Interaccion de proteínas en estados intermediarios de plegamiento con membranas lipídicas

Comprender cómo una proteína adquiere su conformación tridimensional específica es un problema clave para la biología celular y molecular. Es un entretenido desafío intelectual y un problema de considerable importancia tecnológica debido al interés de expresar proteínas recombinantes biológicamente activas. Un fuerte incentivo es poder describir cómo ocurre el plegamiento en el medio celular, acoplado a la biosíntesis de la proteína y probablemente codificado por la secuencia primaria. La mayor parte de la información que disponemos, sin embargo, proviene de estudios estructurales, cinéticos, bioquímicos y termodinámicos in vitro de proteínas maduras. Particularmente importante pata la comprensión del problema del plegamiento ha sido la descripción de las rutas seguidas y de los estados intermedios de este proceso. Uno de estos estados intermedios es el glóbulo fundido: es un estado conformacional en el cual la proteína conserva su estructura terciaria. La proteína se encuentra parcialmente desplegada pero su grado de compactación es similar al del estado nativo. Aunque solo algunas proteínas pueden ser asimiladas en esa conformación, es aceptado que el glóbulo fundido es intermedio cinético entre la estructura nativa y la desplegada existencia universal. El estudio de proteínas en el estado de glóbulo fundido no sólo es relevante para comprender los procesos de plegamiento, sino también la inserción y translocación de proteínas solubles e intrínsecas en membranas lipídicas. (...) El objetivo general de este proyecto es estudiar las interacciones de proteínas en estados conformacionales intermedios con membranas lipídicas. El propósito es contribuir al conocimiento de los mecanismos por los cuales una proteína soluble puede, en ciertas circunstancias, penetrar y atravesar una membrana lipídica y estudiar de que manera el ambiente lipídico participa en el procesos de plegamiento de una proteína de membrana. Como modelo experimental se utilizará inicialmente a-lactoalbúmina, cuyo intermediario de plegamiento estable es el más estudiado y con la cual este grupo de trabajo posee experiencia. Se explorará también la posibilidad de utilizar otras proteínas, como anhidrasa carbónica, cuyos intermediarios de plegamiento pueden ser aislados. Se estudiarán particularmente los siguientes aspectos: 1. Estabilidad del intermediario en membrana 2. Estructura de intermediarios en membranas lipídicas. (...)

Incommensuración conformacional en cristales moleculares

Existen sólidos orgánicos en los cuales las interacciones intermoleculares tienen un efecto determinante sobre la conformación de equilibrio y la dinámica molecular. Tal es el caso de los compuestos de la familia de los bifenilos, que presentan en general valores bajos para la energía de torsión fenil-fenil, en algunos casos comparables a los de las interacciones intermoleculares. Esta competencia de interacciones inter. e intramoleculares, al variar con la temperatura, ocasiona transiciones de fase que pueden involucrar la pérdida de la periodicidad del cristal, como ocurre con el bifenilo y el bis(4-clorofenil)sulfone ((ClC6H4)2SO2), abreviado como BCPS). En estos compuestos se producen transiciones a fases inconmensuradas (IC), en las cuales los ángulos interfenilos están modulados espacialmente con una periodicidad irracional respecto de la red cristalina subyacente. Por otra parte, estos mismos factores estéricos y dinámicos internos juegan un rol crucial en el nivel de actividad biológica de una sustancia, a nivel molecular. En los bifenilos clorados se ha demostrado, que la conformación interna de la molécula y la libertad reorientacional de ciertos grupos moleculares (como por ejemplo anillos bencénicos, C-Cl3, etc.) son determinantes en la interacción con las membranas celulares durante el proceso de absorción. La toxicidad de los pesticidas derivados del DDT esta basada en este hecho. Así, el problema de cómo se modifica la conformación interna de la molécula y su dinámica debido a interacciones con su entorno (vecinos próximos en el sólido, membrana celular, etc.) guarda interés tanto desde el punto de vista de la física del sólido (estudio de fases aperiódicas, dinámica molecular) como de la física aplicada (grado de bioactividad). El objetivo general del proyecto es realizar la caracterización, el análisis y la descripción de los mecanismos que originan, en compuestos bifenilos colorados, transiciones a fases conformacionalmente inconmensuradas. Como objetivo específico, se plantea un estudio de compuestos estructuralmente semejantes al BCPS y soluciones sólidas de estos compuestos de BCPS. Se efectuarán de esta forma, perturbaciones del balance entre las interacciones intra e intermoleculares, observándose el efecto sobre los diagramas de fases, con referencia al correspondiente al BCPS.

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.

Análisis del comportamiento migratorio de autoantígenos

Durante el envejecimiento se producen profundos y complejos cambios en el sistema inmune que se traducen en una mayor susceptibilidad a sufrir enfermedades infecciosas, enfermedades degenerativas y cáncer. Los estudios realizados durante el envejecimiento plantean el desafío de encontrar los cambios que afectan al sistema inmune permitiendo modular su comportamiento durante este período de la vida y a la vez avanzar en los conocimientos básicos del funcionalismo del mismo. En estudios realizados en nuestro laboratorio observamos que la inducción de una enfermedad autoinmune como es la Prostatitis Autoinmune Experimental en animales envejecidos producía una mayor respuesta inmune celular y una menor respuesta humoral. Con el objetivo de analizar si en la inducción de una menor respuesta inmune humoral tenían importancia las células involucradas en el transporte del antígeno desde la periferia hacia el ganglio linfático, en donde se desencadena la respuesta humoral, estudiamos cuantitativamente y cualitativamente el fenotipo de células accesorias involucradas en el transporte del autoantígeno. Para ello los animales autoinmunes fueron injyectados con el autoantígeno marcado con isotiocianato de fluoresceína en la planta de la pata derecha y a distintos tiempos se obtuvieron los órganos linfáticos que se analizaron por medio de microscopía de fluorescencia y por citometría de flujo. Además analizamos en animales jóvenes y envejecidos el efecto que la inmunización con distintos adyuvantes producía en las poblaciones celulares de los órganos linfáticos y el tipo de células involucradas en el transporte del antígeno desde la periferia hacia los órganos linfáticos. Además estudiamos particularmente el rol que ejercen los neutrófilos como células involucradas en el transporte de antígenos, especialmente en animales inmunizados con adyuvante de Freund's Completo lo que nos permitió establecer un nexo en la función de los mismos como células involucradas no sólo en la respuesta inmune innata sino también en el desarrollo de la respuesta inmune adaptativa.

Modulación de la secreción de células hipofisiarias

El presente proyecto de investigación está dirigido a obtener información integral sobre los mecanismos regulatorios involucrados en la secreción de células hipofisiarias. Estos procesos están modulados por numerosos factores que producen distintos grados de diferenciación celular, heterogeneidad morfológica y funcional de las diferentes poblaciones, correlacionados con la presencia de variantes moleculares de las hormonas secretadas por cada tipo celular. Para lograr el objetivo propuesto es necesario determinar la variación de los parámetros bioquímicos y ultraestructurales que se produce en respuesta a diferentes agentes estimulatorios o inhibitorios que modifican la secreción y la población de los distintos tipos celulares de la hipófisis, específicamente sobre las poblaciones de células lactotropas y somatotropas. Se desarrollarán los siguientes objetivos específicos: a) Variaciones funcionales de las subpoblaciones de las células lactotropas; respuesta diferencial a los neuropéptidos de acción directa TRH AII y de acción paracrina AII y GnRH. b) Regulación paracrina de prolactina, se estudiará la interacción de las células lactotropas con distintos tipos celulares en cultivos enriquecidos. c) Dinámica de la secreción de PRL; se estudiará el mecanismo del proceso secretorio de PRL con el uso de drogas inhibitorias de la síntesis o bloqueantes de la secreción proteica a distintos niveles. d) Factores que participan en la proliferación y diferenciación de células somatotropas; estudio de los mecanismos por los cuales e se regula la población de células somatotropas.

Vacunación en la Enfermedad de Chagas experimental: estudio de mediadores involucrados en la protección en ratones y aplicación de la vacuna en perros. Vaccination in experimental Chagas'disease: study of intermediates involved in the protection of mice and application of the vaccine in dogs.

La Enfermedad de Chagas es una de las principales endemias de América Latina donde existen cerca de 18 millones de infectados y 90 millones en riesgo. Entre el 25 y el 30 por ciento desarrolla patología cardíaca o digestiva en el período crónico. Se ha postulado que mecanismos autoinmunes, sumados a la acción directa del parásito, podrían estar involucrados en la patogenia de la enfermedad. El desarrollo de vacunas tradicionales en Enfermedad de Chagas es una meta difícil de alcanzar, por lo cual parece más factible abordar estrategias basadas en la inmunomodulación, para disminuir la carga parasitaria, minimizar las acciones deletéreas en el periodo agudo y prevenir el desarrollo de patología en la etapa crónica. Para ello es necesario avanzar en el conocimiento de los mecanismos involucrados en la protección y en la patogenia. Si se acepta la hipótesis autoinmune, una estrategia de vacunación con un tripanosoma antigénicamente similar al T. cruzi pero no patógeno podría evitar posibles mecanismos autoagresivos. En nuestro Laboratorio se ha empleado un modelo de vacunación en ratones utilizando como inmunógeno el Trypanosoma rangeli, no patógeno en humanos. Los ratones vacunados, infectados con T. cruzi, mostraron buena respuesta inmune celular y humoral, bajas parasitemias, ausencia de lesiones histológicas, y sobrevida cercana al 100 por ciento. Los controles no vacunados tuvieron una elevada mortalidad. Debido al ciclo biológico del parásito, la defensa efectiva contra el T. cruzi requiere una potente respuesta de anticuerpos contra las formas extracelulares y una eficaz respuesta celular contra los amastigotes intracelulares. En el modelo desarrollado en nuestro laboratorio la protección se asocia con un adecuado equilibrio entre respuesta TH1 y TH2, con leve predominio TH1, disminución de citoquinas (Ck) proinflamatorias e incremento de receptores solubles de Ck. El esquema de inmunización demostró asimismo su eficacia en cobayos y en perros mantenidos en el Laboratorio. Hipótesis de trabajo: - La vacunación con T. rangeli desencadena mecanismos inmunomodulatorios que protegen de la infección con T. cruzi, entre los cuales se encuentran eventos que actúan tempranamente en el sitio de inoculación y en los que están involucradas células y moléculas del sistema inmune innato. - La vacunación a perros constituye una nueva herramienta en la lucha contra la Enfermedad de Chagas. Objetivos: i) profundizar el estudio tendiente a dilucidar los mecanismos involucrados en la resistencia inducida por la inmunización con T. rangeli en ratones; ii) estudiar el efecto que tiene el estrés físico de los ratones sobre la eficacia de la vacunación y iii) analizar la inmunogenicidad de la vacuna en perros de zonas endémicas para Enfermedad de Chagas. Material y metodos: Los ratones y perros serán vacunados con tres dosis de epimastigotes de T. rangeli, fijados con glutaraldehido y los controles solo recibirán PBS. Los ratones seran desafiados con T. cruzi. Se estudiará en liquido peritoneal: a) poblaciones celulares por Citometria de flujo; b) cuantificación de los distintos tipos de inmunoglobulinas, de citoquinas y sus receptores solubles, por ELISA, c) ON y arginasa, por técnicas colorimetricas; d) est.udio de la interacción macrófago-parásito y de receptores celulares por Inmunofluorescencia. e) En perros, se realizarán estudios parasitológicos (xenodiagnostico) y serológicos en vacunados y controles, 12 y 24 meses post vacunación. Resultados esperados e importancia del proyecto: se espera conocer los principales eventos tempranos que participan en la eliminación de los parásitos en los animales vacunados, el efecto del stress sobre la vacunación y asimismo, la inmunogenicidad de la vacuna en perros de campo. Todo ello permitirá obtener información sobre la eficacia de la vacunación experimental y podría aportar una herramienta adicional contra la Enfermedad de Chagas, interfiriendo en la cadena epidemiológica en áreas endémicas.

Rol de motores moleculares y tráfico vesicular en el establecimiento de la polaridad neuronal. Molecular motors and vesicle trafficking role in neuronal polarity establishment.

En los últimos años se ha establecido que un gran número de enfermedades neurodegenerativas están asociadas a defectos en el transporte vesicular, particularmente aquel mediado por motores moleculares y proteínas quinasas, estando directamente relacionado al establecimiento y mantenimiento de la polaridad neuronal.El estudio de los mecanismos moleculares que regulan la formación y diferenciación de dendritas, especialmente a nivel del tráfico de organelas túbulo-vesiculares, nos permitirá entender el papel de los motores moleculares retrógrados y de las proteínas quinasas en el establecimiento de la polaridad neuronal, evento crucial para el mantenimiento y función del sistema nervioso.Para ello contamos con las herramientas necesarias para el estudio del transporte de proteínas a nivel molecular y celular, como cDNAs para expresar varias proteínas de estudio, siRNAs para bloquear la expresión de proteínas específicas, dominantes negativos y constitutivamente activos de algunos de los componentes a analizar, así como anticuerpos que nos permitan monitorear su localización celular, para lo cual contamos con equipos de microscopía de última generación.Es de esperar que se obtengan resultados que confirmen el papel específico de motores retrógrados, como dineína, y quinasas de las familias C y D, en el transporte de proteínas de membrana al compartimiento somato-dendrítico, demostrando su importancia en el establecimiento de la polaridad neuronal. Entender el desarrollo y el mantenimiento de esta polaridad axón-dendrita es de vital importancia, tanto para incrementar el conocimiento del funcionamiento y la biología del sistema nervioso, como para comprender aquellos mecanismos que se desarrollan en ciertas enfermedades neurodegenerativas y neuropsiquiátricas.

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.

Agentes deletéreos para Trypanosoma cruzi: Patogenia de la infección de placenta humana en la enfermedad congénita de Chagas, in vitro. Deleterious agents to Trypanosoma cruzi: Pathogenia of the human placenta infection in the congenital Chagas disease.

Trypanosoma cruzi, agente causal del Chagas, atraviesa la barrera placentaria y produce la enfermedad congénita. Objetivo general: Analizar si el T. cruzi, agente causal del Chagas, produce alteraciones trofoblásticas de las vellosidades coriónicas mediadas por óxido nítrico (principal agente deletéreo contra T. cruzi) y estrés oxidativo con variaciones que pudieran depender de la disponibiidad de L-arginine, sobre placentas en modelos in vitro de co-cultivos de explantos de vellosidades coriónicas, de sinciciotrofoblasto aislado y de células derivadas del trofoblasto de placentas humanas en interacción con distintas cepas del Trypanosoma cruzi, que pudieran dar alguna luz en la explicación de mecanismos involucrados en la infección placentaria y en algunos síndromes clínicos de la transmisión congénita del Chagas. Objetivos Específicos: a) Describir alteraciones estructurales y presencia de T. cruzi en vellosidades coriónicas de placentas humanas procedentes de co-cultivos con Trypanosoma cruzi in vitro (y sus respectivos controles), mediante técnicas histológicas y PCR analizando secuencias de ADN específicas del parásito.b) Establecer la localización y expresión proteica y la expresión transcripcional de las isoformas II y III de la Öxido Nítrico Sintasa sobre la misma población muestral de (a) mediante técnicas inmunohistoquímica, RT-PCR y semicuantificación con software adecuado. c) Analizar la susceptibilidad a la infección por el T. cruzi del citotrofoblasto (CTB) y sinciciotrofoblasto (STB) placentario aislado in vitro. d) Determinar concentraciones de óxido nítrico y estrés oxidativo del sinciciotrofoblasto (STB) aislado ante la infección por T. cruzi. e) Relacionar concentraciones de L-arginina con infección del trofoblasto aislado. f) Relacionar inhibiciones de la eNOS y de la arginasa con infección trofoblástica y óxido nítrico producido.Se emplearán métodos y técnicas de Biología celular y molecular, mediciones hormonales, enzimáticas, proteicas, parasitarias y bioquímicas en medios sobrenadantes de cultivo, de inmuno-detección de epitopes proteicos en tejidos, expresión de ARN por RT-PCR, Western blot, detección de DNA en tejidos por PCR, Cuantificaciones morfométricas. En general, el presente proyecto podría redundar en beneficios para un sector de la población de las áreas endémicas para esta enfermedad de bajos recursos económicos, sociales y culturales, mediante la obtención de datos que pudieran explicar algunos mecanismos de síndromes clínicos descriptos en esta patología y que pudieran participar en la transmisión congénita de la enfermedad de Chagas.

Importância da interação entre a integrina Mac-1 dos leucócitos e a glicoproteína Iba das plaquetas para o recrutamento de leucócitos pelas plaquetas e para a resposta inflamatória à lesão vascular

OBJETIVO: Avaliar a importância da interação entre a integrina Mac-1 dos leucócitos (a Mb 2) e a glicoproteína (GP) Iba das plaquetas para o recrutamento de leucócitos após a lesão vascular e o efeito da neutralização da interação Mac-1-GPIba sobre a proliferação celular e a hiperplasia neointimal desencadeadas por lesão vascular. MÉTODOS: Um peptídeo denominado M2 ou anticorpo anti-M2 foi desenvolvido para bloquear a interação Mac-1-GPIba . Esse peptídeo foi injetado e comparado com anticorpo-controle em camundongos C57B1/6J submetidos a lesão vascular da artéria femoral com corda-guia. Um, cinco ou 28 dias após a lesão vascular, as artérias femorais foram retiradas para a realização de morfometria e imuno-histoquímica. RESULTADOS: O bloqueio da interação Mac-1-GPIba promoveu uma redução estatisticamente significativa do número de leucócitos na camada média no primeiro dia após a lesão vascular (controle: 7,9±5,0% do total de células versus anti-M2: 2,0±1,6%, p=0,021), bem como determinou uma diminuição estatisticamente significativa do acúmulo de leucócitos na neoíntima em cinco e 28 dias (controle: 42,3±12,9% versus anti-M2: 24,6±10,8%, p=0,047 e controle: 7,9±3,0% versus anti-M2: 3,3±1,3%, p=0,012; respectivamente). A proliferação celular na camada média do vaso em cinco dias pós-lesão foi reduzida com o bloqueio da interação Mac-1-GPIba (controle: 5,0±2,9% do total de células versus anti-M2: 1,8±0,5%; p=0,043), assim como houve diminuição significativa da proliferação celular na camada íntima do vaso em 28 dias (controle: 3,8±1,7% versus anti-M2: 2,0±1,2%; p=0,047). O bloqueio da interação Mac-1-GPIba também determinou uma redução estatisticamente significativa do espessamento intimal em 28 dias pós-lesão (controle: 10.395±3.549 µm² versus anti-M2: 4.561±4.915 µm²; p=0,012). CONCLUSÃO: O recrutamento de leucócitos após a lesão vascular é dependente da interação Mac-1-GPIba e a neutralização dessa interação inibe a proliferação celular e a formação neointimal.