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Investigación

Regulación Génica

Líneas de investigación

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Regeneración Neural

La principal línea de investigación de la Unidad de Regeneración Neural es el estudio de la biología de células madre neurales y pluripotenciales, y su aplicación terapéutica en neurodesarrollo y neurodegeneración. Entendiéndose la aplicación terapéutica como obtención de modelos celulares adherentes (2D) y generación de organoides cerebrales (3D) aplicados a:

  1. Investigación básica. Mejora e implementación de dichos modelos en nuestro entorno para su uso por los investigadores que lo necesiten en su experimentación (colaboraciones con investigadores de distintos centros del ISCIII y nacionales/internacionales)
  2. Estudio de los mecanismos moleculares y celulares implicados en diferentes enfermedades neurológicas tanto del neurodesarrollo como neurodegenerativas (enfermedad de Alzheimer y/o Parkinson).
  3. Búsqueda de nuevos biomarcadores diagnósticos y el descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas. Cribado de compuestos/drogas para el futuro tratamiento de enfermedades neurológicas.
  4. Posibles aplicaciones en terapias avanzadas (terapia de reemplazo celular y/o génica) y de medicina personalizada o de precisión.

Proyectos de investigación

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Proyectos del grupo:

Título del proyecto: Implicaciones de la proteína precursora amiloide (APP): neurodesarrollo y enfermedad de Alzheimer. IP: Isabel Liste Noya. Agencia financiadora: Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad. Ministerio de Ciencia e Innovación. Financiación: 235.950€. Duración: 2022-2025. Expediente contrato/proyecto: PID2021-126715OB-I00.

Título del proyecto: Modelos humanos neurales para estudiar la evolución celular y proteómica en la enfermedad de Alzheimer. IP: Isabel Liste Noya; CoIP: Victoria López Alonso. Agencia financiadora: Acción Estratégica en Salud Intramural. Financiación: 87.000€. Duración: 2022-2025. Expediente contrato/proyecto: PI22/00055.

Título del proyecto: Función de la proteína precursora amiloide (APP) y sus derivados en la biología de células troncales neurales humanas. Implicaciones en la enfermedad de Alzheimer. IP: Isabel Liste Noya. Agencia financiadora: Programa Estatal de Proyectos de I+D+i «Retos Investigación». Ministerio de Ciencia e Innovación y Universidades. Financiación: 108.000€. Duración: 2019-2022. Expediente contrato/proyecto: RTI2018101663B100.

Título del proyecto: Desarrollo, diferenciación y maduración de las neuronas dopaminérgicas mesencefálicas: Implicación de p27 Kip1. IP: Isabel Liste Noya. Agencia financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad. Financiación: 80.000€. Duración: 2016-2019. Expediente contrato/proyecto: SAF201571140R.


Proyectos en los que el grupo participa como parte del equipo de investigación:

Título del proyecto: Plataformas de grupos ISCIII de apoyo a la I+D+I en Biomedicina y Ciencias de la Salud. Participación en la generación y servicio de Biomodelos in vitro (organoides y cultivos 3D). Agencia financiadora: Plataformas de I+D+I (Instituto de Salud Carlos III). Financiación: 99.000€. Duración: 2024-2026. Expediente contrato/proyecto: PT23CIII00006.

Título del proyecto: Medicina Personalizada (MedPer) en la detección precoz del deterioro cognitivo (DC) preclínico. Desarrollo de un modelo predictivo de riesgo. Agencia financiadora: Proyectos de Investigación de Medicina Personalizada de Precisión de la Acción Estratégica en Salud. Financiación: 1.649.714€. Duración: 2022-2025. Expediente contrato/proyecto: PMP22/00084.


 

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Electrochemical immunosensor for IL-13 Receptor α2 determination and discrimination of metastatic colon cancer cells. Biosensors and Bioelectronics

Alejandro Valverde, Eloy Povedano, Víctor Ruiz-Valdepeñas Montiel, Paloma Yáñez-Sedeño, María Garranzo-Asensio, Rodrigo Barderas, Susana Campuzano, José M. Pingarrón. Electrochemical immunosensor for IL-13 Receptor α2 determination and discrimination of metastatic colon cancer cells. Biosensors and Bioelectronics. 2018; 117: 766-772.

DOI

Diagnostic Accuracy of Prion Disease Biomarkers in Iatrogenic Creutzfeldt-Jakob Disease

Llorens F, Villar-Piqué A, Hermann P, Schmitz M, Calero O, Stehmann C, Sarros S, Moda F, Ferrer I, Poleggi A, Pocchiari M, Catania M, Klotz S, O'Regan C, Brett F, Heffernan J, Ladogana A, Collins SJ, Calero M, Kovacs GG, Zerr I. Diagnostic Accuracy of Prion Disease Biomarkers in Iatrogenic Creutzfeldt-Jakob Disease. Biomolecules. 2020 10(2):290. doi: 10.3390/biom10020290.

DOI

Determination of Cadherin-17 in Tumor Tissues of Different Metastatic Grade Using a Single Incubation-Step Amperometric Immunosensor

Alejandro Valverde, Eloy Povedano, Víctor Ruiz-Valdepeñas Montiel, Paloma Yáñez-Sedeño, María Garranzo-Asensio, Nuria Rodríguez, Gemma Domínguez, Rodrigo Barderas, Susana Campuzano, José M. Pingarrón. Determination of Cadherin-17 in Tumor Tissues of Different Metastatic Grade Using a Single Incubation-Step Amperometric Immunosensor. Analytical Chemistry 2018 90 (18), 11161-11167

DOI

An electrochemical immunosensor using gold nanoparticles-PAMAM-nanostructured screen-printed carbon electrodes for tau protein determination in plasma and brain tissues from Alzheimer patients

Razzino CA, Serafín V, Gamella M, Pedrero M, Montero-Calle A, Barderas R, Calero M, Lobo AO, Yáñez-Sedeño P, Campuzano S, Pingarrón JM. An electrochemical immunosensor using gold nanoparticles-PAMAM-nanostructured screen-printed carbon electrodes for tau protein determination in plasma and brain tissues from Alzheimer patients. Biosens Bioelectron. 2020 163:112238. doi: 10.1016/j.bios.2020.

DOI

Toward Liquid Biopsy: Determination of the Humoral Immune Response in Cancer Patients Using HaloTag Fusion Protein-Modified Electrochemical Bioplatforms

Garranzo-Asensio M, Guzmán-Aránguez A, Povés C, Fernández-Aceñero MJ, Torrente-Rodríguez RM, Ruiz-Valdepeñas Montiel V, Domínguez G, Frutos LS, Rodríguez N, Villalba M, Pingarrón JM, Campuzano S, Barderas R. Toward Liquid Biopsy: Determination of the Humoral Immune Response in Cancer Patients Using HaloTag Fusion Protein-Modified Electrochemical Bioplatforms. Anal Chem. 2016;88(24):12339-12345

DOI

Prodromal Alzheimer's Disease: Constitutive Upregulation of Neuroglobin Prevents the Initiation of Alzheimer's Pathology

de Vidania S, Palomares-Perez I, Frank-García A, Saito T, Saido TC, Draffin J, Szaruga M, Chávez-Gutierrez L, Calero M, Medina M, Guix FX, Dotti CG. Prodromal Alzheimer's Disease: Constitutive Upregulation of Neuroglobin Prevents the Initiation of Alzheimer's Pathology. Front Neurosci. 2020 14:562581. doi: 10.3389/fnins.2020.562581.

DOI

Identification of Alzheimer’s Disease Autoantibodies and Their Target Biomarkers by Phage Microarrays

Pablo San Segundo-Acosta, Ana Montero-Calle, Manuel Fuentes, Alberto Rábano, Mayte Villalba, and Rodrigo Barderas. Identification of Alzheimer’s Disease Autoantibodies and Their Target Biomarkers by Phage Microarrays. Journal of Proteome Research. 2019; 18: 2940-2953

DOI

Evaluation of Human Cerebrospinal Fluid Malate Dehydrogenase 1 as a Marker in Genetic Prion Disease Patients

Zerr I, Villar-Piqué A, Schmitz VE, Poleggi A, Pocchiari M, Sánchez-Valle R, Calero M, Calero O, Baldeiras I, Santana I, Kovacs GG, Llorens F, Schmitz M. Evaluation of Human Cerebrospinal Fluid Malate Dehydrogenase 1 as a Marker in Genetic Prion Disease Patients. Biomolecules. 2019 9(12):800. doi: 10.3390/biom9120800.

DOI

The 2018 Nobel Prize in Chemistry: phage display of peptides and antibodies

Barderas, R., Benito-Peña, E. The 2018 Nobel Prize in Chemistry: phage display of peptides and antibodies. Anal Bioanal Chem 411, 2475–2479 (2019)

DOI

Cerebrospinal Fluid Total Prion Protein in the Spectrum of Prion Diseases

Villar-Piqué A, Schmitz M, Lachmann I, Karch A, Calero O, Stehmann C, Sarros S, Ladogana A, Poleggi A, Santana I, Ferrer I, Mitrova E, Žáková D, Pocchiari M, Baldeiras I, Calero M, Collins SJ, Geschwind MD, Sánchez-Valle R, Zerr I, Llorens F. Cerebrospinal Fluid Total Prion Protein in the Spectrum of Prion Diseases. Mol Neurobiol. 2019 56(4):2811–2821. doi: 10.1007/s12035-018-1251-1.

DOI

Mapping the Spatial Proteome of Metastatic Cells in Colorectal Cancer

Marta Mendes, Alberto Peláez-García, María López-Lucendo, Rubén A. Bartolomé, Eva Calviño, Rodrigo Barderas, J. Ignacio Casal. Mapping the Spatial Proteome of Metastatic Cells in Colorectal Cancer. Proteomics 2017;17: 1700094.

DOI

Age at onset in genetic prion disease and the design of preventive clinical trials

Minikel EV, Vallabh SM, Orseth MC, Brandel JP, Haïk S, Laplanche JL, Zerr I, Parchi P, Capellari S, Safar J, Kenny J, Fong JC, Takada LT, Ponto C, Hermann P, Knipper T, Stehmann C, Kitamoto T, Ae R, Hamaguchi T, Sanjo N, Tsukamoto T, Mizusawa H, Collins SJ, Chiesa R, Roiter I, de Pedro-Cuesta J, Calero M, Geschwind MD, Yamada M, Nakamura Y, Mead S. Age at onset in genetic prion disease and the design of preventive clinical trials. Neurology. 2019 93(2):e125-e134. doi: 10.1212/WNL.0000000000007745.

DOI

Genome-wide association analysis of dementia and its clinical endophenotypes reveal novel loci associated with Alzheimer's disease and three causality networks: The GR@ACE project

Moreno-Grau S, de Rojas I, Hernández I, Quintela I, Montrreal L, Alegret M, Hernández-Olasagarre B, Madrid L, González-Perez A, Maroñas O, Rosende-Roca M, Mauleón A, Vargas L, Lafuente A, Abdelnour C, Rodríguez-Gómez O, Gil S, Santos-Santos MÁ, Espinosa A, Ortega G, Sanabria Á, Pérez-Cordón A, Cañabate P, Moreno M, Preckler S, Ruiz S, Aguilera N, Pineda JA, Macías J, Alarcón-Martín E, Sotolongo-Grau O; GR@ACE consortium; DEGESCO consortium; Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative, Marquié M, Monté-Rubio G, Valero S, Benaque A, Clarimón J, Bullido MJ, García-Ribas G, Pástor P, Sánchez-Juan P, Álvarez V, Piñol-Ripoll G, García-Alberca JM, Royo JL, Franco E, Mir P, Calero M, Medina M, Rábano A, Ávila J, Antúnez C, Real LM, Orellana A, Carracedo Á, Sáez ME, Tárraga L, Boada M, Ruiz A. Genome-wide association analysis of dementia and its clinical endophenotypes reveal novel loci associated with Alzheimer's disease and three causality networks: The GR@ACE project. Alzheimers Dement. 2019 15(10):1333-1347. doi: 10.1016/j.jalz.2019.06.4950.

DOI

Proteomic mapping of p53 immunogenicity in pancreatic, ovarian, and breast cancers

Katchman BA, Barderas R, Alam R, Chowell D, Field MS, Esserman LJ, Wallstrom G, LaBaer J, Cramer DW, Hollingsworth MA, Anderson KS. Proteomic mapping of p53 immunogenicity in pancreatic, ovarian, and breast cancers. Proteomics Clin Appl. 2016 Jul;10(7):720-31.

DOI

Genetic Prion Disease Patients

Genetic Prion Disease Patients. Biomolecules. 2019 Nov 28;9(12):800. doi: 10.3390/biom9120800.

DOI

Elevated Plasma microRNA-206 Levels Predict Cognitive Decline and Progression to Dementia from Mild Cognitive Impairment

Kenny A, McArdle H, Calero M, Rabano A, Madden SF, Adamson K, Forster R, Spain E, Prehn JHM, Henshall DC, Medina M, Jimenez-Mateos EM, Engel T. Elevated Plasma microRNA-206 Levels Predict Cognitive Decline and Progression to Dementia from Mild Cognitive Impairment. Biomolecules. 2019 9(11):734. doi: 10.3390/biom9110734.

DOI

Reconciling etiological views on Parkinson's disease

de Pedro-Cuesta J, Martínez-Martín P, Calero M, Almazán-Isla J, García López FJ. Reconciling etiological views on Parkinson's disease. Mov Disord. 2019 34(11):1750-1752. doi: 10.1002/mds.27875.

DOI

Aβ42 Peptide Promotes Proliferation and Gliogenesis in Human Neural Stem Cells

Bernabeu-Zornoza A, Coronel R, Palmer C, Calero M, Martínez-Serrano A, Cano E, Zambrano A, Liste I. Aβ42 Peptide Promotes Proliferation and Gliogenesis in Human Neural Stem Cells. Mol Neurobiol. 2019 56(6):4023-4036. doi: 10.1007/s12035-018-1355-7.

DOI

An Overview of the Role of Lipofuscin in Age-Related Neurodegeneration

Moreno-García A, Kun A, Calero O, Medina M, Calero M. An Overview of the Role of Lipofuscin in Age-Related Neurodegeneration. Front Neurosci. 2018 12:464. doi: 10.3389/fnins.2018.00464.

DOI

Frontotemporal lobar degeneration: Study of a clinicopathological cohort

Gil MJ, Manzano MS, Cuadrado ML, Fernández C, Góméz E, Matesanz C, Calero M, Rábano A. Frontotemporal lobar degeneration: Study of a clinicopathological cohort. J Clin Neurosci. 2018 58:172-180. doi: 10.1016/j.jocn.2018.10.024.

DOI

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Información adicional

El objetivo general de nuestra Unidad es el estudio de procesos de regulación de expresión génica que controlan la inflamación, y el análisis de cómo influyen en ellos diferentes tratamientos terapéuticos. Como modelo animal de inflamación utilizamos el de Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE) en ratón, que refleja gran parte de los aspectos patológicos de la Esclerosis Múltiple humana (EM). En ambas enfermedades la inflamación afecta al sistema nervioso central (SNC), y se admite que tienen un origen autoinmune. Aunque actualmente existen tratamientos que han demostrado eficacia en ralentizar el curso de la enfermedad, no se dispone actualmente de una terapia definitiva con total poder curativo. Por ello, existe un alto interés en la búsqueda de terapias alternativas. Nuestra línea de investigación está enfocada al estudio y evaluación de diferentes tratamientos en EAE que puedan ayudar a evidenciar nuevas dianas terapéuticas para enfermedades inflamatorias como la EM.
Utilizamos diferentes modelos celulares y animales en la determinación de las rutas inflamatorias que son afectadas por los tratamientos en estudio.

Modelos celulares:
Principalmente nos basamos en ensayos con células del sistema inmune de fuerte implicación en el desarrollo y/o control de la EM y la EAE. En concreto manejamos células T y macrófagos (implicados en la respuesta inmune temprana que dispara el proceso autoinmune de la EM y la EAE) y células de microglía (importante actor en los mecanismos de degeneración que tiene lugar en sistema nervioso tras la infiltración de células autoreactivas).

  • Linfocitos T: 

Disponemos de ensayos bien establecidos para analizar los procesos de diferenciación in vitro de células T naïve hacia los diferentes fenotipos efectores y reguladores de la respuesta inmune. Su utilización nos permite evaluar los efectos que los tratamientos en estudio pueden ejercer sobre el establecimiento de tipos celulares T pro-inflamatorios (T helper de los subtipos Th1 y Th17) o anti-inflamatorios (Th2 y T reguladoras Foxp3+).

  • Macrófagos y microglía:

Por otra parte, manejamos también de manera rutinaria los procesos de definición de fenotipo de macrófagos y microglía con actividad pro-inflamatoria (M1) o anti-inflamatoria (M2), que pueden determinar destinos diferentes (y opuestos) de las rutas que se desencadenan.    

Modelos animales:

  • EAE activa inducida por inoculación de antígeno en la línea de ratón C57Bl/6, utilizando un péptido de la proteína Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein (MOG35-55). En este modelo la enfermedad cursa con inflamación crónica y progresiva.
  • EAE activa por inoculación de Proteína Básica de Mielina completa o el péptido MBP89-101 en la línea de ratón SJL/J. En este modelo, la enfermedad cursa de manera recurrente-remitente.
  • EAE pasiva por inoculación de células T encefalitógenas que son reactivas a antígenos de sistema nervioso central, obtenidas de ganglio de animales a los que previamente se ha inducido EAE activa.
  • Actualmente estamos implantando del modelo de desmielinización por Cuprizona en nuestro laboratorio, con el objetivo de ensayar el potencial de remielinización de terapias alternativas para EM.


 

Divulgación y difusión científica:
Desde nuestra Unidad hemos colaborado en diversos medios de comunicación cuando se nos ha requerido asesorar y opinar acerca de noticias científicas (El país, “Hoy por hoy” en la cadena SER).

Además, en el año 2024 hemos participado en las jornadas organizadas por la Universidad a Distancia de Madrid (UDIMA) en el Día Internacional de la mujer y la Niña en la Ciencia, aportando nuestra experiencia y trayectoria (en formato entrevista) en el despertar de vocaciones científicas en jóvenes universitarias en formación en carreras técnico-científicas.