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Nuestro objetivo fue evaluar los efectos de la ingesta de una dieta de cafetería (CAF) desde el destete y durante distintos períodos sobre los mecanismos cerebrales homeostáticos y hedónicos que regulan la ingesta, como así también sobre la neuroesteroidogénesis hipotalámica. Además, analizamos si estos cambios podrían ser transmisibles transgeneracionalmente. Para esto, utilizando qPCR analizamos los niveles de expresión y el estado de metilación del ADN de distintos neuropéptidos relacionados con la ingesta, genes de la vía de recompensa, enzimas neuroesteroidogénicas y receptores hormonales en núcleos cerebrales discretos aislados por micropunción. Nuestros resultados demostraron que un consumo de CAF desde etapas tempranas de la vida altera de manera diferencial los sistemas cerebrales involucrados en el control de la ingesta. A corto plazo, se incrementó la ingesta energética y la adiposidad, alterándose el sistema de recompensa cerebral, al menos en parte mediante cambios epigenéticos. A mediano plazo se incrementó la ingesta energética, la adiposidad, los niveles circulantes de leptina y el peso corporal, alterándose las vías homeostática y neurosteroidogénica. Estos cambios metabólicos y moleculares se intensificaron en el largo plazo, manifestándose un cuadro de obesidad. Gran parte de estos cambios estuvieron asociados con alteraciones en los niveles de metilación de las regiones promotoras de los genes, indicando que mecanismos epigenéticos podrían estar involucrados. Además, algunos de los cambios observados serían transmisibles transgeneracionalmente. Resulta esencial identificar alteraciones en la expresión génica al comienzo del desarrollo de la obesidad, para poder predecir la trayectoria de esta patología y así elegir una terapia eficaz.

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2017

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2016

Un punto de vista predominante en la ciencia moderna de la memoria es que los recuerdos son inicialmente frágiles, pero se vuelven más estables con el tiempo. A pesar de que la persistencia es una característica fundamental en el almacenamiento de la memoria, su mecanismo se encuentra escasamente caracterizado. Para comprender los procesos que subyacen a la memoria de largo término (MLT) debemos entender cómo es que las trazas de memoria persisten a lo largo del tiempo, a pesar de la vida media corta y de la alta velocidad de recambio de sus sustratos moleculares. En este trabajo, mostramos que la MLT de evitación inhibitoria duradera pero no la que dura más allá de 2-3 días, depende de la expresión tardía de c-Fos en el hipocampo y en la corteza retrosplenial. Por otra parte, la inhibición de la transcripción en el hipocampo 24 h luego del entrenamiento afecta la persistencia, pero no la formación de la MLT. No obstante, la inhibición de la transcripción en la corteza retrosplenial impide la formación de la memoria. Además, mostramos que los requerimientos de traducción en la corteza retrosplenial alrededor del entrenamiento, en la formación de la memoria, y tardíamente luego del entrenamiento, en la persistencia de la memoria, son similares a los vistos en el hipocampo. Estos hallazgos indican que una fase de transcripción y traducción tardía son esencial para el mantenimiento de una traza de memoria inducida por miedo. Nuestros resultados apoyan la hipótesis de la existencia de rondas recurrentes de eventos como la consolidación, que ocurren luego del aprendizaje en el hipocampo y corteza retrosplenial para mantener las memorias.

Fil:Juvenal, Guillermo Juan. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

The results show that chronic administration of a sucrose rich diet (SRD) induced in liver: increased protein mass of the nuclear receptor LXR alpha and decreased mass of PPAR alpha. This related to the activation of lipogenic enzymes and decreased activity of fatty acid oxidation enzymes, indicating a preferential destiny of them towards reesterification pathway and hepatic triglyceride synthesis. Furthermore, the dyslipidemic animals exhibited impaired insulin action in liver tissue associated with lower IRS 1 and alpha subunit p85 mass protein. This would explain the moderate hyperglycemia present in these animals. The cod liver oil (CLO) produced: increased activity of fatty acid oxidation enzymes and lipogenic enzyme normalization with increased PPAR alpha protein mass and decreased LXR alpha mass. This indicates: lower “de novo” fatty acids synthesis and increased oxidative pathways with reduced availability of plasma fatty acids to the liver, contribute to the reversal of hepatic steatosis and dyslipidemia. Furthermore, reduced expression of IRS 1 and alpha subunit p85 protein mass observed in animals with SRD failed to revert completely with CLO. The reversal of the global peripheral insulin resistance and improving insulin sensitivity in the liver, with normalization of insulin secretion in vitro in perifused isolated islets, would lead to restoration of glycemia within normal levels with CLO.

Los neutrófilos son leucocitos que cumplen un papel clave en la defensa antimicrobiana. Éstos constituyen las células más numerosas de la sangre periférica, con una producción que se incrementa dramáticamente durante la inflamación o infección sistémicas. Tradicionalmente se les ha adjudicado un papel microbicida en la respuesta inmune, pero estudios recientes demostraron que pueden modular el curso de las mismas a través de la secreción de citoquinas entre las cuales se encuentra la Interleuquina-1β (IL-1β). Ésta es una citoquina proinflamatoria central en procesos fisiopatológicos que ejerce efectos pleiotrópicos tanto sobre el sistema inmune innato como el adaptativo. La IL-1β es sintetizada como un precursor inactivo que requiere clivaje proteolítico para ser activado. En respuesta a la estimulación con LPS y ATP, los neutrófilos humanos sintetizan pro-IL-1β y median la generación de su forma activa a través de la caspasa-1 tras la activación del inflamasoma. La IL-1β carece de péptido señal, por lo que es sintetizada en el citoplasma y secretada por vías no convencionales de naturaleza controvertida, que son independientes de la vía canónica que involucra al retículo endoplásmico-aparato de Golgi. En este trabajo de tesis, a través de estudios cinéticos cuantitativos que involucraron inmunomarcaciones, técnicas de microscopía confocal y cuantificación de las imágenes, así como ensayos de ELISA específicos y western blot, aportamos evidencias que sustentan que un mecanismo de autofagia secretoria se encuentra involucrado en la exportación de IL-1β en neutrófilos humanos. Estos estudios también indicaron que aun cuando los neutrófilos humanos liberan pro-IL-1β, su secreción no está mediada por autofagia. Además, los resultados evidenciaron que las serinproteasas neutrofílicas regulan la secreción de la IL-1β. Nuestros hallazgos indicaron que la IL-1β es secretada mayoritariamente en forma soluble, y sólo en una mínima proporción dentro de microvesículas y exosomas. Los resultados son compatibles con un modelo que involucra la participación de la chaperona HSP-90 y de la gasdermina D en la translocación de la IL-1β a las vesículas. Nuestros hallazgos también sugirieron que la autofagia controla el destino de los inflamasomas. Teniendo en cuenta las diversas condiciones de naturaleza infecciosa e inflamatoria en las que los neutrófilos infiltran masivamente los tejidos, los resultados de esta tesis aportan blancos moleculares potenciales, que podrían ser sujeto de investigaciones en el futuro para el diseño de nuevas estrategias terapéuticas para mitigar la inflamación en patologías en las cuales la IL-1β neutrofílica cumpla un papel relevante en su patogénesis.

En la presente tesis se estudió la relación entre el volumen celular y los flujos transmembranales de K+ en hepatocitos de goldfish (Carassius auratus) expuestos a condiciones anisosmóticas o a limitación energética. La respuesta de volumen fue luego comparada con aquella presentada por hepatocitos de trucha (Oncorhynchus mykiss) y de rata (Rattus rattus). El volumen celular fue estudiado utilizando video microscopía y microscopía de epifluorescencia, mientras que la medición de los flujos de K+ se estimó a partir de los flujos unidireccionales de 86Rb+. En hepatocitos de trucha y rata, la exposición a medio hiposmótico (180 mosM) a pH 7.45 produjo el aumento de volumen celular seguido por disminución regulatoria de volumen (RVD), respuesta que es mediada por el eflujo neto de KCl seguido de agua. Por el contrario, los hepatocitos de goldfish aumentaron su volumen pero no presentaron RVD en esas condiciones. En hepatocitos de goldfish, si bien la N-etilmaleimida pudo activar la salida de K+, esto no ocurriió cuando las celulas fueron expuestas a medio hiposmótico (120-180 mosM). Se desarrolló un modelo matemático con el fin de analizar las interacciones existentes entre el volumen celular, el potencial de membrana, y la masa de los principales solutos difusibles bajo condiciones anisosmóticas. Este modelo pudo ser utilizado para simular las respuestas volumétricas de los hepatocitos de las tres especies. Los resultados del modelo apoyan la idea de que la ausencia de RVD observada en hepatocitos de goldfish se debe a la ausencia de un elemento sensor de volumen. La comparación entre los resultados obtenidos con el modelo matemático y los resultados experimentales sugiere que los hepatocitos de goldfish poseen una capacidad restringida para desarrollar RVD. El bloqueo de metabolismo energético puede generar gradientes osmoticos por aumento de la osmolaridad intracelular. En el presente estudio, la inhibición de la glucólisis por ácido iodoacético (IAA)no alteró el volumen celular en hepatocitos de goldfish, mientras que en presencia de cianuro (CN), inhibidor de la fosforilación oxidativa, o de CN y IAA (IAA+CN), el volumen celular disminuyó un 3—7%.A pesar de que en los hepatocitos de goldfish la limitación energética no tuvo efecto sobre el eflujo de K+, el influjo disminuyó un 57-66% en presencia de CN y CN+IAA pero no se vio alterada por el IAA sólo. La pérdida de K+ intracelular luego de 20 min de exposición a CN o IAA+CN fue solo de un 4% del K+ intracelular total. En general, los resultados de este estudio sugieren que los hepatocitos de goldfish, a diferencia de las células de especies sensibles a la anoxia, evitan el desacople de los flujos transmembranales de K+ en respuesta a un gradiente osmótico o limitación energética. Esto podría explicar por un lado la incapacidad de estas células para presentar RVD, pero al mismo tiempo la extraordinaria capacidad para mantener las concentraciones intracelulares de K+, prolongando de esta manera la viabilidad celular.

En esta tesis se aborda el estudio de los parámetros que regulan las reacciones de transferencia electrónica (TE) en metaloproteínas que contienen dos tipos de sitios de cobre distintos. Para ello se utilizó una variedad de métodos espectroscópicos y electroquímicos, cuyos resultados fueron analizados en el marco de la teoría de Marcus de TE. El principal modelo de estudio es un fragmento soluble de la citocromo ba3 oxidasa de Thermus thermophilus (Tt-CuA), que contiene el centro binuclear de CuA, aceptor de electrones primario de la enzima. Mediante distintas estrategias de mutagénesis tales como mutaciones puntuales de primera esfera de coordinación o ingeniería de bucles, se investigaron los factores que determinan las propiedades electrónicas del sitio nativo, y que en última instancia determinan los mecanismos regulatorios de la TE. Desde la óptica de la termodinámica estadística, se logró racionalizar las contribuciones entálpica y entrópica al potencial de reducción del sitio de CuA y se verificó la aditividad de los efectos producidos por las distintas mutaciones de primera y segunda esfera de coordinación. Diferentes estudios espectroscópicos (RR, RMN, UV-Vis, EPR) revelan que la estructura electrónica del sitio de CuA puede ser descripta mediante una superficie de energía potencial con dos pozos que corresponden a estados fundamentales alternativos. Más aún, la población relativa de estos estados puede ser modulada a través de mutaciones de primera y segunda esfera, y en una mutante específica mediante el pH del medio. Empleando voltametría cíclica de films proteicos fue posible determinar los parámetros cinéticos de TE para ambos estados fundamentales de manera independiente. En particular, la mutante puntual de ligando axial M160H constituye el primer caso conocido en que resulta posible activar selectivamente dos estados fundamentales diferentes mediante un simple cambio de pH. Por otra parte, estudios realizados sobre sitios de cobre tipo 1 (T1) reconstruidos en el esqueleto proteico de Tt-CuA mediante ingeniería de bucles muestran claras diferencias en relación a los sitios T1 nativos. Grandes cambios espectroscópicos o notables desplazamientos de los potenciales redox demuestran el rol determinante de la matriz proteica sobre las propiedades estructurales y funcionales de los sitios redox. Estos sistemas novedosos presentan además la capacidad de modificar la coordinación del sitio activo a partir del agregado de un ligando exógeno sin perder su actividad redox, permitiendo el estudio de este tipo de fenómenos en un sistema biológico.

Desde el inicio de un cultivo celular, las células que lo conforman atraviesan una serie de presiones de selección donde sobrevivirán aquéllas que logren adaptarse a las condiciones desde el sistema in vivo al sistema in vitro. La mayoría de los cultivos celulares de vertebrados no progresan más allá de un número finito de divisiones y entran en senescencia replicativa. En muchas ocasiones, ya sea por inducción o espontáneamente, algunos cultivos celulares pueden adquirir una serie de características proliferativas anormales (independencia de anclaje, pérdida de inhibición de contacto, disminución de la limitación de la densidad de crecimiento, entre otras) proceso denominado transformación celular el cual a menudo se puede correlacionar con la tumorigenicidad. El objetivo general del presente plan de investigación es enunciar nuevos conocimientos en el campo de la Biología Celular y Molecular vinculados con la transformación celular in vitro acontecida en cultivos celulares provenientes de células fetales de conejo (Oryctolagus cuniculus). El cultivo inicial se originó a partir de células obtenidas de piel de la especie en cuestión mediante disgregación enzimática. La línea celular originada a partir de este cultivo se denominó JPCS1. Todos los estudios presentados en esta Tesis se realizaron cada cinco SCs (subcultivos), entre el SC 5 al SC 25 y cada diez SCs desde el SC 30 al SC 50. Para evidenciar la inestabilidad genética los estudios se realizaron tanto a nivel citogenético como molecular. A nivel citogenético se analizaron los cambios en la frecuencia del número cromosómico como así también la evolución del cariotipo de la línea celular durante su mantenimiento entre el SC 5 al 50. A nivel molecular, se utilizó como marcador de inestabilidad genética un conjunto de loci de microsatélites. Las características del control de crecimiento de la línea JPCS1 fueron evaluadas mediante el análisis de las curvas de crecimiento. En las mismas se obtuvo tanto el tiempo de duplicación poblacional media como la densidad limitante de proliferación celular. Asimismo, se realizó el estudio de curvas de crecimiento con independencia de suero donde se obtuvo la pendiente de la curva de crecimiento y la capacidad de proliferación celular en ausencia de suero. Asimismo, también fue analizado el crecimiento independiente de anclaje. Por último, la capacidad de migración celular fue investigada mediante la técnica de la herida. Los resultados de nuestras investigaciones llevados a cabo para dar cumplimiento con los objetivos de la presente Tesis Doctoral demuestran que la misma presenta inestabilidad cromosómica a partir del SC 10, previo a los cambios en los parámetros de crecimiento y migración celular, evidenciando una tendencia al aumento del número cromosómico (hiperdiploidización) cambiando el número modal desde 44 a 46 cromosomas. A partir de ganancias cromosómicas, en primera instancia por una trisomía en el cromosoma 18 a partir del SC 10 y en segunda instancia por trisomía en el cromosoma 6 a partir del SC 20 y posteriormente por tetrasomía del mismo cromosoma en el SC 40. Asimismo, la línea celular muestra un incremento en la frecuencia de la deleción de 10p -del(10)(p13)- a partir del SC 30. A nivel molecular, los resultados obtenidos demuestran que la línea JPCS1 exhibe estabilidad genética del panel de microsatélites utilizados, sin encontrarse nuevos alelos para estos marcadores ni desbalance de las variantes alélicas en los loci heterocigotas. En cuanto a los parámetros de crecimiento celular evaluados, la línea celular en cuestión presenta un acortamiento del ciclo celular demostrando un cambio abrupto entre los SCs 30 y 40, determinado por la disminución del tiempo de duplicación poblacional. Asimismo, se pudo evidenciar la existencia de una tendencia al aumento progresivo de la densidad limitante de la proliferación celular a medida que se incrementa el tiempo de cultivo, exhibiendo una disminución de la inhibición por contacto. Por otra parte, en las etapas más avanzadas del mantenimiento esta línea JPCS1 se caracteriza por exhibir crecimiento con independencia de las necesidades de factores de crecimiento, ya sea por producción autócrina o por presentar algún mecanismo de señalización intracelular alterado. La línea celular JPCS1 no demostró crecimiento con independencia de anclaje en ninguno de los SCs analizados. Por último la misma exhibió un aumento de la capacidad migratoria de las células a partir del SC 25, tendencia que se acentúa en el SC 40 demostrando una disminución de la inhibición por contacto en concordancia con los ensayos de proliferación celular. A partir de los resultados obtenidos en las investigaciones llevadas a cabo durante el desarrollo del presente trabajo de Tesis Doctoral se ha puesto en evidencia, mediante los diferentes estudios realizados que la línea celular JPCS1 originada a partir de células de embriones de Oryctolagus cuniculus luego de su mantenimiento en el sistema in vitro que el cultivo celular se encuentra transformado en el SC 40 proceso que no ha terminado, y que la inestabilidad genética a nivel cromosómico es un evento inicial del proceso de transformación.