Plasticidad Neuronal

Alejandro F. Schinder - Fundación Instituto Leloir

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Nuestro laboratorio investiga mecanismos de plasticidad del cerebro adulto de los mamíferos. Como modelo estudiamos la neurogénesis que ocurre en el giro dentado del hipocampo, que contiene células madre neurales capaces de generar neuronas granulares (GCs) durante toda la vida. En particular nos enfocamos en dos aspectos centrales de este proceso: 1) los factores que modulan el desarrollo y la integración funcional de GCs nuevas en los circuitos preexistentes; 2) las modificaciones que se producen en el procesamiento de información en el giro dentado como consecuencia de la neurogénesis adulta.

El hipocampo adulto contiene células madre neurales (NSC) autorenovables que generan neuronas durante toda la vida. La relevancia funcional de la neurogénesis adulta en la función cerebral es un tema sometido a intensa experimentación y debate. Mi laboratorio está interesado en las modificaciones plásticas que se producen en los circuitos del hipocampo adulto a partir de la incorporación de nuevas células granulares (GCs). El impacto de las GCs nuevas en la función del hipocampo está determinado principalmente por su número, conectividad, propiedades sinápticas, y excitabilidad. En los últimos años, hemos combinado marcado retroviral con optogenética para investigar cómo las neuronas nuevas se integran en las redes neurales existentes en el hipocampo. Hemos utilizado reporteros fluorescentes para comparar GCs nacidas durante el desarrollo y la adultez, y encontramos que las GCs nacidas en ambos estadios convergen en una población homogénea con conectividad y propiedades funcionales que se hacen indistinguibles al momento en que alcanzan la madurez. A través de la optogenética pudimos describir su output y demostrar que las GCs generadas en el cerebro adulto establecen sinapsis sobre diferentes tipos neuronales del hipocampo. Durante todos estos años mantuvimos dos preguntas simples en mente: ¿Por qué el hipocampo adulto (y no otras regiones del cerebro) genera neuronas? ¿Qué propiedades especiales podría hallarse en las neuronas nuevas? Recientemente encontramos que una de las características más importantes sería lo que las GCs nuevas son capaces de hacer durante las etapas inmaduras del desarrollo neuronal: las GCs inmaduras son muy fácilmente activables (sensibles a la actividad aferente) y, por lo tanto, capaces de integrar una amplia variedad de estímulos sinápticos cuando se las compara con neuronas maduras, que a su vez muestran una respuesta muy específica. Esta capacidad única de procesamiento de señales permanece efectiva sólo durante un período crítico que termina en cuanto las GCs llegan a un estadio maduro. Concluimos entonces que la neurogénesis adulta sirve para mantener cohortes renovables de GCs altamente integradoras en el giro dentado. Actualmente investigamos los mecanismos que subyacen a estas propiedades de red conferidos por GCs inmaduras, a la vez que diseñamos nuevos enfoques para la dilucidar su relevancia conductual.

Trinchero MF, Buttner KA, Sulkes Cuevas JN, Temprana SG, Fontanet PA, Monzón-Salinas MC, Ledda F, Paratcha G, Schinder AF Plasticity of New Granule Cells in the Aging Hippocampus. Cell Rep. 2017 Oct 31;21(5):1129-1139. doi: 10.1016/j.celrep.2017.09.064. PMID: 29091753

Alvarez DD, Giacomini D, Yang SM, Trinchero MF, Temprana SG, Büttner KA, Beltramone N, Schinder AF. A disynaptic feedback network activated by experience promotes the integration of new granule cells.  Science. 2016 Oct 28;354(6311):459-465. Epub 2016 Oct 27. PMID: 27789840

Yang SM, Alvarez DD, Schinder AF. Reliable Genetic Labeling of Adult-Born Dentate Granule Cells Using Ascl1 CreERT2 and Glast CreERT2 Murine Lines.  J Neurosci. 2015 Nov 18;35(46):15379-90. doi:  10.1523/JNEUROSCI.2345-15.2015. PMID: 26586824

Delayed coupling to feedback inhibition during a critical period for the integration of adult-born granule cells. Temprana SG, Mongiat LA, Yang SM, Trinchero MF, Alvarez DD, Kropff E, Giacomini D, Beltramone N, Lanuza GM, Schinder AF. Neuron. 2015 Jan 7;85(1):116-130. doi: 10.1016/j.neuron.2014.11.023. Epub. 2014 Dec 18. PMID: 25533485

Unique processing during a period of high excitation/inhibition balance in adult-born neurons. Marín-Burgin A, Mongiat LA, Pardi MB, Schinder AF. Science. 2012 Mar 9;335(6073):1238-42. doi: 10.1126/science.1214956.  2012 Jan 26. PMID: 22282476





Alejandro Schinder
Jefe de Laboratorio - aschinder@leloir.org.ar
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Damiana Giacomini
Investigadora Asistente CONICET
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Verónica Piatti
Investigadora Asistente CONICET
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Mariela Trinchero
Becaria Posdoctoral CONICET
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Ayelén Groisman
Becaria Doctoral - CONICET
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Paula González Giqueaux
Becaria Doctoral - CONICET
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Natalí Rasetto
Becaria Doctoral - CONICET
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María Cristina Monzón
Técnica de Laboratorio
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Magalí Herrero
Tesinista de Licenciatura en Ciencias Biológicas
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Natalia Soldi
Tesinista de Licenciatura en Ciencias Biológicas