Laboratorio de Neurobiología del Metabolismo, Nutrición y Respuesta al Estrés

El Laboratorio de Neurobiología del Metabolismo, la Nutrición y la Respuesta al Estrés del Instituto de Investigación Psiquiátrica de Montefiore Einstein (PRIME, por sus siglas en inglés) se centra en la conexión entre la respuesta al estrés y el metabolismo energético en diferentes etapas del desarrollo, examinando cómo el estrés y el consumo de refrigerios pueden conducir a consecuencias como la obesidad o la anorexia.

Nuestra investigación tiene como objetivo comprender mejor cómo el cerebro coordina la respuesta a las necesidades metabólicas y los impulsos motivacionales del cuerpo, cómo el entorno influye en estas respuestas y cómo la biología subyacente puede conducir a un amplio espectro de resultados adaptativos y relacionados con la enfermedad.

Nuestra investigación emplea un enfoque de neurociencia de sistemas con base clínica; diversas estrategias experimentales, como la optogenética y la imagenología del calcio; enfoques moleculares, como la genética en ratones y la trazabilidad viral, y manipulaciones quirúrgicas clásicas y electrofisiología farmacológica. Centramos nuestras investigaciones principalmente en los circuitos que involucran receptores acoplados a proteína G genéticamente vinculados a enfermedades humanas.

A través de estos enfoques combinados, pretendemos identificar las moléculas, los tipos de células, las conexiones de circuitos y los patrones de actividad que impulsan el comportamiento relacionado con la alimentación y el metabolismo energético en respuesta al estrés y cómo estas interconexiones se desregulan en los estados de enfermedad.

Nuestro laboratorio traslacional utiliza herramientas de neurociencia de sistemas para comprender mejor la fisiopatología y la biología detrás del comportamiento relacionado con estas enfermedades, con la esperanza de reducir el estigma asociado. Nos centramos en cómo los neuropéptidos regulan circuitos específicos en la interfaz entre el estrés y el metabolismo.

La investigación actual se centra en dos sistemas neuropeptidérgicos: el sistema melanocortinérgico, asociado al metabolismo, y el sistema del polipéptido activador de la adenilato ciclasa hipofisaria ligado al estrés (PACAP, por sus siglas en inglés). En modelos de roedores, combinamos estudios de comportamiento, electrofisiología, imágenes de calcio in vivo (Ca₂+) y manipulaciones farmacológicas, optogenéticas y quimiogenéticas para analizar cómo estos neuropéptidos regulan los circuitos neuronales en la interfaz entre el estrés y el metabolismo.

En colaboración con investigadores clínicos, aplicamos nuestros hallazgos para informar las investigaciones sobre el comportamiento humano utilizando enfoques moleculares, genéticos y cualitativos.

Nuestro enfoque de investigación actual comprende las siguientes cuestiones:

• ¿Cuál es la función del receptor de melanocortina-4 en la corteza prefrontal medial en la flexibilidad cognitiva? ¿Es específico de la toma de decisiones relacionadas con la alimentación? ¿De qué forma las respuestas de los neurocircuitos de hombres y mujeres en diferentes estados conducen a diferentes resultados relacionados con el peso corporal y la ingesta de alimentos?
• ¿El estrés metabólico desencadena una señal PACAPérgica (mediada por PACAP) y en qué difiere entre hombres y mujeres? ¿Cómo repercute en el eje reproductor (eje hipotálamo–hipófiso–gonadal)?
• ¿Cómo afecta la manipulación dietética a los resultados conductuales?
• ¿Cómo afecta la inseguridad alimentaria en los primeros años de vida a la coordinación del estrés y la señalización neuroendocrina metabólica, que es fundamental para el desarrollo, la fisiología y el comportamiento saludables?
• ¿Cuál es el papel de la señalización de la melanocortina en los síndromes humanos de obesidad y disfunción cognitiva (por ejemplo, el síndrome de Prader-Willi y el síndrome de Bardet-Biedl)?