Grup d'investigació: TheSiMBioSys

La resistència als antibiòtics i l'enginyeria de teixits/medicina regenerativa han sigut reconegudes com dues dels grans reptes d'investigació de la Biotecnologia. Encara que aparentment inconnexos, argumentem que proporcionar respostes quantitatives a aquestes qüestions requereix un enfocament comú des del punt de vista de la mecanobiologia. D'una banda, la lectura fenotípica característica de la resistència als antibiòtics (i més en general de la resposta a l'estrés en els bacteris) és la filamentació. Aquesta última s'ha vinculat a les estratègies de supervivència i a la virulència. Per consegüent, la comprensió dels processos que impulsen aqueix tret fenotípic característic pot ser útil per a l'elaboració de solucions per a fer front a aquest problema i a les seues conseqüències (per exemple, la formació de biopel·lícules). En aquest context, s'ha ignorat en gran manera el paper que exerceixen les claus biomecàniques durant la filamentació cel·lular. D'altra banda, la medicina regenerativa depén de solucions del camp de l'enginyeria de teixits i òrgans. Aquesta última és un problema multifactorial que requereix, entre altres coses, una comprensió profunda dels mecanismes que conformen els agregats cel·lulars. La conformació d'un teixit al seu torn implica el coneixement de com la dinàmica cel·lular impulsa la remodelació col·lectiva. A aqueix respecte, els processos d'intercalació cel·lular (ja siga en el temps o en l'espai) són fonamentals per a comprendre la plasticitat dels teixits. No obstant això, fins hui, cap model ha explicat de manera convincent com els patrons de polaritat estacionaris poden traduir-se en una dinàmica d'intercalació plana sostinguda (transicions T1 en el temps) i, en el context del nostre descobriment dels escutoides (transicions T1 en l'espai), existeix una falta de comprensió quantitativa sobre com es regulen les forces i sobre els efectors moleculars subjacents. Els objectius específics d'aquest projecte són: Objectiu 1: Comprendre el paper que exerceixen les retroalimentacions de mecanosenyalització durant la filamentació d'E. coli; Objectiu 2: Comprendre l'acoblament entre el patró/senyalització dels teixits en els esdeveniments d'intercalació cel·lular (en l'espai i el temps). Les qüestions obertes específiques que abordarem són: a) l'existència de propietats mecanosensibles de la maquinària de divisió/creixement en E. coli per a regular la seua filamentació i diversitat fenotípica, b) els mecanismes que tradueixen les propietats dels patrons en l'elongació del teixit durant el creixement de les gemmes de les extremitats, i c) la metodologia necessària per a caracteritzar les forces i contribucions energètiques en un context tissular tridimensional (3D), i el consegüent vincle amb els efectors subjacents i l'elaboració d'esquemes de simulació tissular realistes.

Javier Buceta

Ministerio de Ciencia e Innovacion