Grupos de Investigación
Sede Chascomús

Laboratorio de Neuroendocrinología Comparada.

El interés de mi laboratorio esta enfocado en los controles endócrinos que regulan y coordinan el crecimiento con el balance energético y la reproducción. En el largo plazo, se pretende comprender como se equilibran procesos fisiológicos como el crecimiento y la reproducción, que compiten por los recursos energéticos disponibles. El modelo animal a utilizar son los peces. Este programa de investigación multidisciplinario involucra estudios in vivo e in vitro, y utiliza técnicas de fisiología, bioquímica, y biología molecular y celular.

Integrantes

Investigador Principal:
Dr. Luis Fabián Canosa
Investigador Adjunto CONICET

Miembros actuales:
Mauricio Nestor Kraemer, Becario Doctoral ANPCyT

Pedro Gomez-Requeni, Becario Postdoctoral CONICET

Líneas de investigación

Caracterización y estudio de la regulación hormonal de péptidos estimuladores de la secreción de hormona de crecimiento (GH): hormona liberadora de GH (GHRH) y polipéptido activador de la adenilato ciclasa hipofisaria (PACAP).

El principal inconveniente que presenta la cría del pejerrey es que las tasas de crecimiento y supervivencia obtenidas en cultivo intensivo, son muy inferiores a las de otros peces tradicionalmente cultivadas como las carpas, tilapias o salmónidos Otro de los problemas que afectan el cultivo del pejerrey son la maduración sexual temprana, antes de alcanzar tallas comerciales. El desarrollo sexual reduce aún más las tasas de crecimiento. De este modo, el estudio de la regulación endocrina del crecimiento en esta especie se hace de suma importancia para poder entender y eventualmente modificar los parámetros de crecimiento en favor de una mejor adaptación a la cría intensiva. El objetivo del proyecto es estudiar los mecanismos de control que regulan el crecimiento en peces y su integración con el control reproductivo. Para lograrlo es necesario primero establecer los mecanismos de control de la expresión y la secreción de la hormona de crecimiento (GH), para luego abordar el estudio de la interacción con otros procesos fisiológicos. Dado que GHRH y PACAP son los principales estimuladores de la secreción GH en peces (Canosa et al., 2007), el objetivo primario del proyecto es caracterizar variantes moleculares de estos péptidos en el pejerrey y establecer los factores que regulan su expresión. El desarrollo de este plan de trabajo nos permitirá comprender la regulación de la GH ejercida por los péptidos en estudio (GHRH y PACAP) en diferentes condiciones fisiológicas.

Caracterización y estudio de la regulación hormonal de la familia de la somatostatina (SS).

El principal inconveniente que presenta la cría del pejerrey es que las tasas de crecimiento y supervivencia obtenidas en cultivo intensivo, son muy inferiores a las de otros peces tradicionalmente cultivadas como las carpas, tilapias o salmónidos. El estudio de la regulación endocrina del crecimiento en esta especie se hace de suma importancia para poder entender y eventualmente modificar los parámetros de crecimiento en favor de una mejor adaptación a la cría intensiva. El objetivo del proyecto es estudiar los mecanismos de control que regulan el crecimiento en peces y la integración de éste con otros procesos fisiologicos como la ingesta y la reproducion. Dado que la somatostatina (SS) es el principal regulador de GH en peces (Canosa et al., 2007), el objetivo primario del proyecto es caracterizar variantes moleculares de SS en el pejerrey y establecer los factores que regulan su expresión. El desarrollo de este plan de trabajo nos ayudará comprender la regulación de la GH en diferentes condiciones fisiológicas y como SS esta involucrado en estos procesos. Este proyecto permitirá también conocer la estructura de esta familia de neuropéptidos en una especie representante de grupos pocos estudiados de peces teleósteos, lo que incrementará nuestro conocimiento acerca de la historia genealógica de SS. La obtención de datos en especies de peces representante de grupos de evolución más tardía permitirá completar este análisis evolutivo.

Estudio sobre los efectos del estado nutricional sobre el crecimiento somático y muscular.

El eje somatotrópico es el principal regulador endocrino del crecimiento en vertebrados e involucra principalmente al hipotálamo, la hipófisis, el hígado y el músculo. Este eje está regulado por diversas hormonas, incluyendo la hormona de crecimiento (GH), somatomedinas (IGF-I e IGF-II), somatostatina (SS) así como sus proteínas de transporte asociadas y receptores celulares. La síntesis y liberación de GH desde la hipófisis está estimulada por la hormona liberadora de GH (GHRH), péptido activador de la adenilato ciclasa hipofisaria (PACAP) y secretagogos como la grelina, que a su vez está también involucrada en la regulación de la ingesta. Por otra parte, la síntesis de GH es inhibida por SS y otros factores incluyendo la serotonina. (Canosa y cols., 2007). La acción de la GH sobre el crecimiento es dicotómica, ya que tiene una acción tanto lipolítica como anabólica. La acción lipolítica (independiente de IGFs) está potenciada en estados catabólicos y de malnutrición, facilitando la utilización de las grasas como fuente de energía. La acción anabólica per se (síntesis proteica) está mediada, al menos en parte, por las IGFs. En peces, al igual que en el resto de vertebrados, la secreción de GH está controlada por la retroalimentación negativa de IGF-I (Pérez-Sánchez y cols., 1992; Blaise y cols., 1995; Weil y cols., 1999). De esta forma, el estado nutricional juega un papel importante en la regulación de la secreción de GH (Breier, 1999; Louveau y Bonneau, 2001). Una de las cuestiones pendientes en la producción de muchas especies acuícolas es la adecuación de las pautas de alimentación al potencial de crecimiento. El crecimiento de los peces está condicionado a la presencia en el alimento de diversos nutrientes indispensables, siendo la proteína uno de los factores más importantes que afectan al crecimiento y que, al mismo tiempo, representa el porcentaje más elevado de los costes de producción a nivel industrial debido a su elevado precio. Del mismo modo, el nivel energético de la dieta es también crítico ya que cuando los animales se alimentan con una dieta deficitaria en energía, es la proteína del alimento la que se utiliza como fuente de energía. Sin embargo, el uso de dietas hiper-energéticas no siempre a sido eficaz (Martí-Palanca y cols., 1996). Por lo tanto, es importante determinar los niveles nutricionales óptimos en cuanto a proteína, lípido, energía así como el cociente entre ellos para conseguir una producción exitosa desde un punto de vista práctico y económico. Así, el estudio del eje somatotrópico como principal regulador del crecimiento nos ayudará a establecer de una manera precisa las bases para en un futuro poder desarrollar y potenciar el cultivo a gran escala del pejerrey. Para ello, en el presente trabajo se establecerán 1) los requerimientos nutricionales en términos de proteína, lípidos y energía y 2) el nivel de ingesta óptimo para dicha especie.

Desarrollo de sistemas de estudios in vitro utilizando cultivos de células hipofisarias de pejerrey.

Los experimentos in vitro, tienen la ventaja de requerir menor cantidad de animales, mostrar efectos directos de las hormonas o péptidos sobre el tejido en cultivo, y presentar en general menor variabilidad. En goldfish y la trucha se han demostrado efectos de hormonas sexuales sobre la expresión de SS en experimentos in vivo (Canosa et al., 2002; Holloway et al., 2000). Estos estudios no permiten conocer si el efecto es directo o indirecto. En el caso del goldfish al menos en parte parece ser indirecto a través de GH (bucle ultracorto de retro alimentación o auto regulación de GH) como se evidencia en varios trabajos (Canosa et al 2002, 2004, 2005, 2007). Por otro lado a diferencia del goldfish, el pejerrey es un pez muy susceptible al estrés por manipuleo. De modo que los estudios in vivo en esta especie son mucho más complejos y sus resultados deben ser tratados con cautela ya que pueden estar influenciados por la respuesta al estrés o la reducción de la alimentación. Por lo dicho, los estudios in vitro se presentan como una alternativa valida y superadora.  En este proyecto se pondrá a punto el cultivo de células hipofisarias e hipotalámicas de pejerrey de acuerdo con trabajos previos (Sánchez et al., 1997; Menuet et al., 2003; Chang y colaboradores (1990).

Referencias

  • Blaise O, Weil C, Le Bail P-Y, 1995. Growth Regul. 5, 142-150.
  • Boujard T, Médale F, 1994. Aquat. Living Resour. 7, 211-215.
  • Breier BH, 1999. Domest. Anim. Endocrinol. 17, 209-218.
  • Canosa LF, Cerdá-Reverter JM, Peter RE, 2004. J. Comp. Neurol. 474: 43-57.
  • Canosa LF, Chang JP, Peter RE, 2007. Gen Comp Endocrinol. 151: 1-26.
  • Canosa LF, Lin X, Peter RE, 2002. Neuroendocrinology. 76: 8-17.
  • Canosa LF, Unniappan S, Peter RE, 2005. Am. J. Physiol. 289: R125 – R133.
  • Holloway AC, Melroe GT, Ehrman MM, Reddy PK, Leatherland, JF, Sheridan, MA, 2000. Am. J. Physiol. 279, R389-R393.
  • Louveau I, Bonneau M, 2001. En: Renaville, R., Burny, A. (Eds.), Biotechnology and animal husbandry.
  • Martí-Palanca H, Martínez-Barberá JP, Pendón C, Valdivia MM, Pérez-Sánchez J, Kaushik S, 1996. Growth Regul. 6, 253-259.
  • Pérez-Sánchez  J, Weil C, Le Bail P-Y, 1992. J. Exp. Zool. 262, 287-290.
  • Weil C, Carre F, Blaise O,  Le Bail P-Y, 1999. Endocrinology 140, 2054-2062.

Subsidios

  • 2008. Comisión de Investigaciones Científicas (CIC), Provincia de Buenos Aires, Proyectos I+D (modalidad C: instituciones científico-tecnológicas), 673/07. Period 2008-2010. AR$ 32000.
  • 2008. ANPCyT, PICT 2006-0074. Period 2008-2011. AR$ 279552.
  • 2008. ANPCyT, PICT 2006-0519. Period 2008-2011. AR$ 279999,84.

Lista de publicaciones seleccionadas

  1. Cerdá-Reverter JM, Canosa LF. (2009). NEUROENDOCRINE SYSTEMS OF THE FISH BRAIN. In: Fish Neuroendocrinology. Farrell AP, Brauner CG, Van Der Kraak G, Bernier N, (Eds). Fish Physiology Series, Vol 28, Section I: Neuroendocrine Anatomy. Academic Press, San Diego, CA, USA. pp. 3-74.
  2. Zhao E, Basak A, Wong AOL, Ko W, Chen A, López GC, Grey CL, Canosa LF, Somoza GM, Chang JP, Trudeau VL. (2009). The secretogranin II-derived peptide secretoneurin stimulates luteinizing hormone secretion from gonadotrophs. Endocrinology 150: 2273–2282.
  3. Canosa LF, Chang JP, Peter RE (2007). Neuroendocrine control of growth hormone in fish. Gen Comp Endocrinol. 151: 1-26.
  4. Cerdá-Reverter J.M., Canosa L.F., Peter R.E. (2007). Regulation of the hypothalamic melanin-concentrating hormone neurons by sex steroids in the goldfish: possible role in the modulation of luteinizing hormone secretion. Neuroendocrinology 84:364-377.
  5. Canosa L.F., Unniappan S., Peter R.E. (2005) Periprandial changes in growth hormone release in goldfish: Role of somatostatin, ghrelin and gastrin releasing peptide. Am. J. Physiol–Reg, Integ Comp Physiol 289: R125 – R133.
  6. Volkoff H, Canosa L.F., Unniappan S., Cerdá-Reverter J.M., Bernier N., Kelly S.P., Peter R.E. (2005) Neuropeptides and the control of food intake in fish. Gen.Comp. Endocrinol. 142: 3 – 19.
  7. Canosa L.F. and Peter RE. (2004). Effects of cholecystokinin and bombesin on pre-pro-somatostatin gene expression in goldfish forebrain. Reg. Peptides. 121: 99 – 105.
  8. Canosa L.F., Cerdá-Reverter J.M. and Peter R.E. (2004). Brain mapping of three somatostatin-encoding genes in the goldfish. J. Comp. Neurol. 474: 43 – 57.
  9. Unniappan S., Canosa L.F. and Peter R.E. (2004). Orexigenic actions of ghrelin in goldfish: novel evidences from preprandial, postprandial and starvation induced changes in its mRNA expression, serum levels and central and peripheral injections Neuroendocrinology. 79: 100-108.
  10. Canosa L.F., Lin X., and Peter R.E. (2003). Effects of sex steroids hormones on the expression of somatostatin receptors sst1 and sst5 in goldfish forebrain and pituitary. Neuroendocrinology. 78: 81-89.
  11. Cárdenas R., Lin X., Canosa L.F., Luna M., Aramburo C. and Peter R.E. (2003). Estradiol reduces pituitary responsiveness to somatostatin (SRIF-14) and down-regulates the expression of sst2 in female goldfish pituitary. Gen. Comp. Endocrinol. 132: 119-124.
  12. Canosa L.F., Lin X., and Peter R.E. (2002). Regulation of somatostatin gene expression in goldfish brain by sex steroids hormones. Neuroendocrinology. 76: 8-17.
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