Browsing by Author "Carnicero Arnanz, Beatriz"

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    Estudio del efecto subletal de saxitoxina en la coordinación sensorial-motriz temprana en pez cebra (Danio rerio).
    (Universidad de Concepción, 2025) Carnicero Arnanz, Beatriz; Boltaña Harms, Sebastián
    El aumento en la frecuencia e intensidad de las Floraciones Algales Nocivas es un fenómeno complejo y multifactorial, con raíces en el cambio climático, la eutrofización y otros factores antropogénicos. Este fenómeno ha sido objeto de creciente preocupación desde los años 1970-1980, y continúa siendo un desafío significativo para la gestión de los recursos acuáticos y la salud pública a nivel mundial. En Chile, las Floraciones Algales Nocivas, especialmente las provocadas por Alexandrium catenella, han mostrado un aumento en frecuencia y severidad, afectando negativamente la economía local y la salud pública, como se observó en la crisis de la Marea Roja en 2016. La saxitoxina, una neurotoxina producida por este dinoflagelado, ha demostrado ser particularmente nociva al bloquear los canales de sodio en las neuronas, lo que interfiere con la función nerviosa y causa daños significativos tanto en organismos acuáticos, incluyendo peces y bivalvos, como en mamíferos. Estos efectos comprenden desde mortalidad, alteraciones morfológicas y fisiológicas, y cambios conductuales. Aunque su mecanismo de acción y los efectos sintomáticos agudos están bien documentados, y existen normativas basadas en estudios que identifican umbrales de seguridad, se sabe poco sobre el impacto de la exposición prolongada a esta neurotoxina en niveles inferiores a esos estándares, especialmente considerando el papel crucial de la actividad eléctrica celular en el neurodesarrollo. El objetivo principal de este estudio fue dilucidar el efecto subletal de la saxitoxina, a nivel molecular y celular, que subyace la coordinación sensorial-motriz temprana, utilizando el pez cebra (Danio rerio) como modelo in vivo. Para ello, se realizaron ensayos de exposición prolongada a dosis bajas de saxitoxina, previamente determinadas, desde el embrión en estadio de anillo germinal (5.6-6 horas postfertilización) hasta larvas de 168 horas postfertilización. Por consiguiente, la saxitoxina demostró afectar la conducta táctil temprana en peces incluso a concentraciones mínimas, correlacionándose con una sobreexpresión de isoformas específicas de los canales de sodio dependientes de voltaje, (scn8aa/scn8ab y scn1Laa/scn1Lab) y con modificaciones en la expresión de genes fundamentales en las vías colinérgicas (chat y ache) y GABAérgicas (gabra1 y gat1). Asimismo, 1 µg/L de saxitoxina indujo una reducción en los niveles del neurotransmisor GABA. Esto indica que la exposición prolongada a umbrales inferiores de los estandarizados puede comprometer de manera significativa la respuesta táctil y la integridad de la neurotransmisión. Esta investigación es presentada en el capítulo 1: “Neurotoxicidad Subletal de Saxitoxina en el desarrollo temprano del pez cebra: Impacto en la función sensorimotora y los sistemas de neurotransmisión” y el manuscrito publicado puede encontrarse en el Anexo III. Además, la exposición de 1 y 100 µg/L de saxitoxina, durante las primeras 24 horas postfertilziación, modificaron la neurogénesis de neuronas mecanosensoriales Rohon-Beard, provocando un retraso en su transformación fenotípica a la menor concentración, mientras que a la concentración más elevada se observó una aceleración de este proceso, así como una alteración en su migración. Por otro lado, las neuronas del ganglio de la raíz dorsal no presentaron modificaciones morfológicas discernibles. Estos resultados son documentados en detalle en el capítulo 2: “El papel de la Saxitoxina subletal en el desarrollo de las neuronas espinales en el pez cebra: Rohon-Beard y Ganglio de la Raíz Dorsal”. También, implementamos un modelo de pez cebra transgénico, Tg(hb9:GFP), en el cual las motoneuronas expresan Proteína Fluorescente Verde, y se investigó el efecto de 100 µg/L de saxitoxina sobre el desarrollo de su axón principal. Los resultados indicaron que la saxitoxina induce un retraso significativo en la axonogénesis de neuronas motoras. Esta investigación se presenta en el capítulo 3: “Neurotoxicidad de la saxitoxina: Efectos subletales en el desarrollo de los axones motores en el pez cebra transgénico hb9:GFP”. Por último, examinamos el impacto de 1 µg/L de saxitoxina en el mecanismo epitranscriptómico de la modificación N6-metiladenosina a las 120 horas postfertilización. Utilizando secuenciación directa de ARN, se identificó que la modificación N6-metiladenosina desempeña un papel fundamental y exhibe un patrón de alteración en el desarrollo neuronal en respuesta a la exposición a saxitoxina. El detalle de estos resultados es presentado en el capítulo 4: “Exploración de la Modificación Epitranscriptómica en Larvas de Pez Cebra expuestas a bajos niveles de Saxitoxina”. Este trabajo indica que la exposición a saxitoxina, por debajo del umbral de seguridad, interfiere en el correcto desarrollo de la coordinación sensorial-motriz temprana. También, ofrece nuevas perspectivas sobre los efectos subletales de la saxitoxina, señalando posibles biomarcadores moleculares y la consideración del pez cebra bajo un enfoque transgénico y ómico para el estudio y detección de Floraciones Algales Nocivas; sumado a subrayar la importancia de realizar investigaciones adicionales para comprender mejor el impacto de estas toxinas en los ecosistemas acuáticos y desarrollar estrategias de gestión adecuadas frente a Floraciones Algales Nocivas.
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