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Instituto de Histología y Embriología "Dr. Mario H. Burgos"

Castro Vazquez, Alfredo

Laboratorio de Fisiología comparada y respuestas a estresores ambientales

Nuestro laboratorio estudia funciones en distintos modelos animales, observando semejanzas y diferencias, lo que en muchos casos, facilita la compresión de tales fenómenos. Desde hace más de 20 años, nuestro equipo de trabajo ha utilizado más frecuentemente como modelo experimental a un ampulárido, Pomacea canaliculata, dadas las particularidades que ofrece esta especie, que actualmente es considerada un organismo modelo emergente.

Actualmente hay más de 70 organismos modelo, entre procariotas y eucariotas, atribuyéndole distintos significados según el área de la Biología en que se han explotado. Sin embargo, los modelos más usados han ganado importancia simplemente por alguna/s de sus ventajas prácticas, como la facilidad de su cultivo o cría, y que han resultado en un considerable conocimiento acumulado sobre el funcionamiento de sus sistemas orgánicos. Hasta ahora, el único gasterópodo utilizado como organismo modelo ha sido Aplysia californica (Aplysiidae), importante en líneas de investigación relacionadas a la neurobiología. Otras dos especies se perfilan como modelos “emergentes”, entre la gran diversidad de esta clase. Uno de ellos es Biomphalaria glabrata (Planorbidae), significativo por los estudios de su inmunología y de su relación con la esquistosomiasis. El otro es P. canaliculata, cuya potencialidad se apoya en un conjunto de características biológicas (conocimiento de su morfología, ciclo de vida corto) y prácticas (facilidad de cultivo y manipulación), para permitir estudios en los distintos niveles de organización biológica (del nivel celular al molecular). Último pero no menor, la existencia de información molecular agrega grandes ventajas para la utilización de un organismo como modelo y P. canaliculata, cuenta actualmente con estudios proteómicos, transcriptómicos y genómicos.

Aspectos de importancia práctica o aplicada:

Contaminación con tóxicos ambientales: El crecimiento poblacional y el desarrollo industrial ha llevado a que estemos expuestos con mayor frecuencia a distintos disruptores endócrinos, que en general se vuelcan a cuerpos de agua, ya sea como agroquímicos (como el endosulfán y la cipermetrina), como componentes de diversos plásticos y pinturas (como el tributilestaño -TBT-, y el bisfenol A) o como productos farmacéuticos de muy lenta degradación y uso masivo, que se incorporan al ambiente a través de las excretas de los pacientes tratados con ellos (como el etinilestradiol). Múltiples disruptores endócrinos integran la lista de tóxicos de atención prioritaria (http://www.atsdr.cdc.gov/cercla/07list.html), que determina la necesidad de nuevos métodos de bioindicación y biorremediación de contaminación de cuerpos de agua.

El estudio del efecto androtrófico (“imposex”, o masculinización de las hembras) de estos compuestos organoestañosos, androgénicos y estrogénicos puede utilizarse como bioindicador de contaminación, pero en P. canaliculata debe considerarse la existencia de un rudimento copulatorio en las hembras de esta especie y de otros ampuláridos. Estas características particulares del modelo han sido propuestas por nuestro equipo de investigación que en las últimas dos décadas ha focalizado el estudio de las características reproductivas de esta especie y que mediante innovadoras técnicas como la reconstrucción tridimensional, continua caracterizando morfo-funcionalmente los órganos que participan en los eficientes ciclos reproductivos de esta especie. Este punto determina la existencia de nuestra línea de investigación enfocada en la Reproducción y efecto masculinizante de distintos disruptores endócrinos

Huésped intermediario de parasitosis: P. canaliculata está asociada en su área original de distribución a numerosos simbiontes sensu lato, aunque sólo algunos pueden estar implicados en enfermedades humanas (dermatitis). Pero el verdadero desafío de una zoonosis parasitaria asociada a P. canaliculata deriva de su comportamiento como especie invasora, que la ha convertido (en Asia) en huésped intermediario alternativo de Angiostrongylus cantonensis (Nematoda), el agente etiológico de la meningoencefalitis eosinofílica, enfermedad que puede ser invalidante y letal en el hombre. A. cantonensis ya se encuentra en Brasil (Dra. Silvana C. Thiengo, Instituto Oswaldo Cruz, comunicación personal) y podría extenderse a la Argentina. Este punto es clave para la propuesta de una nuestra línea de investigación enfocada en la Hemopoyesis y respuestas a la agresión microbiana

El desafío de la reoxigenación: Los daños a nivel celular y molecular producidos por el incremento de radicales libres del oxígeno, que ocurre después de la reoxigenación de un tejido isquemiado constituyen hoy un desafío a la investigación médica. P. canaliculata muestra al menos dos ciclos de actividad-quiescencia (uno de estivación y otro de hibernación) que implican la alternancia de hipoxia y reoxigenación. En este punto es relevante la caracterización funcional de los órganos respiratorios de esta especie (pulmón y branquia), como así también la participación de mecanismos de defensa ante el daño producido por incremento del estrés oxidativo, lo que da origen a la línea de investigación enfocada en el Estudio de las respuestas fisiológicas al estrés asociado al hipometabolismo, desarrollada en la actualidad con especial participación del Dr. Giraud Billoud.

Líneas de Investigación

I. Reproducción y efecto masculinizante de distintos disruptores endócrinos

Pomacea canaliculata es un caracol de agua dulce autóctono de nuestro país, que ha alcanzado notoriedad internacional por su alta capacidad invasiva. Durante los últimos años, nuestro laboratorio ha centrado su atención en diversos aspectos de la ecofisiología reproductiva de este animal (3 tesis defendidas, 1996, 2007, 2011) y hemos logrado sentar una base sólida sobre la organogénesis de los órganos reproductivos de esta especie dioica. Asimismo, la caracterización morfo-funcional de los órganos reproductivos masculinos y femeninos adultos, y la presencia de un rudimento de aparato copulatorio en hembras, que se desarrolla con la edad y frente a la exposición a disruptores endócrinos, mantiene la constante búsqueda de nuevos conocimientos por parte de nuestro equipo.


II. Hemopoyesis y respuestas a la agresión microbiana

Si bien se han caracterizado distintos sitios de hemopoyesis en moluscos, el proceso per se no es muy bien conocido. Sin embargo, en los últimos años, ha habido un gran avance en el conocimiento de los factores endógenos que regulan el número de hemocitos circulantes en otros gasterópodos, así también como en las vías de generación y diferenciación celular. Nuestro equipo de trabajo ha caracterizado los tipos celulares presentes en la hemolinfa de P. canaliculata (agranulocitos, granulocitos y hialinocitos) y hemos propuesto como sitios de hemopoyesis a los islotes hemocitarios renales, la circulación, y la pared pericárdica. Recientemente, hemos caracterizado a los islotes renales como el principal sitio de generación de hemocitos, y hemos cuantificado su reacción a un desafío inmunológico no patogénico. También hemos mostrado la presencia de las células productoras de hemocianina (i.e., los rogocitos) en el tejido conectivo subyacente a la lámina respiratoria pulmonar de P. canaliculata, sugiriendo un rol hematopoyético del pulmón. Cabe destacar que nuestras investigaciones han comenzado a apoyarse, en los nuevos datos moleculares generados en los últimos años y particularmente en la base de datos del genoma de P. canaliculata, lo que permitirá la identificación de moléculas que nos permitan entender en mayor profundidad el proceso de hemopoyesis, en el estudio de este organismo modelo emergente. Nuestros estudios más recientes están orientados también a evaluar respuestas a estímulos antigénicos, con microorganismos no patogénicos (Saccharomyces cerevisiae) y patogénicos (Mycobacterium marinum).