la eficacia de la doble terapéutica en revertir el proceso de angiogénesis 2D y 3D. IV) Investigar la capacidad estimulante de las “células tumorales fotosensibilizadas” de inducir angiogénesis en modelos in vivo. Para cumplir con los objetivos se propone evaluar: a) La expresión de factores proangiogénicos, moléculas de adhesión, invasividad y migración de células microendoteliales humanas y de adenocarcinoma de colon, comparando modelos de monocultivos 2D y 3D. b) La capacidad de las células tumorales, con diferente malignidad, de promover en las células endoteliales tratadas con TFD estímulos de: proliferación, migración, formación de tubos y quimiotáxis. c) La capacidad de la TFD en modular la respuesta parácrina que participa en la progresión tumoral. d) La implicancia en la respuesta a la TFD de factores de crecimiento y receptores celulares por siRNA o anticuerpos bloqueantes. e) La respuesta angiogénica in vivo mediante el uso de implantes de matrigel con células tumorales o sobrenadantes tratados con TFD. Este trabajo aportará conocimientos sobre el dialogo tumor-endotelio y la susceptibilidad de ese estímulo a la TFD. Además, se determinarán blancos terapéuticos que incrementen su efectividad en relación al proceso angiogénico. Las interacciones entre las células tumorales y endoteliales son relevantes en la angiogénesis tumoral. Por ello, nuevas y más eficientes terapéuticas involucran estrategias combinadas que se dirigen hacia las células tumorales y su entorno, el cual está compuesto por células endoteliales, perivasculares, y matriz extracelular. El abordaje de esta problemática de manera integrada hace suponer encontrar una solución más específica al tratamiento del cáncer. Se espera, según los resultados obtenidos, poder optimizar y/o modular la intervención terapéutica de la acción fotodinámica sobre blancos moleculares del proceso angiogénico.