Neurobiología

   La prevalencia de enfermedades crónicas como la Diabetes Tipo 2 y la enfermedad de Alzheimer es cada vez mayor en el mundo desarrollado, este aumento se da como resultado de múltiples factores, entre los que se incluyen, problemas nutricionales, la obesidad y el sedentarismo  que se complican además por el aumento en la longevidad de los individuos.

 

   En nuestro laboratorio estamos estudiando los efectos de distintas dietas sobre el metabolismo periférico y el sistema nervioso central, a fin de identificar cuáles son los eventos nocivos en etapas tempranas que contribuyen a la aparición de procesos neurodegenerativos en la adultez. Recientemente hemos descripto que los llamados LXR (Receptores hepáticos X) ejercen una importante influencia sobre la regulación del metabolismo intermedio (lípidos y glúcidos) no solo a nivel periférico (hígado, intestino, riñon, macrófagos, etc) sino también a nivel del sistema nervioso central.

   Diversos estudios demuestran que la activación de los LXR, facilita la excreción de colesterol celular, por lo que éstos, están siendo considerados candidatos prometedores para el tratamiento de enfermedades tales como la aterosclerosis y la enfermedad de Alzheimer. Por otro lado, la activación de estos receptores por análogos sintéticos mejora la tolerancia a la glucosa, aunque con un tratamiento a largo plazo se pueden causar otro tipo de problemas hepáticos. Estudios de nuestro laboratorio han demostrado que los LXR se expresan en diferentes áreas del cerebro, pero la expresión en el hipotálamo es particularmente sensible a la hiperglucemia sostenida, lo que indica que los LXR hipotalámicos puede tener una función reguladora en el metabolismo de la glucosa. Utilizando diferentes modelos experimentales animales, encontramos que aquellos animales intolerantes a la glucosa presentan cambios en la expresión de LXR hipotalámica, que podrían estar asociados con el central de control de la glucosa en sangre. Además, la expresión de estos receptores en el hipotálamo es sensible a diferentes dietas ricas en grasa. En total, estos datos sugieren que los LXR hipotalámicos tendrían un papel central en la regulación del metabolismo intermedio. Sin embargo, todavía desconocemos si la expresión alterada en esta región cerebral está o no asociada con un cambio en la funcionalidad de estos receptores y cuál de los posibles efectores de estos receptores se encuentran alterados.

 

   En relación a estos estudios, existen tres líneas de investigación adicionales: En la primera exploramos los efectos de aceites naturales tales como el aceite de oliva extra virgen y el aceite de pistacho, incorporados a la dieta durante la etapa temprana de la vida sobre parámetros que reflejan modificaciones en el estrés oxidativo, el proceso inflamatorio y ciertas características conductuales. La segunda línea tiene que ver con la acción de decocciones, extractos y/o derivados purificados, de plantas autóctonas del noroeste argentino, que presentan según la medicina popular tradicional, la capacidad de modificar los niveles de glucemia y/o del colesterol plasmático, para lo cual empleamos modelos específicos explorando la acción a corto y largo plazo de estos preparados a fin de caracterizar componentes específicos que puedan ser utilizados en fitomedicina.

   Asimismo recientemente nos hemos  enfocado en estudiar los efectos de una dieta rica en azúcar en etapas juveniles sobre el desarrollo del cerebro. Como es sabido los hábitos alimenticios han cambiado dramáticamente en los últimos años y en nuestro país la situación es alarmante, ya que presenta el mayor porcentaje de obesidad infantil de la región. El período del desarrollo constituido por la niñez-adolescencia, se caracteriza por la maduración física y emocional, y es durante el cual, que el cerebro termina de desarrollarse. El consumo excesivo de azúcar se asocia principalmente con aumento de peso, posible desarrollo de enfermedades cardiovasculares, síndrome metabólico y diabetes, sin embargo, poco se sabe sobre el impacto que tiene esta desregulación de la dieta sobre el cerebro y la maduración del mismo. Nosotros estudiamos los efectos a largo plazo del sobreconsumo de azúcar en la etapa juvenil (infancia y adolescencia) sobre el comportamiento asociado al sistema límbico, circuito relacionado con los mecanismos de motivación y recompensa, entre otros. Evaluando también, el sistema GABAérgico en la corteza prefrontal, hipocampo, amígdala, áreas claves para la consolidación de la memoria y las funciones cognitivas.

Neurobiología

  • Director

    Dr. Héctor Coirini Currículum Vitae

    Doctor en Ciencias Químicas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (1982). Profesor Regular Adjunto, Departamento de Bioquímica Humana, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires. Investigador Principal, CONICET.

  • Integrantes

    Dra María Sol Kruse, Investigador Adjunto CONICET

    Dra. Mariana Rey, Becaria Pos-doctoral

    Lic. Rocío Nahime Magrini-Huamán  Becaria Doctoral

    Técnica Profesional María Cristina Vega

    Pasantes:

    Estudiante Lucas Suarez,

    Estudiante Elianna C. Coirini

Línea de investigación

Un elevado número de estudios clínicos sugieren que las complicaciones obstétricas podrían estar relacionadas con el desarrollo de alteraciones funcionales en el sistema nervioso central. Ciertos procesos neurodegenerativos tienen su origen en edad temprana, no tanto por la expresión precoz de la disfunción sino por un precondicionamiento del individuo a otros factores desencadenantes. Las complicaciones que ocurren durante el desarrollo fetal o incluso en la etapa perinatal, como una injuria cerebral, inflamación o el desarrollo a una resistencia a insulina, además de alteraciones cromosómicas o genéticas, pueden generar una expresión clínica particular, la cual en principio no es deletérea pero que a largo plazo, se convierte en un importante factor de riesgo.

En el laboratorio se utilizan modelos experimentales en vivo y en vitro, a fin de reproducir complicaciones que pueden producirse durante la preñez, o al momento del parto durante un episodio hipóxico-isquémico. En el primer modelo se induce en la futura madre una diabetes descontrolada, luego de iniciada la preñez que conlleva alteraciones endocrino-metabólicas, a un trabajo de parto complicado y riesgos perinatales, mientras que en el segundo modelo se utilizan cortes de tejido cerebral, los cuales son mantenidos con vida, en cultivos organotípicos, o bien en explantes a fin de evaluar cambios estructurales luego de una manipulacion específica.

Varias enfermedades neurodegenerativas han sido asociadas con un daño temprano del sistema nervioso. Ciertas alteraciones en la retina (retinopatía proliferativa isquémica), la espasticidad cerebro-espinal, el riesgo de desarrollar la enfermedad de Alzheimer y hasta el desencadenamiento de la esquizofrenia han sido relacionadas con complicaciones obstétricas. El daño producido en el sistema nervioso central durante el período perinatal, afecta principalmente el desarrollo neuronal y glial conduciendo a anormalidades en la respuesta celular a corto, mediano y largo plazo. Los niveles de insulina y colesterol tienen papeles críticos en los procesos metabólicos básicos de los tejidos periféricos pero ambos actúan también como moléculas reguladoras de la función de neuronal, teniendo una acción de importancia sobre los procesos de memoria y en las enfermedades neurodegenerativas.

Las líneas de trabajo se abocan a la evaluación de los cambios que se producen a nivel celular en diferentes áreas del cerebro, principalmente del sistema límbico, evaluándose alteraciones de tipo bioquímico, como cambios en la expresión de isoenzimas para óxido nítrico sintasa y receptores hepáticos X, por métodos de imunohistoquímica y western-blot, así como los cambios estructurales en células neuronales y gliales, que se producen en los animales experimentales mediante técnicas de microscopia óptica y microscopía confocal. Los estudios se realizan en animales de edades tempranas, o adultas / seniles según el modelo experimental utilizado.

El laboratorio cuenta con varios proyectos en colaboración entre los que se destaca la evaluacion de decocciones y extractos de Tessaria sobre los niveles lipidicos sericos y la expresion de LXR. Este proyecto se desarrolla junto con el grupo dirigido por la Dra. Gabriela E. Feresin del Instituto de Biotecnología de la Facultad de Ingenieria, Universidad Nacional de San Juan.

Publicaciones Internacionales

De 2006 a 2009
  1. Kruse MS, Rey M, Vega MC, Coirini H. 2012Alterations of LXRα and LXRβ expression in the hypothalamus of glucose-intolerant rats.  J Endocrinol. 215:51-58. ISSN: 0022-0795
  2. Kruse, MS, Barutta, J, Vega, MC, Coirini, H.. 2012 Down regulation in proliferation and apoptotic pathways in the embryonic brain from diabetic rats. Cell Molecular Neurobiology 32(6):1031-1037. ISSN: 0272-4340
  3. Saraceno GE, Ayala MV, Badorrey MS, Holubiec M, Romero JI, Galeano P, Barreto G, Giraldez-Alvárez LD, Kölliker-Fres R,Coirini H, Capani F. 2012 Effects of perinatal asphyxia on rat striatal cytoskeleton. Synapse. 66(1):9-19. ISSN: 0887-4476
  4. Coirini H, Kruse MS, Rey M, Di Pilla, MR; Vega, MC, 2011 Eventos tempranos condicionantes de enfermedades neurodegenerativas. Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana 45 (4) 703-706. ISSN 0325-2957
  5. Rey-Funes M, Ibarra ME, Dorfman VB, Serrano J, Fernández AP, Martínez-Murillo R, Martínez A, Coirini H, Rodrigo J, Loidl CF,2011Hypothermia prevents nitric oxide system changes in retina induced by severe perinatal asphyxia. Journal of Neuroscience Research 89(5):729-743. ISSN 0360-4012
  6. Mannará, F. A.; Yorio, A., Coirini, H., Figurelli, S.; Segura.E, 2010- Correlación de los hallazgos clínicos y electrofisiológicos de la lesión medular experimental en ratas. Neurotarget  5 (1): 23-29. ISSN 1850-4485
  7. Rey-Funes M, Ibarra ME, Dorfman VB, López EM, López-Costa JJ, Coirini H, Loidl CF, 2010Hypothermia prevents the development of ischemic proliferative retinopathy induced by severe perinatal asphyxia. Exp Eye Res. 90 113–120 ISSN: 0014-4835
  8. Kruse MS, Rey M, Barutta J, Coirini H., 2009. Allopregnanolone effects on astrogliosis induced by hypoxia in organotypic cultures of striatum, hippocampus and neocortex. Brain Res. 1013: 1-7.ISSN 0166-4328
  9. Capani F., Saraceno, G.E.,Botti, V., Aon-Bertolino, L., Madureira de Oliveira, D., Barreto, G., Galeano, P., Giraldez-Alvarez, L.D., Coirini, H, 2009Protein ubiquitination in postsynaptic densities after hypoxia in rat neostriatum is blocked by hypothermia. Experimental Neurology 219(2):404-413. ISSN: 0014-4886
  10. Durán, F.J.. Edelsztein V.C., Ghini A.A, Rey M, Coirini, H., Dauban P., Doddc, R.H. Burton, G.., 2009. Synthesis and GABAA rceptor activity of 2,19-sulfamoyl analogues of allopregnanolone. Bioorganic & Medicinal Chemistry 17 6526–6533. ISSN: 0968-0896
  11. Dorfman, V.B., Rey Funes, Bayona, J.C., M, López, E.M., Rodrigo, J.; Coirini, H., Loidl, C.F. 2009. Behavioural dissabilities due to perinatal asphyxia are related with nitric system disturbances at cervical spinal cord and reduced by a short exposition to hypothermia immediately post birth. J Neurosci Res.  87(5):1260-1269. ISSN 0360-4012
  12. Rey-Funes M, Ibarra ME, Dorfman VB, López EM, López-Costa JJ, Coirini H, Loidl CF. (2010). Hypothermia prevents the development of ischemic proliferative retinopathy induced by severe perinatal asphyxia. Exp Eye Res. 90 113–120 [ISSN: 0014-4835]
  13. Kruse MS, Rey M, Barutta J, Coirini H. (2009). Allopregnanolone effects on astrogliosis induced by hypoxia in organotypic cultures of striatum, hippocampus and neocortex. Brain Res. 1013: 1-7. [ISSN 0166-4328]
  14. Capani F., Saraceno, G.E.,Botti, V., Aon-Bertolino, L., Madureira de Oliveira, D., Barreto, G., Galeano, P., Giraldez-Alvarez, L.D., Coirini, H.. (2009). Protein ubiquitination in postsynaptic densities after hypoxia in rat neostriatum is blocked by hypothermia. Experimental Neurology 219(2):404-413. [ISSN: 0014-4886]
  15. Durán, F.J.. Edelsztein V.C., Ghini A.A, Rey M, Coirini, H., Dauban P., Doddc, R.H. Burton, G.. (2009). Synthesis and GABAA rceptor activity of 2,19-sulfamoyl analogues of allopregnanolone. Bioorganic & Medicinal Chemistry 17 6526–6533. [ISSN: 0968-0896]
  16. Dorfman, V.B., Rey Funes M., Bayona, J.C., López, E.M., Rodrigo, J.; Coirini, H., Loidl, C.F. (2009) Behavioural dissabilities due to perinatal asphyxia are related with nitric system disturbances at cervical spinal cord and reduced by a short exposition to hypothermia immediately post birth. Journal of Neuroscience Research 87(5):1260-1269. [ISSN 0360-4012]
  17. López, E.M.;. Julián L.K, Capani F., Cymeryng, C.B. Coirini H., López-Costa J.J.. (2008) Endogenous glucocorticoids participate in retinal degeneration during continuous illumination. International Journal of Neuroscience. 118(12):1725-1747 [ISSN 0020-7454]
  18. Capani, F.; Saraceno E., Boti V.R., Aon-Bertolino L.,. Fernández J.C, Gato F., Kruse M.S., Giraldez L., Ellisman M.H., Coirini H. (2008). A tridimensional view of the organization of actin filaments in central nervous system using fluorescent photooxidation. Biocell 32(1): 1-8 [ISSN 0327-9545]
  19. Rey Funes, M., Ibarra, M.E., Coirini, H. Larrea, P., Loidl, F. (2008) Hacia un modelo experimental de ROP: Estudio estructural y ultraestructural. Archivos de Oftalmología de Buenos Aires, 79: 20-32.
  20. Alvarez, L.D.;. Veleiro A.S, Baggio R.F.,. Garland M.T,. Edelsztein V.C, Coirini H., Burton G.. (2008). Synthesis and GABAA Receptor Activity of Oxygen-Bridged Neurosteroid Analogues. Bioorganic & Medicinal Chemistry 16: 3831-3838. [ISSN: 0968-0896]
  21. Piehl, L.; Capani F., Facorro G., López EM., Rubin de Celis E., Pustovrh C., Hager A., Coirini H., López-Costa J.J.. (2007). Nitric oxide increases in the retina after continuous illumination. Brain Research 1156:112-119. [ISSN 0166-4328]
  22. Girardi E., Canitrot J., Antonelli M., Coirini H.. (2007). Differential expression of cerebellar metabotropic glutamate receptors mGLUR2/3 and mGLUR4a after the administration of a convulsant drug and the adenosine analogue cyclopentyladenosine. Neurochemical Research; 32(7): 1120-1128. [ISSN 0364-3190]
  23. Cebral, E.; Capani F., Selvín-Testa A., Rey Funes M., Coirini H., Loidl C.F.. (2006). Neostriatal cytoskeleton changes following perinatal asphyxia. Effect of hypothermia treatment. Internacional Journal of Neuroscience 116:697-714. [ISSN 0020-7454]
  24. Durán, F.J.; Ghini A.A.; Coirini H.; Burton G.. (2006). Synthesis of 6-thia-analogs of the natural neurosteroid allopregnanolone. Tetrahedron 62: 4762-4768. [ISSN 0040-4020]
  25. Lores-Arnaiz S.; Bustamante J., Arismendi M., Vilas S., Paglia N., Basso N., Capani F., Coirini H., López Costa J.J., Lores Arnaiz M.R.. (2006). Extensive enriched environments protect old rats from the aging dependent impairment of spatial cognition, synaptic plasticity and nitric oxide production. Behavioral Brain Research 169:294-302. [ISSN 0166-4328]
  26. Dorfman V.B.; Vega M.C., Coirini H. (2006). Age related changes of the GABA-b receptor in the lumbar spinal cord of male rats and penile erection. Life Sciences 78:1529-1534 [ISSN 0024-3205]
Laboratorios
BOOM |