Programa Científico
Procesos fisiológicos y patológicos
UNIDADES EN ESTE PROGRAMA
Neuropatología molecular Redes metabólicas y señalizadoras en la enfermedad
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
Fisiopatología de los transportadores de glicina en la neurotransmisión glicinérgica: hiperplexia y dolor
La glicina es el principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central caudal y ejerce control sensoriomotor y procesamiento nociceptivo. La disfunción de la inhibición glicinérgica conduce a dos enfermedades principales: hiperexplexia y dolor patológico. Estudiamos, a nivel celular y molecular, la fisiología y las patologías de la neurotransmisión glicinérgica para proporcionar herramientas terapéuticas. También ampliamos nuestra experiencia a otros transportadores de neurotransmisores.
Investigación
Nuestro grupo estudia la neurotransmisión glicinérgica en la salud y la enfermedad, centrándose en la hiperexplexia, un síndrome neurológico raro causado por mutaciones en proteínas clave como el transportador de glicina GlyT2 (gen SLC6A5), y el dolor. Nuestro objetivo es comprender cómo las mutaciones de GlyT2 afectan a la fisiología de los pacientes y desarrollar estrategias para rescatar fenotipos mutantes o producir ligandos moduladores con diversas aplicaciones, incluida la analgesia.
Mediante el uso de bioinformática y varios modelos experimentales (líneas celulares, cultivos neuronales, ratones mutantes, ovocitos de Xenopus, pez cebra), nuestra investigación estudia la estructura, el tráfico, la regulación y las interacciones de GlyT2. Se están optimizando enfoques proteómicos que siguen una nueva versión de la técnica de etiquetado de proximidad, adecuada para su uso en tejido nativo, con el fin de identificar nuevos socios de GlyT2 que influyen en su función.
Recientemente, hemos identificado una nueva variante de GlyT2 en un paciente infantil con hiperexplexia que presenta un nuevo mecanismo patogénico: se trata de una variante con pérdida de función en lo que respecta a la actividad transportadora, pero con ganancia de función que altera la proteostasis celular, activando la respuesta de proteínas desplegadas (UPR) e interfiriendo en los procesos que tienen lugar en las balsas lipídicas.
Otro foco de investigación tiene como objetivo comprender la base mecánica del aumento de la gravedad de los síntomas de hiperexplexia durante el periodo perinatal. Examinamos el papel de GlyT2 en la diferenciación neuronal utilizando el modelo celular PC12 y descubrimos que GlyT2 está claramente implicado en la progresión del cono de crecimiento y la diferenciación de las células PC12 en neuronas al aumentar el calcio interno y unirse a las proteínas del cono de crecimiento.
También descubrimos que GlyT2 está regulado por la vía Hedgehog, lo que puede emularse mediante agonistas del receptor de dopamina D2, lo que indica que las interneuronas glicinérgicas que contienen GlyT2 reciben entradas dopaminérgicas en respuesta a la activación de la vía Hedgehog. Se está investigando más a fondo la importancia biológica de esta regulación en el control de los núcleos neuronales de acción periférica.
Por último, también nos interesan los mecanismos moleculares que regulan la actividad de otros transportadores de neurotransmisores, incluidos los de GABA o dopamina. Estudiamos las alteraciones genéticas en los genes de estos transportadores, que producen proteínas defectuosas, ya sea en su mecanismo de transporte o en su tráfico intracelular. Llevamos a cabo estudios de estructura-función, análisis del tráfico intracelular e identificación de interactores.
Miembros del grupo

Beatriz López Corcuera
Lab.: 306 Ext.: 4631
blopez(at)cbm.csic.es
Francisco Zafra Gómez
Lab.: 306 Ext.: 4630
fzafra(at)cbm.csic.es
Jorge Sarmiento Jiménez
Lab.: 306 Ext.: 4655
jsarmiento(at)cbm.csic.es
Rubén Mejía Alcaraz
Lab.: 306 Ext.: 4655
Publicaciones representativas
A New GlyT2 Variant Associated with Hyperekplexia
Jorge Sarmiento-Jiménez et al.
Experimental and Bioinformatic Insights into the Effects of Epileptogenic Variants on the Function and Trafficking of the GABA Transporter GAT-1
Dolores Piniella et al.
Rescue of two trafficking-defective variants of the neuronal glycine transporter GlyT2 associated to hyperekplexia
Andrés de la Rocha-Muñoz et al.
Functional crosstalk of the glycine transporter GlyT1 and NMDA receptors
Dolores Piniella et al.