Becarios    Publicaciones    Contacto

Tema de Investigación

Áreas Científicas

  • Neurobiología / Neurofisiología
  • Biología Celular / Biología Molecular

1- El complejo Cdk5/p35 como un modulador clave de respuestas neuroadaptativas

Particularmente nos interesa comprender las respuestas neuroadaptativas provocadas paglinipor drogas estimulantes del SNC, como así también por procesos de aprendizaje y memoria, en el sistema mesocorticolímbico (también conocido como circuito de recompensa) que involucran procesos de plasticidad sináptica tanto funcional como estructural y enfocamos nuestra atención en la participación del complejo Cdk5/p35 como un modulador clave de estas respuestas neuroadaptativas.

Cdk5 es una ser/treo quinasa crítica para el desarrollo del sistema nervioso central y forma un complejo con su activador específico p35. Cdk5/p35 ha sido involucrado en varios procesos, entre ellos en plasticidad sináptica y en aprendizaje asociativo, donde hemos demostrado que posee un rol potencial dentro del marco de las secuelas emocionales que resultan luego de una experiencia aversiva (Bignante, et al. 2008 y Bignante et al. 2010). Por otra parte, estamos estudiando la interacción glutamatérgica y el complejo Cdk5/p35 en el mecanismo de aprendizaje contextual durante la temprana ontogenia, valiéndonos de un paradigma de facilitación del condicionamiento contextual por pre-exposición al contexto (Pisano et al. 2012).

Cdk5/p35 también juega un rol importante en la adicción a drogas de abuso, resultados de nuestro laboratorio mostraron que tanto dosis agudas como crónicas de anfetamina (Amph), no solo incrementan significativamente la expresión de p35 sino también provocan un aumento transiente de expresión de su forma truncada altamente activa, p25, en sinaptosomas provenientes de cuerpo estriado de ratas periadolescentes, con un consiguiente aumento de la actividad de cdk5 y de los niveles de expresión de la proteína PAK (un sustrato de cdk5), involucrada en la regulación de la dinámica de actina y en la morfogénesis de espinas dendríticas, como respuestas adaptativas a la exposición de psicoestimulantes (Mlewski et al. 2008). Además, el aumento de la expresión como de la actividad del complejo Cdk5/p35 media la evocación de conductas características del proceso de sensibilización conductual a los efectos de drogas psicoestimulantes (Mlewski, et al. en preparación).

A su vez, y en pos de indagar acerca de la participación de cdk5/p35 como moduladorde la morfogénesis de espinas dendríticas inducidas por la acción de psicoestimulantes, hemos demostrado recientemente que el tratamiento con Amph, de cultivos organotípicos de hipocampo, induce un significativo aumento en la densidad de espinas dendríticas de neuronas piramidales (Fig. 1), el cual es revertido por la inhibición de la actividad de Cdk5, mediante la transfección del mutante dominante negativo de Cdk5 (Fig. 1), sugiriendo que el aumento de espinas inducido por la acción de psicoestimulantes requeriría de la actividad intacta de Cdk5 para producir dicho efecto (Ferreras et al., en preparación).

2-Mecanismos Neurobiológicos del Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad

En nuestro laboratorio estamos interesados en comprender los mecanismos responsables de uno de los síndromes neurobiológicos con más alta prevalencia en niños de edad escolar y adolescentes, que es el Trastorno por Déficit de Atención con Hiperactividad (ADHD). Los niños que padecen este desorden presentan hiperactividad, distracción moderada a severa, períodos de atención breve, inestabilidad emocional e impulsividad. Los tratamientos habituales se basan paradójicamente en estimulantes y constituyen la medicación psiquiátrica predominantemente prescripta.-2

Considerando que la etiología del ADHD aun no se conoce y teniendo en cuenta que los jóvenes pacientes son medicados crónicamente con psicoestimulantes, en nuestro laboratorio estudiamos las bases neurobiológicas del ADHD a través de la caracterización conductual y neuroquímica de un ratón modificado genéticamente que recapitula las  características clínicas de este trastorno. El desarrollo y estudio de modelos animales constituye una herramienta muy poderosa para el estudio de mecanismos celulares y moleculares que subyacen las alteraciones neurofisiológicas de este trastorno, las cuales son centrales para desarrollar terapias más eficientes para su tratamiento.

Utilizando ratones transgénicos deficientes en el activador de Cdk5, p35 (p35KO) mostramos por primera vez, un papel crítico del figure 3bcomplejo cdk5/p35 en la expresión de fenotipos análogos a los observados en ADHD y nos permitió proponer al ratón p35KO, como un potencial modelo animal para el estudio de este síndrome ya que cumple ampliamente con los criterios actuales de validación de modelos para esta patología.

Los ratones mutantes p35 KO presentan altos niveles de actividad locomotora espontánea (http://www.youtube.com/watch?v=23F-QpEGy2I), la cual es revertida mediante el uso de anfetamina o metilfenidato (Fig. 2).

Además poseen menores niveles de ansiedad y/o déficit de inhibición comportamental. Estudios bioquímicos mostraron que estos ratones deficientes en p35 presentan mayores niveles de tirosina hidroxilasa (TH), aumento de síntesis de dopamina (DA), altos niveles de DA total (Fig. 3) y baja tasa metabólica, los cuales son revertidos por el tratamiento con psicoestimulantes. Esto podría deberse a una baja eficiencia del transportador de dopamina, o menor expresión en superficie de éste y/o a una inhibición de la MAO. Actualmente, diversos experimentos están siendo destinados para dilucidar estos aspectos. (Krapacher 2010).

Subsidios

Vigentes: FONCyT y MINCyT

Pasados: Agencia Córdoba Ciencia, Fundación Antorchas, CONICET, FONCyT.