Investigación: Objetivo general, Líneas de Investigación, Aportaciones y Metodologia
El objetivo general de nuestro grupo es el estudio de mecanismos implicados en la regulación del número de células madre y en la formación de neuronas funcionales a partir de dichas células, in vivo y en cultivo celular. Estudiamos las funciones de factores extracelulares (FGF-2, IGF-1 y BDNF, entre otros) y factores de transcripción (Tbr1, Nurr1 y Pax6, entre otros) en estos procesos.
Un segundo objetivo general es el estudio de mecanismos de neurodegeneración y la búsqueda de nuevas dianas moleculares en neuronas y células gliales obtenidas a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), derivadas de pacientes de Parkinson y de pacientes de Alzheimer. Empleamos múltiples técnicas de biología celular, molecular, genéticas, ómicas, microscopia, neuroquímica y trasplantes celulares.
Las líneas de investigación del laboratorio son:
1) Estudio de la neurogénesis en el cerebro embrionario y adulto:
- Papel y mecanismos de acción de los factores de transcripción Tbr1, Gsx2, Pax6 y Nurr1 en el bulbo olfatorio (BO), corteza cerebral, hipocampo (HP) y zona subventricular (ZSV).
- Determinar la capacidad neurogénica de las células madre y progenitoras del BO adulto in situ y en trasplante celular así como su regulación por factores de transcripción.
2) Estudio de las funciones y mecanismos de acción de IGF-I y BDNF en cerebro en desarrollo y adulto:
- Papel de IGF-I en la migración y posicionamiento neuronal así como en sinaptogénesis del BO, giro dentado (GD) del HP y ZSV.
- Análisis de la actividad sinaptogénica de BDNF.
3) Generación de neuronas dopaminérgicas, corticales e hipocampales a partir de células madre neurales (neural stem cells o NSC) y de células madre pluripotentes inducidas (induced pluripotent stem cells o iPS o iPSC). Desarrollo de modelos celulares de las enfermedades de Parkinson y Alzheimer. Terapia celular. (En colaboración con el grupo de la Dra. R. Moratalla; Instituto Cajal, CSIC).
Aportaciones:
1) Aislamiento de células del BO embrionario y adulto con características de células madre neurales que generan neuronas maduras en cultivo e in vivo.
2) Resultados de nuestro laboratorio sugieren que células progenitoras del BO embrionario (que expresan Dlx2 y Pax6) contribuyen a la generación de neuronas GABAérgicas y dopaminérgicas in vivo.
3) El factor de crecimiento IGF-I y la fosfatasa PTEN regulan la proliferación y diferenciación de células madre de bulbo olfatorio mediante el control de los niveles de P-AKT.
4) Nuestros estudios indican que el IGF-I podría tener un importante papel durante la migración e incorporación de nuevas neuronas desde la ZSV al BO.
5) La expresión del factor de transcripción Tbr1 parece clave para la regulación de neuronas y células de la glía a partir de células madre y progenitores neurales.
Metodología:
- Cultivos de células madre neurales embrionarias y adultas.
- Cultivos de neuronas para estudios de diferenciación y sinaptogénesis.
- Cultivos de rodajas para estudios de migración
- Empleo de ratones transgénicos y Knockouts
- Trasplantes celulares en el cerebro embrionario, postnatal y adulto.
- Sobre-expresión de factores de transcripción en células madre y progenitoras in vivo y en cultivo. Separación celular. Análisis de expresión génica.
- Aislamiento y reprogramación de fibroblastos humanos en células iPS y neuronas.
- Obtención de células iPS a partir de fibroblastos humanos. Generación de neuronas a partir de dichas células iPS.
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