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Fisiopatología de la Biogénesis Mitocondrial

Descripción

La pertenencia del grupo FBM al Instituto i+12 se fundamenta en su dilatada trayectoria de colaboración con el grupo del Dr. Miguel Ángel Martín Casanueva.

Dicha colaboración comenzó a finales de los años 90 con el grupo del Dr. Joaquín Arenas con el objetivo común de estudiar la fisiopatología de las enfermedades mitocondriales y en la que cada grupo aportaba su experiencia, reflejo de perfiles complementarios: clínico (Joaquín Arenas) y básico (Rafael Garesse). Nuestro trabajo en común se ha plasmado en la financiación de numerosos proyectos de Planes Nacionales, artículos publicados con autoría compartida y participación en redes temáticas de investigación cooperativa. Actualmente, mantenemos la colaboración dentro del entorno del Instituto i+12, del CIBER de Enfermedades Raras (CIBERER) y del consorcio RAREGENOMICS-CM (B2017/BMD-3721), en los que ambos grupos estamos integrados.

Nuestro grupo está constituido en este momento por ocho personas, cuatro senior (de los que dos compaginan actualmente su actividad en el laboratorio con puestos de responsabilidad como rector de la Universidad Autónoma de Madrid  y la subdirección del Departamento de Bioquímica/UAM), un investigador contratado del CIBERER con dilatada experiencia, dos estudiantes predoctorales financiados y un técnico de laboratorio. Asimismo, creemos que disfrutamos de una posición afortunada que nos permite enriquecer nuestras capacidades al estar inmersos tanto en el entorno académico de la Universidad como en un buen entorno investigador (CIBER, RAREGENOMICS-CM, centros con los que interaccionamos como CNIO, CNIC, CNB, CBM, etc.) como de la colaboración con grupos de trabajo del entorno del SNS (especialmente i+12).

La línea de investigación principal de nuestro grupo se centra en el estudio de la función mitocondrial en situaciones tanto fisiológicas como patológicas, particularmente en su implicación en un amplio abanico de enfermedades raras. El foco de interés es doble: comprender los mecanismos moleculares que subyacen a ellas y tratar de desarrollar posibilidades terapéuticas que permitan aliviar un tipo de enfermedades virtualmente intratables hasta la fecha.

Los objetivos generales del grupo son los siguientes:

  1. Contribuir al conocimiento del papel de la mitocondria en enfermedades humanas.
  2. Contribuir al descubrimiento de las bases genéticas, bioquímicas y moleculares de las enfermedades mitocondriales.
  3. Contribuir al establecimiento de los medios dirigidos a aliviar las consecuencias derivadas de este tipo de enfermedades tanto a nivel estratégico como tecnológico.

Los objetivos específicos del grupo son los siguientes:

  1. Identificar nuevos genes implicados en la función OXPHOS que puedan ser potencialmente responsables de enfermedades mitocondriales (EM) mediante diferentes aproximaciones experimentales.
  2. Caracterizar funcionalmente los nuevos genes en sistemas modelo celulares y animales mediante la aplicación de la tecnología de edición genómica CRISPR/Cas.
  3. A partir del estudio anterior, generar un panel NGS de genes para tratar de identificar posibles mutaciones en pacientes de EM sin diagnóstico genético-molecular.
  4. Desarrollar modelos animales, Drosophila, de EM para profundizar en los mecanismos moleculares que conducen desde el defecto genético a su manifestación patológica.
  5. Generar Células Troncales Pluripotentes Inducidas (iPSCs) a partir de fibroblastos obtenidos de pacientes con EM provocadas por mutaciones tanto en genes mitocondriales como nucleares.
  6. Caracterizar las consecuencias bioquímicas y fenotípicas de mutaciones responsables de EM en diferentes tipos celulares, resultado de la diferenciación dirigida de células iPSCs.
  7. Estudio de la dependencia en la función mitocondrial tanto de la reprogramación de fibroblastos a iPSCs como de la diferenciación de estas a los tipos celulares de interés.
  8. Aproximación al desarrollo de un sistema de introducción in vivo de DNA exógeno en la mitocondria de células humanas.

En el ámbito de la red RAREGENOMICS (RAREGENOMICS-CM), el grupo está interesado en participar en la creación de una red colaborativa para investigar los mecanismos fisiopatogénicos subyacentes a las enfermedades mitocondriales que permitan la identificación de nuevos genes implicados y de posibles tratamientos gracias a las posibilidades que brindan las células troncales pluripotentes inducidas.