Evaluación de la Expresión Proteica en núcleos Hipotalámicos Utilizando Técnicas de Inmunofluorescencia

Abstract

The hypothalamus is a small but crucial brain structure essential for survival and internal body balance, containing numerous nuclei. Among its nuclei are the dorsomedial nucleus (DMH), which regulates feeding behavior, body weight control, circadian rhythm, stress response, and autonomic nervous system regulation; the ventromedial nucleus (VMH), which acts as a satiety center, regulating appetite and feeding behavior, where stimulation reduces food intake and lesions can lead to hyperphagia and obesity; and the arcuate nucleus (ARC), crucial for regulating appetite, metabolism, and hormone secretion, where leptin and insulin hormones modulate AgRP/NPY and POMC/CART neurons to reduce appetite, with dysfunctions potentially causing disorders such as obesity, anorexia, cachexia, and type 2 diabetes. Additionally, the cotransporters NKCC1 and KCC2 are essential for maintaining ionic balance in neurons and the central nervous system: NKCC1 brings Na+, K+, and Cl- into the cell, while KCC2 expels K+ and Cl-, both being crucial for GABA-mediated inhibitory neurotransmission. This project proposes to develop skills for managing protein expression using immunofluorescence techniques in hypothalamic nuclei. Indirect immunofluorescence was used to evaluate the expression of NKCC1 and KCC2 cotransporters in brain sections of wild-type male mice (C57) in the DMH, VMH, and ARC nuclei. It was found that these nuclei express NKCC1 and KCC2, essential for maintaining ionic balance and cell volume. NKCC1 is located in the neuron soma, while KCC2 is found in the fibers. The presence of both cotransporters suggests the possible activation of the WNK-SPAK-CCCs pathway, which regulates physiological processes such as ion and water balance in cells. Therefore, it is crucial to continue characterizing and analyzing the expression of the WNK-SPAK-CCCs pathway in hypothalamic nuclei to better understand its influence on ionic balance.

El hipotálamo es una estructura cerebral pequeña pero fundamental para la supervivencia y el equilibrio interno del cuerpo, y contienen numerosos núcleos. Entre sus núcleos se encuentran el núcleo dorsomedial (DMH), que regula el comportamiento alimentario, el control del peso corporal, el ritmo circadiano, la respuesta al estrés y la regulación del sistema nervioso autónomo; el núcleo ventromedial (VMH), que actúa como centro de saciedad, regulando el apetito y el comportamiento alimentario, cuya estimulación reduce la ingesta de alimentos y cuya lesión puede llevar a hiperfagia y obesidad; y el núcleo arcuato (ARC), crucial para la regulación del apetito, el metabolismo y la secreción hormonal, donde las hormonas leptina e insulina modulan las neuronas AgRP/NPY y POMC/CART para reducir el apetito, con disfunciones que pueden causar trastornos como obesidad, anorexia, caquexia y diabetes tipo 2. Además, los cotransportadores NKCC1 y KCC2 son esenciales para mantener el equilibrio iónico en las neuronas y en el sistema nervioso central: el NKCC1 introduce Na+, K+ y Cl- a la célula, mientras que el KCC2 expulsa K+ y Cl-, siendo ambos cruciales para la neurotransmisión inhibitoria mediada por GABA. Este proyecto propone desarrollar habilidades para el manejo de la expresión proteica utilizando técnicas de inmunofluorescencia en núcleos del hipotálamo. Se utilizó la técnica de inmunofluorescencia indirecta para evaluar la expresión de los cotransportadores NKCC1 y KCC2 en cortes de cerebro de ratón silvestres machos (C57), en los núcleos DMH, VMH y ARC. Se obtuvo que en dichos núcleos se expresan los cotransportadores NKCC1 y KCC2, esenciales para mantener el equilibrio iónico y el volumen celular. NKCC1 se localiza en el soma de las neuronas, mientras que KCC2 se encuentra en las fibras. La presencia de ambos cotransportadores sugiere la posible activación de la vía WNK-SPAK-CCCs, la cual regula procesos fisiológicos como el balance de iones y agua en las células. Por ello, es crucial continuar caracterizando y analizando la expresión de la vía WNK-SPAK-CCCs en los núcleos hipotalámicos para comprender mejor su influencia en el equilibrio iónico.