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La enfermedad de Alzheimer (EA) es un trastorno neurodegenerativo crónico cuyo avance clínico correlaciona con la presencia de agregados amiloides de la proteína tau anormalmente fosforilada. Si bien tau tiene un importante rol en el citoesqueleto neuronal, puede sufrir modificaciones postranscripcionales como fosforilación y agregación tipo amiloide, que afectan su función biológica normal y generan especies tóxicas. En la presente tesis se demuestra por primera vez, la implicancia de la estructura fina de los polisacáridos de la matriz extracelular (MEC) en las modificaciones patológicas de tau. Los glicosaminoglicanos de la familia heparán sulfato (HS-GAGs) son los principales componentes de la MEC y experimentan una variedad de cambios tanto estructurales como en sus niveles de sulfatación en la EA. Si bien los HS-GAGs y tau se encuentran en diferentes compartimentos, en modelos celulares de taupatía estos azúcares se internalizan, co-localizando con tau en el compartimento intracelular. Estudios previos de nuestro grupo demostraron que gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH), una proteína multifuncional cuyo rol en la MEC no fue aún dilucidado, es capaz de interaccionar con HS-GAGs formando agregados prefibrilares con actividad proteostática para alfa-sinucleína. En la presente tesis se estudió la actividad de estas especies proteostáticas de GAPDH sobre la agregación patológica de tau.Para simular los azúcares de la MEC observados en EA, empleamos heparina como azúcar modelo con un elevado grado de sulfatación. Bajo el mismo criterio, se utilizó un heparán sulfato (HS) por su bajo grado de sulfatación para modelizar la MEC en condiciones normales. Mediante una combinación de técnicas biofísicas se estudió el efecto de ambos azúcares sobre tau heteróloga producida en nuestro laboratorio mediante técnicas que se pusieron a punto y optimizaron para el desarrollo de esta tesis. Los resultados obtenidos demuestran que sólo heparina es capaz de inducir la agregación amiloide de tau, monitoreada mediante espectroscopía de fluorescencia usando la sonda tioflavina T, que reconoce específicamente agregados amiloides. El espectro de emisión de bis-ANS fue compatible con un incremento de la exposición de nuevas regiones hidrofóbicas de la proteína al disolvente sólo en presencia de heparina. El análisis de la banda de amida I' de tau en presencia de los dos azúcares también arrojó diferencias considerables, pero sólo compatibles con una agregación tipo amiloide en presencia de heparina. Las especies tau obtenidas luego de interaccionar con ambos azúcares fueron también caracterizadas mediante microscopía electrónica de transmisión. La fosforilación de tau inducida por kinasas específicas arrojó patrones similares a la EA sólo en presencia de heparina. Finalmente, se estudió la capacidad de especies prefibrilares de GAPDH para modular la agregación patológica de tau y se pudo demostrar que estas especies son capaces de alterar la cinética de agregación de tau, brindando soporte a la hipótesis de nuestro laboratorio que sostiene que GAPDH actuaría como agente proteostático en la MEC, inhibiendo la diseminación de especies tóxicas.Los resultados de este trabajo aportan conocimiento básico para entender las bases moleculares de las enfermedades neurodegenerativas, planteando al espacio extracelular y sus azúcares como un posible blanco de control para futuros desarrollos farmacológicos.

En mamíferos, el comportamiento de órganos y tejidos presenta gran plasticidad prenatal, lo cual permite que diversos estímulos y/o condiciones ambientales que actúan sobre la madre y el feto durante el período de preñez, puedan fijar ciertas respuestas estructurales y funcionales de las crías durante su gestación, de modo tal de prepararlas óptimamente para las condiciones de vida postnatal. Este proceso es conocido como programación materna. Hay evidencias de que el sistema circadiano fetal es sincronizado por señales transferidas por la madre durante la gestación. Este hecho determina un sistema circadiano susceptible a condiciones ambientales adversas que pudiera experimentar la madre durante la gestación y/o lactancia. Los eventos ambientales prenatales adversos juegan un rol determinante en la patogénesis de diferentes enfermedades durante la vida adulta. Diferentes tipos de estrés durante períodos específicos de la gestación pueden resultar en cambios transitorios o permanentes a corto y/o largo plazo en el crecimiento y desarrollo de las crías. El proceso de erupción dentaria es un evento finamente regulado y programado espacial y temporalmente, mediante el cual un elemento dentario se traslada desde su posición intraósea hasta aparecer finalmente en la cavidad bucal, en un lugar preciso de la arcada y en un período de tiempo determinado. Una etapa celular crítica en la erupción dentaria es la formación de los osteoclastos necesarios para reabsorber el hueso supracoronal de la canastilla ósea y formar un canal de erupción. Diversos estudios demostraron que en diferentes estados en los cuales hay una falla en la formación o la función de los osteoclastos está disminuida, la erupción dentaria está retardada o en algunos casos, completamente inhibida. Es conocido que el hueso mandibular tiene un origen ectomesenquimático mientras que los huesos largos se originan del mesodermo lateral. Además, ambos tipos de hueso difieren en la composición de su matriz orgánica, en enzimas de degradación, en factores de crecimiento que utilizan para madurar y remodelarse y en la respuesta a diversos estímulos. Aunque es aceptado que un ambiente prenatal adverso posee una compleja influencia sobre las crías, los efectos del estrés prenatal crónico sobre ciertos aspectos del modelado y remodelado óseo que tienen lugar durante la erupción dentaria y la osificación endocondral, no han sido estudiados. Además, hay evidencias de que la melatonina exógena aplicada a ratas preñadas sometidas a luz constante es capaz de prevenir los efectos negativos del tratamiento estresante, observados sobre parámetros enzimáticos y conductuales. Sin embargo, hasta el momento no existen evidencias acerca del rol preventivo de melatonina sobre los efectos provocados por el estrés crónico prenatal sobre el proceso eruptivo. Por lo expuesto, el objetivo del presente trabajo fue aportar evidencias acerca del efecto de dos modelos experimentales de estrés prenatal, luz constante (LL) y estrés variado (EV), sobre la erupción dentaria, la osificación endocondral y el crecimiento mandibular como así también evaluar el posible rol protector de melatonina sobre los efectos provocados por la luz constante. Para ello se conformaron cinco grupos de ratas preñadas: Grupo EV sometido a estrés crónico variado desde el día 10 al 20 de preñez, Grupo LL mantenido en luz constante durante el mismo período gestacional, Grupo LL+Mel sometido al mismo esquema de estrés por luz constante crónica pero con administración subcutánea de Melatonina del día 17 al 21 de preñez, Grupo LL+SF sometido a luz constante crónica con inyección de solución fisiológica por vía subcutánea desde el día 17 al 21 de preñez y Grupo Control mantenido sin ningún tratamiento prenatal. A los 3, 15 ó 60 días de vida postnatal, se realizó la eutanasia de las crías. Previo al sacrificio se registró el peso corporal de las crías nacidas de cada grupo experimental. Luego, se escindieron sus mandíbulas y tibias para estudios histológicos, histoquímicos, histomorfométricos y radiográficos. En el presente trabajo demostramos una asociación entre un ambiente prenatal adverso y ciertos aspectos del modelado y remodelado óseo en mandíbula y en la osificación endocondral de la tibia. La exposición materna a un ambiente prenatal desfavorable inducido por un modelo de estrés variado o de luz constante desde el día 10 al 20 de gestación, desencadenó en crías de 3 días de edad, un incremento del volumen óseo y una reducción del número de osteoclastos como de sus núcleos, en el 5 hueso supracoronal de la canastilla ósea del primer molar inferior. Este hallazgo se correspondió, a los 15 días de edad, con una disminución del grado de erupción dentaria, sugiriendo una disminución del proceso de resorción ósea. Además, a los 60 días de edad, el grado de crecimiento mandibular disminuyó significativamente en crías nacidas de madres sometidas a estrés por luz constante crónica respecto a crías controles. Asimismo, en tibias de crías nacidas de madres estresadas se halló una alteración del proceso de osificación endocondral. Precisamente, a los 3 días de edad, se encontró una disminución significativa del volumen óseo subcondral en crías de los grupos tratados. A los 15 días, el análisis de la distribución del volumen óseo subcondral entre la esponjosa primaria y secundaria arrojó diferencias significativas, siendo mayor el volumen de la esponjosa primaria mientras que lo opuesto se observó a nivel de la esponjosa secundaria, respecto al control. Por otra parte, es destacable el efecto del tratamiento materno de LL + Melatonina. La administración de la hormona entre los días 17 y 21 de gestación a madres preñadas estresadas, revirtió los efectos adversos provocados por la luz constante sobre el proceso eruptivo del primer molar inferior en todos los parámetros analizados en este estudio. Nuestros resultados indicarían que los estímulos estresantes crónicos aplicados a ratas durante la preñez afectan la biología ósea, alterando en las crías la erupción dentaria, la osificación endocondral de las tibias y el crecimiento mandibular. Asimismo, estos hallazgos corroboran y enfatizan la posible acción protectora de la melatonina aplicada a las madres por su efecto preventivo del estrés crónico. Finalmente, nuestros resultados confirman la importancia de un contexto gestacional normal para una óptima programación materna de las cría.

La familia Cichlidae es una de las más numerosas del Orden Perciformes, está constituida por alrededor de 1300 especies. En Sudamérica existen unas 400 especies que representan cerca del diez por ciento de la ictiofauna de agua dulce. En la Argentina existen unas 45 especies de cíclidos formalmente descriptas. La distribución de los peces está determinada por factores históricos y por los mecanismos adaptativos en las tres dimensiones elementales del nicho ecológico (la espacial, la trófica y la reproductiva), y está fuertemente influenciada por factores ambientales. Estos factores influyen de diferente manera y con diferente intensidad sobre los organismos, los cuales presentan distintos rangos de eficiencia biológica, en respuesta a factores como temperatura, salinidad, pH, velocidad de la corriente y sustrato, entre otros. Dicha eficiencia depende de las condiciones ecofisiológicas del pez. Algunos valores de los parámetros ambientales son letales o limitantes y determinan el desarrollo de estrategias adaptativas, las cuales pueden reflejarse tanto en estructuras anatómicas, como en la fisiología y el comportamiento de los peces. En esta tesis se planteó como objetivo determinar la influencia de distintos factores ambientales (salinidad, dureza) sobre la morfología, morfometría y química del otolito, utilizando como referencia a Australoheros facetus y comparándolo con otras especies dulceacuícolas Neotropicales. En este trabajo se describe por primera vez el patrón morfológico de las sagittae de diferentes especies Neotropicales de la familia Cichlidae: Cichlasoma dimerus, Gymnogeophagus meridionalis, Crenicichla lepidotta y C. Scotti. En el caso de A. facetus se describió el patrón morfológico y se determinaron las modificaciones morfológicas y morfométricas de las mismas durante las etapas del desarrollo, estableciéndose y caracterizándose dos grupos de sagittae, que corresponderían a juveniles y adultos. Estas variaciones morfológicas y morfométricas observadas durante el desarrollo de A. facetus podrían estar asociadas principalmente a factores biológicos (madurez sexual, crecimiento) y ecológicos (tipo biológico, uso de la columna de agua). Se elaboró una clave dicotómica de las especies estudiadas utilizando caracteres de la topografía de la cara interna y externa de la sagitta. En cuanto a la relación entre los peces y el ambiente, se cuantificó la resistencia y/o tolerancia a niveles máximos de salinidad, en condiciones controladas de laboratorio y se determinó el nivel letal incipiente mediante las técnicas de tiempo de resistencia y de dosificación de mortalidad en dos especies de cíclidos Neotropicales (A. facetus y Cichlasoma biocellatum). Los resultados hallados indican que los cíclidos presentan una alta tolerancia a la salinidad en condiciones experimentales, la cual supera ampliamente los límites de variación ambiental, y esto puede ser considerado como un relicto fisiológico de sus ancestros marinos. Otro de los aspectos novedosos estudiados en el contexto de la relación pez-ambiente, fue la composición química del otolito, la cual ha sido analizada por primera vez en peces dulceacuícolas sudamericanos en este trabajo. Se determinó experimentalmente que factores ambientales como altos niveles de salinidad y dureza influyen en la composición química de los otolitos sagitta de A. facetus. Además se propone a las sagittae como bioindicadores del ambiente que frecuente el pez, teniendo en cuenta diferentes aspectos de la biología y la ecología de los peces y la influencia de las condiciones ambientales. En este trabajo se estableció la existencia de una estrecha relación entre la morfología del otolito, la silueta del pez, forma de la aleta caudal y la capacidad de natación en las especies estudiadas. Los peces de cuerpo comprimido y aleta caudal ahorquillada, son buenos nadadores y presentan una sagitta alargada pequeña con un eje antero-posterior mayor. Los peces de cuerpo elongado y caudal redondeada tendiendo a sublanceolada, son buenos nadadores y aceleradores y poseen el otolito sagitta alargado y los peces de cuerpo orbicular y caudal redondeada son especialistas en maniobra y tienen el otolito sagitta subcircular a circular y bien desarrollado. Por otro lado se concluye que un estudio detallado de la morfología, morfometría y de la química del otolito permitiría reconstruir gran parte de la historia de vida del pez y su asociación con el ambiente.