EFECTO DEL PESTICIDA ROTENONA SOBRE EL DESARROLLO DE LA POLARIDAD NEURONAL

Diversos xenobióticos tales como los pesticidas y herbicidas son considerados como factores involucrados en la patogénesis de enfermedades neurodegenerativas. Así, la exposición crónica al pesticida natural Rotenona induce en roedores, un síndrome del tipo parkinsoniano. No obstante, los mecanismos que operan en el proceso de neurotoxicidad inducido por el pesticida no han sido hasta el momento completamente elucidados. Hemos demostrado que la exposición al pesticida afecta la morfogénesis de neuronas hipocampales y dopaminérgicas en cultivo, produciendo una inhibición dosis-dependiente del desarrollo de la polaridad neuronal. Ensayos de pull-down demostraron que rotenona modifica la actividad de las RhoGTPasas disminuyendo la actividad de Cdc42 y Rac1 y aumentando la actividad de RhoA. Posteriormente, demostramos que el pesticida reduce la estabilidad de los microtúbulos (MT) en neuronas morfológicamente no polarizadas. Taxol, un fármaco estabilizante de los MT, atenúa el mencionado efecto inhibidor de rotenona sobre la formación del axón. Ensayos de Transferencia de Energía de Resonancia Forster Radiométrica (FRET) revelaron que el efecto de taxol se asocia a una inhibición de la activación de RhoA y ROCK inducida por el pesticida. Llamativamente, el silenciamiento de Lfc, pero no de otro RhoA-GEF Arhgef1, revierte el efecto inhibidor de la axonogénesis inducida por rotenona. En conclusión, los resultados obtenidos sugieren que el aumento de la actividad de RhoA/ROCK en neuronas tratadas con rotenona se encuentra mediada específicamente por un aumento en la actividad de Lfc como resultado de la desestabilización de los MT. El hecho que la supresión de Lfc pero no de Arhgef1 reduzca la activación de RhoA inducida por rotenona y la inhibición del crecimiento axonal es totalmente compatible con esta idea. Esto es además apoyado por nuestras observaciones que muestran que: 1) rotenona induce la desestabilización de los MT, un fenómeno que causa la probable liberación de Lfc de los MT, lo que lleva a la activación de RhoA; 2) taxol, estabilizando los MT, imita los efectos del silenciamiento de Lfc; 3) El pesticida aumenta los niveles de expresión de la proteína Lfc; y 4) La supresión de ArhGEF1 no revierte el efecto inhibidor de rotenona. Por consiguiente, nuestros resultados involucran específicamente y por primera vez, la vía de señalización Lfc/RhoA/ROCK en la inhibición de la formación de axones causada por rotenona en neuronas piramidales de hipocampo en cultivo. En estudios futuros consideramos de interés explorar si el pesticida afecta o no a otros dominios neuronales (por ejemplo, espinas dendríticas) donde esta vía de señalización ha sido fuertemente implicada. 

Recientemente y con la incorporación del pasante Santiago Alderete se comenzó a estudiar la neurobiología del Ejercicio Físico. 

msanchez@immf.uncor.edu

SUBSIDIOS

  • Bases Neurobiológicas de los efectos de grelina a nivel central: Facilitación de la memoria inducida por el péptido. Entidad Acreditadora y/o Financiadora: SECyT. Directora: Dra. Susana Rubiales. Rol: Cotitular. Monto: $ 30000.
  • Bases Neurobiológicas de los efectos de grelina a nivel central. Estudios referidos a consolidación de la memoria, ingesta y ansiedad. Entidad Acreditadora y/o Financiadora: CONICET. Directora: Dra. Susana Rubiales. Rol: Investigador. Monto: $ 290000.
  • Biogénesis de golgi dendríticos (gops): mecanismos celulares y moleculares. Entidad Acreditadora y/o Financiadora: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. PICT-2015-1436. Director: Dr. Alfredo Cáceres. Rol: Miembro del Grupo Responsable. Monto: $ 777.263

Formación de Recursos Humanos (últimos 5 años):

  • Tribunal de Tesis Doctoral de la Bioq. Mary Luz Perea Vega (dirigida por la Dra. Susana Rubiales, Profesor Titular de Farmacología Humana, Fac. de Ciencias Químicas-UNC; Investigador Principal Conicet, IFEC). Desde el 2015 hasta la actualidad.

  • Tribunal de Tesis Doctoral de la Bioq. Lucía Fernandez Hubeid (dirigida por la Dra. Miriam Virgolini, Profesor Adjunta de Toxicología, Fac. de Ciencias Químicas-UNC; Investigador Adjunto Conicet, IFEC). Desde el 2019 hasta la actualidad.

  • Dirección del Pasante Lic. Santiago Alderete. Desde el 2019 hasta la actualidad.

Publicaciones y congresos presentados (últimos 5 años):

Publicaciones:

  • Bisbal M, Remedi M, Quassollo G, Cáceres A, Sanchez M. Rotenone inhibits axonogenesis via an Lfc/RhoA/ROCK pathway in cultured hippocampal neurons. J Neurochem. 146(5):570-584. 2018
  • Bisbal M, Sanchez M. Neurotoxicity of the pesticide rotenone on neuronal polarization: a mechanistic approach. Neural Regen Res. 14(5):762-766. 2019.

Congresos presentados:

  • Perea Vega ML, Martin MG, Sanchez MS, De Barioglio SR. Grelina modula la plasticidad hipocampal induciendo incremento en la expresión de BDNF e incremento en la densidad de espinas dendríticas. Exposición oral: 10/17. XXV Jornadas de Jóvenes Investigadores Encarnación- Paraguay AUGM

  • Perea Vega ML, Martin MG, Pérez M, Sanchez MS, De Barioglio SR. Ghrelin modulates hippocampal plasticity by inducing increased BDNF expression and increased density of dendritic spines. Póster: 13-17/11/17 Reunión Conjunta de Sociedades de Biociencias. Buenos Aires.

Publicación (seleccionada):

  • Bisbal M, Remedi M, Quassollo G, Cáceres A, Sanchez M. Rotenone inhibits axonogenesis via an Lfc/RhoA/ROCK pathway in cultured hippocampal neurons. J Neurochem. 146(5):570-584. 2018.

Actividad docente:

  • Profesora Adjunta de Farmacología Básica. INSTITUTO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS BIOMEDICAS DE CORDOBA (IUCBC).
  • Profesora Invitada de Fisiopatología. INSTITUTO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS BIOMEDICAS DE CORDOBA (IUCBC).
  • Profesora Invitada de Biología, Histología, Fisiología y Anatomía Humana. INSTITUTO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS BIOMEDICAS DE CORDOBA (IUCBC).