Estudio de la dinámica y agregación intracelular de proteínas a partir de técnicas avanzadas de microscopía de fuorescencia

LEÓN ANTONELA; SCORTICATI CAMILA; COSTA NAVARRO GUADALUPE; GAMARNIK ANDREA; SALLABERRY IGNACIO; GABRIEL MANUELA; ESTRADA LAURA C.

Congreso; 105 Reunión de la Asociación de Fïsica Argentina; 2020

Una gran variedad de respuestas biológicas se disparan en reacción a procesos que ocurren constantemente en el interior celular. Por ejemplo, la agregación en gran número de una proteína en particular, o el cambio en su movilidad pueden favorecer el desarrollo de algunas enfermedades. La posibilidad de monitorear el interior celular con alta sensibilidad y resolución espacio-temporal no solo es una poderosa herramienta para el estudio de algunas patologías, sino también para el diagnóstico temprano de enfermedades. En este trabajo pusimos a punto novísimas técnicas ópticas combinadas con la implementación de algoritmos matemáticos para su análisis e interpretación, que permitieron estudiar características de importantes proteínas previamente identicadas como esenciales en dos casos de relevancia médica: el desarrollo neuronal asociado a trastornos neuropsiquiátricos y la replicación del virus del dengue.Las neuropatologías representan un importante problema de la salud pública en las sociedades modernas y tienen una incidencia de aproximadamente 340 millones de nuevos casos al año. Entre ellas se distinguen los trastornos neuropsiquiátricos (TNs) como la esquizofrenia, la depresión y la enfermedad de Alzheimer. La proteína M6a es una glicoproteína de membrana neuronal, considerada una de las proteínas más abundantes del sistema nervioso que regula la plasticidad neuronal estructural. En humanos, distintos tipos de alteraciones en la plasticidad de esta proteína han sido asociadas a algunos TNs. Actualmente uno de los desafíos del área consiste en establecer cual/es son los mecanismos moleculares por los que M6a produce su efecto plástico. Tener esta información permitiría desarrollar tratamientos más adecuados y así como hacerlos extensivos a otras enfermedades en donde la plasticidad se encuentre comprometida.Por otro lado, el dengue es la enfermedad viral más importante transmitida por mosquitos a nivel mundial. Anualmente se registran cientos de millones de infecciones debido a este virus. Recientemente en Argentina se registró la epidemia más grande de dengue en la historia del país demostrando la necesidad de atender de forma urgente este tipo de enfermedades. La proteína de cápside juega un rol central durante el proceso de infección por dengue. Esta es una proteína viral multifuncional que tiene la función de reclutar al genoma durante la formación de nuevas partículas virales, pero también la de liberar al genoma viral durante una nueva infección. Estos dosroles opuestos, la encapsidación y el desnudamiento del genoma, son procesos esenciales para la propagación del virus; sin embargo, tanto para dengue como para otros flavivirus son mecanismos poco entendidos. En el presente trabajo altamente interdisciplinario pusimos a punto avanzadas técnicas de microscopía de fluorescencia para estudiar estos dos sistemas de gran interés por su actualidad y relevancia médica. A partir de los histogramas de recuento de fotones realizados en cada píxel de un conjunto de imágenes, tomadas in vivo a cultivos primarios de neuronas, determinamos la presencia de distintos estados de agregación de la proteína M6a observando agregados de mayor tamaño en compartimientos subcelulares del tipo endosomas. A su vez, a partir de la correlación de la intensidad de fluorescencia en distintos píxeles de imágenes confocales, pudimos trazar patrones de difusión de cápside en células infectadas con dengue obteniendo mapas del flujo molecular así como regiones donde la movilidad se veía modicada por obstáculos a la difusión.