Investigación

Grupos de Investigación

Fisiología, Biofísica y Neurociencias.

Tradicionalmente en el Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias se han cultivado las disciplinas alusivas a su nombre. No obstante, ante la diversificación y la consiguiente subespecialización de cada una ellas, se ha impuesto la necesidad de formar grupos de investigación en torno a problemas o líneas de investigación comunes. El enfoque multidisciplinario de los problemas, mediante el empleo de abodajes electrofisiológicos, y de biología celular y molecular ha enriquecido notablemente el conocimiento sobre la organización de sistemas y de sus alteraciones.

En el departamento contamos con las siguientes líneas de investigación:

Grupos de Investigación

  1. Acceso de medicamentos y fármacos a través de epitelios y endotelios
  2. Diferenciación, desarrollo, inflamación y cáncer

  3. Biología Molecular y Biofísica de canales

  4. Endocrinología

  5. Integración sensorimotora en la médula espinal

  6. Medioambiente y lesión celular

  7. Neurobiología del desarrollo

  8. Neurofarmacología

  9. Patologías del sistema nervioso

  10. Terapia génica

  • Acceso de medicamentos
    y fármacos a través
    de epitelios y endotelios

  • Biología Molecular
    y Biofísica
    de Canales

  • Diferenciación,
    desarrollo,
    inflamación y cáncer

  • Endocrinología


  • Integración
    sensorimotora
    en la médula espinal

  • Medio Ambiente y
    lesión celular

  • Neurobiología
    del desarrollo

  • Neurofarmacología


  • Patologías
    del
    Sistema Nervioso

  • Terapia Génica


Acceso de medicamentos y fármacos a través de epitelios y endotelios

Área PECITI: 15 Farmacéutica y Ciencias de la Salud

 

Los epitelios constituyen la frontera entre el individuo y el medio externo. Con el fin de alcanzar a su blanco biológico, muchas drogas con impacto farmacológico en la salud humana, necesitan transitar a través de epitelios y endotelios. Si la droga es de naturaleza lipofílica puede atravesar con facilidad la membrana plasmática de epitelios y endotelios. En cambio, si el fármaco es hidrofílico, la membrana plasmática constituirá una barrera y en consecuencia la droga tendrá que pasar la capa epitelial o endotelial por el espacio intercelular existente entre las células vecinas. El tránsito por esta ruta conocida como paracelular se regula por una estructura de contacto célula-célula denominada unión estrecha (UE). En este grupo, nos interesa facilitar la absorción de fármacos y agentes terapéuticos a través de las UE de los epitelios y de la barrera hematoencefálica (BHE). Esta última regula el ingreso al parenquima cerebral de las moléculas y células presentes en los vasos del cerebro y está integrada por las UEs de las células endoteliales de la microvasculatura cerebral en contacto con los pies de los astrocitos. La apertura transitoria de las UEs se plantea como una nueva estrategia en el campo de la farmacología porque existe en la clínica el interés por disminuir la administración de fármacos hidrosolubles por la vía parenteral y de aumentar en cambio su absorción a través de los epitelios. Además, cuando se presenta una infección o un tumor cerebral, hay una necesidad urgente de enviar antibióticos o quimioterapéuticos al cerebro, que por su naturaleza química no atraviesan la BHE. Nosotros estudiamos el efecto de ciertas proteínas y péptidos sobre la apertura controlada y reversible de las UEs, tanto en células en cultivo como en modelos in vivo de absorción intestinal y de tránsito al parénquima cerebral. Así mismo analizamos la capacidad de las células troncales neurales de cruzar la BHE para servir como conducto para el envío de terapia génica a los tumores cerebrales.


Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. Marcelino Cereijido Mattioli

Dra. Lorenza González-Mariscal Muriel

Dr. Fanis Missirlis

Biología Molecular y Biofísica de canales

Área PECITI: 2 Medicina

 

Las células excitables y no excitables contienen un gran repertorio de canales iónicos y receptores que les confieren propiedades intrínsecas relevantes para su funcionamiento. Por lo que es muy importante estudiar sus propiedades biofísicas y los mecanismos que regulan su expresión y modulación, así como su papel en diversas funciones celulares.

Los objetivos de investigación que tiene este grupo de trabajo son:

1. Caracterizar la modulación sináptica del sistema neurosecretor órgano X-glándula sinusal de los crustáceos.

2. Evaluar la fisiología y fisiopatología molecular de los canales de Ca2+ neuronales sensibles al voltaje.

3. Determinar el papel de los canales iónicos u de los receptores inotrópicos y metabotrópicos en la modulación de la excitabilidad neuronal y la transmisión sináptica.

4. Estudiar la participación de los canales iónicos y receptores inotrópicos y metabotrópicos en la modulación de la excitabilidad neuronal, así como su función de las células no neuronales y su papel en la actividad motriz y en diversas patologías como el Parkinson y el dolor crónico.

Las técnicas experimentales empleadas en estas investigaciones incluyen la evaluación de la actividad eléctrica mediante técnicas electrofisiológicas con registro intracelular, extracelular y de patch clamp en fijación de corriente y de voltaje. Los estudios llevados a cabo mediante estas técnicas con frecuencia se acompañan de mediciones usando indicadores fluorescentes, así como de métodos bioquímicos, inmunocitoquímicos, de biología molecular, farmacológicos y conductuales.


Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. José Rodolfo Delgado Lezama

Dr. Ubaldo García Hernández

Dra. María del Refugio García Villegas

Dr. Arturo Ponce Balderas

Dr. Jorge Noel Quevedo Durán

Diferenciación, desarrollo, inflamación y cáncer

Área PECITI: 2 Medicina

 

A pesar de que todas las células de un animal tienen la misma información genética, durante el desarrollo los procesos celulares de proliferación, migración, adhesión, diferenciación y muerte, se activan para formar tejidos y órganos distintos. En este grupo investigamos cómo se desarrollan los tejidos epiteliales, gliales y neuronales y los órganos como el riñón, intestino y el ala de Drosophila. Investigamos también cómo se modifican los procesos celulares mencionados en respuesta a señales del ambiente como hormonas, metales, citocinas y factores de crecimiento, cómo varían en estados fisiológicos como el ejercicio y estados patológicos como la inflamación, la hipertensión, el cáncer y procesos de metástasis. En estos estados patológicos se manifiesta la estrecha relación que guarda la adhesión celular, como la determinada por las uniones oclusoras y al substrato y las sinapsis, con la proliferación, la migración y la sobrevivencia celulares. Las células normales y diferenciadas como las epiteliales, foliculoestelares y las neuronales, se adhieren con sus semejantes y al sustrato y adquieren una forma característica. En cuanto proliferan o migran, las células activan mecanismos que debilitan su adhesión, promueven migración y envían señales al núcleo celular que cambian su patrón de expresión genética. En las células inflamadas, cancerosas o en metástasis, estos mecanismos están alterados, provocando despegue y proliferación patológicos.

Analizamos los mecanismos de control y rutas de señalización en cultivos celulares y en organismos completos como ratones, ratas y moscas, en los que se expresan proteínas mutantes y a las que detectamos con técnicas bioquímicas, inmunofluorescencia, espectrometría de metales y microscopías avanzadas. Medimos las consecuencias de la expresión de las mutantes en las funciones de los tejidos mediante registros electrofisiológicos, videomicroscopía y análisis del comportamiento de animales. Dada la naturaleza compleja de los fenómenos que estudiamos, es necesario abordarlos con un enfoque multidisciplinario y de sistemas.


Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. Marcelino Cereijido Mattioli

Dr. Rubén Gerardo Contreras Patiño

Dra. María del Refugio García Villegas

Dra. Lorenza González-Mariscal Muriel

Dr. Daniel Martínez Fong

Dra. María Eugenia Mendoza Garrido

Dr. Marcos Nahmad Bensusan

Dr. Porfirio Nava Domínguez

Dr. Arturo Ponce Balderas

Dr. José Segovia Vila

Dra. Liora Shoshani

Dra. María del Carmen Vivar Estudillo

Endocrinología

Área PECITI: 2 Medicina

 

La endocrinología es una rama de la fisiología que estudia uno de los mecanismos involucrados en el mantenimiento de la homeostasis a través de mensajeros químicos conocidos como hormonas. Las hormonas regulan desde aspectos conductuales tales como reproducción, respuesta al estrés, respuesta a los cambios químicos y físicos ambientales, así como la diferenciación celular y el desarrollo y metabolismo corporal, por mencionar algunos.

En nuestro Departamento se estudian diferentes aspectos endocrinológicos, en especial aquellos que se relacionan con los mecanismos neuro-endócrinos y las complejas interacciones bidireccionales con otros sistemas, el crecimiento y desarrollo corporal, el inmunológico y el de las barreras epiteliales. Además, se investigan patologías del sistema endocrino como la diabetes en relación al desarrollo neural y la función renal. Por otra parte, también se investigan los mecanismos involucrados en la producción y respuesta a las hormonas de la relación huésped-parásito, en parásitos como el cisticerco, que constituyen un importante problema de salud em México.

Para ello se utilizan diferentes modelos biológicos, como animales invertebrados como la mosca de la fruta y crustáceos, roedores y líneas celulares, así como diferentes estrategias experimentales que involucran técnicas electrofisiológicas, de biología celular y molecular, así como bioquímicas y de análisis conductual.


Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. Ubaldo García Hernández

Dra. Gabriela González-Mariscal Muriel

Dr. Ismael Jiménez Estrada

Dra. María Eugenia Mendoza Garrido

Dr. Fanis Missirlis

Dr. Arturo Ponce Balderas

Dra. Marta Catalina Romano Pardo

Integración sensorimotora en la médula espinal

Área PECITI: 2 Medicina

 

Las funciones integrativas del sistema nervioso central (SNC) dependen de la interacción entre los sistemas sensorial y motriz. Tales sistemas están organizados jerárquicamente en diferentes niveles del SNC y cada uno de ellos está relacionado con diversas funciones. La médula se encarga de regular la información sensorial no-nociceptiva y nociceptiva, tanto somática como visceral, así como de coordinar los detalles espaciotemporales de la contracción muscular necesaria para la ejecución de los movimientos planeados en los niveles superiores. La médula espinal es también responsable de regular la información sensorial a nivel pre- y postsináptico, lo cual permite filtrar y seleccionar la información sensorial relevante para el SNC, y de modular las propiedades de disparo de distintos grupos de interneuronas y motoneuronas a través de diversos mecanismos y neuromoduladores, lo cual se traduce en cambios en la magnitud de los reflejos espinales para adaptar los movimientos a una tarea determinada y asegurar la generación de un patrón correcto de actividad muscular, ya sea durante movimientos voluntarios o movimientos estereotipados, como la locomoción o el rascado.

Las líneas de investigación que abarca este grupo de investigadores contemplan diversos aspectos de la integración sensorial y motriz. Los proyectos están dirigidos a estudiar el desarrollo ontogénico de la médula espinal, las propiedades fisiológicas de los receptores musculares, cutáneos y articulares, la regulación de la eficacia sináptica de las fibras aferentes, las propiedades intrínsecas de las neuronas espinales, la organización de los circuitos neuronales involucrados en la generación de diversas respuestas reflejas, así como de la actividad espontánea y de actividades rítmicas, como la locomoción y el rascado. También se estudian las alteraciones producidas en estos circuitos por lesiones centrales y de nervios periféricos, durante la inflamación aguda, o como consecuencia de deficiencias alimentarias perinatales o de enfermedades como la diabetes mellitus. Para este fin se utilizan diferentes abordajes como la médula espinal aislada de roedores neonatos y de la tortuga adulta, así como preparaciones de roedores y felinos antestesiados o descerebrados, en reposo o durante la locomoción ficticia inducida con fármacos o por la estimulación mesencefálica, y preparaciones de roedores durante la marcha sin restricciones. Aunque las técnicas electrofisiológicas (registro de potenciales extracelulares de campo, registro intracelular con electrodos finos o para "patch clamp") y las herramientas computacionales son las más explotadas, también se hace uso de herramientas farmacológicas, inmunohistoquímicas y de biología molecular.

 

Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. José Rodolfo Delgado Lezama

Dr. Ismael Jiménez Estrada

Dr. Jorge Noel Quevedo Durán

Dr. Pablo Rudomín Zevnovaty

Medio Ambiente y lesión celular

Área PECITI: 15 Farmacéutica y Ciencias de la Salud

 

En los mamíferos superiores, entre ellos el humano, hay un conjunto de estructuras denominadas epitelios, que se encuentran en contacto con el medio ambiente. Estos se encuentran formando parte de la piel, la córnea del ojo, el intestino y el riñón entre otros. Los epitelios son el primer sitio de contacto de los agentes ambientales con el organismo. Cuando estos agentes son nocivos, pueden desarrollarse padecimientos como el cáncer de piel, las diarreas o las bronconeumonías. En el caso de los epitelios del hígado y del riñón, pueden ocurrir lesiones severas secundarias a la exposición a metales pesados, como son el plomo, el mercurio, el cromo o el cadmio, ya que estos metales se acumulan en dichos órganos. En el Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias se realizan diversos estudios de las alteraciones producidas por algunos agentes ambientales en varios epitelios.

 

Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. José Antonio Gilberto Arias Montaño

Dra. Lorenza González-Mariscal Muriel

Dra. María Eugenia Mendoza Garrido

Dr. Fanis Missirlis

Dr. Porfirio Nava Domínguez

Neurobiología del desarrollo

Área PECITI: 2 Medicina

 

La organización anatomo-funcional de un organismo adulto se encuentra determinada por su historia ontogénica. Esta se encuentra delimitada, a su vez, por patrones de desarrollo prenatales así como de maduración postnatal. Este grupo estudia los procesos prenatales y postnatales del desarrollo, especí:ficamente, se estudian los mecanismos por los que el sistema endócrino y de diferentes sistemas de neurotransmisores como el glutamatérgico e histaminérgico influyen en el desarrollo pre y postnatal del sistema nervioso central (SNC). De igual forma, se estudia la participación de algunos genes como Gas1 en el desarrollo del SNC.

El proceso de neurogénesis también se lleva a cabo en el cerebro adulto. En este grupo de investigación también se estudian los mecanismos involucrados en el proceso de neurogénesis de la etapa adulta y su modulación por factores externos como la nutrición y el ejercicio.

Los investigadores incorporados a este grupo abordan estos temas desde diversas perspectivas, que incluyen desde la biología molecular hasta la fisiología integrativa utilizando ténicas de biología celular, molecular, electrofisiológicas y conductuales.

 

Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. José Antonio Gilberto Arias Montaño

Dra. Gabriela González-Mariscal Muriel

Dr. Rafael Gutiérrez Aguilar

Dr. Ismael Jiménez Estrada

Dra. María Eugenia Mendoza Garrido

Dr. Fanis Missirlis

Dr. Jorge Noel Quevedo Durán

Dra. Marta Catalina Romano Pardo

Dr. José Segovia Vila

Dra. María del Carmen Vivar Estudillo

Neurofarmacología

Área PECITI: 15 Farmacéutica y Ciencias de la Salud

 

El grupo de Neurofarmacología tiene líneas de investigación encaminadas a entender las bases farmacodinámicas de la acción de drogas en el sistema nervioso central. Los estudios van desde el entender los mecanismos de acción terapéutica hasta entender los mecanismos de generación de efectos tóxicos por la acción de los fármacos sobre eventos pre- o postsinápticos, tanto a nivel de la membrana celular como a nivel de las vías de señalización intracelular.   Las líneas específicas comprenden: drogas de adicción: canabinoides, fenciclidina, opioides y anfetaminas; fármacos antiparkinsónicos: levodopa, agonistas dopaminérgicos, antagonistas anticolinérgicos, adenosinérgicos e histaminérgicos. Se estudian también los mecanismos de producción de la acción tóxica de la  terapia con L-DOPA que conduce a la producción de las discinesias y la manera de prevenirlas o controlarlas. También se tiene una línea de investigación sobre los efectos de la transfección de factores neurotróficos sobre la hipersensibilidad de los receptores dopaminérgicos que trae consigo la pérdida de la acción de la dopamina.

 

Profesores que estudian esta línea de investigación:

Dr. Jorge Aceves Ruíz

Dr. José Antonio Gilberto Arias Montaño

Dr. José Rodolfo Delgado Lezama

Dr. Benjamín Florán Garduño

Dr. Ubaldo García Hernández