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.

Comportamiento sexual y estrategias de transferencia espermática en escorpiones y solífugos (Arachnida, Scorpiones, Solifugae) de la provincia de Córdoba

Escorpiones y solífugos conforman un interesante modelo sexual dentro de los artrópodos. Presentan un cortejo muy complejo, al que sigue una etapa de transferencia espermática, mediante un espermatóforo en el primer caso, y a través de los quelíceros en el segundo. Se han determinado las principales características "estructurales" del cortejo e inseminación en 14 especies de escorpiones de Argentina. En arácnidos, actualmente se profundiza el estudio de los comportamientos y/o genitalia masculina que evolucionaron bajo presión selectiva de pautas de elección femenina ("female choice"). Esto suele manifestarse en que la hembra acepta copular con algunos machos y no con otros. Sin embargo, en los animales con fertilización interna pueden existir otras formas más sutiles de elección. La hembra puede influir sobre las chances del macho de dejar descendencia aún luego de la intromisión del órgano copulador, fenómeno denominado como "cryptic female choice" (elección femenina encubierta). Por ejemplo, ella puede afectar el transporte del esperma, así como su almacenamiento y utilización. Eberhard (1991) ha postulado que en las especies donde existe "cryptic female choice" la selección favorecería en el macho la aparición de estrategias de conducta o de estructuras genitales que induzcan a la hembra a realizar los procesos de post-intromisión que incrementen su chance de fertilizar los huevos. la aparición de conductas típicas de cortejo durante-e incluso después- de la cópula cumplirían esa función, comportamiento denominado "cortejo copulatorio". (...) Principalmente es necesario determinar la validez de ciertos supuestos, tales como si la realización de cortejo copulatorio realmente incrementa el éxito de la inseminación y/o fecundación. Objetivos generales y específicos: * Realizar un análisis de la diversidad morfológica existente en los espermatóforos de escorpiones de la Provincia de Córdoba desde una perspectiva de selección sexual. * Determinar que influencia tienen sobre el éxito de la inseminación las conductas de cortejo copulatorio y/o de etapas previas, así como su relación con la receptividad sexual de las hembras. * Analizar en escorpiones la relación existente entre la genitalia femenina y el espermatóforo del macho, de acuerdo con el grupo de tamaño en la especie. * Establecer las principales características del comportamiento de apareamiento y mecanismo de transferencia espermática en solífugos de Córdoba.

Metabolismo de fosfolípidos, señal de calcio y sus implicancias en la diferenciación de Trypanosoma cruzi. Phospholipids metabolism, calcium signal and its implications in the differentiation of Trypanosoma cruzi.

Trypanosoma cruzi es un protozoo primitivo agente causal de la enfermedad de Chagas. La transmisión de esta enfermedad depende tanto del desarrollo y de la diferenciación del microorganismo en el intestino del vector. Las diferentes formas del parásito se han adaptado a una serie de condiciones impuestas por los distintos ambientes en donde debió habitar. Esta capacidad de sobrevivir a medios externos tan variados está dada por la diversidad en las vías de transducción de señales en el parásito. T. cruzi se multiplica y diferencia (metaciclogénesis) en el recto de los triatominos. A este nivel, los parásitos se enfrentan a un incremento en la osmolaridad causado por un elevado contenido de NaCl en la orina. En nuestro laboratorio se observó que diferentes estímulos son capaces de producir incrementos en los niveles de IP3 y de Ca2+ intracelular, consecuencia de la activación del ciclo del inositol fosfato, y activación de fosfolipasa D (PLD) y fosfatidilinositol 3 quinasa (PI3K). En un medio carente de Na+ los epimastigotes estimulados con carbacol, mostraron una señal de calcio disminuida mientras que la acumulación de IP3 no se modificó. Además, esta señal se incrementó en presencia de PMA, activador de proteína quinasa C, mientras que la acumulación de IP3 se anuló completamente. Estos resultados indujeron a pensar en un mecanismo alternativo y/o paralelo a IP3 en la liberación de Ca2+, en el cual la presencia de un intercambiador Na+/H+ favorecería la liberación del ion desde organelas acídicas. Es conocido que la señal de calcio es requerida para la metaciclogénesis, y que esta señal es independiente del Ca2+ extracelular (Lammel y col. 1996, Marchesini y col., 2002). De este modo se propone que "los epimastigotes de T. cruzi utilizan como elementos conservados a lo largo de la evolución a los elementos del ciclo del inositol fosfato, uno de los sistemas de transducción de señales más antiguo, para responder a estímulos que inducen la diferenciación del parásito". Por lo tanto, para el desarrollo de este proyecto se propone determinar la presencia de un RcIP3 en epimastigotes y conocer su compromiso en la liberación de Ca2+ desde reservorios intracelulares. Además, establecer si un intercambiador Na+/H+ en membrana de acidocalcisomas estaría relacionado con la señal de calcio intracelular y su posible regulación por proteina quinasa C y A (PKC y PKA, respectivamente). Por otro lado, para dilucidar la implicancia de estos mecanismos en el proceso de metaciclogénesis, se propone estudiar la activación del intercambiador Na+/H+ y la señal de calcio en condiciones de hiperosmolaridad, tal como ocurre en el recto del triatomino. Ademas, ya que el proceso de diferenciación involucra una reorganización de los microtubulos del citoesqueleto se pretende estudiar el compromiso del metabolismo de fosfolípidos y tubulina en procesos que contribuyen a la inducción de la metaciclogenesis. El alcance de los objetivos mencionados ayudará a dilucidar la presencia de componentes tales como RcIP3 y el intercambiador Na+/H+ involucrados en la señalización del ion bivalente. Por otro lado, se espera demostrar que los isotipos de tubulina encontrados en T. cruzi cambien en cantidad relativa y nivel de expresión cuando los epimastigotes sean estimulados con posibles inductores de la diferenciación. Además, se espera observar simultáneamente un aumento en la actividad de dos enzimas relacionadas con la reorganización de microtúbulos: PI-3K y PLD. En tal caso, y para comprobar su implicancia en el proceso, se espera que la inhibición de tales enzimas sea capaz de revertir el efecto producido por los estímulos. Como la PLC se expresa principalmente en las forma epimastigotes mas que en los tripomastigotes (forma infectiva), la señal de Ca2+ inducida por IP3 se relacionaría con la capacidad del parásito para responder a ciertos cambios de pH y osmolaridad que enfrenta el microorganismo en el tracto digestivo del insecto vector.

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.