Regulación génica en células madre, la plasticidad y diferenciación celular, y el cáncer

Problema

Los organismos están compuestos por cientos de células diferentes, cada una con rasgos y papeles específicos. Esta diversidad de identidades y funciones celulares está determinada por una "firma de expresión génica" particular. Esta firma génica define cada tipo celular pero no es fija y evoluciona a medida que las células cambian durante diversas condiciones fisiológicas y en las enfermedades.

La firma génica está regulada a múltiples niveles, y de forma fundamental por ciertas proteínas (conocidas como "factores de transcripción") que se unen a las regiones reguladoras del ADN para activar o inhibir la expresión génica. Comprender cómo se regulan los genes es fundamental para diseñar aproximaciones que  permitan no solo mantener el estado sano de los tejidos y órganos sino también para prevenir y curar enfermedades.

Aproximación

Las células y tejidos cambian su identidad (fenotipo) y su actividad funcional para adaptarse a diferentes estimulos. Este proceso, conocido como "Plasticidad Celular" ocurre en situaciones fisiológicas y fisiopatológicas en respuesta a stress y lesión (ej., en la inflamación o la regeneración tisular por células madre normales) pero tambien permite a una celula adoptar un fenotipo o función patológica (ej., la formación de un tumor por células madre cancerosas).

Nuestro grupo de investigación estudia la regulación génica de la plasticidad celular durante la diferenciación celular normal (el proceso a través del cual las células, tejidos y órganos cambian para adaptarse a nuevas funciones) y en la enfermedad. Nuestros proyectos de investigación estudian la regulación de la plasticidad celular en las células madre (normales y tumorales), la inflamación, el cáncer, y la diferenciación y regeneración de tejidos. La plasticidad celular está orquestada por factores de transcripción y modificaciones epigenéticas y nuestro grupo se centra en los factores de plasticidad ZEB1 y ZEB2, dos factores de transcripcion que juegan un papel clave en los procesos fisiológicos y patológicos arriba descritos.

Nuestra investigación utiliza múltiples enfoques técnicos y tecnológicos incluyendo ratones transgénicos condicionales únicos, cultivos ex vivo y manipulación de células madre, técnicas de alto rendimiento (las denominadas OMICs: RNAseq, RNAseq de células individuales), la diferenciación de células madre embrionarias humanas, etc.

Impacto

Nuestra investigación pretende comprender los mecanismos que regulan la expresión génica en condiciones fisiológicas o cómo  la expresión génica se altera durante la enfermedad. Con este conocimiento  nuestro grupo tiene como objetivo: a) definir marcadores que permitan identificar precozmente el inicio de las diferentes enfermedades que estudiamos así como seguir su progresión y b) poder diseñar terapias nuevas y personalizadas que restauren la expresión y función normal de los genes alterados durante la enfermedad.