Grupo de morfogénesis intestinal y homeostasis

Resumen de Investigación:

Nuestro principal interés científico es la comprensión de los procesos de comunicación, el desarrollo y la polaridad celular intestinal durante la morfogénesis, la homeostasis y la regeneración, así como sus implicaciones en enfermedades humanas, como las enfermedades intestinales (IBD), la obesidad, la diabetes y el cáncer. Nuestra investigación se basa en el modelo de cultivo organotípico de células epiteliales tridimensionales que crecen en micropatterns "organ-on-a-chip", que se están convirtiendo en uno de los mejores sistemas de modelos in vitro para la investigación de la morfogénesis epitelial. Además, con este sistema estamos obteniendo información esencial sobre los mecanismos moleculares que regulan la morfogénesis epitelial. Sin embargo, este modelo no puede reconstituir la complejidad de la arquitectura in vivo, que incluye diferentes tipos de células, remodelación dinámica y homeostasis tisular. Por esta razón, el uso de sistemas in vivo debería servir para validar y caracterizar mejor los fenotipos observados in vitro. Utilizamos el pez cebra y el intestino del ratón como sistemas modelo para dilucidar la morfogénesis epitelial, el sistema inmune y la homeostasis intestinal.

Estamos enfocados en el análisis de genes que regulan la polaridad epitelial durante la morfogénesis, la respuesta de células B y la homeostasis intestinal, y particularmente aquellos que controlan los siguientes procesos: señalización, tráfico de membrana, fuerzas mecánicas y remodelación metabólica. Por lo tanto, nuestro laboratorio se centra en:

  • Caracterización de las vías de señalización para la morfogénesis epitelial, la diferenciación y la generación de patrones.

  • Análisis de la mecánica celular que controla la formación de luz en las células epiteliales.

  • Estudio de la reprogramación metabólica que tiene lugar a lo largo del desarrollo intestinal y la homeostasis.

  • Caracterización de la comunicación metabólica entre microbiota, células epiteliales y células inmunes que controlan la homeostasis intestinal.
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Figura 1. Morfogénesis epitelial en el intestino del pez cebra. Se muestra una sección transversal intestinal de una larva de dos días después de la fertilización después de la tinción conjunta para visualizar la actina F (roja), myadm-GFP (verde, marcador mioepitelial) y núcleos (azul claro).

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Figura 2. Morfogénesis epitelial en los modelos organotípicos 3D. Se muestran secciones confocales de un organoide de 3 días silenciado para Smad3 o control después de la tinción para visualizar F-actina (rojo), GM130 (verde) y núcleos (azul).

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Figura 3. Una versión artística de la morfogénesis epitelial en el intestino del pez cebra. Se muestra una sección intestinal transversal de una larva de 3 días después de la fertilización después de la tinción conjunta para visualizar F-actina (células epiteliales, rojo) y Patch-GFP (células mioepiteliales, verde).

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* Para llamadas desde el exterior a la extension xxxx se debe marcar: 34 91196xxxx
ApellidosNombreLaboratorioExt.*e-mailCategoría profesional
Alfonso PérezTatiana1204721talfonso(at)cbm.csic.esInvestigador
Baonza MartinezGabriel4274721Ayudante Investigación
González MartínezTamara1204721tgonzalez(at)cbm.csic.esTécnico Sup. Actividades Tec. y Profes.GP3
Grabowski PintoCatalina1204721cgrabowski(at)cbm.csic.esEstudiante
Herranz GómezGonzalo1204721gherranz(at)cbm.csic.esTitulado Sup. Actividades Tecn. y Prof.GP1
Martín BelmonteFernando1204615fmartin(at)cbm.csic.esE. Investigadores Científicos de Organismos Públicos

Publicaciones relevantes:

  • Hachimi M, Grabowski C, Campanario S, Rodriguez-Fraticelli A, Gomez-Lopez S, and Martin-Belmonte F. A network of actomyosin regulators controls apical maturation in epithelia. Current Biol (in 2nd revision).
  • Bosch-Fortea M, Rodriguez-Fraticelli A, Herranz G, Hachimi M, Ladoux B, Martin-Belmonte F. (2019) Micropattern-Based Platform as a Physiologically Relevant High-Throughput Model to Predict Nephrotoxicity of New Drugs. Biomaterials 18:119339.
  • Bernascone I, Gonzalez T, Delgado M, Carabaña C, Hachimi M, Bosch-Fortea M, Santamaría S, Martin R, Tarnick J, García-Sanz JA, and Martin-Belmonte, F. (2019) Sfrp3 modulates stromal–epithelial crosstalk during mammary gland development by regulating Wnt levels. Nature Comm 10(1):2481.
  • Bosch-Fortea M, and Martin-Belmonte F (2018) Mechanosensitive adhesion complexes in epithelial architecture and cancer onset. Current Opinion in Cell Biology 50:42–49
  • Bernascone, I; Hachimi, M and Martin-Belmonte, F (2017) Signaling networks in epithelial tube formation and regeneration. Cold Spring Harbor Perspectives Biol. pii: a027946.
  • Fütterer A, de Celis J, Navajas R, Almonacid L, Gutiérrez J, Talavera-Gutiérrez A, Pacios-Bras C, Bernascone I, Martin-Belmonte F, Martinéz-A C. (2017) DIDO as a Switchboard that Regulates Self-Renewal and Differentiation in Embryonic Stem Cells. Stem Cell Reports. 8(4):1062-1075.
  • Tsui C, Maldonado P, Montaner B, Borroto A, Alarcon B, Bruckbauer A, Martinez-Martin N, Batista FD. (2018) Dynamic reorganisation of intermediate filaments coordinates early B-cell activation. Life Sci Alliance. 1(5):e201800060.
  • Martínez-Riaño A, Bovolenta ER, Mendoza P, Oeste CL, Martín-Bermejo MJ, Bovolenta P, Turner M, Martínez-Martín N, Alarcón B. (2018) Antigen phagocytosis by B cells is required for a potent humoral response. EMBO Rep. 19(9).
  • Tsui C*, Martinez-Martin N*, Gaya M, Maldonado P, Llorian M, Legrave NM, Rossi M, MacRae JI, Cameron AJ, Parker PJ, Leitges M, Bruckbauer A, Batista FD. (2018) Protein Kinase C-β Dictates B Cell Fate by Regulating Mitochondrial Remodeling, Metabolic Reprogramming, and Heme Biosynthesis. Immunity; 48(6):1144-1159.e5. (*equally contributed).
  • Mendoza P*, Martínez-Martín N*, Bovolenta ER, Reyes-Garau D, Hernansanz-Agustín P, Delgado P, Diaz-Muñoz MD, Oeste CL, Fernández-Pisonero I, Castellano E, Martínez-Ruiz A, Alonso-Lopez D, Santos E, Bustelo XR, Kurosaki T, Alarcón B. R-(2018) Ras2 is required for germinal center formation to aid B cells during energetically demanding processes. Sci Signal. 11(532). (*equally contributed).
  • Martinez-Martin N, Maldonado P, Gasparrini F, Frederico B, Aggarwal S, Gaya M, Tsui C, Burbage M, Keppler SJ, Montaner B, Jefferies HB, Nair U, Zhao YG, Domart MC, Collinson L, Bruckbauer A, Tooze SA, Batista FD (2017) A switch from canonical to noncanonical autophagy shapes B cell responses. Science. 355(6325):641-647.

Tesis doctorales:

  • Title: Adress the role of non-canonical autophagy in epithelial polarity and morphogenesis. PhD Student: Sergio Gómez Lopez. University: Universidad Autónoma de Madrid. Faculty: CBMSO. Date: 18/12/2019.
  • Title: Exploring the roles of major signaling pathways in epithelial morphogenesis. PhD student: Maria D. Barea. University: Universidad Autónoma de Madrid. Faculty: CBMSO. Date: 14/10/ 2019.
  • Title: The role of SMTL2 in zebrafish epithelial morphogenesis. PhD student: Mariam Hachimi. University: Universidad Autónoma de Madrid. Faculty: CBMSO. Date: May/ 2018.
  • Title: Development of a 3D micropattern-based tube model system to study epithelial morphogenesis, tube mechanics and nephrotoxicity. PhD Student: Minerva Bosch Fortea. University: Universidad Autónoma de Madrid. Faculty: CBMSO. Date: April/2018.

Otras actividades científicas y reconocimientos relevantes:

  • 2018 Organizer of the meeting on Cell compartment and transport. CBMSO, Madrid
  • 2017 Organizer of the EMBO meeting on Cell polarity and membrane dynamics. Sant Feliu de Gixols, Girona
  • 2015 Present  -Associated editor of Nephron (Journal).
  • 2015 Present- Scientific vice deputy of Spanish agency of research (Agencia Estatal Investigación) (AEI-MINECO-Area BFS)
  • Master professor –Coordination of sorting, routing and distribution of proteins in polarized cells, Universidad Autonoma de Madrid/ Madrid/ Spain.
  • Master professor –Molecular Biology of the Cell course at Pasteur, Institute Pasteur
  • Master professor –Cytoskeleton course at Institute Curie/ Paris/ France

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