En nuestro laboratorio estudiamos los mecanismos celulares de la transmisión sináptica en células ciliadas del oído interno. Por un lado, investigamos las bases celulares de la codificación del sonido, en condiciones normales y patológicas, enfocándome en la sinapsis tipo ribbon entre células ciliadas internas y neuronas del nervio auditivo. Esta es la primer sinapsis de la via auditiva y es responsable de la codificación de todos los aspectos de la información sonora. Por el otro, estudiamos la función de otras sinapsis sobre las células ciliadas durante su desarrollo, y una vez maduras.

Publicaciones

Facilitating efferent inhibition of inner hair cells in the cochlea of the neonatal rat.
Goutman JD, Fuchs PA, Glowatzki E.
Journal of Physiology (2005) 566, 49-59.

Time course and calcium dependence of transmitter release at a single ribbon synapse.
Goutman JD, Glowatzki E.
Proc. Natl Acad. Sci. (2007) 104, 16341-16346.
(Con peer review) (Seleccionado en Faculty 1000)

Interaction between facilitation and depression at a large CNS synapse reveals mechanisms of short term plasticity.
Müller M*, Goutman JD*, Kochubey O, Schneggenburger R.
Journal of Neuroscience (2010) 30, 2007-2016.
*equally contributing.

Postsynaptic recordings at afferent dendrites contacting cochlear inner hair cells: monitoring multivesicular release at a ribbon synapse.
Grant L, Yi E, Goutman JD, Glowatzki E.
Journal of Visualized Experiments (2011) (48). pii: 2442. doi: 10.3791/2442.

Short-term facilitation modulates size and timing of the synaptic response at the inner hair cell ribbon synapse.
Goutman JD*, Glowatzki E.
*: Corresponding author.
Journal of Neurosciene (2011) 31, 7974-81 (Seleccionado TWIJ) (Selected in Faculty of 1000 “Must Read”)

Transmitter release from cochlear hair cells is phase-locked to cyclic stimuli of different intensities and frequencies.
Goutman JD.
The Journal of Neuroscience (2012) 32(47) 17025-17036.

Cochlear hair cells: the sound-sensing machines.
Goutman JD*, Elgoyhen AB, Gómez-Casati ME*.
FEBS Letters, 589 (22), 3354-3361.
*: corresponding authors

“Whole cell patch-clamp recording of mouse and rat inner hair cells in the intact organ of Corti”.
Sonja Pyott & Juan D Goutman. En: “Auditory and Vestibular Research: Methods and Protocols. Second Edition”. Editor: Bernd Sokolowski. Editorial Springer.

Proyectos

1) Fisiología y biofísica de la sinapsis aferente entre células ciliadas del oído interno y neuronas del nervio auditivo (sinapsis tipo ribbon).

Dentro de la cóclea se produce la transducción de las ondas sonoras en señales eléctricas gracias a la función de las células ciliadas. La información subyacente en estas señales es luego transmitida al sistema nervioso central a través de la sinapsis aferente entre células ciliadas y neuronas del nervio auditivo. Desde los años ´50 se ha estudiado la respuesta del nervio auditivo a múltiples estímulos auditivos: tonos puros de distintas frecuencia, prolongados o instantáneos, modulados en amplitud o frecuencia. En su gran mayoría, analizando a la cóclea como una “caja negra”. Mi objetivo de largo plazo es investigar las bases celulares de la codificación del sonido en la cóclea, con especial énfasis en los mecanismos sinápticos. También es importante destacar que la técnica que utilizamos para muchos de estos experimentos (registros electrofisiológicos dobles de células ciliadas y botones de neuronas aferentes) proporciona datos de alta calidad sobre la función de esta sinapsis, y es dominada por muy pocos laboratorios en el mundo.

También tenemos una colaboración con el laboratorio de la Dra. Christine Petit del Institute Pasteur, quienes generaron un modelo murino que porta mutaciones en el gen de otoferlina. Este gen codifica para una proteína que se sitúa exclusivamente en sinapsis ribbon de las células ciliadas y cuya función no ha sido debidamente esclarecida aún. Las mutaciones se introdujeron en dos sitios del dominio C2C de unión a Ca2+ con el objeto de reducir su afinidad, y de este modo, indagar en su función. Una estrategia similar fue utilizada para identificar al sensor de Ca2+ de muchas sinapsis centrales, sinaptotagmina I.

2) Efecto del trauma acústico sobre la función de la sinapsis entre células ciliadas y neuronas del nervio auditivo. En colaboración la Dra. M. Eugenia Gómez-Casati, Instituto de Farmacología, Fac. Medicina, UBA.

El trauma acústico es una de las principales causas de sordera en países industrializados. Sus consecuencias en la morfología de las células ciliadas es objeto de investigación por varios grupos desde hace algunos años, pero los aspectos funcionales aún no han sido estudiados. Este proyecto planea indagar en las consecuencias funcionales de la sobre exposición a sonidos intensos a nivel de la sinapsis aferente de las células ciliadas. Los fundamentos del proyecto incluyen el estudio electrofisiológico de la liberación de neurotransmisor (con medidas de capacitancia) por las células ciliadas en ratones traumados.

3) Dinámica del ión Ca2+ en la transmisión sináptica olivococlear de las células ciliadas de la cóclea.

Además de la sinapsis aferente mencionada previamente, las células ciliadas presentan otro contacto sináptico, esta vez eferente, que controla centralmente su nivel de excitabilidad. La particularidad de esta sinapsis es que a pesar de ser colinérgica, es inhibitoria, y está mediada por las subunidades nicotínicas alfa9 y alfa10. El laboratorio de la Dra. Belén Elgoyhen ha estudiado extensamente esta sinapsis, y por ello, hemos establecido una colaboración para investigar la entrada de Ca2+ en las células ciliadas a través de este receptor, determinando su localización y dinámica. Realizamos estos experimentos mediante mediciones con indicadores fluorescentes de Ca2+ en el citoplasma de las células ciliadas, activando su sinapsis eferente eléctricamente.

Financiamiento

Cooperación Bilateral NIH – CONICET. 2013-2015.
“Functional changes in the inner ear after acoustic trauma”

FONCyT PICT 2016-2155
“Short-term synaptic plasticity and calcium dynamics at hair cell in the mammalian cochlea”

Juan Goutman

  • 1999. Licenciado en Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires.
  • 2003. Doctor de la Universidad de Buenos Aires, Área Ciencias Biológicas.
  • 2001. International Visiting Fellow en el laboratorio del Dr. Ariel L. Escobar. Texas Tech University-Health Science Center. Lubbock, TX, USA.
  • 2002. Estudiante visitante en el laboratorio del Dr. Ramón Latorre en el Centro de Estudios Científicos (CECS) Valdivia, Chile.
  • 2004 – 2007. Postdoctoral Fellow, Laboratorio de Dra. Elisabeth Glowatzki. Dept. of Otolaryngology – HNS, School of Medicine, Johns Hopkins University.
  • 2008 – 2009. Postdoctoral fellow, Dr. Ralf Schneggenburger laboratory. Brain and Mind Institute, School of Life Sciences, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. Switzerland.
  • 2009 – 2012. Investigador Asistente CONICET.
  • 2012 – actualidad. Investigador Adjunto CONICET.
  • 2017. Kavli Foundation NDI Visiting Scientist, en Johns Hopkins University.