Líneas de Investigación

Investigadores responsables: Dra. María José De Rosa y Dr. Diego Rayes
Investigadores: Dra. Natalia Andersen y Dra. Tania Veuthey
Becarios: Bioq. Facundo Arce, Dra. María Gabriela Blanco, Lic. Sebastián Giunti, Lic. Ailin Lacour, Lic. Stéfano Romussi

• Control nervioso de procesos sistémicos en C. elegans
  Responsable: Dr. Diego Rayes
  Uno de los aspectos centrales de la Neurobiología es entender cómo los animales integran la percepción de distintos estímulos ambientales con el objeto de coordinar respuestas fisiológicas específicas. El nematodo de vida libre Caenorhabditis elegans es un organismo muy atractivo para estudiar circuitos neuronales y señales neuroendócrinas en un organismo completo debido a la simplicidad y el conocimiento de la conectividad sináptica de su sistema nervioso, la conservación evolutiva de gran cantidad de genes y procesos fisiológicos con mamíferos, y la posibilidad de realizar ensayos genéticos.
  Trabajos en este modelo han demostrado la importancia del control neuronal en la respuesta celular a situaciones de estrés. Por ejemplo, la exposición de estos nematodos a temperaturas elevadas, produce un aumento de la transcripción de las proteínas inducibles de respuesta al shock térmico (HSPs) solo en órganos específicos, independientemente de que todas las células del organismo están sometidas al mismo estrés. Los mecanismos subyacentes a este control nervioso de la respuesta a estrés son muy poco claros.
  En nuestro laboratorio utilizamos técnicas genéticas, farmacológicas, electrofisiológicas, de comportamiento y de microscopía, con el objeto de caracterizar las bases moleculares y celulares del comportamiento y del control neuronal de respuesta sistémicas a situaciones ambientales estresantes en el organismo modelo C. elegans. Dada la alta conservación de los procesos fisiológicos fundamentales en todo el reino animal, estos estudios contribuirán a entender  las bases moleculares y celulares del control sistémico que ejerce el sistema nervioso sobre las respuestas a estrés no autonómicas de un organismo multicelular.
  
  
• C. elegans: plataforma para dilucidar mecanismos moleculares y potenciales estrategias quimioterapéuticas en enfermedades proteotóxicas
  Responsable: Dra. María José De Rosa
  Debido al aumento en la expectativa de vida, los trastornos neurodegenerativos son cada vez más frecuentes. En estas enfermedades, la capacidad de los sistemas encargados de mantener la proteostasis son sobrepasados, llevando a la agregación proteica y a la consecuente muerte celular. Las neuronas son las principales células afectadas. Diversos mecanismos intracelulares altamente conservados tales como la autofagia y la inducción de las chaperonas HSPs son procesos protectores frente al daño proteotóxico. Estos eventos son claves en desarrollo, reproducción, adaptación al estrés y envejecimiento, pero también se encuentran implicados en la progresión de enfermedades neurodegenerativas como Huntington (HD), Alzheimer y Parkinson. Si bien se sabe que estos mecanismos constituyen propiedades intrínsecas de la célula, su modulación en el contexto de un organismo multicelular es poco clara. Recientemente, se estableció el uso de C. elegans como modelo que recapitule enfermedades humanas. Por ejemplo, la agregación proteica, característica típica de varias neuropatías degenerativas, puede ser correctamente replicada en las células del nematodo. Esto, sumado a la factibilidad para realizar ensayos masivos de fármacos y técnicas genéticas convierten a C. elegans en una excelente plataforma para realizar screenings genéticos y farmacológicos.
  En esta línea de investigación utilizamos modelos establecidos de HD, Parkinson y Alzheimer en C. elegans para dilucidar mecanismos involucrados en la progresión de los trastornos neurodegenerativos, y para identificar nuevos blancos farmacológicos y nuevas drogas que contribuyan al desarrollo de nuevos tratamientos terapéuticos.

Publicaciones más importantes

1. De Rosa MJ*, Veuthey T*, Florman J, Grant J, Blanco MG, Andersen N, Donnelly J, Rayes D^# & Alkema MJ^# (2019). The flight response impairs cytoprotective mechanisms by activating the insulin pathway. Nature  573, 135-154. *Igual Contribución. ^#Autores de Correspondencia
2. Chute CD, DiLoreto EM, Zhang YK, Reilly DK, Rayes D, Coyle VL, Choi HJ, Alkema MJ, Schroeder FC & Srinivasan J (2019). Co-option of neurotransmitter signaling for inter-organismal communication in C. elegans. Nat. Commun. 10, 3186.
3. Huang YCh, Pirri JK, Rayes D, Gao S, Mulcahy B, Grant J, Saheki Y, Francis MM, Zhen M & Alkema MJ (2019). Gain-of-function mutations in the UNS-2/CaV2alpha channel lead to excitation-dominant synaptic transmission in Caenorhabditis elegans. eLife 8, 1-28.
   
4. Blanco MG, Vela Gurovic MS, Silbestri GF, Garelli A, Giunti S, Rayes D^# & De Rosa MJ^# (2018). Diisopropylphenyl-imidazole (DII): A new compound that exerts anthelmintic activity through novel molecular mechanisms. PLOS Neglected Tropical Diseases 12, 1-23. ^#Autores de Correspondencia
5. Pirri JK*, Rayes D* & Alkema MJ (2015). A change in the ion selectivity of ligand-gated ion channels provides a mechanism to switch behavior. PLoS Biol. 13(9), 1-20. *Igual contribución
6. Rayes D & Alkema MJ (2016). Imprinting: When early life memories makes food smell bad. Cur. Biol. 26, R362-R364.

	Figura 1: Co-expresión de los genes tdc-1 (enzima síntesis de tiramina) e ins-7 (péptido similar a insulina) en C.elegans.
	Figura 2: Translocación nuclear del factor de transcripción DAF-16 FOXO  en animales sometidos a estrés térmico.