El grupo estudia los procesos fisiológicos, celulares y moleculares involucrados en la secreción de hormonas sexuales, gametogénesis, ovulación y espermiación, como así también el control neuroendocrino de la actividad de las gónadas de dos especies de anfibios anuros autóctonos del NOA y NEA, Rhinella arenarum, Leptodactylus chaquensis.

Los anfibios, especies que actúan como sensores biológicos, han evidenciado en los últimos años una sensible disminución en el número de ejemplares debido a la fragmentación de sus hábitats naturales. Por esta razón, el objetivo de nuestras investigaciones es avanzar en el conocimiento de la biología reproductiva de estos vertebrados a fin de establecer las bases para lograr su reproducción en cautiverio, bajo condiciones controladas.

Para lo cual, se desarrollan los siguientes temas:

1. Estudio de la función gonadal

Se analizan los aspectos celulares y moleculares más relevantes de los eventos que conducen a la formación y liberación de gametos, como así también a la secreción de hormonas esteroideas sexuales y la determinación de sus niveles circulantes. Nuestros resultados permitirían avanzar en el conocimiento de factores determinantes en la formación de gametos competentes para la fecundación y de la fisiología reproductiva de anfibios anuros.

En relación al gameto masculino, se plantea evaluar los parámetros involucrados en la determinación de la calidad fecundante del espermatozoide y establecer los requerimientos iónicos y/o moleculares necesarios para la inducción de la reacción acrosómica. Los datos obtenidos nos permitirían potenciar el valor predictivo de la calidad espermática, previo al desarrollo de técnicas de fecundación in vitro que podrían ser extrapolables a otras especies de anfibios anuros.

2. Estudio del control neuroendocrino de la actividad reproductora

Considerando que el ciclo sexual de los anfibios es estacional, se investiga la participación de los sistemas de control en la función reproductora, con especial énfasis a la regulación nerviosa. Los resultados de estos estudios permitirían conocer las características de la inervación a nivel de los órganos del sistema reproductor, los efectos de su estimulación, la identificación de los neurotransmisores y receptores con los que interactúan.

El grupo de trabajo, interdisciplinario e interinstitucional, investiga el efecto del uso indiscriminado de agroquímicos debido a sus implicancias ambientales que ponen en riesgo la salud humana y de los animales de vida silvestre, Bioecología.

Nuestro objetivo es seleccionar productos naturales que interfieran en procesos fisiológicos propios de insectos plaga, a fin de reducir los efectos nocivos de los pesticidas sintéticos sobre el medio ambiente. Por ello se evalúan los efectos de extractos y aceites esenciales obtenidos de flora nativa del NOA, sobre plagas de interés agrícola regional.

En el laboratorio se llevan a cabo Bioensayos de maduración in vitro de un anfibio regional, Rhinella arenarum que permiten evaluar comparativamente la capacidad de disrupción endócrina de los agroquímicos y los compuestos obtenidos a partir de flora nativa.

En los resultados experimentales se aplica la teoría matemática de los sistemas dinámicos no lineales para modelizar y simular la dinámica de los procesos biológicos, permitiendo determinar y cuantificar parámetros de interés biológico.

El grupo de trabajo investiga las biomoléculas sintetizadas y secretadas por el oviducto que son claves en los eventos de la reproducción de anfibios.

El modelo experimental en el cual se desarrollan nuestras investigaciones, es el anfibio anuro Rhinella arenarum, con modo de ovoposición y fecundación externa. Esta población de especie de anuro está ampliamente distribuida en la región del NOA.

Los cuatro aspectos de la función oviductal que se estudian son:

- Regulación endócrina de las biomoléculas oviductales involucradas en la reproducción a lo largo del ciclo sexual de la hembra.  Teniendo en cuenta que la actividad reproductora de Rhinella arenarum, con un ciclo sexual anual, es regulada por el eje hipotálamo-hipófisis-gónada, se analizan la participación y función de las hormonas sexuales bajo distintas condiciones experimentales en los diferentes perfiles de secreción de las biomoléculas oviductales.

- Análisis molecular, genético y biológico-funcional de los componentes proteicos y glicoproteicos de la gelatina ovocitaria. Biomoléculas estructurales de la cubierta ovocitaria sintetizadas y secretadas por el oviducto con múltiples funciones en el medio externo de la fecundación.

- Homeostasis del calcio a nivel celular involucrada en el proceso de secreción del catión. Biomolécula inorgánica de la gelatina ovocitaria imprescindible en el mecanismo de la reacción acrosómica del espermatozoide durante la fecundación.

- Ensayos biológicos in vitro de interacción gamética y de capacidad fecundante del gameto bajo distintas condiciones experimentales. Se identifican, aislan y purifican las biomoléculas oviductales y las moléculas receptoras presentes en los espermatozoides que participan en la fecundación.

Actualmente, estamos desarrollando en el laboratorio ensayos para implementar y usar nuestro modelo experimental en Rhinella arenarum como un modelo bio-sensor de laboratorio para determinar la calidad de las aguas que provienen de los recursos hídricos naturales contaminados, y de los efluentes que vierten las mismas a la Cuenca del río Salí en la provincia de Tucumán.

Además, a través de las investigaciones realizadas por la exposición de estas biomoléculas oviductales en las distintas aguas, establecemos parámetros de las modificaciones morfo-funcionales en los gametos y los embriones durante la fecundación y los primeros estadíos del desarrollo embrionario. Este estudio nos permite utilizar los mismos, como marcadores biológicos para aguas contaminadas por la industria sucro-alcoholera de la provincia de Tucumán.

Integrantes del Grupo

PIUNT. 026/D646/2. “Estudio de procesos celulares y moleculares involucrados en la función reproductora de Leptodactylus chaquensis y su control neuroendocrino".  Directora: Dra. Inés Ramos. Período 2018-2022.

PICT 2479. "Estudio molecular, biológico, funcional y aplicado de una glicoproteína oviductal en la interacción gamética en una especie de anfibio anuro autóctona de la región del NOA”. Equipo de reciente formación. Investigador responsable: Dra. Claudia A. Crespo. Período 2019 – 2021.

PIUNT 26/D646-1. “Biomoléculas oviductales involucradas en reproducción de una especie de anfibio anuro autóctono del NOA. Estudio molecular, funcional y aplicado en la interacción gamética” Consejo de Investigaciones de la Universidad Nacional de Tucumán (CIUNT). Directora: Dra. Claudia A. Crespo. Período 2019 - 2022.

Programa PIUNT “Impacto de plaguicidas sobre sensores biológicos: un enfoque interdisciplinario”. Subvencionado por SCAIT-UNT. Código D650. 2018-2021. ($ 129.145).

Integrados por dos proyectos:

PIUNT D650/2: Pesticidas naturales y sintéticos en el control de plagas de interés regional: evaluación de la capacidad de disrupción endócrina en un modelo animal (Directora: Dra. Liliana I. Zelarayán; Codirectora: Dra. María Teresa Ajmat)

PIUNT D650/1: La matemática en la dinámica de procesos biológicos (Directora: Dra. María Graciela Benzal)

Proyecto PIUNT “Esteroidogénesis en el ovario de anfibios: rol en la maduración del ovocito”. Directora: Dra. Liliana I. Zelarayán; Codirectora: María Teresa Ajmat. Subvencionado por SCAIT-UNT. Código 26/D/541 de Complejidad intermedia. 2014 - 2017. ($ 22.300)

• Fernández S.N., Ramos I. (2003). Endocrinology of Reproduction. In: Reproductive Biology and Phylogeny of Anura. B.G.M. Jamieson (Ed), Vol. 2 of Serie: Reproductive Biology and Phylogeny. Chapter 4, pp. 73-117.
• Cisint S, Crespo CA, Medina MF, Iruzubieta Villagra L, Fernández SN, Ramos I. (2014). Innervation of amphibian reproductive system. Histological and ultrastructural study. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical 185: 51–58.
• Iruzubieta Villagra AL, Cisint S, Crespo CA, Medina MF, Ramos I, Fernández SN. (2014). Spermatogenesis in Leptodactylus chaquensis. Histological study. Zygote 22(3): 291-299.
• Cisint S, Fernández SN, Crespo CA, Iruzubieta Villagra L, Ramos I. (2018). Effects of nerve stimulation on amphibian oviductal activity. Micron 107: 9-19.
• Iruzubieta Villagra L, Ramos I, Cisint S, Crespo CA, Fernández SN. (2018). Electron microscopy observations on testis and spermatozoa of Leptodactylus chaquensis (Anura, Leptodactylidae). Micron 105: 35-46.
• Roda CF, Gramajo Bühler MC, Crespo CA, Ramos I, Iruzubieta Villagra AL. (2019). Amphibian sperm quality: evaluation of morphological parameters. Biocell 43 (suppl. 1) A25 ISSN: 1667-5746 (online version) Abstract
• Cisint S, Crespo CA, Iruzubieta Villagra L, Fernández SN, Ramos I. (2020). Effect of nervous stimulation on ovarian steroid secretion in amphibians Journal of Experimental Zoology 333: 681–691.
• Leal FG, Gramajo Bühler MC, Ramos I, Iruzubieta Villagra L. (2020) Acrosome reaction in sperm of Leptodactylus chaquensis: effect of ionophore a23187 and blockers of calcium channels. Biocell 44 (suppl. 2) A25 ISSN: 1667-5746 (online version) Abstract
• Iruzubieta Villagra AL, Ramos I, Crespo CA, Cisint S, Fernández SN. (2021) Calcium, Ca2+-ATPase, Calmodulin and Calbindin D–28KD localization in testis of Leptodactylus chaquensis (Anura, Leptodactylidae). Manuscrito enviado a Microscopy and Microanalysis en etapa de revisión.

• Arias Torres AJ, Páez JB, Zelarayán LI. Oocyte maturation in the toad Rhinella arenarum (Amphibia, Anura): Evidence of cAMP involvement in steroid production and action. Mol Reprod Dev. 2018 Feb; 85 (2):137-145. doi: 10.1002/mrd.22944. Epub 2018 Feb 5.
• Manzano C, Benzal MG, Zelarayán LI. Dynamics of steroid-induced oocyte maturation in three amphibian species: Mathematical modeling and simulation. J Exp Zool A Ecol Integr Physiol. Dec; 2018, 329 (10):589-596. doi: 10.1002/jez.2222. Epub 2018 Aug 29.
• P. Terán, M. Sánchez Matías, F. García Degano, P. Merep, G. Gastaminza, MT Ajmat. “Lethal and Sublethal Effects of Pyrrolizidine Alkaloids of Senecio rudbeckiaefolious against Diatraea saccharalis F. Larvae)”. Biopestic. Int.15 (2):65-72 .2019.
• Adera MN, Merep, P, Matas ME, Ajmat MT, Zelarayán LI. Effect of natural products on vegetable origin and synthetic pesticides on oocytes maturation. BIOCELL 2019, 43 (1), A95 ( A1-A133).
• Matas ME, Adera MN, Zelarayán LI, Benzal MG. Is the lysis of the ovarian follicles of amphibian an indicator or endocrine disruption? A statistical approach. BIOCELL Vol. 43, Suppl.1, pp. A81 (A1-A133), 2019, 30 July 2019.
• Urueña LA, Fernández L, Benzal MG, Zelarayán LI. Applicability of mathematical methods to quantify the Lag phase in Rhinella arenarum oocytes maturation. BIOCELL Vol. 43, Suppl.1, pp.A80 (A1-A133), 2019, 30 July 2019.

• Crespo CA, Ramos I, Cisint SB, Iruzubieta-Villagra AL and Fernández SN. Biological effect of jelly coat diffusible biomolecule of Rhinella arenarum in the gametic interaction during fertilization. 2021; Manuscrito enviado a publicar en South American Journal of Herpetology en proceso de revisión.
• Crespo CA, Medina MF, Ramos I and Fernández SN (2014). Homeostasis and secretion of calcium in the oviductal mucosa of amphibians. An immunohistochemical study. Journal Experimental Zoology 321A, 422-441. 2014; DOI: 10.1002/jez.1874.
• Crespo C.A., Ramos I., Medina M.F., Cisint S.B., Iruzubieta Villagra A.L. and Fernández S.N. Structural analysis of toads oviductal mucosa in relation to jelly components secretion troughout the reproductive cycle. Zygote 22(May), 229-238. 2012; DOI: 10.1017/S0967199412000482.
• Crespo C.A., Ramos I., Medina M.F. and Fernández S.N.. Analysis of Bufo arenarum oviductal secretion during the sexual cycle. Zygote 18 (1), 60-80. 2009; DOI: 10.1017/S0967199409005462.