Desarrollo y aplicación de biotecnologías de la reproducción en ganado caprino, ovinos y camélidos

Las técnicas especiales de reproducción (inseminación artificial y transferencia de embriones) resultan auxiliares importantes para los planes de mejoramiento genético. En ovinos y caprinos están desarrolladas las técnicas, pero los resultados son aún deficientes con semen congelados, y las transferencias de embriones dan resultados erráticos. En cambio, en Camélidos sudamericanos no se posee una técnica confiable para inseminación y la transferencia de embriones es aún incipiente. En el presente proyecto se tratan de obtener técnicas de inseminación con semen fresco y congelados en ovinos y caprinos de acuerdo a nuestra realidad productiva, y en Camélidos Sudamericanos lograr el desarrollo de la técnica. Los trabajos se realizan simultáneamente en la Pampa y en Río Negro y se aplican en simultáneo en los mismos lugares donde se hace la investigación. Los pasos del trabajo consisten en recolección con vagina artificial, dilución y expansión, congelamiento, evaluación y siembra. La siembra requiere sincronización de celo en caso de ovinos y caprinos y estímulo de ovulación en el caso de Camélidos. Se trabaja con instalaciones simples diseñadas ad hoc y con el apoyo de un laboratorio portátil que consta de los elementos básicos para realizar el trabajo. La evaluación se hace finalmente en el laboratorio de Teriogenología de la Universidad Nacional de Comahue, Fac. De Ciencias Agrarias.

Control de los ritmos biológicos en mamíferos

La expresión "ritmo circadiano" (RC) expresa que muchos rasgos de la conducta y la fisiología de los seres vivos varían regularmente durante el día, con un período de 24 horas. Sus fases guardan una típica relación con las fases del ciclo diario luz-oscuridad (fotoperíodo), lo cual sugiere que los RC son una respuesta a los cambios diarios de iluminación ambiental. Sin embargo, los RC persisten cuando el animal es transferido a condiciones de ausencia de fotoperíodo (luz u oscuridad constantes). Esta observación indica que los cambios a la luz ambiental son generados internamente o endógenamente. (...) Se deduce que la función del ciclo diario de luz-oscuridad es la de actuar como "sincronizador externo", ajustando el período y las fases de los ritmos endógenos. (...) Como la luz no alcanza a los fetos durante la gestación, la fotocoordinación de los RC durante el desarrollo ocurriría después del nacimiento. Sin embargo, fetos a término o crías mantenidas en condiciones constantes presentan sincronizado su sistema circadiano en el ciclo de luz-oscuridad prevalente. Esta sincronización es mediada por la madre durante la gestación y la lactancia y se la conoce como "sincronización materna". El mecanismo de la sincronización materna es poco conocido. (...) El objetivo general del proyecto es continuar el estudio de los mecanismos involucrados en el control de la sincronización materna del sistema circadiano en la rata.

Participación del sistema serotoninérgico en la descarga preovulatoria de la hormona luteinizante en cabras

La explotación caprina en amplias regiones de nuestro país y de la provincia de Córdoba constituye, para sectores marginales dedicados a esta explotación una importante fuente de recursos: carne, leche, cueros, entre otros. Las principales dificultades en esta actividad se originan en el desconocimiento de los mecanismos endocrinos que regulan la actividad reproductiva de la cabra. Datos obtenidos en trabajos previos nos han permitido describir el ciclo anual de reproducción en hembras de raza criolla (estación de actividad sexual y de anestro, ciclo estral, etc.). El proyecto que se presenta propone estudiar la participación del sistema serotoninérgico en la descarga preovulatoria de LH y la ovulación. Esto permitirá desarrollar técnicas para mejorar la sincronización y control de la actividad ovulatoria. (...)

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.

Control de la reproducción en pequeños animales.

La superpoblación felina y canina es un problema grave en la mayoría de los países del mundo ya que tiene connotaciones sociales, medio ambientales y sanitarias (mordeduras y zoonosis) importantes. En nuestro país el control de la reproducción indeseada de los gatos y perros está muy lejos de estar controlada. Los métodos de control de la reproducción con los que se cuenta en la actualidad son quirúrgicos o farmacológicos. Las dos opciones tienen indicaciones y contraindicaciones individuales y poblacionales específicas. Para lograr nuevos métodos de control de la reproducción, por ejemplo inducción y sincronización de celos, contracepción, etc. que se adapten a cada especie y población, es necesario profundizar sobre el conocimiento de la fisiología y patología reproductiva de ambas especies. Para ello se utilizarán distintos métodos como citologías vaginales, determinaciones hormonales en materia fecal e histopatología y determinación de metabolitos en sangre. Además se estudiará el efecto de drogas no esteroideas, agonistas de GnRh ampliamente utilizadas en medicina humana sobre el aparato reproductivo, que se vislumbran como muy prometedoras en su efecto anticonceptivo.

Sistemas de Tipos para Verificación de Programas Concurrentes. Type Systems for Concurrent Programs Verification.

La programación concurrente es una tarea difícil aún para los más experimentados programadores. Las investigaciones en concurrencia han dado como resultado una gran cantidad de mecanismos y herramientas para resolver problemas de condiciones de carrera de datos y deadlocks, problemas que surgen por el mal uso de los mecanismos de sincronización. La verificación de propiedades interesantes de programas concurrentes presenta dificultades extras a los programas secuenciales debido al no-determinismo de su ejecución, lo cual resulta en una explosión en el número de posibles estados de programa, haciendo casi imposible un tratamiento manual o aún con la ayuda de computadoras. Algunos enfoques se basan en la creación de lenguajes de programación con construcciones con un alto nivel de abstración para expresar concurrencia y sincronización. Otros enfoques tratan de desarrollar técnicas y métodos de razonamiento para demostrar propiedades, algunos usan demostradores de teoremas generales, model-checking o algortimos específicos sobre un determinado sistema de tipos. Los enfoques basados en análisis estático liviano utilizan técnicas como interpretación abstracta para detectar ciertos tipos de errores, de una manera conservativa. Estas técnicas generalmente escalan lo suficiente para aplicarse en grandes proyectos de software pero los tipos de errores que pueden detectar es limitada. Algunas propiedades interesantes están relacionadas a condiciones de carrera y deadlocks, mientras que otros están interesados en problemas relacionados con la seguridad de los sistemas, como confidencialidad e integridad de datos. Los principales objetivos de esta propuesta es identificar algunas propiedades de interés a verificar en sistemas concurrentes y desarrollar técnicas y herramientas para realizar la verificación en forma automática. Para lograr estos objetivos, se pondrá énfasis en el estudio y desarrollo de sistemas de tipos como tipos dependientes, sistema de tipos y efectos, y tipos de efectos sensibles al flujo de datos y control. Estos sistemas de tipos se aplicarán a algunos modelos de programación concurrente como por ejemplo, en Simple Concurrent Object-Oriented Programming (SCOOP) y Java. Además se abordarán propiedades de seguridad usando sistemas de tipos específicos. Concurrent programming has remained a dificult task even for very experienced programmers. Concurrency research has provided a rich set of tools and mechanisms for dealing with data races and deadlocks that arise of incorrect use of synchronization. Verification of most interesting properties of concurrent programs is a very dificult task due to intrinsic non-deterministic nature of concurrency, resulting in a state explosion which make it almost imposible to be manually treat and it is a serious challenge to do that even with help of computers. Some approaches attempts create programming languages with higher levels of abstraction for expressing concurrency and synchronization. Other approaches try to develop reasoning methods to prove properties, either using general theorem provers, model-checking or specific algorithms on some type systems. The light-weight static analysis approach apply techniques like abstract interpretation to find certain kind of bugs in a conservative way. This techniques scale well to be applied in large software projects but the kind of bugs they may find are limited. Some interesting properties are related to data races and deadlocks, while others are interested in some security problems like confidentiality and integrity of data. The main goals of this proposal is to identify some interesting properties to verify in concurrent systems and develop techniques and tools to do full automatic verification. The main approach will be the application of type systems, as dependent types, type and effect systems, and flow-efect types. Those type systems will be applied to some models for concurrent programming as Simple Concurrent Object-Oriented Programming (SCOOP) and Java. Other goals include the analysis of security properties also using specific type systems.

EFECTOS DE LA MELATONINA EXÓGENA Y LA SUBNUTRICIÓN SOBRE EL DESARROLLO EMBRIONARIO TEMPRANO EN OVINOS DURANTE EL ANESTRO ESTACIONAL

Debido a que la subnutrición afecta la eficiencia reproductiva en las ovejas, disminuyendo las tasas de gestación y/o causando un retraso en el desarrollo embrionario; y conociendo que, la melatonina es la hormona mediadora de los efectos entre la estacionalidad y el eje reproductivo, actuando con efectos beneficiosos tanto a nivel embrionario como del tracto reproductivo, nuestra hipótesis de partida plantea que el tratamiento con melatonina exógena podría ser una herramienta útil para paliar o revertir los efectos adversos que causa la subnutrición sobre la supervivencia embrionaria en las explotaciones ovinas. El presente trabajo investigará los efectos de la melatonina exógena sobre la competencia oocitaria y la viabilidad embrionaria (tanto in vivo como in vitro), así como también sobre la población de receptores esteroideos en el endometrio, en ovejas subnutridas durante el anestro estacional. El experimento se realizará en Río Cuarto (33º 08’S, 64º 20’O), utilizando 30 ovejas adultas Corriedale. Durante el anestro, la mitad de ellas serán implantadas con melatonina. Luego de 45 días, las ovejas serán asignadas a una de dos dietas con diferentes niveles energéticos: dieta control (C) y dieta baja (B). De esta forma se establecerán 4 grupos de acuerdo a su nivel nutricional y a la presencia o no del implante de melatonina en un diseño factorial 2x2, con todos los grupos balanceados por peso y condición corporal. El día del inicio del consumo de las dietas experimentales, se sincronizarán los celos de todas las ovejas (progestágeno+eCG), luego de lo cual se cubrirán todas las ovejas en celo. Desde los 15 días previos a la sincronización de celos y hasta la ovulación, se realizarán ecografías ováricas diariamente, para evaluar la dinámica de la población folicular y luteal. Cada 3 días, se obtendrán muestras de sangre de todas las ovejas para determinar los niveles plasmáticos de metabolitos y hormonas. El día 5 tras el celo, se procederá a la recuperación de los embriones por laparotomía ventral y lavado uterino. Inmediatamente después se realizará una ovariohisterectomía en cada una de las ovejas. Los ovarios serán procesados para la obtención y maduración de ovocitos, y su posterior fecundación in vitro. Además se obtendrán muestras de útero para realizar el estudio de la población de receptores esteroideos y la expresión de los mismos en el tejido por inmunohistoquímica. No existe mucha información en la literatura respecto a los efectos combinados del tratamiento con melatonina y del plano de alimentación sobre los parámetros reproductivos. No obstante, en la especie ovina y en el hemisferio norte, se han descrito algunos aspectos realmente interesantes en la mejora de la eficiencia reproductiva, particularmente en situaciones en las que está disminuida, por lo cual seria importante evaluar y caracterizar los efectos del uso de la melatonina exógena sobre la viabilidad embrionaria en Argentina.

Mejoramiento de germoplasma nativo y su introducción al paisaje.

La escasa disponibilidad y diversidad de variedades ornamentales adaptadas a las condiciones ambientales locales genera grandes problemas de sustentabilidad a nivel productivo. Estos problemas de sustentabilidad se expresan en la dependencia de la compra de variedades extranjeras con el pago de regalías, aún en los casos que deriven de germoplasma argentino, y en el cultivo de variedades poco adaptadas a las condiciones ambientales locales. Se agregan, los cambios de los ambientes humanos asociados a la vida en espacios más reducidos, grandes conglomerados urbanos, situaciones paisajísticas donde los recursos son escasos, lo que impulsa a programas de mejoramiento genético que utilicen nuevas fuentes de variabilidad, en especial, la que proviene de plantas nativas adaptadas tras miles de años de evolución. Las poblaciones naturales presentan una considerable variabilidad en distintos caracteres, lo que les permite a las especies nativas, sobrevivir en ambientes con distintas condiciones edáficas, climáticas o bióticas. Esta variabilidad es fundamental para seleccionar individuos con caracteres de alto valor ornamental. Con este proyecto, se propone asumir el desarrollo de nuevos cultivos y la creación de variedades locales con alto valor ornamental. Esto incluye la combinación de múltiples aspectos tales como el mejoramiento genético, la tecnología de producción y las estrategias de difusión y comercialización. El proceso sustantivo que encara el proyecto, que son los programas de mejoramiento genético en diferentes especies, implica la aplicación de técnicas y procedimientos propios del mejoramiento como así también aspectos vinculados a la prospección y colecta de germoplasma, caracterización de la aptitud ornamental, propagación, manejo del cultivo, estudios de comercialización y mercado, difusión y transferencia de paquetes tecnológicos al sector productivo. La sincronización adecuada entre estos factores es requisito indispensable para lograr que una variedad ingrese al mercado o que un producto pueda ser adoptado. Estos desarrollos permitirán mejorar la competitividad y sustentabilidad del sector considerando que se diversifica la oferta de variedades novedosas, nativas y mejor adaptadas.