27-30 septiembre 2016
AECID - Centro de formación, Centro Cultural de España y Cooperativa Bancaria
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Centro de Formación - Atrio
Eje II: Prácticas y resultados de proyectos de investigación interdisciplinarios

Análisis estructural de la red mitocondrial en células vinculadas a la patología de enfermedades neurodegenerativas.

Oradores

  • Prof. Sebastian RODRIGUEZ
  • Prof. Cecilia CHAVARRIA
  • Dr. Laura MARTÍNEZ-PALMA
  • Prof. Federico LECUMBERRY
  • Prof. Valentina OLIVERA-PASILIO
  • Prof. Mauricio RAMOS
  • Dr. Jose Maria SOUZA
  • Dr. Patricia CASSINA

Autores principales

Coautores

  • Prof. Cecilia CHAVARRIA (Centro de Investigaciones Biomédicas (CEINBIO), Departamento de Bioquímica, Facultad de Medicina)
  • Dr. Laura MARTÍNEZ-PALMA (Departamento de Histología y Embriología, Facultad de Medicina UDELAR)
  • Prof. Federico LECUMBERRY (. Instituto de Ingeniería Eléctrica, Departamento de Procesamiento de Imágenes, Facultad de Ingeniería; Laboratorio de Procesamiento de Señales, Institut Pasteur de Montevideo.)
  • Prof. Valentina OLIVERA-PASILIO (. Departamento de Histología y Embriología, Facultad de Medicina UDELAR)
  • Prof. Mauricio RAMOS (de Ingeniería Eléctrica, Departamento de Procesamiento de Imágenes, Facultad de Ingeniería; Laboratorio de Procesamiento de Señales, Institut Pasteur de Montevideo)
  • Dr. Jose Maria SOUZA (Centro de Investigaciones Biomédicas (CEINBIO), Departamento de Bioquímica, Facultad de Medicina UDELAR)
  • Dr. Patricia CASSINA (Departamento de Histología y Embriología, Facultad de Medicina UDELAR)

Resumen de contenido

Introducción Las mitocondrias son organelos que además de la producción de energía participan en varias funciones que son esenciales para la vida celular. Se organizan en filamentos y redes que resultan de la actividad de procesos de fusión y fisión denominados en conjunto dinámica mitocondrial. Alteraciones en la función y en la dinámica mitocondrial han sido postuladas como mecanismos patogénicos para diversas enfermedades neurodegenerativas incluyendo la enfermedad de Parkinson. Esta patología se caracteriza por la muerte selectiva de neuronas dopaminérgicas en la Sustancia Nigra lo cual ocurre de manera progresiva e inevitable. La muerte neuronal se asocia con alteraciones en las células gliales circundantes cuyo significado es controvertido. Datos previos muestran que los astrocitos pueden contribuir a la muerte neuronal y asocian la toxicidad mediada por astrocitos con alteraciones en la función y la morfología mitocondrial. La exposición de astrocitos a distintas formas de agregación de la proteína alfa-sinucleína, principal componente fibrilar de los cuerpos de Lewy, induce toxicidad a neuronas en cultivos. Con el fin de hacer un estudio más profundo de las modificaciones de la morfología mitocondrial se adquirió mediante microscopía confocal imágenes de astrocitos corticales marcados con sonda mitocondriales. Con estas imágenes se buscará determinar modificaciones en el largo y circularidad de las mitocondrias. Metodología Se abordó el problema mediante un grupo interdisciplinario constituido por ingenieros, biólogos y médicos. Para ello se utilizaron cultivos primarios de astrocitos de corteza cerebral de rata tratados durante 24 horas con las distintas formas de agregación de alfa-sinucleína, monómeros y oligómeros. Luego se incubaron con la sonda mitocondrial Mitotracker Green y se observaron en un microscopio confocal Leica TCS SP5 II de la Unidad de Microscopía Confocal de la Facultad de Medicina. Se tomaron imágenes en que se analizaron por el grupo IMAGINA. Con el fin de automatizar y acelerar el proceso de toma de medidas, se utilizó el software de análisis y procesamiento de imágenes Fiji (Schindelin, 2012). Se diseñó un plugin que permite segmentar de manera automática las mitocondrias de un conjunto de imágenes, obteniendo sobre cada mitocondria medidas del largo y circularidad.

Resultados Datos preliminares muestran modificaciones en la longitud mitocondrial frente a los diferentes tratamientos que se espera corroborar y caracterizar con el relevamiento automático. Conclusiones Profundizar en la descripción de las modificaciones morfológicas de la red mitocondrial celular permitirá aumentar el conocimiento de la participación de estos organelos en la biología celular, además de contribuir a identificar mecanismos que expliquen la patología de la enfermedad de Parkinson. Asimismo desarrollar una herramienta informática que facilite este análisis permitirá asociarla al estudio otros tipos celulares que incluyen células de fácil acceso en seres humanos tales como las células sanguíneas donde poder estudiar mecanismos, establecer diagnósticos o realizar seguimientos de respuestas a terapias. Referencias Schindelin J, Arganda-Carreras I, Frise E, et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods Nat Meth. 2012;9(7):676-682.

Palabras clave

mitocondrias, enfermedades neurodegenerativas, procesamiento de imágenes

Grupo interdisciplinario en el que se enmarca el trabajo (si corresponde)

IMAGINA: Centro de obtención y análisis de imágenes biomédicas