Programa Científico
Physiological and pathological processes
UNIDADES EN ESTE PROGRAMA
Neuropatología molecular Redes metabólicas y de señalización en la enfermedad
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Biología de las células madre en neurociencia traslacional
Marta Pérez Pereira
Nuestra investigación desarrolla organoides cerebrales 3D a partir de células madre humanas para su uso como complemento de modelos animales y cultivos 2D en la investigación en neurociencia. Mediante bioingeniería, mejoramos las características de los organoides para poder estudiar interacciones célula-célula creando modelos más precisos y reproducibles para diseñar terapias para patologías neurodegenerativas.
Investigación
La investigación en modelos animales de enfermedades neurodegenerativas ha mostrado que las células madre inducen efectos beneficiosos mediante mecanismos como la plasticidad cerebral, más allá de simplemente reemplazar células. No obstante, las respuestas varían considerablemente entre especies, subrayando la importancia de estudios específicos en células humanas debido a las características singulares del cerebro humano. Nuestro grupo se dedica al estudio de la biología de las células madre como fuente de neuronas humanas y como herramienta terapéutica en modelos animales de trastornos neurológicos, incluyendo la enfermedad de Parkinson. Para explorar las respuestas neuronales humanas, nos centramos en la generación de neuronas dopaminérgicas A9, cruciales en la enfermedad de Parkinson. Hemos investigado diversas superficies de cultivo y hemos descubierto que tanto la composición del material como la topografía de la superficie a escalas nano y micro juegan un papel crucial en el desarrollo de sistemas de cultivo innovadores.
A partir de estos hallazgos, nuestro enfoque se ha dirigido hacia el desarrollo de organoides cerebrales humanos para comprender mejor los –complejos- circuitos neuronales y los diversos fenotipos neuronales. En consonancia con nuestro compromiso de reducir el uso de animales de laboratorio en la investigación básica y ampliar nuestro conocimiento sobre la biología del tejido neural humano, hemos optimizado la generación de organoides cerebrales a partir de células madre pluripotentes inducidas mejorando así su utilidad en la investigación preclínica. Nuestros esfuerzos actuales incluyen el diseño de soportes físicos para el cultivo de organoides, mediante la incorporación de materiales y topografías testados en cultivos 2D y aprovechando sus capacidades para promover el crecimiento neuronal y facilitar la conductividad eléctrica. A medida que los organoides cerebrales maduran, la falta de soporte de células gliales plantea un desafío, por lo que estamos trabajando en la introducción de oligodendrocitos derivados de células madre humanas. Estos oligodendrocitos tienen como objetivo sobrevivir, madurar y potencialmente mielinizar las redes neuronales dentro de los organoides, mejorando así su madurez funcional. En resumen, nuestro objetivo es avanzar en las terapias con células madre mediante una comprensión detallada de las respuestas neuronales humanas, llegando al desarrollo de modelos de organoides cerebrales que imiten la complejidad del cerebro humano. Estos modelos permitirán estudios exhaustivos sobre trastornos neurológicos y facilitarán la exploración de intervenciones terapéuticas.
Miembros del grupo
Marta Pérez Pereira
Lab.: 305 Ext.: 4650
pereiram(at)cbm.csic.es
Brina Stancic
Lab.: 305 Ext.: 4650
bstancic(at)cbm.csic.es
Inés Anguiano Vara
Lab.: 305 Ext.: 4650
Cristina Ulecia Morón
Lab.: 305 Ext.: 4650
cristina.ulecia(at)cbm.csic.es
Rafael Romero Pérez
Lab.: 305 Ext.: 4650
rromero(at)cbm.csic.es
Paula Paredes Mayoral
Lab.: 305 Ext.: 4650
paula.paredesm(at)cbm.csic.es
Publicaciones representativas
Multifactoriality of Parkinson’s Disease as Explored Through Human Neural Stem Cells and Their Transplantation in Middle-Aged Parkinsonian Mice
Anna Nelke et al.
Next generation human brain models: engineered
flat brain organoids featuring gyrification
Theresa S P Rothenbücher et al.
Pyrolytic Carbon Nanograss Enhances Neurogenesis and Dopaminergic Differentiation of Human Midbrain Neural Stem Cells
Afia Asif et al.
Transplanted Stem Cell-Secreted Vascular Endothelial Growth Factor Effects Poststroke Recovery, Inflammation, and Vascular Repair
Nobutaka Horie et al.