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Los procesos moleculares que subyacen la formación de memorias a largo plazo involucran la activación de cascadas de señalización que transmiten las señales inducidas por la acción de neurotransmisores en la membrana celular hasta el núcleo, controlando la respuesta genómica en las neuronas. Esto resulta en la alteración de la fuerza de las sinapsis neuronales y en la configuración de una red neuronal asociada a la formación de la memoria. La vía de las MAPKs presenta un rol central integrando las señales producidas por los receptores de membrana y los efectores de esta cascada son factores de transcripción que inducen la expresión de genes de expresión inmediata temprana. Ante el desafío de ahondar en los mecanismos moleculares que subyacen la consolidación de memorias aversivas, con el objetivo de estudiar la modulación de la actividad del sistema glucocorticoide por parte del receptor CB1 cannabinoide, resulta de utilidad el trabajo con modelos in vitro acordes al sistema biológico de estudio. En nuestro caso, el modelo seleccionado fue la línea celular HT22, una línea que expresa de manera endógena los receptores CB1 y GR y deriva de hipocampo murino. En este sistema demostramos que la señalización del receptor CB1 media el efecto inductor de la dexametasona sobre el mRNA de Zif268 a través de un mecanismo que involucra la inhibición de la FAAH (hidrolasa de amidas de ácidos grasos), una enzima encargada de hidrolizar el endocannabinoide anandamida (AEA). A partir de estudios en ratones KO para el receptor CB1 y en concordancia con nuestros resultados in vitro, determinamos que la expresión del receptor CB1 es necesaria para el efecto inductor de la dexametasona sobre el mRNA de Zif268 en el hipocampo murino. Al evaluar el comportamiento de estos animales también encontramos que la expresión del receptor CB1 sería necesaria para que la dexametasona aumente la respuesta de evitamiento inhibitorio en experiencias de aversión moderada. Estos resultados sugieren que el sistema endocannabinoide (SEC), señalizando a través del receptor CB1, es necesario para observar los efectos de los glucocorticoides sobre la respuesta de evitamiento inhibitorio. A partir de los mecanismos descriptos en la línea celular HT22 postulamos que la dexametasona facilitaría la respuesta de evitamiento inhibitorio actuando a través de una activación indirecta del CB1, que se encontraría mediada por el aumento del contenido de endocannabinoides en la sinapsis neuronal como consecuencia de un efecto inhibitorio de los glucocorticoides sobre la actividad de la FAAH. Por otro lado, también demostramos en la línea celular HT22 que tanto agonistas (AM356) como antagonistas (AM251) del sistema cannabinoide inducen un aumento en los niveles del mRNA de Zif268 a través de un mecanismo que dependería de la activación de ERK. Hasta el momento, el mecanismo de acción propuesto para el SEC como facilitador de la consolidación de la memoria involucra sus efectos sobre la liberación de neurotransmisores y la modulación de la actividad GABAérgica. En este contexto, el presente trabajo provee evidencia novedosa de que ligandos cannabinoides sintéticos, actuando a través del receptor CB1, podrían modular la consolidación de la memoria, de manera directa, induciendo la transcripción de Zif268. Al estudiar el efecto del cotratamiento con AM356 y la dexametasona, encontramos que estos ligandos presentan una interacción positiva tanto a nivel del mRNA de Zif268 como en la respuesta de evitamiento inhibitorio. Si bien ambos ligandos per se aumentarían los niveles de mensajero de Zif268 mediante un mecanismo que involucraría la activación de ERK, el punto de interacción entre las vías de señalización disparadas por estos ligandos no se encuentra a nivel de esta kinasa. Por el contrario, el antagonista del CB1 AM251 inhibe el efecto del este glucocorticoide sobre Zif268 a través de un mecanismo que se encontraría mediado por la inhibición de ERK. Encontrar compuestos que inhiban la consolidación de la memoria resulta de gran interés para el tratamiento farmacológico preventivo de desórdenes de ansiedad, tales como el trastorno de estrés post-traumático (TEPT) y ciertas fobias. Existe evidencia para postular al condicionamiento clásico como un proceso involucrado en la etiología y el mantenimiento de estos desórdenes. Teniendo en cuenta que tanto la activación de ERK como la inducción de Zif268 serían necesarias para la consolidación de memorias aversivas, y que el cotratamiento con AM251 y dexametasona presenta un efecto inhibitorio sobre ERK en la línea celular HT22 y sobre Zif268 tanto in vitro como en el hipocampo murino, proponemos que una terapia combinada con altas dosis de dexametasona y un análogo del AM251 podría ser de utilidad para el tratamiento preventivo de trastorno de estrés post-traumático. Este trabajo aporta evidencia molecular novedosa acerca del rol del SEC, y en particular del receptor CB1, como mediador de los efectos de los glucocorticoides sobre la consolidación de memorias aversivas. Los ensayos realizados permitieron alcanzar los objetivos planteados, caracterizando la interacción entre ligandos del receptor CB1 y del GR a nivel conductual sobre la respuesta de evitamiento inhibitorio, y a nivel molecular sobre la actividad de la FAAH, la fosforilación de ERK y la expresión del mensajero de Zif268. Nuestros resultados ponen de manifiesto la complejidad de los sistemas neuronales y la necesidad de estudiar las vías de señalización en su conjunto. Conocer cómo las señales se integran y se transforman en una respuesta conductual determinada resulta fundamental para comprender los mecanismos que subyacen la consolidación de memorias.

Los genes homeóticos codifican para reguladores transcripcionales involucrados en la formación de patrones y las decisiones de destino celular durante la embriogénesis. Recientemente, ha despertado gran interés la función de dichos genes en tejidos adultos en continuo desarrollo así como también en procesos tumorigénicos. La mayor parte del crecimiento y morfogénesis de la glándula mamaria ocurre durante la vida subadulta y adulta del animal y ciertos estadios de la glándula postnatal presentan características de tipo embrionarias. Regulación de fomación de patrones, diferenciación celular e interacciones epitelio-estroma tienen lugar una vez finalizada la embriogénesis y reocurren durante cada ciclo de preñez, lactancia e involución. Debido a que la matriz extracelular influencia el desarrollo funcional y morfogenético de la glándula mamaria, investigamos si las señales provenientes de dicha matriz podrían estar involucradas en la expresión y regulación de genes homeóticos. Mediante una estrategia basada en reacciones en cadena de polimerasa, identificamos la expresión de 5 genes homeóticos pertenecientes a dos "clusters" del complejo Hox, en células mamarias murinas en cultivo. Un gen de cada uno de estos "clusters", Hoxa-1 y Hoxb-7, fue elegido para una caracterización más profunda. Encontramos que Hoxb-7 se expresa tanto en cultivo como in situ, donde su expresión es regulada a lo largo del desarrollo glandular y se localiza en el epitelio mamario. Hoxa-1 no se expresa en ningún estadio del desarrollo de la glándula murina normal pero sí se expresa en algunos tumores mamarios y en células mamarias funcionales, no malignas, cultivadas sobre plástico de cultivo. La expresión de ambos genes es reprimida cuando las células son cultivadas sobre una membrana basal reconstituída. Mientras que la regulación negativa de Hoxb-7 requiere estrictamente la presencia de membrana basal y cierta conformación celular, la de Hoxa-1 se logra mediante el cultivo de las células sobre un sustrato inerte antiadhesivo que permite una reorganización del citoesqueleto y concomitantemente cambios de morfología celular. En celulas tumorales, la expresión de Hoxb-7 es prácticamente indetectable y la expresión de Hoxa-1 no es regulada por ninguno de estos factores microambientales.

El consumo de kéfir se ha asociado a propiedades promotoras de la salud como efectos antimicrobianos, antitumorales e hipocolesterolémicos entre otros y es utilizado de manera empírica en el Este europeo para el tratamiento de desórdenes gastrointestinales. Nuestro grupo de trabajo ha aislado y caracterizado más de 120 bacterias y levaduras a partir de gránulos de kéfir hasta la fecha y de muchas de ellas se han estudiado las propiedades de resistencia a sales biliares, bajo pH, capacidad de adhesión a células epiteliales in vitro y caracterización de sus componentes de superficie. En el presente trabajo de tesis y proponiendo al kéfir como fuente de microorganismos potencialmente probióticos, se presentarán tres capítulos. En el primero se muestra la caracterización de dichos microorganismos en cuanto a su capacidad modulatoria de la respuesta inmune innata epitelial en un sistema reportero de inflamación in vitro; en el segundo capítulo se expondrá un estudio comparativo de los mecanismos de señalización implicados en la modulación, de manera comparativa entre bacterias y levaduras. Por último, en el tercer capítulo se analizará la posibilidad de aplicar microorganismos moduladores de la respuesta innata epitelial in vitro en modelos murinos de inflamación intestinal. De este modo, se puede resumir la organización racional del trabajo en la selección de microorganismos con propiedad inmunomodulatoria, el estudio mecanístico del efecto de inmunomodulación y la aplicación de estos microorganismos a un modelo de inflamación intestinal in vivo.

Baidanoff, F. M. (2018). Modulación de la sincronización fótica del reloj circadiano en mamíferos. (Tesis de posgrado). Bernal, Argentina : Universidad Nacional de Quilmes.

La alimentación es un comportamiento complejo cuya regulación involucra la integración de factores externos e internos. En insectos sociales este comportamiento no solo varía de acuerdo a las características del alimento y las condiciones ambientales sino que también de acuerdo a los requerimientos de la colonia. En este trabajo combinamos estudios de comportamiento, electrofisiológicos, farmacológicos e inmunocitoquímicos para estudiar cómo distintos factores afectan la ingestión de soluciones azucaradas en la hormiga Camponotus mus. Nuestros estudios mostraron que el ayuno de la colonia determina la motivación recolectora de la hormiga forrajera modificando la concentración umbral de aceptación y su comportamiento de ingestión no solo de soluciones azucaradas sino también de cebos tóxicos. Durante la ingestión, el accionar de la bomba de succión estuvo determinado por el ayuno de la colonia, la temperatura ambiental, la concentración de sacarosa y la presencia de tóxico en la solución. Cambios en estas variables dieron lugar a variaciones en la velocidad y el tiempo de ingestión a través de la modulación de la frecuencia de bombeo, el volumen de solución incorporado por cada bombeo o el número de bombeos totales. Indagamos sobre los mecanismos neuroendócrinos involucrados y encontramos un efecto depresivo de la serotonina sobre la ingestión. También observamos la presencia de neuronas serotoninérgicas en los centros nerviosos involucrados en el control de la alimentación e inervaciones serotoninérgicas a lo largo del tubo digestivo. En conjunto, estos resultados nos permiten una comprensión integral de cómo distintos factores modelan el comportamiento de ingestión en hormigas y cómo esto se integra con estratégias de recolección eficientes en condiciones siempre cambiantes.

La competencia y la herbivoría son dos fuerzas selectivas en la evolución de las plantas terrestres. Éstas deben crecer lo suficientemente rápido como para ser competitivas con sus vecinos y, al mismo tiempo, asignar recursos a las defensas para poder sobrevivir a los organismos consumidores. Estudios recientes mostraron que las señales lumínicas asociadas a la competencia, p. ej. una baja relación rojo:rojo lejano (R:RL) produce la represión del sistema de defensas, tornando a las plantas más susceptibles al ataque de insectos herbívoros y microorganismos patógenos. Bajo condiciones de competencia por luz, se produce la inactivación del fitocromo B (phyB) lo cual en plantas intolerantes a la sombra promueve el crecimiento y regula negativamente los sistemas de defensa antiherbívoro. Poco se sabe sobre los efectos que tiene el phyB en la emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) involucrados en las defensas indirectas. En esta tesis se investigó el efecto de phyB en las defensas directas e indirectas de tomate (Solanum lycopersicum). Para esto se utilizaron dos aproximaciones diferentes para inactivar el phyB: suplementación con luz rojo lejana (RL), y genotipos mutantes de los dos genes PHYB presentes en el genoma de tomate. La inactivación del phyB produjo una disminución en los niveles de defensas constitutivas como así también una atenuación de las defensas directas inducibles por MeJA. Adicionalmente, se observó que la inactivación de phyB tuvo efectos en los blends de VOCs emitidos por las plantas inducidas con MeJA. En ensayos de elección en olfatómetro con plantas inducidas con MeJA observamos que la chinche Macrolophus pygmaeus tuvo mayor preferencia por los blends de VOCs emitidos por plantas con phyB inactivos que por los blends de las wild-type. Estos resultados sugieren que la inactivación del phyB además de reprimir las defensas directas tiene consecuencias sobre las interacciones tritróficas mediadas por VOCs presumiblemente atrayendo a los predadores a plantas con defensas atenuadas donde existe mayor chance de encontrar a su presa. Es tentador pensar que las plantas bajo un stress de competencia por luz puedan hacer un switch entre sus defensas directas a indirectas y así atraer a enemigos naturales.

Se ha postulado que la morfina inhibe la respuesta de escape a un estímulotímulotímulo visual de peligro en el cangrejo Chasmagnathus granulatus debido a una acción a nivel central, y que durante la habituación a dicho estímulo, se activaríaopiáceotema opiaceo endógeno que modularía negativamente la respuesta. La viabilidad de la hipótesis de la acción central moduladora fue analizada en una serie de experimentos, en 10s que se usó como indicador, además de la respuesta de escape, la respuesta optomotora, es decir, un comportamiento inducido por un estímulo que "no" señaliza peligro;y como droga inhibidora, además de la morfina, el aminoácido GABA,es decir, un inhibidor “periférico” de la actividad motora. Las mayores dosis de morfina con claro efecto inhibidor sobre la respuesta de escape no afectaron la respuesta optomotora, excluyendo si la posibilidad de explicar la acción de la droga sobre la primer respuesta, en términos de efecto detrimental sobre la aferencia visual o sobre la capacidad motora. Una dosis de 75 microg/g de morfina, administrada 30 min. antes de una sesión de entrenamiento habituante al estímulo de peligro, produjo un descenso paralelo de la curva de habituación, conforme con lo que debería esperarse si la droga tuviese una acción moduladora negativa sobre la respuesta. Dosis pre entrenamiento de 100 microg/g de morfina o de 9 microg/g de GABA, redujeron drásticamente la reactividad durante la sesión de habituación, pero mientras la administración de morfina impidió la adquisición de la habituación de largo término, la de GABA no afectó esa adquisición. Este resultado apoya la idea de que el efecto de la morfina se debe a una interferencia transitoria entre el estímulo y su significado innato de peligro. Para investigar el posible valor adaptativo de la gran propensión de Chasmagnathus a adquirir rápidamente una habituación por largo tiempo, así como el sistema opiáceo se estudió y se comparó su comportamiento con el de Pachygrapsus marmoratus, una especie filogenéticamente cercana pero ecológicamente distante. Los resultados indicaron que Chasmagnathus posee una capacidad mucho mayor para habituarse que Pachygrapsus, mostrando una habituación de corto término mas profunda, parcialmente mediada por una modulación opiácea endógena, y una habituación de largo término mas rápida y duradera, parcialmente mediada por la representación mnésica de las claves del contexto. Se estudió también la capacidad para adquirir una habituación de largo término en cangrejos de la misma especie pero de diferentes edades, demostrándose que los animales viejos exhiben una retención de la habituación claramente menor que los animales más jóvenes. El valor adaptativo de estas diferencias es discutido en consideración a las presiones ecológicas a las que se encuentra sometida cada especie, y a la correlación entre los cambios dependientes de la edad y un cambio ontogénico de hábitat y de actividad exploratoria.

Los pelos radicales son importantes para la absorción de nutrientes y agua del suelo y sirven de anclaje a la planta. Estos poseen un crecimiento polarizado, es decir que crecen en un solo sentido. Este tipo de crecimiento se caracteriza por tener un comportamiento oscilatorio, acompañado por un gradiente de especies reactivas de oxígeno (ROS) y de iones Ca2+. Las paredes celulares en las plantas imponen límites al crecimiento. Por lo cual, debe sufrir modificaciones constantes para lograr la expansión. Las paredes celulares están compuestas por polisacáridos y proteínas ricas en hidroxiprolina (hydroxyproline-rich glycoproteins; HRPGs) que incluyen a las extensinas (EXTs). Estas últimas, están unidas covalentemente a través de sus residuos de tirosinas, formando una red. Las Peroxidasas apoplásticas (PERIII) son enzimas que llevan a cabo tres diferentes ciclos enzimáticos, llamados ciclo peroxidativo, ciclo hidroxílico y ciclo oxidativo. Durante su ciclo peroxidativo, las PERIII usan H2O2 como agente oxidante para producir radicales libres en componentes fenólicos y glicoproteínas estructurales que pueden, en forma subsecuente forman enlaces covalentes estables. Esta actividad contribuye a la rigidización de la pared celular y por lo tanto limita el crecimiento. Las PERIII pueden también causar la relajación de la pared celular mediante su ciclo hidroxílico, en el cual producen ROS, lo que provoca el clivaje de polisacáridos en forma no enzimática y un relajamiento general de la pared celular. Por lo tanto, las PERIII pueden cumplir roles opuestos en la expansión celular, dependiendo de las condiciones de crecimiento. Finalmente, en el ciclo oxidativo las PERIII generan radicales super-óxido (O2•-) a partir de la reducción de 1O2, que puede ser dismutado a H2O2, ya sea espontaneamoente o enzimaticamente mediante la superóxido dismutasa (SOD) modulando así, los niveles de ROS. En esta tesis, se identificaron a las PERIII involucradas en el crecimiento del pelo radical. Se determinó su función en la producción de ROS necesario para la expansión y los efectos que estas enzimas producen en la pared celular. También, se demostró que las PERIII están reguladas por el FT RSL4, el cual es activado por auxinas a través de ciertos factores de respuesta a auxinas (ARFs). Los ARFs implicados en este proceso también fueron identificados en este trabajo. Otras enzimas que podrían modificar la estructura de la pared celular son las Las Cisteína-Endo Peptidasas (CEPs). Éstas son capaces de clivar EXTs a nivel de prolina e hidroxiprolina glicosilada, razón por la cuál, se hipotetiza que podrían regular ya sea el desensamblado de la red de EXTs en el apoplasto y/o ejercer un control de calidad en aquellas EXTs mal procesadas (sub-glicosiladas o sobre-glicosiladas) en el sistema secretorio en el RE-Golgi. En esta tesis se determinaron cúales son las CEPs que se expresan en pelos radicales, se exploró el rol biológico de estas enzimas y su regulación transcripcional durante la expansión polarizada del pelo radical.