INVESTIGACIÓN
Miles de tipos neuronales y gliales son generados a partir de una única célula (cigoto) a lo largo del desarrollo de un organismo. De este modo, cada célula posee una relación genealógica que la conecta con el cigoto. Este árbol genealógico se conoce como linaje celular.
El linaje celular está íntimamente relacionado con la adquisición de identidad celular y la función última de la célula. En la corteza cerebral, es más probable que una neurona haga sinapsis con una hermana que con otra neurona no relacionada directamente. En invertebrados como C.elegans o Drosophila, si se conoce el linaje de una neurona se puede predecir su identidad con bastante fiabilidad. Aunque el desarrollo parece menos predecible en vertebrados, la falta de mapas de linaje con resolución de célula única impide entender cómo el linaje de una célula se relaciona con su identidad.
En el laboratorio trabajamos para entender cómo se relaciona linaje e identidad en el desarrollo de la corteza cerebral del ratón. Entre otras cosas, buscamos demostrar la existencia de distintos subtipos de progenitores los cuales producirían tipos de neuronas específicas. Para ello trabajamos para ganar acceso genético a estos subtipos específicos de progenitores mediante técnicas de intersección genética. Esto permitiría marcar y estudiar el linaje completo de aquellas células generadas a partir de un subtipo de progenitor neural concreto.
Ingeniería de tipos celulares con interés terapéutico
En muchas enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson o la esclerosis múltiple se produce la muerte de células específicas que son irremplazables y cuya pérdida desencadena la sintomatología. Reemplazar estas células podría aliviar los síntomas más graves de la enfermedad y mejorar la vida de los pacientes.
Durante los procesos de especificación celular, las células navegan un espacio multivariable de expresión génica. A lo largo del tiempo, este proceso implica la expresión de una secuencia de factores de transcripción que, coordinada con la proliferación celular, resulta en un número de células más o menos preciso con una identidad específica. De este modo, estas secuencias de expresión génica se pueden conceptualizar como contraseñas que protegen determinados programas de diferenciación celular.
El espacio de expresión génica que navegan las células para adquirir su identidad final es complejísimo y está formado por miles de variables interdependientes (genes). En la práctica esto hace imposible replicar los procesos naturales de especificación celular. Sin embargo, por ser variables dependientes, algunas tienen más peso y pueden controlar un número de otras variables (genes maestros). Este espacio multivariable entonces, quizá pueda modelizarse como una serie de componentes principales. La expresión secuencial de dichos componentes principales o genes maestros podría resultar en tipos celulares muy parecidos a los que se producen durante el desarrollo normal de un organismo.
En el laboratorio trabajamos intentando generar tipos celulares con interés terapéutico mediante la expresión de secuencias de factores de transcripción.
Diseño e implementación de herramientas
El diseño, implementación y optimización de nueva tecnología ha sido, con diferencia, el mayor motor del avance científico. La generación de nuevas herramientas ha permitido resolver problemas científicos que parecían imposibles. Y la falta de tecnología apropiada ha llevado, demasiado a menudo, a orbitar en torno a un problema y a crear debates innecesarios en los que cada científico toma posturas contrarias sin que ninguno pueda aportar evidencias directas. En palabras de Sydney Brenner, “el progreso en ciencia depende de nuevas técnicas, nuevos descubrimientos y nuevas ideas, probablemente en ese orden”.
Inspirados por esta firme creencia, parte del esfuerzo del laboratorio se focaliza en el desarrollo de herramientas que permitan resolver nuestras cuestiones sobre desarrollo y especificación celular. Y sobre todo, herramientas que también sean útiles para el resto de la comunidad científica.
