Los objetivos de esta línea son: 1) estudiar a través de bioensayos en el laboratorio si concentraciones ambientales de distintos tóxicos producen efectos sobre parámetros bioquímicos (colinesterasas, carboxilesterasas, proteínas, glucógeno, enzimas detoxificantes, parámetros de estrés oxidativo), histológicos, inmunológicos y de comportamiento en C. gibbosa y estudiar la capacidad de recuperación de los mismos. 2) evaluar si el signo de neurotoxicidad observado (región céfalo-pedal expuesta anormalmente y pérdida de adherencia a las superficies) por exposición a metilazinfos es específico de los insecticidas anticolinesterásicos o es común a otros tóxicos para lo cual se expondrá a los caracoles a otros insecticidas (piretroides, neonicotinoides), a herbicidas como el glifosato, hidrocarburos y metales pesados 3) estudiar su reproducción y desarrollar un cultivo en el laboratorio.
La nanomedicina, definida como la aplicación de la nanotecnología al cuidado de la salud, constituye una herramienta revolucionaria y prometedora para el diagnóstico y terapias médicas en áreas tales como imágenes, diagnóstico rápido, direccionamiento de drogas, regeneración de tejidos y desarrollo de nuevos fármacos. Así, distintos materiales y dispositivos de dimensiones nanométricas ya han sido aprobados para uso clínico y numerosos productos están siendo evaluados en ensayos clínicos. Sin embargo, algunos aspectos toxicológicos y consideraciones éticas que acompañan al desarrollo de la nanomedicina, podrían ensombrecer el futuro prometedor de este campo emergente. En este sentido, se debe remarcar el escaso conocimiento existente acerca de los efectos adversos que pueden presentar los nanomateriales.
Nuestras investigaciones se centran en el estudio de la toxicidad de las nanopartículas, para lo cual empleamos tanto modelos in vitro como in vivo. En los mismos, evaluamos el modo en que los nanomateriales pueden modificar el comportamiento biológico a nivel celular, subcelular y molecular en distintos tipos de células así como la biocompatibilidad y la biodisponibilidad en el organismo. Estos estudios permiten determinar la factibilidad de las nanopartículas de ser empleadas en distintas estrategias terapéuticas.
Nuestras investigaciones se centran en el estudio de la toxicidad de las nanopartículas, para lo cual empleamos tanto modelos in vitro como in vivo. En los mismos, evaluamos el modo en que los nanomateriales pueden modificar el comportamiento biológico a nivel celular, subcelular y molecular en distintos tipos de células así como la biocompatibilidad y la biodisponibilidad en el organismo. Estos estudios permiten determinar la factibilidad de las nanopartículas de ser empleadas en distintas estrategias terapéuticas.
La nanotecnología ha revolucionado el área de la investigación en los últimos 15 años. Entre sus diversas disciplinas, la nanobiotecnología se perfila como una de las de mayor impacto debido a sus importantes aplicaciones, especialmente diagnósticas y terapéuticas. Los bionanomateriales de 1-100nm, presentan propiedades fisicoquímicas y funciones novedosas como resultado de su minúsculo tamaño. Estas características los convierten en materiales de potencial utilidad en el estudio de diferentes procesos biológicos, facilitando además el acceso a novedosos abordajes experimentales.
En los últimos años, se ha sugerido que el empleo de nanopartículas (NP) podría contribuir a la eficiencia de la radioterapia absorbiendo los rayos X o gamma de modo de causar daño localizado en el ADN y otras organelas de las células tumorales. La presencia de NP en dichas células conduciría a una generación aumentada de especies reactivas de oxígeno por acción de la radiación ionizante. La ocurrencia de estos efectos sinergísticos puede resultar valiosa para el mejoramiento de las estrategias radioterapéuticas. La aplicación de las NP combinadas con radioterapia apunta a disminuir la dosis total de radiación aplicada a los pacientes que sufren cáncer, con el objeto de minimizar los efectos laterales indeseables de la radiación ionizante. En este sentido, la capacidad de producir especies reactivas por irradiación es una de las propiedades clave de las NP y en particular, las de silicio, son consideradas buenas candidatas para estos usos. Las NP de Silicio (NP-Si) funcionalizadas presentan propiedades luminiscentes definidas, son capaces de formar suspensiones estables en ambientes acuosos y de sufrir interacciones específicas con determinadas moléculas o grupos funcionales.
En nuestro laboratorio investigamos el comportamiento de las NP-Si desnudas y funcionalizadas, incorporadas a células tumorales, cuando son tratadas con radiación ionizante del tipo y dosis empleados en radioterapia, con el objetivo final de emplearlas como agentes radiosensibilizadores. Nos enfocamos en el estudio de su citotoxicidad intrínseca y de las vías de muerte celular desencadenadas por efecto de la radiación.
La degeneración macular asociada con la edad (DMAE) es una enfermedad neurodegenerativa que afecta a la visión central y aguda en personas mayores a 60 años. La DMAE involucra la generación de estrés oxidativo (EO), muerte de células del epitelio pigmentario de la retina (EPR) y, consecuentemente, muerte de los fotorreceptores. Existe evidencia que sugiere que el daño celular por exposición a la luz juega un papel preponderante en la DMAE y en otras enfermedades oculares relacionadas con la edad. La capa de células EPR es esencial para el procesamiento visual y es bien conocido que juega un rol crítico en el desarrollo y mantenimiento de los fotorreceptores suprayacentes (bastones y conos) en la retina de los vertebrados. Sus funciones involucran, entre otras, la producción de factores de crecimiento, renovación de los segmentos externos mediante fagocitosis y transporte de nutrientes y metabolitos entre los fotorreceptores y los coriocapilares, constituyendo así una barrera hemato-retina. Indudablemente, el conocimiento de los mecanismos moleculares que conducen a la muerte de las células del EPR como consecuencia del EO fototóxico puede resultar sumamente valioso para establecer nuevas estrategias terapéuticas. El problema es abordado evaluando los mecanismos intracelulares involucrados en el control de calidad mitocondrial y su conexión con la vía autofágica-lisosomal en las células EPR expuestas a luz en el rango violeta-azul. De esta manera se espera poder disminuir o eliminar los efectos citotóxicos como una estrategia terapéutica a considerar.
La Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa progresiva que afecta a las neuronas motoras. Se la clasifica en esporádica y familiar y ambas formas comparten el curso clínico y eventos patológicos. Actualmente, la ELA aún no tiene cura y la mayoría de los pacientes mueren a los 3-5 años posteriores al inicio de los síntomas. El 20% de los casos familiares son causados por mutaciones en la Cu-Zn SOD1 (SOD1). La Dinámica Mitocondrial (DM) es un concepto que incluye la regulación de la morfología y el movimiento de las mitocondrias a través de eventos que operan en equilibrio: fusión y fisión. Gracias a la identificación de proteínas que regulan la fusión (Mfn y Opa1) y la fisión (Drp1 y Fis1) mitocondrial, es de conocimiento que la DM tiene alto impacto en la fisiología celular. Sin embargo, los mecanismos que regulan los procesos de fusión y fisión no se comprenden aún en su totalidad. Debido a las necesidades energéticas del Sistema Nervioso, los disturbios en la DM contribuyen a la acumulación de mitocondrias disfuncionales caracterizadas por su alta producción de ROS, pérdida del Djm y alteración morfológica. Se han descripto alteraciones en la DM en varias Enfermedades Neurodegenerativas (Parkinson, Huntington, Alzheimer, etc) y en nuestro laboratorio, en un modelo de Parkinsonismo inducido por Manganeso. Un hecho remarcable es que una desregulación del equilibrio fisión-fusión podría jugar un rol activo en la muerte celular apoptótica. En este contexto, existen numerosas evidencias que indican que la muerte de las motoneuronas en ELA ocurre a través de un proceso apoptótico. En consecuencia, la pérdida de la fusión mitocondrial o un incremento en los procesos de fisión podrían constituir un componente del proceso patogénico en ELA. En base a esta hipótesis, en nuestro laboratorio nos planteamos analizar alteraciones en la morfología mitocondrial, determinar el perfil de expresión de las proteínas que la modulan (Opa1, Mfn1/2 y Drp1) y el rol que éstas cumplen en la apoptosis de neuronas que expresan la mutación G93A en la SOD1 con el fin de establecer si dichas proteínas podrían considerarse nuevos blancos moleculares en la terapia de la ELA.
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Las células gliales desempeñan un papel relevante en el funcionamiento del sistema nervioso central tanto en condiciones fisiológicas como patológicas. Frente a estímulos externos o frente al daño neuronal, estas células tienen la capacidad de responder con cambios morfológicos o funcionales constituyendo la glia reactiva.
La neurodegeneración inducida por varios tóxicos experimentales y ambientales involucra la activa participación de la astroglia y la microglia. Ambas pueden activarse produciendo y liberando una variedad de factores neurotóxicos y proinflamatorios que, en determinadas condiciones pueden trabajar en concierto para inducir o exacerbar la neurodegeneración.
Los astrocitos intervienen en el uptake de glutamato y la liberación de glutamina, el equilibrio de K+ y H+, y el transporte de agua. Además, proveen el soporte principal para las neuronas fomentando su supervivencia, proliferación, diferenciación, aparición y crecimiento de neuritas y sinaptogénesis. Esta abundancia de funciones ha conducido a la noción emergente de que estas células gliales pueden constituir un blanco primario en la neurotoxicidad de varios compuestos. Así, interfiriendo con las funciones astrocíticas, las toxinas pueden última e indirectamente causar muerte neuronal.
Por su parte, la microglia, las células inmunes residentes en el cerebro, desempeñan un rol vital en la vigilancia inmune y en la reparación frente a la injuria. En comparación con la astroglia, la microglia responde frente a los insultos tóxicos vía una cinética más rápida de activación produciendo una amplia variedad de factores neurotóxicos.
En nuestro laboratorio estudiamos los mecanismos de muerte/supervivencia de células del sistema nervioso en modelos in vitro en co-cultivo e in vivo de enfermedades neurodegenerativas. Investigamos distintas vías de muerte celular, la vía lisosomal-autofágica y la relevancia de la disfunción mitocondrial, con la idea final de intervenir a estos diferentes niveles, para proponer posibles estrategias protectoras para las neuronas y eventualmente para las células gliales.
La neurodegeneración inducida por varios tóxicos experimentales y ambientales involucra la activa participación de la astroglia y la microglia. Ambas pueden activarse produciendo y liberando una variedad de factores neurotóxicos y proinflamatorios que, en determinadas condiciones pueden trabajar en concierto para inducir o exacerbar la neurodegeneración.
Los astrocitos intervienen en el uptake de glutamato y la liberación de glutamina, el equilibrio de K+ y H+, y el transporte de agua. Además, proveen el soporte principal para las neuronas fomentando su supervivencia, proliferación, diferenciación, aparición y crecimiento de neuritas y sinaptogénesis. Esta abundancia de funciones ha conducido a la noción emergente de que estas células gliales pueden constituir un blanco primario en la neurotoxicidad de varios compuestos. Así, interfiriendo con las funciones astrocíticas, las toxinas pueden última e indirectamente causar muerte neuronal.
Por su parte, la microglia, las células inmunes residentes en el cerebro, desempeñan un rol vital en la vigilancia inmune y en la reparación frente a la injuria. En comparación con la astroglia, la microglia responde frente a los insultos tóxicos vía una cinética más rápida de activación produciendo una amplia variedad de factores neurotóxicos.
En nuestro laboratorio estudiamos los mecanismos de muerte/supervivencia de células del sistema nervioso en modelos in vitro en co-cultivo e in vivo de enfermedades neurodegenerativas. Investigamos distintas vías de muerte celular, la vía lisosomal-autofágica y la relevancia de la disfunción mitocondrial, con la idea final de intervenir a estos diferentes niveles, para proponer posibles estrategias protectoras para las neuronas y eventualmente para las células gliales.