Facultad Ciencias Médicas

Membranas de grafeno à la carte para aplicaciones biomédicas.

À la carte graphene membranes for biomedical applications.

Código J051 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

La hemodiálisis es una de los tratamientos más comunes en pacientes que sufren un daño renal irreversible. En este proyecto nos proponemos investigar el comportamiento de membranas de grafeno nanoporadas como posibles candidatos para su aplicación biomédica. Mediante un diseño racional de sus nanoporos, modificando su distribución y tamaño, cuantificaremos las propiedades de las membranas más adecuadas para la filtración de toxinas urémicas asociadas al fallo renal.
Palabra claves: DINÁMICA MOLECULAR, MEMBRANAS DE GRAFENO, FILTRACIÓN
Hemodialysis is one of the most common treatments in patients suffering from critical kidney failure. In this project we will study nanoporated graphene membranes' behavior as candidates for biomedical applications. Through a rational design of their nanoporous, size and distribution, we will quantify best membranes' properties to filter uremic toxins associated with kidney failure.
Keywords: MOLECULAR DYNAMICS, GRAPHENE MEMBRANES, FILTRATION

Integrantes

Masone, Diego Fernando (Director)

Uhart, Marina (Investigador)

Tomes, Claudia Nora (Codirector)

Bustos, Diego Martín (Investigador)

Ciencias Médicas

Estudio de la influencia del tejido adiposo renal humano sobre la progresión tumoral en el cáncer de riñón.

Study of the influence of human renal adipose tissue on tumor progression in renal cell cancer

Código J055 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

Entre el tejido epitelial y el estroma fibroblástico/adiposo se establece un intercambio de información esencial para la morfogénesis y funcionalidad normales, como así también para el desarrollo del cáncer. Es por ello que resulta fundamental un estudio profundo de la interacción célula-matriz para comprender mejor estos procesos y poder aproximarse a una forma de controlarlos. En este proyecto estudiaremos el cáncer de riñón por tratarse del quinto tipo de cáncer más frecuente a nivel mundial. Además se relaciona con una elevada mortalidad en hombres y mujeres; y su incidencia ha aumentado en los últimos años.El microentorno a estudiar será: 1) el tejido adiposo perirrenal humano proveniente de la zona peritumoral (tejido adiposo renal tumoral humano o TARTh) y, 2) del polo opuesto al sitio donde se localiza el tumor (tejido adiposo renal normal humano o TARNh); ambos provenientes de pacientes a los cuales se les realizan nefrectomías parciales.Se determinará el efecto de los factores solubles liberados por el tejido adiposo sobre la proliferación, migración y adhesión en distintas líneas celulares renales humanas; incubando dichas células con los medios condicionados (MCs) obtenidos a partir del cultivo de explantes de TARTh y TARNh. Además, comenzaremos a identificar componentes solubles y no solubles, presentes en los diferentes MCs y en los cortes histológicos de los diferentes tejidos adiposos; por Western blot e inmunohistoquímica respectivamente. Así mismo, buscaremos caracterizar factores que se modifiquen en las líneas celulares epiteliales tumorales y no tumorales renales humanas, al ser incubadas con los MCs- TARTh o TARNh. En particular evaluaremos cambios de la expresión de moléculas de adhesión celular, de proteoglicanos, y de adipoquinas tales como adiponectina, leptina y de sus respectivos receptores.Este proyecto nos permitirá ampliar la concepción del cáncer centrada en los oncogenes y genes supresores de tumores por otra que propone que el microambiente tumoral co-evoluciona e interacciona en forma dinámica y recíproca con el epitelio mutado. De esta manera, se podría alterar o revertir el comportamiento/fenotipo tumoral mediante la regulación o modificación de su microentorno y de las relaciones que el tumor establece con el mismo.
Palabra claves: TEJIDO ADIPOSO, CANCER RENAL, INTERACCIÓN EPITELIO-ESTROMA
Epithelial and fibroblastic/adipose tissue exchange information that is essential for normal morphogenesis and function, as well as for cancer development. Therefore it is crucial to study cell-matrix interactions in order to understand these processes and eventually control them. In the present project we will study renal cell cancer, which is the fifth most frequent cancer worldwide. This type of cancer is related to an elevated mortality rate and its incidence has increased during the last years. The microenvironment that shall be analyzed is: 1) perirenal human adipose tissue from the peritumoral zone (renal adipose tissue tumoral human (RATTh); and 2) from the opposite pole of the tumor?s localization (renal adipose tissue normal human (RATNh), both from patients undergoing partial nefrectomies. The effect of soluble factors released by the adipose tissue on proliferation, migration and adhesion will be determined on different human renal cell lines, by co-incubation of cells together with the conditioned media (CM) obtained from explants cultures of RATTh and RATNh. In addition, we shall identify soluble and non-soluble components, present in the CMs and in histological slices of the different adipose tissues, by means of Western blot and immunohystochemistry respectively. Furthermore, we shall characterize factors that are modified in tumoral compared to normal human renal epithelial cell lines, when incubated with the CMs of RATTh or RATNh. In particular, we shall evaluate changes in expression of cell adhesion molecules, proteoglycans and adipokines such as adiponectin, leptin, and their respective receptors. This project will allow us to change the concept of cancer centered only on oncogenes and tumor suppressor genes, by one in which it is proposed that the tumor microenvironment co-evolves and interacts in a dynamical and reciprocal way with the mutated epithelium. In this way, tumor fenotype and/or behavior could be altered or even reverted by regulation and modification of its own microenvironment and its relations with the tumor itself.
Keywords: ADIPOSE TISSUE, RENAL CELL CANCER, EPITHELIAL-STROMAL INTERACTIONS

Integrantes

Pistone Creydt, Virginia (Director)

Campo Verde Arbocco, Fiorella (Becario)

Lopez Laur, José Daniel (Codirector)

Carón, Rubén Walter (Investigador)

Carbone, Francisco (Alumno)

Giorlando, Noelia (Tesista)

Ciencias Médicas

Reprogramación metabólica de la célula tumoral: Efecto de la manipulación del pH en la capacidad de invasión celular?

Metabolic reprogramming of cancer cells: Effect of pH manipulation in tumor cell invasion

Código J039 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

El microambiente tumoral es muy complejo y heterogéneo, sin embargo se han podido identificar elementos comunes a la mayoría de los tumores, como la vascularización aberrante, hipoxia regional, acidificación del medio y polarización de la respuesta inmune hacia un perfil inmunosupresor. La célula tumoral, con el fin de sobrevivir en el microambiente hostil, consume altísimos niveles de glucosa lo que genera una gran producción de protones, condicionando la acidificación del medio extracelular. Se ha visto que el intercambiador de Na+/H+, isoforma 1, NHE1, cuya función es la de mantener un pH intracelular dentro del rango fisiológico se encuentra activado en la membrana de la célula tumoral. Por otra parte, evidencias indican que alteraciones en el perfil de glicosilación de proteínas de membrana inducen cambios tanto estructurales como funcionales en células tumorales lo cual influye en la biología del tumor y su microambiente. Por ello, creemos que el estudio no sólo del perfil de glicosilación celular sino el del propio intercambiador de Na+/H+ podría aportar evidencias que nos permitan pensar de forma mas racional nuevas estrategias terapéuticas contra el cáncer.En este contexto, en un modelo de melanoma murino, intentaremos identificar si NHE1, a través de la regulación del pHi, es capaz de modular la metastásis, y de regular diferencialmente la glicosilación de la célula tumoral. De este modo, pretendemos estudiar, desde una visión glicobiológica, cómo la intervención sobre una alteración fisiopatológica centrada en la desregulación del pHi podría inducir la reprogramación metabólica de la célula y disminuir la capacidad de migración e invasión tumoral. Se utilizará el modelo in vitro de melanoma murino, B16. F10. Se evaluará la expresión y actividad de NHE1, por western blot y su actividad por citometría de flujo. Se realizarán ensayos de migración e invasión celular en función de la manipulación del pHi. Con el fin de abordar elementos que nos permitan aportar datos con el fin de diseñar estrategias terapéuticas innovadoras, se estudiará el perfil de glicosilación de la célula tumoral por medio de la marcación con lectinas vegetales y se estudiara la glicosilación del receptor en membranas purificadas.
Palabra claves: NHE1, Glicobiología, Melanoma
The tumor microenvironment is very complex and heterogeneous, however, many tumors have common elements among which stands out the presence of aberrant vascularization, regional hypoxia, acidification of the medium and the polarization of immune response towards an immunosuppressant profile. Cancer cells, in order to survive in the hostile microenvironment, consume high levels of glucose which generates a proton production, conditioning the instense acidification of the extracellular medium. It has been described that the exchanger Na+/H+, isoform 1, NHE1, wich participates in maintain intracellular pH within the physiological range, is activated on the tumor cell membrane. On the other hand, evidence suggests that alterations in the glycosylation profile of membrane proteins induce both structural and functional changes in tumor cells which influences the biology of the tumor and its microenvironment. Therefore, we believe that the study not only the cellular glycosylation profile but particulary, the Na+/H+exchanger, could provide evidence to enable us to think more rationally novel therapeutic strategies against cancer.In this context, in a murine melanoma model, we will try to identify if NHE1, through pHi regulation, can modulate metastasis, and differentially regulate the glycosylation of the tumor cell. Thus, we intend to study, from a glycobiology vision, how the intervention of a pathophysiological alteration centered on pHi desregulation, could induce metabolic reprogramming of the cell and decrease the ability of migration and tumor invasion. In order to accomplish the proposed project, an in vitro model of murine melanoma B16.F10 will be use. F10. The expression and activity of NHE1, western blot and flow cytometry activity will be measure. Following the pHi manipulation, migration and invasion cell assays will be performed. In order to address elements that allow us to provide data intended to design innovative therapeutic strategies, the glycosylation profile of the tumor cell will be studied by dialing plant lectins and glycosylation of receptor in purified membranes.
Keywords: NHE1, Glybobiology, Melanoma

Integrantes

Bocanegra, Victoria (Director)

Gil Lorenzo, Andrea Fernan (Colaborador)

Lafalla Manzano, Andrea Florencia (Codirector)

Croci, Diego (Colaborador)

Ciencias Médicas

Estudio de la función lisosomal en neuronas en relacion con los mecanismos de excitoxicidad y la neurodegeneración.

Study of lysosomal function in neurons in relation to the mechanisms of excitotoxicity and neurodegeneration.

Código 06/J489 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

La función lisosomal es esencial para la salud celular y la sobrevida neuronal a largo plazo. Defectos en la función lisosomal causan un grupo de enfermedades metabólicas conocidas como enfermedades de almacenamiento que se caracterizan por la acumulación de proteínas en lisosomas, acompañadas generalmente por severos fenotipos neurodegenerativos. La desestabilización lisosomal no solamente influye en las actividades celulares normales sino que también afecta la viabilidad celular. El funcionamiento de los lisosomas depende, entre otras cosas, de una adecuada localización de sus enzimas, de la integridad de su membrana, y de una correcta acidificación. El transporte selectivo de enzimas a lisosomas es mediado por receptores, y los más conocidos son los receptores a manosa-6-fosfato (CD-MPR y CI-MPR), y sortilina para algunos casos. La enzima lisosomal catepsina D es altamente expresada en cerebro y la proteólisis mediada por esta enzima es esencial para la homeostasis neuronal a través de la degradación de agregados de proteínas mal plegadas. Por otra parte, se conoce que el glutamato es el principal neurotransmisor excitatorio en el sistema nervioso central; regula la neurogénesis, el crecimiento de las neuritas, la sinaptogénesis y la sobrevida neuronal. Sin embargo, en varios desórdenes neurológicos una alta concentración de glutamato conduce a la excitotoxicidad que conlleva a muerte neuronal. La excitotoxicidad inducida por ácido quinolínico, un agonista glutamatérgico, presenta un fenotipo muy similar a la enfermedad neurodegenerativa de Huntington (HD). En este proyecto queremos determinar si existe una relación entre la excitotoxicidad y la neurodegeneración con la disfunción lisosomal en cultivos de neuronas estriatales normales o con fenotipo de la HD. Para ello se harán estudios de la integridad y acidificación lisosomal en las dos líneas celulares, tratadas o no con ácido quinolínico, otros agonistas y también antagonistas glutamatérgicos. Además se evaluará si los tratamientos con las drogas inducen cambios en la expresión y distribución de CD-MPR, CI-MPR y sortilina, como parte de la disfunción lisosomal, y se correlacionará con posibles cambios en catepsina D y la proteína lisosomal prosaposina, un conocido neuroprotector. La dilucidación de estos mecanismos podría servir de apoyo para el diseño de drogas y terapias farmacológicas novedosas con blancos intracelulares precisos para enfermedades del sistema nervioso.
Palabra claves: Excitotoxicidad, Neurodegeneración, Lisosomas
Lysosomal function is essential for cellular health and long-term neuronal survival. Lysosomal dysfunction causes a group of diseases known as metabolic storage diseases, characterized by protein accumulation in lysosomes, and usually accompanied by severe neurodegenerative phenotypes. Lysosomal destabilization not only affects normal cellular activities but also the cell viability. In turn, the functionality of the lysosomal apparatus depends on proper location of their enzymes, the membrane integrity, and the organelle acidification. The selective transport of lysosomal enzymes to lysosomes is mediated by receptors to mannose 6-phosphate (CD-MPR and CI-MPR) and sortilin for some cases. The lysosomal enzyme cathepsin D is highly expressed in brain and its activity is essential for neuronal homeostasis through degradation of aggregates of misfolded proteins. Moreover, it is well known that glutamate is the main physiological excitatory neurotransmitter in the central nervous system. It has been reported to regulate neurogenesis, neurite growth, synaptogenesis and neuronal survival. However, in several neurological disorders a high concentration of glutamate leads to excitotoxicity, resulting in the death of neuronal cells. To data, the excitotoxicity induced by quinolinic acid, a glutamatergic agonist, presents a phenotype very similar to the neurodegenerative Huntington's disease (HD). In this project, we propose to determine whether there is a relationship between excitotoxicity/neurodegeneration and the lysosomal dysfunction in cultures of striatal neuron cell lines, normal or with a HD phenotype. To this, we propose to study the lysosomal membrane integrity and acidification level of lysosomes in both cell lines after treatment with quinolinic acid, and other glutamatergic agonists and antagonists. In addition, it will be assessed whether treatments with drugs induce changes in the expression and distribution of CD-MPR, CI-MPR and sortilin, as part of the lysosomal dysfunction, and correlate with possible changes of cathepsin D and the lysosomal protein prosaposin, a known neuroprotective. Elucidation of the underlying mechanisms of neurodegeneration and excitotoxicity could provide support for the design of novel drugs and therapies with precise intracellular targets for nervous system diseases.
Keywords: Excitotoxicity, Neurodegeneration, Lysosomes

Integrantes

Sosa Escudero, Miguel Angel (Director)

Bannoud, Nadia (Becario)

Troncoso, Mariana Elizabeth (Becario)

Sartor, Tirso (Prof técnico)

Carvelli, Flavia Lorena (Investigador)

Ruiz, Ana María (Codirector)

Ciencias Médicas

Análisis de funciones celulares mediante el desarrollo de un modelo computacional basado en la combinación de 'agentes' y ecuaciones diferenciales

Developing a modeling platform based on 'agents' and differential equations to analyze cellular functions

Código 06/J478 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

El transporte intracelular es un proceso clave para la célula eucariótica. Numerosas substancias necesitan ser llevadas de una organela a otra a lo largo de las vías endo y exocíticas. El transporte es esencial para la secreción de hormonas y neurotransmisores, la presentación de antígenos y una infinidad de otras funciones celulares. El premio Novel de Medicina del 2013 se otorgó a tres científicos (Dres. Rothman, Schekman y Südhof) que hicieron un importante aporte sobre los mecanismos moleculares que son fundamentales para el transporte intracelular. Hoy se conocen cientos de factores que son necesarios para esta función celular. Sin embargo, el modo en que las macromoléculas pasan de un compartimento a otro sigue siendo motivo de controversia. Este proyecto propone utilizar una combinación de modelización basada en agentes con modelización basada en ecuaciones diferenciales para proporcionar una plataforma que pueda simular los aspectos estructurales y moleculares involucrados en el transporte intracelular. Esta plataforma permitirá simular la naturaleza dinámica de las estructuras intracelulares que se mueven, cambian de forma, interaccionan, se fusionan y dividen y al mismo tiempo son base de una compleja red de interacciones moleculares y reacciones químicas. Esta plataforma de modelización será adaptada y aplicada al análisis del transporte de antígenos en el contexto de la presentación cruzada en células dendríticas y a la exocitosis acrosomal en espermatozoides humanos. Nuestro laboratorio está activamente estudiando estos procesos y los datos experimentales obtenidos serán fundamentales para parametrizar los modelos generados. A su vez, la plataforma permitirá contrastar diferentes hipótesis sobre los fenómenos estudiados con datos experimentales Nuestra expectativa es que la plataforma y los modelos generados sean útiles para otros biólogos celulares trabajando en transporte intracelular y en otros campos de la Biología Celular.
Palabra claves: Intransporte Intracelular, exocitosis acrosomal, plataforma para modelización
Intracellular transport is a key process in eukaryotic cells. Substances need to be transported in membrane-bound organelles along the endocytic and secretory pathways. Transport inside the cell is required for secretion of hormones and neurotransmitters, for antigen presentation and microbe defense and a myriad of other fundamental cell functions. The 2013 Nobel Prize in Medicine was granted to three scientists (Drs. Rothman, Schekman and Südhof) that contributed to understand some central aspects of intracellular transport. At present, hundreds of factors that are necessary for this process have been identified. However, the way intracellular transport is accomplished is far from being deciphered. This project proposes to combine agent- and differential equation-based simulations to produce a unified model accounting for both physical and chemical events involved in intracellular transport. In other words, the resulting model will have the flexibility to accommodate the dynamic nature of intracellular structures that move, interact, fuse and divide, and the associated molecular interactions and biochemical reactions. This modeling approach will be adapted and applied to the analysis of the intracellular transport of antigens in the context of cross presentation in dendritic cells, and to study acrosomal exocytosis in human sperm. Our laboratory is actively studying these processes and the experimental data obtained will be used to parametrize the models. On the other hand, the platform will be useful to contrast different hypotheses about the processes studied with experimental data. The expectation is that the models and software developed during the project will be useful to other cell biologists working in intracellular transport as well as in other fields of Cell Biology.
Keywords: intracellular transport, acrosomal exocytosis, modeling platform

Integrantes

Mayorga, Luis (Director)

Berberian, Maria Victoria (Codirector)

Via, Matías Alejandro (Becario)

Arias, Rodolfo Jose (Becario)

Cebrián, José Ignacio (Investigador)

Ciencias Médicas

Rol de proteínas nucleadoras de actina y factores promotores de la nucleación durante la infección de la célula hospedadora con Coxiella burnetii

Role of actin nucleator and nucleation promoting factors during host cell infection with Coxiella burnetii

Código 06/J468 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

La fagocitosis es el proceso por el cual microorganismos, células apoptóticas y partículas inertes son internalizados y eliminados por fagocitos profesionales y no profesionales. La fagocitosis es esencial para la defensa del hospedador contra patógenos ya que estos, una vez internalizados, se degradan por diferentes mecanismos intracelulares, en particular al ruta de degradación lisosomal. En contraste, hay varios patógenos que controlan el destino de la vacuola que los contiene de tal forma de evadir las defensas del hospedador y así poder sobrevivir y multiplicarse intracelularmente. Durante la internalización de la bacteria, la formación de pseudópodos en la membrana plasmática de la célula hospedadora, es regulada por el citoesqueleto de actina cuya dinámica depende de proteínas tales como las GTPasas de la familia Rho, proteínas nucleadoras de actina como Arp2/3 y proteínas activadoras de la nucleación como WASP y WAVE. En nuestro laboratorio, estamos abocados a estudiar la fagocitosis del patógeno intracelular obligado Coxiella burnetii (Cb), agente causal de la fiebre Q en humanos. En la célula hospedadora, esta bacteria forma una vacuola denominada "vacuola que contiene a Cb" (CCV) que presenta características lisosomales y autofagosomales.Recientemente, hemos demostrado que cortactina, proteína reguladora de la dinámica de actina, y las GTPasas de la familia Rho y sus efectores ROCK y mDia1, participan en la internalización de Cb. Además, hemos demostrado que actina y las GTPasas de la familia Rho también participan en la formación de la CCV. Nuestros objetivos en este proyecto pretenden caracterizar el rol de Arp2/3 y sus reguladores WASP y WAVE, en la entrada de Cb y biogénesis de la CCV. Este proyecto tiene estrecha relación con los temas que se están desarrollando en el laboratorio. En este proyecto se utilizaran diferentes materiales, metodologías y equipamientos tales como: plásmidos, bacterias competentes y transformadas, líneas celulares, purificación de plásmidos, cultivo y transfección de líneas celulares, inmunofluorescencia, SDS-PAGE y Westernblot, incubadores para crecimiento bacteriano, sala de cultivo celular, flujos laminares, estufas de CO2, centrífugas y ultracentrífugas, y microscopios de fluorescencia, confocal y electrónico.
Palabra claves: Coxiella, actina, célula hospedadora
Phagocytosis is a process by which microorganisms, apoptotic cells and different particles are internalized and, finally, degraded by professional and non-professional phagocytes. Phagocytosis is an essential process for host defense again pathogens since, once internalized, they are killed for different intracellular mechanisms such as the lysosomal degradative pathway. Nevertheless, some pathogen-containing vacuoles present special characteristics, provided by the pathogen, to avoid the host defenses and thus survive and multiply inside the cells. During bacterium internalization, pseudopodium formation at the plasma membrane of the host cell, involves an actin cytoskeleton remodeling regulated by several proteins such as the small GTPases of Rho family, actin nucleator Arp2/3 and nucleation promoting factors WASP and WAVE. In our laboratory, we are studying the phagocytosis of the obligate intracellular pathogen Coxiella burnetii (Cb), causal agent of Q fiber in human. It forms a big vacuole in the host cell called Coxiella-containing vacuole (CCV). This vacuole presents lysosomal and autophagosomal features. We have recently demonstrated that cortactin, an actin dynamics regulator, GTPases of the Rho family and their effectors ROCK and mDia1, are involved in Cb uptake. Moreover, we have observed that actin and GTPases of the Rho family also regulate the formation of de CCV. The aim of this project is determine the role of Arp2/3 and its regulators WASP and WAVE in the Cb entry process to the host cell and the biogenesis of the CCV. In this project we will use different materials, methodologies and equipments such as plasmids, competent and transformed bacteria, cell lines, plasmid purification, cell culture and cell line transfection, immunofluorescence, shakers to grow bacteria, tissue culture rooms, laminar flow hoods, CO2 incubators, centrifuges and ultracentrifuges, fluorescence, confocal and electron microscopes.
Keywords: Coxiella, actin, host cell

Integrantes

Berón, Walter (Director)

Distel, Jesús Sebastián (Becario - Tesista)

Colombo, Maria Isabel (Codirector)

Ortiz Flores, Rodolfo Matias (Becario - Tesista)

Albanes, Mariángeles (Investigador Estudiante de Grado)

Sartor, Tirso (Prof técnico)

Cayado Gutierrez, Niubys De Los Milagros (Investigador)

Ciencias Médicas

Mecanismos moleculares que gobiernan la expansión del poro de fusión durante la exocitosis del acrosoma; rol de la dinamina

Molecular mechanisms that govern fusion pore expansion during acrosomal exocytosis; role of dynamin

Código 06/J484 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

La mayoría de las células en nuestro organismo liberan proteínas y otras sustancias utilizando un proceso denominado exocitosis. La reacción acrosomal (RA) es una exocitosis regulada donde la membrana del acrosoma (gránulo secretorio propio del espermatozoide) se fusiona con la membrana plasmática de la porción anterior de la cabeza. Este proceso libera enzimas hidrolíticas almacenadas en el acrosoma las cuales permiten, junto con el fenómeno de hiperactivación flagelar, atravesar la zona pelúcida y llegar a la membrana plasmática del ovocito. Durante el desarrollo de este proyecto nos proponemos desarrollar/aplicar nuevas técnicas y herramientas para investigar aspectos hasta ahora inexplorados de los mecanismos que gobiernan la etapa más tardía de la exocitosis acrosomal: la que va de la apertura de poros de fusión entre las membranas acrosomal y plasmática, a la expansión de dichos poros para culminar en la vesiculización de las membranas involucradas y su posterior eliminación de la cabeza del espermatozoide. A pesar de ser esencial para la fusión con el ovocito, este evento prácticamente no ha sido abordado experimentalmente hasta ahora. Eventualmente, lo que surja de esta investigación podría ser aplicable al estudio de la expansión de poros entre gránulos secretorios y la membrana plasmática de células neuroendócrinas. En este proyecto emplearemos ensayos funcionales, microscopía de fluorescencia, confocal y electrónica y abordajes bioinformáticos, bioquímicos y de biología molecular para ahondar en nuestra comprensión del mecanismo molecular que gobierna la expansión de los poros de fusión durante la exocitosis acrosomal. El candidato cuya función investigaremos en primer lugar es la GTPasa dinamina.
Palabra claves: exocitosis, poro de fusión, espermatozoide
The majority of the cells in our body release proteins and other substances through exocytosis. The acrosome reaction (AR) is a type of regulated exocytosis where the granule?s (acrosome?s) membrane fuses with the plasma membrane that overlies the anterior part of the sperm head. The AR releases lytic enzymes stored in the acrosome that, together with flagellar hyperactivation, allow sperm to penetrate the zona pellucida that sorrounds the oocyte and reach the oolema. In this project we propose to develop/set up novel tools and techniques to address aspects so far unexplored regarding the molecular mechanisms that drive the latest step of the AR. This stage goes from the opening of fusion between the acrosome?s and plasma membranes to their expansion, which culminates in the vesiculation of these membranes and eventually, their shedding. Despite its crucial importance for fertilization, fusion pore expansion has hardly been studied. Eventually, findings derived from this project might be extrapolated to the study of fusion pore expansion in other cell types (for instance, neuroendocrine cells). We will apply funcional assays, electron and confocal microscopy as well as in sillico, biochemical and molecular biology approaches to deepen our understanding of the molecular mechanisms that drive fusion pore expansion during acrosomal exocytosis. Our first candidate molecule will be the GTPase dynamin.
Keywords: exocytosis, fusion pore, sperm

Integrantes

Tomes, Claudia Nora (Director)

Ruete, Maria Celeste (Investigador)

Masone, Diego Fernando (Codirector)

Lucchesi, Ornella (Investigador)

Quevedo, María Florencia (Becario)

Ciencias Médicas

Evaluación del potencial inflamatorio de la dieta (EPID)

Evaluation of potential inflammatory of diet (EPID)

Código J038 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

En los últimos años ha tomado relevancia el rol de la inflamación de bajo grado en las enfermedades crónicas no transmisibles. Recientemente fue diseñada una herramienta que permite evaluar la capacidad inflamatoria de la dieta, el Índice Inflamatorio de la Dieta (IID), en el cual se identificaron 45 parámetros nutricionales que por sus propiedades anti-inflamatorias o pro-inflamatorias se asocian a diferentes biomarcadores de inflamación. El IID tiene valores negativos cuando la dieta posee mayor propiedad anti-inflamatoria y valores positivos cuando es pro-inflamatoria. El objetivo general será identificar los hábitos alimentarios y su repercusión en la inflamación crónica de bajo grado. Los objetivos específicos: 1) Valorar el consumo de nutrientes y alimentos en una muestra de personas adultas de la población del Gran Mendoza; 2) Determinar el índice inflamatorio de la dieta en una muestra de personas adultas de la población del Gran Mendoza; 3) Determinar la asociación entre el estado nutricional y el índice inflamatorio de la dieta en una muestra de personas adultas de la población del Gran Mendoza; 4) Determinar la asociación entre el índice inflamatorio de la dieta y marcadores de inflamación en una muestra de personas adultas de la población del Gran Mendoza. La hipótesis que se plantea es que la alimentación de la población adulta del Gran Mendoza es pro-inflamatoria. Se llevará a cabo un estudio protocolizado, descriptivo, observacional y correlacional, en una muestra de la población del Gran Mendoza, constituida por hombres y mujeres de 18 a 65 años. Se realizará un recordatorio de 24 hs para estimar la ingesta de alimentos y de energía, macro y micronutrientes. Con los datos obtenidos se determinará el IID. Se evaluará el estado nutricional mediante medidas antropométricas. Para el análisis estadístico se utilizará SPSS 15.0 para Windows©. Se espera poder conocer la capacidad inflamatoria de la alimentación y su relación con el estado nutricional, a través de la evaluación de la dieta habitual de la población. Este será el primer estudio que utilice el IID en nuestro medio. Se espera realizar una contribución a los profesionales de la salud, organismos gubernamentales, aportando datos que mejoren el conocimiento acerca del rol de los alimentos en los procesos inflamatorios de bajo grado.
Palabra claves: INFLAMACION, DIETA, ADULTOS
In recent years it has taken important the role of low-grade inflammation in chronic non-transmissible diseases. Was recently designed a tool for assessing the inflammatory capacity of the diet, the Dietary Inflammatory Index (DII), in which 45 nutritional parameters for its anti -inflammatory or pro- inflammatory are associated with different inflammation biomarkers. The DII has negative values when diet has greater anti-inflammatory property and positive values when it is pro-inflammatory. The overall objective will be to identify dietary patterns and their impact on chronic low-grade inflammation. Specific objectives: 1) To assess nutrient intake and food in a sample of adults in the population of Gran Mendoza; 2) To determine Dietary Inflammatory Index in a sample of adults in the population of Gran Mendoza; 3) To determine the association between nutritional status and Dietary Inflammatory Index in a sample of adults in the population of Gran Mendoza; 4) To determine the association between the Dietary Inflammatory Index and inflammation biomarkers in a sample of adults in the population of Gran Mendoza. The hypothesis that arises is that the feeding of the adult population of Mendoza is pro-inflammatory. A docketed, descriptive, observational and correlational study will be conducted, in a sample of the population of Gran Mendoza, consisting of men and women from 18 to 65 years old. A 24 hours reminder will be performed to estimate the intake of food and energy, macro- and micronutrients. The data obtained will be used to determinate the DII. Nutritional status will be evaluated by anthropometric measurements. For statistical analysis will be used SPSS 15.0 for Windows ©. It is expected to know the inflammatory capacity of food and its relation to nutritional status, through the evaluation of the usual diet of the population. This is the first study to use the DII in our midst. It is expected to make a contribution to Healthcare Professionals, government agencies, providing data to improve knowledge about the role of food in low-grade inflammatory processes.
Keywords: INFLAMMATION, DIET, ADULTS

Integrantes

Asus, Nazarena Giselle (Director)

Salomon, Susana Elsa (Codirector)

Diaz, Jesica Liliana (Investigador)

Sosa, Paula Denise (Investigador)

Ciencias Médicas

DINÁMICA DE LOS FLUJOS IÓNICOS INTRACELULARES REQUERIDOS DURANTE LA REACCIÓN ACROSOMAL EN ESPERMATOZOIDES DE HUMANO

DYNAMICS OF INTRACELLULAR IONIC FLUXES REQUIRED AT THE ACROSOME REACTION IN HUMAN SPERM

Código J044 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

La fecundación es un proceso que involucra múltiples pasos que conducen a la fusion de un espermatozoide con el ovocito para dar origen al cigoto. Uno de los pasos, la reacción acrosomal (RA), es un proceso exocítico, en el que la membrana acrosomal externa se fusiona con la membrane plasmática, esto conduce a la liberación de las enzimas acrosomales que facilitaría la fecundación. Los flujos de iones son importantes para las diferentes funciones del espermatozoide, tales como la regulación de la quimiotaxis, la capacitación, la hiperactivación y la RA. El objetivo de este poyecto es identificar los reservorios intracelulares y los factores proteicos que median los diferentes flujos iónicos intracelulares involucrados en la fisiología del espermatozoide. Nuestro grupo ha desarrollado un método de permeabilización controlada de la membrana plasmática que nos permitirá reforzar nuestras estrategias para el estudio de los reservorios y canales intracelulares. Nos enfocaremos en las mediciones dinámicas, en tiempo real y con alta resolución espacial y temporal utilizando sondas fluorescentes para medir las variaciones de pHi, [Ca2+]i, [Cl-]i [K+]i, cambio de volumen y RA. Además utilizaremos inhibidores y toxinas específicas para los diferentes canales. Nuestras expectativas son dilucidar aspectos de la RA que sean relevantes en el campo de la reproducción y de la exocitosis regulada, y además, identificar nuevas dianas para el tratamiento de la infertilidad o anticoncepción masculina.
Palabra claves: FLUJOS IÓNICOS, REACCIÓN ACROSOMAL, ESPERMATOZOIDES HUMANOS
Fertilization is a process involving multiple steps that leads to the final fusion of one sperm with the oocyte to form the zygote. One of the steps, the acrosome reaction (AR), is an exocytosis process, during which the outer acrosome membrane fuses with the plasma membrane, leading to the release of acrosomal enzymes that will facilitate the fecundation. The ion fluxes are crucial for sperm functions, such as the regulation of chemotaxis, capacitation, hyperactivation and AR. The aim of the project is to identify intracellular stores and protein factors that mediate different intracellular ion fluxes involved in the physiology of the spermatozoa. Our group has developed a method of controlled permeabilization of the plasma membrane that enable us to study the intracellular stores and channels. We will focus on dynamics measurements, in real time and with high spatial and temporal resolution using fluorescent probes for pHi, [Ca2+]i, [Cl-]i, [K+]i, volume changes and AR. Also, we will use inhibitors and specific toxins for different channels. Our expectations are to elucidate aspects of AR that are relevant in the field of reproduction and regulated exocytosis, and, in addition, to identify new targets for infertility treatments or male contraception.
Keywords: IONIC FLUXES, ACROSOME REACTION, HUMAN SPERM

Integrantes

De Blas, Gerardo Andrés (Director)

Arias, Rodolfo Jose (Becario - Tesista)

Justribó, Gisella Fernanda (Tesista)

Sosa, Claudia (Becario)

Michaut, Marcela Alejandra (Codirector)

Poblete, Luis Santiago (Tesista)

Pavarotti, Martin (Investigador)

Ciencias Médicas

ROL DE PROTEÍNAS QUE UNEN FOSFATIDILINOSITOL4,5-BIFOSFATO EN LA EXOCITOSIS ACROSOMAL:PROTEÍNA TAT DEL HIV-1

ROLE OF PROTEINS THAT BIND PHOSPHATIDYLINOSITOL 4,5- BISPHOSPHATE DURING ACROSOMAL EXOCYTOSIS: HIV-1 TAT PROTEIN

Código 06/J467 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016

La exocitosis regulada es un evento celular calcio dependiente donde vesículas secretorias fusionan con la membrana plasmática. El espermatozoide exocita su gránulo secretorio (acrosoma) frente a diferentes estímulos. Este proceso se denomina reacción acrosomal (RA) y es requerida para la penetración de la zona pelúcida del ovocito y por lo tanto, para la fertilización. La RA es un modelo privilegiado para estudiar las moléculas que intervienen en la exocitosis ya que permite esclarecer vías de señalización que si bien operan en una variedad de células exocíticas, son difíciles de desentrañar cuando la exocitosis se superpone con fenómenos de transporte de membranas ausentes en la gameta madura. Proponemos que los lípidos se encuentran formando dominios dinámicos cuyo reordenamiento es necesario para que ocurran fenómenos que implican fusión de membranas como la RA. Nos focalizaremos en una molécula lipídica esencial y decisiva para que ocurra la exocitosis: el fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2). La proteína Tat del HIV-1 se une a PIP2 con elevada afinidad. Es secretada por las células infectadas (Por ej., leucocitos del semen) y atraviesa las membranas intactas de células no infectadas. En este proyecto proponemos: I) Dilucidar si Tat es capaz de ingresar a los espermatozoides humanos; II) Determinar si Tat afecta la exocitosis acrosomal, si es así, evaluar si el efecto se debe a que une PIP2; III) Elucidar cuál es la dinámica de los dominios de PIP2 durante la fusión de membranas; IV) Evaluar si dicha proteína afecta la motilidad espermática. Esperamos obtener información relevante que permita hacer aportes a la medicina clínica, esclareciendo aspectos desconocidos de la infección por virus de HIV. Para resolver estos interrogantes afectaremos la función de componentes de la cascada de señalización adicionando a las gametas lípidos, proteínas recombinantes permeables o no, anticuerpos, segundos mensajeros y mediremos su influencia en la exocitosis. Los resultados se analizarán a través de ensayos bioquímicos, funcionales y morfológicos. Utilizaremos técnicas de microscopía de avanzada (con sondas fluorescentes) para analizar la dinámica y topología de la exocitosis y las fluctuaciones en la concentración de calcio intracelular. Nuestra propuesta pretende develar cómo los diferentes lípidos que constituyen las membranas participan activamente en el proceso de fusión cumpliendo un rol específico.
Palabra claves: EXOCITOSIS ACROSOMAL, LÍPIDOS, HIV
Regulated exocytosis is a calcium-dependent cellular event where secretory vesicles fuse with the plasma membrane. The acrosome is a membrane-limited granule that overlies the sperm nucleus. In response to physiological or pharmacologic stimuli, sperm undergo exocytosis of this granule in a calcium-dependent manner termed the acrosome reaction. This process is necessary for fertilization. Considering that exocytosis share molecules with other intracellular transport mechanisms, the spermatozoon provides an ideal system to study this phenomenon because it does not possess endoplasmic reticulum or Golgi apparatus, and evinces no endocytosis or other types of intracellular transport, allowing us to study the exocytic process in isolation. We hypothesize that lipids are organized in dynamic domains that undergo remodeling after membrane fusion during the acrosome reaction. We will focus on phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2), an essential and decisive lipid for acrosomal exocytosis. Recent studies demonstrated that HIV-1 Tat protein binds PIP2 with high affinity. Tat is a regulatory protein that enhances viral transcription and replication. It is a basic protein secreted unconventionally by infected cells (e.g. LT present in semen) and it permeates the membranes of non-infected cells, usually by endocytosis. The general goal of this proposal is to characterize if HIV-1 Tat can permeate the sperm membrane, affect human sperm exocytosis, and consequently fertility. This project pursues the following specific aims I) To elucidate if Tat protein translocate human sperm membranes affecting acrosomal exocytosis; II) To determine if Tat effect in the acrosome reaction is due to PIP2 binding that blocks its function; III) To elucidate the dynamic of PIP2 domains during membrane fusion; IV) To evaluate if the protein affects the sperm motility. Here, a multidisciplinary approach will be applied to solve this riddle such as biochemical, functional, and high-resolution imaging perspectives. We hypothesize that the Tat present in the seminal plasma is able to translocate human sperm membranes impairing the acrosomal exocytosis. We expect in a near future to analyze Tat?s role in sperm of HIV patients extrapolating this basic research to the clinical practice and elucidating unknown aspects of HIV virus infection.
Keywords: ACROSOMAL EXOCYTOSIS, LIPIDS, HIV

Integrantes

Belmonte, Silvia Alejandra (Director)

Altamirano, Karina Noel (Becario - Tesista)

Resa Jurin, Lucas Armando (Becario)

Vaquer, Cintia Celina (Becario - Tesista)

Pacheco GuiÑazú, Anahí Belén (Becario - Tesista)

Suhaiman, Laila (Investigador)

Morales, Alfonsina (Codirector)

Ciencias Médicas