Nuestro grupo está centrado en los estudios morfológicos y dinámicos de la organización de las zonas neurogénicas adultas del sistema nervioso central, y de su comparación desde peces hasta mamíferos (incluyendo la especie humana). Hemos sido pioneros en la identificación de áreas con neurogénesis adulta, como ha sido el caso de los reptiles y otros vertebrados, y en la identificación de las células madre responsables de dicha neurogénesis, como ha sido el caso de peces, aves y mamíferos. Estos estudios comparados, han sido muy útiles, permitiendo descubrir la existencia de un cilio que actúa de antena y que es imprescindible para activar la neurogénesis. Este hallazgo ha servido a grupos que trabajan en cáncer, para emplearlo como diana terapéutica.
Una de nuestras principales líneas de investigación se basa en el estudio de la activación o modulación de estas zonas en enfermedades neurodegenerativas, así como el potencial efecto para la activación de las células madre neurales (NSCs), la neurogénesis y la oligodendrogénesis para la mielinización. Por otro lado, no sólo atacamos los problemas con las células endógenas, sino que hemos intentado emplear células madre exógenas, de la médula ósea y de la grasa. Para ello, hemos puesto a punto diversas técnicas, destacando el perfeccionamiento del inmunomarcaje para microscopía electrónica para poder hacer un seguimiento de las células trasplantadas.
Entre los modelos con posible uso clínico, hemos elegido el ictus cerebral y la esclerosis múltiple (EM). Para el ictus hemos trasplantado células mesenquimales humanas (hMSCs) y progenitores adultos multipotentes (hMAPCs), observando que el trasplante celular proporciona neuroprotección evitando daños cerebrales secundarios. Esta función neuroprotectora está mediada a través de diferentes efectos terapéuticos como son la inducción de angiogénesis, la disminución de inflamación y cicatrización y el aumento de proliferación de las NSCs. En la EM, empleamos los modelos clásicos de lesión con péptido MOG e inyectamos factores para la activación de oligodendrocitos, invadiendo éstos las zonas adyacentes. Dentro de la línea de trasplantes, y en colaboración con la Universidad de San Francisco, hemos realizado trasplantes de la eminencia ganglionar medial, procedentes de embriones de ratón, a ratones postnatales en etapas tempranas. Gracias a que las células trasplantadas eran fluorescentes (GFP) hemos podido analizar su distribución en la corteza cerebral y sorprendentemente y en contra de lo aceptado, al menos para el sistema nervioso central, las poblaciones neuronales determinan su número intrínsecamente, más que debido a factores externos.
Otra de las investigaciones en curso, es el descubrimiento de la existencia de migraciones neuronales que tienen lugar en el cerebro humano desde los ventrículos hasta la corteza prefrontal. Estas migraciones son raramente observadas en una ventana muy corta de la vida y que va, desde etapas embrionarias hasta 6 meses de vida. Este punto lo interpretamos como la capacidad de nuestro cerebro para incrementar rápidamente la población celular de la corteza prefrontal, que es bien conocida por su importancia en memoria y aprendizaje.
Por último hemos observado que algunas de estas cadenas parecen dirigirse también hacia otras regiones, lo que añadiría una valiosa información novedosa y única en mamíferos. Esta serie de hallazgos están incluidas dentro de un macroproyecto, que intenta conocer más de la organización fina y funcional del cerebro humano y que se enmarca en otros descubrimientos nuestros como la existencia de células madre en nuestro cerebro, que ayudó a cambiar la idea de que después del nacimiento no se forman nuevas neuronas.
Por último y no menos importante, somos una referencia nacional e internacional en técnicas de microscopía electrónica para el diagnostico morfológico y no sólo para células nerviosas, sino también para células madre, como confirman nuestras numerosas colaboraciones.
- Neurogénesis adulta en humanos.
- Empleo de células madre en modelos de Ictus y esclerosis múltiple.
- Oligodendrocitos y mielina.
- Técnicas de marcaje.
- Terapia celular en modelo animal de esclerosis múltiple. Modificación genética dirigida a potenciar la regeneración axonal
El proyecto versa sobre la aplicación de terapia celular con células mesenquimales modificadas genéticamente (plásmido episomal) para tratarla evolución y reparar el deterioro neurológico en el modelo animal de esclerosis múltiple.
- Estudio de oligodendrocitos y su capacidad de mielinización durante el desarrollo y en el adulto
Se pretende el análisis del proceso de mielinización durante el desarrollo, los cuales resultan de vital importancia para la inducción de procesos de mielinización/remielinización en el adulto. En modelos de desmielinización se analizará remielinización utilizando los conocimientos adquiridos.
- Caracterización morfológica y molecular de exosomas. Estudio de su potencial metastásico en cáncer
Los exosomas han interrumpidos en ciencia como una posible vía de comunicación a larga distancia, empleando vesículas. Estas contienen proteínas y ácidos nucleicos. El proyecto intenta conocer más sobre estas vesículas en sangre, su morfología y contenido molecular procedentes de cáncer metastásico.
- Envejecimiento y Alzheimer. GSK3 como diana terapéutica
El proyecto pretende el análisis de las NSCs, nichos neurogénicios y la neurogénesis con la edad así como su afectación de en la EA. Por otro lado se estudiará el papel de GSK3 en los procesos de proliferación y diferenciación de las NSCs tanto in vitro como in vivo así como su regulación como diana.
- Terapias basadas en nanopartículas y biomateriales con aplicación en isquemia cerebral y cáncer
Desarrollo de nanopartículas con capacidad de funcionalización para su aplicación en bioimagen, aplicación como terapia anti-tumoral y terapia regenerativa. (Proyecto desarrollado por Vicente Herranz Pérez, investigador post-doctoral contratado por CIBERNED).
- Terapia celular con células madre adultas en isquemia cerebral
Se analizará el papel neuroprotector de células madre de la médula ósea en un modelo de isquemia cerebral. Para ello las células serán marcadas con hierro y dirigidas al lugar de la lesión mediante campos magnéticos con la finalidad de aumentar el número de células viables el tejido lesionado.
- Identificación y caracterización de los nichos neurogénicos en el cerebro adulto de mamíferos
El proyecto general la identificación y caracterización de los nichos neurogénicos en las distintas zonas del sistema nervioso: la ZSV, el GD del hipocampo, el tercer ventrículo y la médula espinal. Dichos nichos serán analizados en distintas especies animales desde ratón, mono hasta humano.
- Estudio de la etiología de la esclerosis lateral amiotrófica y desarrollo de terapias basadas en el papel neuroprotector de las células madre mesenq
Se analizarán las afectaciones más tempranas que acontecen en las neuronas de la médula espinal, así como el papel que juega la glía, con el objetivo de identificar los mecanismos causantes e implicados en la enfermedad. Por otro lado, se estudiará una potencial vía de propagación entre neuronas.
- GARCIA VERDUGO, JOSE MANUEL
- PDI-Catedratic/a d'Universitat
- DURAN MORENO, MARIA
- Alumn.-Servei de Formacio Permanent
- ExpandirGARCIA VERDUGO, JOSE MANUELPDI-Catedratic/a d'Universitat
Campus Burjassot/Paterna
Parque CientíficoC/ Catedrático José Beltrán, 2
46980 Paterna (Valencia)
- GARCIA VERDUGO, JOSE MANUEL
- PDI-Catedratic/a d'Universitat
