Líneas de investigación

Para percibir el paso del tiempo, los organismos han desarrollado múltiples sistemas que se activan en un rango de más de diez órdenes de magnitud (aunque con un grado variable de precisión) siendo los tres más importantes el tiempo en el rango de los milisegundos, el del rango que va de segundos a minutos y el tiempo circadiano (cerca de un día). La percepción del tiempo en el orden de los milisegundos es crucial para el control motor y la generación y el reconocimiento del lenguaje (entre otras funciones). La percepción del tiempo en el rango de segundos a minutos (llamada interval timing) depende de procesos cognitivos tales como atención y memoria, mientras que los ritmos circadianos operan en el rango de las 24 horas y están implicados en la regulación de una variedad de funciones fisiológicas, metabólicas y conductuales.

Líneas de investigación
Vías de señalización en la sincronización fótica del reloj circadiano
SeñalizacionEn esta línea de trabajo estudiamos las vías de transducción de señales que la luz dispara dentro del reloj circadiano de mamíferos, a fin de sincronizarlo. Sabemos que el reloj está formado por un grupo de neuronas localizadas en el hipotálamo; estas neuronas forman los núcleos supraquiasmáticos (NSQ). Analizando a nivel conductual, bioquímico y molecular el ritmo cercano a circadiano de hamsters y ratones, encontramos que los cambios que genera la luz dependen de la actividad de enzimas como: CAMK II (kinasa dependiente de calcio-calmodulina II), NOS (óxido nítrico sintasa), GC (guanilato ciclasa), PKG (proteína kinasa G) y MAPK (kinasas activadas por mitógenos). Medimos la actividad de estas enzimas y encontramos que se modifican en concordancia con los experimentos comportamentales. Buscamos en el futuro continuar ensamblando los engranajes de la sincronización fótica hasta llegar a responder cómo es que estas señales modifican la actividad de los genes reguladores de la actividad del NSQ.

Integrantes:
Juan Jose Chiesa; Santiago Plano; Fernando Baidanoff; Soledad Alessandro

Interacciones entre el sistema inmune y el sistema circadiano
inmuneEl principal interés de este proyecto es analizar la interacción bidireccional entre los sistemas circadiano e inmune tanto en condiciones fisiológicas como en la enfermedad. Por un lado, nos interesa conocer por qué vías y en qué forma el sistema inmune es capaz de modificar el comportamiento circadiano en respuesta a situaciones de inflamación, y, por el otro, establecer de que forma el sistema circadiano regula las numerosas variables inmunes y las posibles consecuencias de la alteración de los patrones normales ambientales. En base a ello, también nos interesa aplicar estos enfoques a los procesos oncológicos en modelos murinos de cáncer.
También estudiamos la interrelación entre el sistema circadiano y el desarrollo tumoral, con énfasis en el rol del sistema inmunológico, de los genes propios del mecanismo de temporización circadiana, y del metabolismo de agentes xenobióticos.

Integrantes:
Natalia Paladino; Malena Mul Fedele; Fernanda Román; Ignacio Aiello

Rol de la glía en la comunicación intercelular.
astrocitosLas células de la glia comprenden el mayor número de células en el sistema nervioso central, ocupan la mayor parte de su volumen y presentan tanta o más variedad morfológica y funcional que las neuronas. Muchas enfermedades neurológicas son consecuencia de disfunciones en mecanismos de comunicación intercelular en glia y el 80% de los tumores cerebrales son derivados de progenitores gliales y presentan en su mayoría, alteraciones en los sistemas de transducción de señales de este tipo celular. En condiciones normales, la comunicación entre neuronas (responsable del procesamiento de información en el sistema nervioso) y el flujo sanguíneo cerebral están activamente controlados por células gliales, en particular astrocitos. Este proyecto estudia las bases moleculares y la dinámica temporal de la comunicación intercelular en glia, utilizando al sistema circadiano como modelo de estudio.

Integrantes: Luciano Marpegan; Laura Trebucq

Análisis de variables comportamentales y metabólicas mediante el desarrollo de modelos animales de trastornos circadianos
metabolismo2Los modelos animales de trastornos circadianos son una herramienta fundamental para el correcto entendimiento de diferentes trastornos. Estos han permitido obtener evidencias del efecto de la desincronización crónica sobre la desregulación de los procesos inflamatorios normales, desarrollo de cáncer, y síndrome metabólico. Es por ello que el estudio de modelos de desincronización, además de proporcionar los datos para el campo científico básico, podría dilucidar las causas subyacentes a las patologías observadas en personas de riesgo. Al mismo tiempo, es posible diseñar cronoterapias efectivas para contrarrestar los efectos de estas perturbaciones, y diseñar estrategias de control ambiental para mitigarlas. En colaboración con el Laboratorio de Neurociencia Aplicada de la Universidad Católica (UCA), emplearemos modelos de desincronización circadiana crónica en los que estudiaremos los efectos de pulsos breves de ejercicio físico programado, administrado en fases especificas del día, sobre el metabolismo y la sincronización circadiana en estos modelos animales. De este modo esperamos obtener un tratamiento poco invasivo que permita no solo mitigar los efectos de la desincronización (provocada por ejemplo por trabajos en turnos o jet-lag) sobre el metabolismo y obesidad, sino también sobre la calidad de vida general de los individuos.

Integrantes: Santiago Plano; Paula García Moro

Evaluación de los factores de riesgos y de las características del ciclo sueño – vigilia en distintos grupos poblacionales de riesgo

trabajo turnosEn promedio, dormimos unas dos horas menos por día que hace 50 años y esto incide en forma negativa en gran parte de nuestros procesos fisiológicos diarios y en el mantenimiento de un estado de salud biológico, psicológico y social. Existen grupos de riesgo donde esta problemática es más marcada, como adolescentes, adultos mayores, trabajadores en turnos y habitantes de asentamientos urbanos marginales. A nivel laboral, los requerimientos empresariales e industriales contemporáneos, así como la oferta de servicios globalizados en la llamada “Sociedad de 24 horas”, implican una serie de condiciones que incluyen trabajo nocturno y en turnos o situaciones que disminuyen el estado de alerta, e impactan negativamente sobre la calidad de vida de los trabajadores así como en los índices de accidentología y productividad. Los estudios en curso abarcan muestras poblacionales y grupos de riesgo específicos como adolescentes, habitantes de asentamientos precarios, conductores profesionales de corta y larga distancia y, actualmente, médicos residentes. En colaboración con el Departamento de Neumonología de la Universidad Austral, el Laboratorio de Neurociencia Aplicada de la Universidad Católica (UCA) y el Observatorio de la Deuda Social Argentina.

Integrantes: Santiago Plano; Giannina Bellone

Modulación circadiana de la percepción del tiempo.
Reloj timingLa habilidad de estimar el tiempo subjetivo, es decir, la experiencia interna que indica cuán rápido pasa el tiempo o cuánto tiempo pasó desde la ocurrencia de un determinado evento, es una función cognitiva estable y robusta que requiere el uso de un reloj interno en nuestro cerebro.
El objetivo de este proyecto es estudiar los mecanismos cerebrales subyacentes a la estimación de intervalos cortos de tiempo en modelos animales (roedores) y en humanos. Asimismo, queremos evaluar la regulación del reloj circadiano sobre la percepción de intervalos cortos de tiempo, así como los mecanismos de señalización implicados en la sincronización de ambos patrones temporales.
Estimación del tiempo en modelos animales. Hemos comprobado que la estimación del tiempo en ratones es más precisa durante la porción nocturna del ciclo luz/oscuridad – cuando los animales se encuentran activos – y que esta diferencia se mantiene en condiciones de oscuridad constante y que, por lo tanto, se trata de una diferencia endógena. Por otra parte, la desincronización circadiana causada por luz constante reduce notablemente la capacidad de estimar intervalos cortos de tiempo. Hemos demostrado además la participación del neurotransmisor dopamina en la interacción entre ambos sistemas temporales y el rol de melatonina en la sincronización de las vías de señalización involucradas. En este momento nos encontramos estudiando los déficits en la estimación del tiempo en un modelo murino de autismo.
Estimación del tiempo en humanos. Hemos estudiado la estimación del tiempo en pacientes con patologías neurodegenerativas en las cuales se ve afectado el metabolismo de dopamina, como la enfermedad de Parkinson y Atrofia multisistémica (MSA). Los pacientes con MSA tuvieron mayores déficits en la estimación del tiempo en comparación con pacientes con enfermedad de Parkinson y sus controles. En este momento nos encontramos estudiando el procesamiento de la información temporal en pacientes con enfermedad de Huntington (HD). Queremos evaluar el rol del sistema circadiano en la modulación de la estimación de intervalos cortos de tiempo en individuos sanos y en pacientes con HD.

Integrantes:
Patricia Agostino; Julieta Acosta.

Variaciones diarias en el proceso de toma de decisiones.

toma decisionesEstudiamos las variaciones diarias en el proceso de toma de decisiones, usando el ajedrez como modelo, y obteniendo los datos comportamentales de la página web FICS (Free Internet Chess Server, www.freechess.org). Nuestros resultados muestran que la actividad de los jugadores (evaluada como el número de partidas que juegan en cada hora o intervalo del día) fluctúa a lo largo del día, con mayor actividad durante la tarde para todos los jugadores. Adicionalmente, cuando separamos la muestra en terciles dependiendo del MEQ score (obteniendo entonces un grupo de individuos nocturnos, otro intermedios y otro matutinos) observamos que el cronotipo modula la fase de actividad. Ni el tiempo de reflexión ni la edad afectas las variaciones diarias de actividad y sus modulaciones por cronotipo. También investigamos la representación del tiempo en el espacio (siendo el primero un concepto abstracto, se sabe que se utilizan claves espaciales para referirnos a él) utilizando datos masivos.

Integrantes: Juliana Leone.

Ritmos circadianos en Caenorhabditis elegans
C_elegansEl nematodo C. elegans es un modelo sumamente prometedor para el estudio de ritmos circadianos, teniendo como principales ventajas el profundo conocimiento acerca de su fisiología y desarrollo neuronal, además de proveer una gran facilidad para su crecimiento y para realizar manipulaciones genéticas. Estudiamos sus ritmos diarios y circadianos de estos pequeños gusanos en diferentes condiciones ambientales: luz y oscuridad, temperatura, factores de estrés, etc.

Integrantes:
Laura Migliori; Eugenia Goya; Carlos Caldart; Melisa Lambert