Jorge Campusano

Líneas de Investigación:

• La generación de comportamientos complejos en un individuo depende de la organización de neuronas en circuitos específicos en el cerebro y su capacidad de interactuar funcionalmente. Por ejemplo, los sistemas neuronales de aminas biogénicas juegan un papel fundamental en la generación de comportamientos y su desregulación es causal de patologías de compromiso neuronal, entre ellos adicción, comportamientos agresivos o la enfermedad de Parkinson.

  La enorme complejidad del cerebro humano, y en este sentido la de cualquier vertebrado, hace muchas veces difícil entender los efectos que factores genéticos y/o ambientales pueden tener sobre el funcionamiento de poblaciones neuronales específicas y su implicancia en el comportamiento de un individuo.

  En nuestro laboratorio hemos decidido estudiar el papel que cumplen los sistemas neuronales de aminas biogénicas en la generación de comportamientos en la mosca Drosophila melanogaster, un modelo biológico que presenta importantes semejanzas con modelos vertebrados y que además presenta grandes ventajas en términos genéticos.

  Nuestro trabajo se puede describir en la siguientes líneas de investigación:

  1. Las aminas biogénicas Octopamina y Dopamina inducen eventos celulares involucrados en aprendizaje y memoria olfativa en mosca.

  En nuestro laboratorio, hemos decidido estudiar las características anatómicas y funcionales de neuronas responsables de aprendizaje y memoria olfativa en la mosca Drosophila melanogaster. Entre las poblaciones neuronales responsables de este comportamiento se encuentran las que contienen y liberan las aminas biogénicas Dopamina y Octopamina, el análogo funcional de Noradrenalina.

  En el típico paradigma de condicionamiento olfativo, un olor (estímulo condicionado, EC) es asociado con un shock eléctrico (estímulo no condicionado, ENC). La información de ambos estímulos es recibida y procesada en una region de asociación del cerebro de la mosca, los Cuerpos Fungiformes (CF), donde se genera una memoria aversiva respecto al olor asociado al shock eléctrico.

  En este sentido, se ha demostrado que la información sensorial generada por el EC es codificada como información colinérgica, mientras que la del ENC es transmitida por sistemas neuronales de aminas biogénicas.

  Sin embargo, no se conoce cómo la interacción entre sistemas colinérgicos y de aminas biogénicas es responsable de generar nuevas memorias en la mosca. Tampoco se han descrito las propiedades de los receptores involucrados en estos eventos. Estas son algunas de las preguntas que intentamos resolver en nuestro laboratorio utilizando técnicas de fisiología y biología celular.

  2. Aminas Biogénicas en la generación de comportamientos agresivos.

  Como en vertebrados, las moscas son capaces de desarrollar comportamientos agresivos que pueden ir escalando en intensidad y frecuencia. En general, estos comportamientos se desarrollan en la competencia por un territorio, por una pareja de apareo y/o por acceso a comida.

  En Drosophila, estas conductas son determinadas fundamentalmente por dos aminas biogénicas, Octopamina y Serotonina, las que modulan la actividad de neuronas en dos regiones cerebrales de la mosca, los Cuerpos Fungiformes y el Ganglio Sub-Esofaríngeo.

  A este respecto, en nuestro laboratorio estamos caracterizando los receptores para aminas biogénicas que son responsables de modular las conductas agresivas en la mosca. Nuestros resultados sugieren que los receptores para aminas biogénicas modulan diferencialmente la expresión de distintas conductas agresivas. Esperamos que el conocimiento que estamos adquiriendo en nuestro modelo de trabajo permita proponer nuevas herramientas de intervención farmacológica que pudieran en el futuro ser extrapolables a sistemas más complejos.

  3. Mecanismos moleculares que explican los efectos conductuales de Drogas de Abuso en la mosca.

  La exposición a drogas de abuso genera distintos comportamientos en la mosca, lo que depende de la dosis y la ruta de administración. Esto es también observable en la mosca, donde, por ejemplo, la exposición a bajas dosis de nicotina volatilizada genera hiperkinesia mientras que a altas concentraciones se observa hipokinesia y sedación.

  Se ha sugerido que estas respuestas conductuales dependen de la modificación de sistemas de aminas biogénicas, en particular de neuronas dopaminérgicas, como ocurre en vertebrados.

  En nuestro laboratorio nos hemos propuesto evaluar esta proposición utilizando entre otras, la técnica de cronoamperometría, que permite evaluar en tiempo real la liberación de aminas biogénicas endógenas en cerebro de mosca. Los resultados preliminares que hemos obtenido sugieren que el tratamiento crónico de moscas con nicotina modifica la liberación de aminas endógenas en cerebro de mosca. Estos estudios los estamos realizando en colaboración con el Laboratorio del Dr. Rodrigo Varas, en el Departamento de Fisiología de nuestra universidad.

  4. Factores neurotróficos y plasticidad neuronal.

  Algo así como el 80% de los genes responsables de enfermedades en humanos tiene un homólogo en la mosca. Este hecho junto con el gran número de herramientas de intervención genética disponible en Drosophila hacen de este un interesante modelo donde estudiar los condicionantes celulares y moleculares que definen el desarrollo de  enfermedades de compromiso neuronal.

  En el caso de la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, los síntomas clínicos de la enfermedad se manifiestan sólo una vez que ha ocurrido una muerte importante (mayor del 80%) de las neuronas dopaminérgicas responsables del control motor. Se ha sugerido que cambios compensatorios plásticos serían responsables de la ausencia de síntomas clínicos cuando ocurre la desaparición parcial de neuronas dopaminérgicas. Uno de los mediadores de estos cambios plásticos podrían ser factores neurotróficos.

  En mosca se ha descrito recientemente proteínas homólogas a los factores neurotróficos descritos en humanos y en nuestro laboratorio decidimos abordar el estudio de su participación en eventos de plasticidad neuronal.

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Cursos en los que Participa:

• BIO4040 - BASES CELULARES Y MOLECULARES DE LAS PATOLOGÍAS
• BIO4103 - BASES CELULARES Y MOLECULARES DE LA NEUROBIOLOGÍA
• BIO4101 - BIOLOGÍA CELULAR
• BIO4116 - BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR