Acciones tróficas de GABA: implicancias en la diferenciación sexual del cerebro. Trophic actions of GABA: Implications for sexual differentiation of the brain.

En el hipotalamo en desarrollo, el acido gamma-amino butirico (GABA) produce depolarizacion neuronal, pudiendo incluso disparar potenciales de accion y causar la apertura de canales de calcio dependientes de voltaje. Esto se debe a que la concentracion intracelular de Cl- es alta respecto al medio extracelular, por lo que en reposo el potencial de equilibrio de GABA es mas positivo que el potencial de membrana. A medida que el desarrollo transcurre, la concentracion intracelular de Cl- disminuye y se produce un cambio en la respuesta de depolarizante (etapa excitatoria) a hiperpolarizante (etapa inhibitoria). Se ha demostrado que este cambio ocurre tambien en neuronas hipotalamicas in vitro. El dimorfismo sexual del cerebro de los vertebrados es consecuencia de la accion del estrogeno aromatizado a partir de androgenos segregados por el testiculo durante el "periodo critico" del desarrollo cerebral. Evidencias previas de nuestro y otros laboratorios pusieron de manifiesto diferencias en el crecimiento y diferenciacion de neuronas que no podian atribuirse a la accion hormonal, ya que ocurren antes que se inicie el brusco aumento de la secrecion gonadal, alrededor del dia 18 de desarrollo embrionario en la rata (E18). Ademas de las diferencias morfologicas, encontramos diferencias sexuales en la forma que las neuronas hipotalamicas responden a muscimol, un agonista especifico del receptor GABAA. A los 9 dias in vitro (9 DIV) la respuesta a muscimol fue hiperpolarizante (etapa inhibitoria) y ademas fue de mayor amplitud, area y duracion en machos respecto a hembras. Esto nos indica que las neuronas provenientes de embriones machos son intrinsecamente diferentes a las de embriones hembra aun antes de la accion organizadora de los esteroides sexuales. En base a estas evidencias nos propusimos continuar nuestros estudios sobre la participacion de GABA en la determinacion de diferencias sexuales en el cerebro antes de la accion organizadora de los esteroides gonadales. Para ello, en cultivos de neuronas hipotalamicas de E16 separados por sexos, estudiaremos:- la respuesta a muscimol de las neuronas, en la etapa excitatoria (2 DIV) de la accion de GABA.- las composicion de subunidades de los receptores GABAA en la etapa excitatoria/inhibitoria de la accion de GABA.- la participacion de los receptores GABAA sobre el crecimiento neuritico.- la activacion de la via de las MAP quinasas por muscimol.- la participacion de los receptores GABAA sobre el crecimiento axonal inducido por estradiol in vitro.Toda la metodologia propuesta es de uso habitual en nuestro laboratorio e involucra herramientas de la electrofisiologia y la biologia celular-molecular; como patch-clamp, cultivo de neuronas hipotalamicas, Western blot, RT-PCR, entre otras. Esperamos encontrar diferencias sexuales en la amplitud, area y duracion de la respuesta de las neuronas hipotalamicas al muscimol a los 2 DIV, y que estas se deban a una diferente composicion de subunidades del receptor GABAA. En cuanto a la participacion del receptor GABAA en la neuritogenesis, esperamos encontrar mayor longitud neuritica en neuronas macho como asi tambien una activacion sexualmente dimorfica de la via de las MAP quinasas. Ademas esperamosque la accion de un antagonista del receptor GABAA interfiera con la axogenesis inducida por estradiol in vitro, caracteristica que muestra diferencia sexual tambien a favor de los machos, lo que reforzaria nuestra hipotesis. La importancia y originalidad de este proyecto reside en la evaluacion de la participacion del sistema GABAergico en la determinacion de caracteristicas que durante el desarrollo, podrian estar involucradas en la determinacion de diferencias sexuales permanentes en el cerebro adulto independientemente de la accion de los esteroides sexuales. Hasta la fecha, no ha sido evaluada la influencia de los receptores GABAA en la diferenciacion sexual del cerebro antes de la accion organizadora de los esteroides gonadales.