Biología (plan 1997) 2022-2

Quinto Semestre, Taller Nivel 1

Fisiología y fisiopatología de los ejes neuroendocrinos

Los ejes neuroendocrinos regulan funciones importantes de la adaptación fisiológica en los vertebrados. Por ejemplo, el estrés, el metabolismo general del cuerpo, la reproducción, el crecimiento y la lactancia. Nuestro grupo está interesado en comprender los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a la regulación de estos procesos fisiológicos. Una de las enseñanzas más importantes del sistema neuroendócrino es que es altamente plástico y cada eje está interelacionado con los demás, de tal modo que existe una compensación de un eje por otro cuando la demanda fisiológica de uno es alta. Esto tiene implicaciones patológicas dado que el mal funcionamiento de una parte repercute en todo el sistema, como es el caso del ovario poliquístico, la infertilidad, el síndrome metabólico y el efecto de los disruptores endocrinos.

Generación de pulsos hormonales

La regulación de los ejes neuroendocrinos se da a través de la secreción hormonal en diferentes niveles. Éstas hormonas pueden tener un efecto de retroalimentación positivo o negativa, dependiendo del contexto. Dicha secreción hormonal no es continua sino que se da en pulsos con frecuencias que varian de minutos, horas o días, dependiendo de la hormona. Surge así una de las preguntas más interesantes de la neuroendocrinología: ¿cómo se generan y mantienen los pulsos hormonales?. En el laboratorio se realizan estudios en cultivo celular, en tejidos ex vivo e in vivo para entender la señalización que subyace al establecimiento de pulsos de diferentes hormonas, las consecuencias de perder la pulsatilidad y su correlación con deficiencias fisiológicas como la infertilidad, el ovario poliquistico, el envejecimiento, etc. La microscopía juega aqui un papel fundamental. A través del uso de modelos transgénicos, en el laboratorio se realizan estudios con imágenes de alta resolución confocal y de seguimiento temporal de la dinámica celular con epifluorescencia y optogenética.

Redes celulares homotípicas y heterotípicas

Así como las neuronas en el cerebro forman redes que permiten la coordinación de las señales generadas, otros niveles de los ejes neuroendocrinos, como la hipófisis, poseen tipos celulares secretores que están organizados en redes. Cada tipo celular conforma una red llamada homotípica. La alteración de éstas redes cambia drásticamente la generación de pulsos hormonales. Por otra parte, las redes homotípica también están conectadas entre ellas. Esto crea un nuevo nivel de regulación además de los niveles ya clásicamente establecidos. Él establecimiento de las redes homotípicas y heterotípicas, su fucionamiento, la manera en que se coordinan, su ontogenia y evoución son temas que se intentan explicar en el laboratorio.

Aspectos patológicos de la neuroendocrinología

Es posible que las interacciones entre el hipotálamo, la hipófisis y los órganos blanco en la generación de pulsos puedan tener un papel importante en una serie de trastornos endocrinos y, por lo tanto, deben considerarse como un mecanismo potencial que conduce a diversas enfermedades. Por ejemplo, múltiples estudios para identificar defectos que conducen al síndrome de ovario poliquístico, se han centrado en las alteraciones a nivel del hipotálamo o del ovario. Los aspectos del trastorno, como el papel potencial de la hiperinsulinemia en la pérdida de fertilidad, se han estudiado muy pobremente en la hipófisis, pero existe evidencia fundamental de su relevancia durante el desarrollo de los organismos y se está desarrolando en el laboratorio.

El reconocimiento de que los pulsos hormonales se generan y modifican en múltiples niveles tiene implicaciones importantes para el estudio de la función normal de los ejes, pero también sobre cómo llegan a alterarse y para la identificación de objetivos terapéuticos. Esto es particularmente relevante para los tumores hipofisarios, donde la producción de hormona es en gran medida independiente de la estimulación hipotalámica. En la enfermedad de Cushing, por ejemplo, hay un marcado aumento en la secreción basal tanto de ACTH como de cortisol, y se conserva la pulsatilidad pero se vuelve menos ordenada.

Estos son algunos de los aspectos biomédicos que el laboratorio ha trabajado.

Dinámicas del curso

El taller está pensado para que lxs alumnos se introduzcan en los temas y proyectos de investigación de laboratorio y puedan elegir un modo de titulación desarrollando alguno de esos temas. El primer nivel de taller está pensado para conocer todos los elementos teóricos del funcionamiento del sistema renuroendócrino: a nivel fisiológico, morfológico, de regulación y su ontogenia. Además, se introducirán los proyectos activos del laboratorio para conocer la frontera del conocimiento del tema así como el futuro de dichas investigaciones. El segundo nivel es una introducción al laboratorio y las metodologías del mismo, es sobre todo práctico, además de clases teóricas más especializadas del tema. En éste nivel y en los siguientes lxs alumnos son capaces de eligir un tema de investigación y desarrollarlo con la supervisión de las y los profesores. Los seminarios de discusión del laboratorio son activos durante todos los niveles.

Para el primer nivel del taller (semestre 2022-2):

El curso se coordinará a través de Google Classroom.

Tendremos dos sesiones por Zoom a la semana en el horario de clases que sea acordado entre las y los alumnos interesados, así como los profesores participantes. Estas sesiones durarán entre 1-2 horas y serán grabadas.

Las actividades del curso a realizar fuera de las sesiones de Zoom están planeadas para que no consuman más de las 6 horas a la semana asignadas a la materia.

Además de presentaciones en Google slides y archivos en PDF, el curso también contará con tutorías, actividades prácticas, videos, lecturas, discusión de artículos en clase y presentaciones de invitados expertos en tópicos de la neuroendocrinología. Algunas de estas actividades serán individuales y otras en equipos.

Criterios de evaluación

• Reportes de lecturas. Consistirán en la revisión y análisis de artículos y/o capítulos de libros sobre algunas de las temáticas de la clase. Las lecturas serán asignadas previamente por los profesores. Los reportes de lectura podrán ser enviados en forma de infografías, mapas mentales, resúmenes gráficos, podcast, etc.
• Exámenes parciales. Con la finalidad de evaluar el desempeño de lxs estudiantes de manera individual, se realizarán 4 evaluaciones parciales a lo largo del semestre.
• Prácticas y ejercicios. Se desarrollarán actividades que permitan ejercitar habilidades y reforzar conceptos de los temas del curso. Las prácticas y los datos necesarios serán proporcionados por los profesores con anticipación. Se empleará software de uso libre en cada una de las prácticas.
• Participación. Lxs alumnxs deberán participar activamente en cada clase, ya sea formulando o respondiendo preguntas, discutiendo y analizando los artículos leídos.

Los porcentajes de cada rubro son los siguientes:

• Exámenes, 40%
• Reportes de lecturas, ejercicios y prácticas, 40%
• Participación, 20%

Código de ética

El curso se llevará a cabo basado en el respeto mutuo de todxs lxs participantes. No será tolerado ningún tipo de violencia, acoso o discriminación (Código de ética de la UNAM).

No será tolerado el plagio en cualquiera de sus formas, lo cual incluye el transferir respuestas entre lxs estudiantes durante los ejercicios y exámenes en línea o a casa, copiar/(traducir)/pegar fragmentos de textos ajenos y hacerlos pasar como propios, etc. (sobre el plagio).

Los profesores seremos empáticos con cualquier problema que se pudiera presentar, ya sea familiar, de salud física o mental, etc., respetando siempre la privacidad de lxs alumnxs y apegándonos a las normas y reglamentos de la UNAM.

Nos aseguraremos de tener vías de comunicación fluidas entre profesores y alumnxs, lo cual incluirá consultas periódicas y anónimas sobre la manera en que llevamos el curso y sus actividades.

Referencias y contacto

Estamos planeando una reunión virtual informativa para los estudiantes que estén interesados en el taller.

Para pronta respuesta a sus preguntas y comentarios escribir a los correos:

• tfiorde@ciencias.unam.mx
• sayorgui@ciencias.unam.mx

Algunas publicaciones de interés:

• Hoa O, Lafont C, Fontanaud P, Guillou A, Kemkem Y, Kineman RD, Luque RM, Fiordelisio Coll T, Le Tissier P, Mollard P. Imaging and Manipulating Pituitary Function in the Awake Mouse. Endocrinology. 2019 Oct 1;160(10):2271-2281. doi: 10.1210/en.2019-00297. PMID: 31329247; PMCID: PMC6760335.
• Santiago-Andres Y, Golan M, Fiordelisio T. Functional Pituitary Networks in Vertebrates. Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Jan 27;11:619352. doi: 10.3389/fendo.2020.619352. PMID: 33584547; PMCID: PMC7873642.
• Toufaily C, Fortin J, Alonso CA, Lapointe E, Zhou X, Santiago-Andres Y, Lin YF, Cui Y, Wang Y, Devost D, Roelfsema F, Steyn F, Hanyaloglu AC, Hébert TE, Fiordelisio T, Boerboom D, Bernard DJ. Addition of a carboxy-terminal tail to the normally tailless gonadotropin-releasing hormone receptor impairs fertility in female mice. Elife. 2021 Dec 23;10:e72937. doi: 10.7554/eLife.72937. PMID: 34939930; PMCID: PMC8741216.

Para conocer más sobre las líneas de investigación en el laboratorio, pueden ver el siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=PxpVHTrreDI