Cód. SSPA: IBiS-B-06
La investigación llevada a cabo por nuestro grupo se centra en los mecanismos básicos que subyacen a la detección de oxígeno (O2) por las células y las respuestas a la hipoxia (tensión baja de O2).
La hipoxia es un factor crítico en la patogénesis de numerosas causas comunes de morbilidad y mortalidad humana. El conocimiento acerca de los mecanismos moleculares involucrados en las respuestas transcripcionales a la hipoxia crónica ha progresado enormemente y los avances en este campo han tenido un impacto destacado en varias áreas de la medicina. Sin embargo, a pesar de su relevancia biomédica, las bases moleculares de la detección aguda de la hipoxia y las adaptaciones sistémicas asociadas han permanecido esquivas durante décadas.
Nuestro grupo investiga la naturaleza de los sensores y efectores que median las respuestas agudas a la hipoxia, especialmente en las células quimiorreceptoras del cuerpo carotídeo y el músculo liso arterial.
En paralelo a este proyecto principal de investigación, trabajamos sobre el papel de los factores neurotróficos endógenos en la patogénesis de la enfermedad de Parkinson y su uso potencial en el desarrollo de una terapia neuroprotectora. También estamos interesados en el estudio de la contribución del metabolismo mitocondrial y la bioenergética celular en la generación de nuevas neuronas (neurogénesis) y la homeostasis neuronal.
Líneas de investigación
- Mecanismos de la sensibilidad celular al oxígeno
La detección aguda del O2 por parte de células quimiorreceptoras especializadas es necesaria para la activación de reflejos cardiorrespiratorios rápidos que minimizan las consecuencias deletéreas de la hipoxia. El cuerpo carotídeo, una estructura altamente irrigada ubicada en la bifurcación carotídea, es considerado el órgano prototípico de la detección aguda del O2 y contiene células glómicas quimiorreceptoras que, al activarse, provocan hiperventilación y activación simpática para favorecer la adaptación a la hipoxia.
Los estudios en este órgano llevados a cabo durante años por nuestro grupo han proporcionado un modelo robusto que explica a nivel molecular la sensibilidad a la hipoxia aguda. Hemos demostrado que las células glómicas del cuerpo carotídeo contienen mitocondrias especializadas que funcionan como detectores de O2, generando señales (NADH y ROS) que regulan la actividad de canales iónicos de la membrana celular e inician la activación celular. Esta sensibilidad específica de las mitocondrias de las células glómicas a cambios en la tensión de O2 dentro del rango fisiológico se debe a su metabolismo especializado y depende de la acción integrada de factores de transcripción, enzimas y componentes específicos de la cadena de transporte de electrones mitocondrial.
Actualmente, el grupo está tratando de completar la caracterización de los mecanismos moleculares de la detección aguda de O2 por parte de los quimiorreceptores arteriales, y determinar si estos mecanismos pueden generalizarse a otros tipos celulares que responden de manera aguda a la hipoxia. En paralelo estamos tratando de identificar nuevas dianas farmacológicas como terapia frente a patologías relacionadas con la depresión respiratoria o la sobreactivación simpática. Dentro de esta línea de trabajo, estamos realizando estudios sobre la plasticidad de los quimiorreceptores arteriales durante la hipoxia crónica intermitente, situación que se presenta en pacientes que sufren apnea del sueño.
- Neurodegeneración y neuroprotección en la enfermedad de Parkinson
El objetivo de esta línea de investigación consiste en dilucidar el papel fisiológico del GDNF (factor neurotrófico derivado de la glía) en las neuronas catecolaminérgicas centrales. Nuestro propósito es identificar vías de señalización que modulen la producción endógena de GDNF y posibles dianas farmacológicas para su uso como terapia neuroprotectora de la enfermedad de Parkinson.
- Influencia del metabolismo oxidativo en la neurogénesis y la homeostasis neuronal
La neurogénesis es esencial para el desarrollo y funcionamiento del sistema nervioso, y depende de la actividad de las células troncales neurales. En los últimos años nuestro grupo se ha interesado en el estudio de la implicación del metabolismo mitocondrial en la actividad de las células troncales neurales. Un mayor conocimiento de los mecanismos que orquestan la formación del cerebro puede contribuir a una mejor comprensión de la etiología y el tratamiento de trastornos neurológicos complejos. Comprender el papel de las mitocondrias en la homeostasis neuronal también podría ayudar a prevenir procesos neurodegenerativos y a la recuperación del daño neuronal producido por una isquemia cerebral.
