Regulació gènica en cèl·lules mare, la plasticitat i diferenciació cel·lular, i el càncer

Problema

Els organismes estan compostos per centenars de cèl·lules diferents, cadascuna amb trets i papers específics. Aquesta diversitat d'identitats i funcions cel·lulars està determinada per una "signatura d'expressió gènica" particular. Aquesta signatura gènica defineix cada tipus cel·lular però no és fixa i evoluciona a mesura que les cèl·lules canvien durant diverses condicions fisiològiques i en les malalties.

La signatura gènica està regulada a múltiples nivells, i de forma fonamental per certes proteïnes (conegudes com "factors de transcripció") que s'uneixen a les regions reguladores de l'ADN per activar o inhibir l'expressió gènica. Comprendre com es regulen els gens és fonamental per dissenyar aproximacions que permetin no només mantenir l'estat sa dels teixits i òrgans sinó també per prevenir i curar malalties.

Aproximació

Les cèl·lules i teixits canvien la seva identitat (fenotip) i la seva activitat funcional per adaptar-se a diferents estímuls. Aquest procés, conegut com "Plasticitat Cel·lular" ocorre en situacions fisiològiques i fisiopatològiques en resposta a estrès i lesió (ex., En la inflamació o la regeneració tissular per cèl·lules mare normals) però també permet a una cèl·lula adoptar un fenotip o funció patològica ( ex., la formació d'un tumor per cèl·lules mare canceroses).

El nostre grup de recerca estudia la regulació gènica de la plasticitat cel·lular durant la diferenciació cel·lular normal (el procés a través de el qual les cèl·lules, teixits i òrgans canvien per adaptar-se a noves funcions) i en la malaltia. Els nostres projectes de recerca estudien la regulació de la plasticitat cel·lular en les cèl·lules mare (normals i tumorals), la inflamació, el càncer, i la diferenciació i regeneració de teixits. La plasticitat cel·lular està orquestrada per factors de transcripció i modificacions epigenètiques i el nostre grup se centra en els factors de plasticitat ZEB1 i ZEB2, dos factors de transcripció que juguen un paper clau en els processos fisiològics i patològics descrits.

La nostra investigació utilitza múltiples enfocaments tècnics i tecnològics incloent ratolins transgènics condicionals únics, cultius ex vivo i manipulació de cèl·lules mare, tècniques d'alt rendiment (les denominades OMIC: RNAseq, RNAseq de cèl·lules individuals), la diferenciació de cèl·lules mare embrionàries humanes, etc.

Impacte

La nostra investigació pretén comprendre els mecanismes que regulen l'expressió gènica en condicions fisiològiques o com l'expressió gènica s'altera durant la malaltia. Amb aquest coneixement el nostre grup té com a objectiu: a) definir marcadors que permetin identificar precoçment l'inici de les diferents malalties que estudiem així com seguir la seva progressió ib) poder dissenyar teràpies noves i personalitzades que restaurin l'expressió i funció normal dels gens alterats durant la malaltia.