TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL GRADO DE MAESTRO, 2018-2
Ronald Demetrio Navarro Oviedo; Telmo Agustín Mejía García; Jose Santiago Escala Condori
Objetivo
Determinar los efectos epiléticos inducidos por la administración de acetato de plomo con la consiguiente alteración anatómica del área hipocampal y el subsiguiente decremento de la viabilidad celular en los cultivos mixtos de retina de rata pré y póst-natales de la especie Rattus norvegicus.
Resumen:
Las implicancias de todo estrés oxidativo generan la pérdida del balance de óxido-reducción celular, es decir, favorece el “incremento de los niveles de radicales libres”. Esta disfunción celular en los sistemas de antioxidantes conlleva a un daño y muerte celular progresiva. En el sistema nervioso central, la exposición de metales pesado como el plomo (Pb) podría interactuar con el glutamato (neurotransmisor excitatorio), a través de su liberación extracelular produciendo de esta forma un efecto exacerbado y subsecuente activación de mecanismos epileptiformes que causarían en muerte celular debido a la acumulación de radicales libre inducidos por este estrés oxidativo. El Pb, es considerado una neurotoxina y representa uno de los mayores riesgos en la industrialización de las ciudades debido a la polución generada. Este metal permite el desencadenamiento de alteraciones intracelulares y amplificada por la excitoxicidad del glutamato resultaría en la muerte celular a través de apoptosis o necrosis. En el presente estudio se pretende investigar el efecto del plomo como inductor de un proceso epileptiforme a través de la liberación y consiguiente excitotoxicidad de glutamato en ratas en etapa prenatal y postnatal durante 60 días de administración oral de la sustancia neurotóxica, acetato de plomo (10 mg/mL). Asimismo, utilizaremos el modelo de cultivo de células retinales de rata P1C2, e incubaremos con acetato de plomo y glutamato para la determinación de su efecto en procesos epileptiformes verificando la producción de una gliosis reactiva, aumento de radicales libres (ROS), viabilidad celular y muerte celular. De otro lado, se utilizará el inhibidor farmacológico N-acetilcisteina o escavenger de óxido nítrico (PTIO), como antioxidantes para bloquear el efecto de muerte celular correspondiente a la producción de radicales libre. Finalmente, es de acción inmediata desarrollar esta investigación pues consideramos de real trascendencia en torno a este problema de salud y más aún en buscar nuevas alternativas terapéuticas que resuelvan situaciones palpables para nuestra población que comprometen la finísima orquesta de las células neuronales en el sistema nervioso central.
Palabras clave
NEUROTRANSMISOR, RADICAL LIBRE, NAC, PTIO, CULTIVOS DE CÉLULAS NEURONALES, ACETATO DE PLOMO, EPILEPTIFORME, RATTUS NORVEGICUS, UNSA, AREQUIPA.
Problema central
En el Perú, un sin número de personas sufren de demencia y/o enfermedades neurodegenerativas. Según el Instituto Nacional de Ciencias Neurológicas (2015) del total de pacientes atendidos en el servicio de neurología por consulta externa, el 10.76% pertenecieron al departamento de enfermedades neurodegenerativas, representando un incremento del 26.4% respecto del 2014. Por todo ello es de acción inmediata producir investigación en torno a estos problemas de salud y más aún en buscar nuevas alternativas terapéuticas que resuelvan situaciones palpables para nuestra población. Por tanto, consideramos de real trascendencia analizar el efecto del plomo en la inducción experimental de epilepsia usándose como coadyuvante el neurotransmisor glutamato en cultivos neuronales y analizar sus subsiguientes desordenes neurodegenerativos.
Hipótesis planteada
Si, en el sistema nervioso central, la exposición de metales pesado como el plomo (Pb) y sumado al sinergismo con elementos trazas como el glutamato (Pb-Glut) encontrado en los alimentos tipo snack (industrializados) – podrían exacerbar la señalización glutamatérgica vía activación de receptores NMDA, entonces favorecerían procesos epileptiformes recurrentes en el sistema neuronal de los seres humanos. Por lo que los modelos “in vitro” de los cultivos neuronales de retina de rata simularían herramientas biológicas importantes para desvendar los mecanismo moleculares sobre la producción de estrés oxidativo y nitrosativo neuronal, conllevando de esta forma, a la producción de radicales libres como anión superóxido, peróxido de hidrogeno, peroxinitrito, nitratos y nitritos por lo que finalmente amplificaría la liberación extracelular y excitotóxica del glutamato en procesos epileptiformes y por tanto dicha disfunción en los sistemas de antioxidantes favorecería la muerte de células neuronales progresivamente.
Resultados esperados
01 Nro. de nuevos profesionales con diploma magistral
01 Nro. de Artículos publicados en revistas indizadas web of science o scopus
01 Nro. de ponencias realizadas Internacionalmente.
01 Nro. de Tesis de maestría presentadas o publicadas
Impactos esperados
Impacto social:
- Promover y estimular el Interés científico en la neurobiología celular y molecular, masificando el uso del modelo de cultivo celular "in vitro".
- Generar una línea de investigación molecular en enfermedades neurodegenerativas específica en epilepsia, para alumnos de pré-grado y póst-grado.
- Conocer mejor los mecanismos moleculares de la exitotoxicidad producida por plomo en la activación de un proceso epiléptico en las células neuronales del SNC y desarrollar alternativas terapéuticas.
Impacto económico:
- Generar conocimiento en el desarrollo de enfermedades neurodegenertivas para un mejor diagnostico y posibles tratamientos mas efectivos.
- Mantener nexos importantes con universidades o centros de investigación internacional de tal forma que se pueda establecer trabajos en colaboración y siempre exista la posibilidad de intercambio o pasantías para alumnos en los diversos niveles.
Impacto ambiental:
- Poner en conocimiento y tomar conciencia del problema de la contaminación ambiental por plomo en la ciudad de Arequipa y sus efectos en la salud de la población.