Líneas de investigación

Nuestro grupo tiene cuatro áreas principales de trabajo:

  • Fabricación aditiva e Ingeniería de tejidos cardiovasculares
    (IP. Manuel Mazo)

    El eje fundamental de esta investigación es poder generar tejido cardiaco humano maduro en el laboratorio por estrategias de ingeniería de tejidos, tanto para su aplicación terapéutica como para el modelado in vitro de los efectos de fármacos. Para ello pretendemos mejorar nuestro conocimiento de los factores que determinan la madurez cardíaca, además de aplicar las más avanzadas estrategias de fabricación aditiva. Esto se logrará mediante la implementación de una estrategia altamente interdisciplinar, incluyendo tecnología genómica avanzada y de edición génica en modelos de ingeniería de tejidos, fabricación mediante estrategias de impresión 3D, materiales inteligentes (smart materials) y bioreactores entre otros, junto a fenotipos cardíacos derivados de iPSCs humanas.

    Los objetivos de esta línea de investigación son:

    • Construir modelos de tejidos cardíacos enfermos y sanos para usarlos para el ensayo de fármacos, así como en aplicaciones de medicina de precisión a partir del uso de nuevas y estrategias de fabricación y biomateriales, células derivadas de iPSC humanas, y bioestimulación (bioreactores).

    • Implementar herramientas de genómica avanzada en el estudio de la regulación de maduración cardíaca, en orden a aplicar directamente ese conocimiento a la producción de la ingeniería de tejidos.

    • Coordinar el esfuerzo de ingenieros, químicos, biotecnólogos y clínicos para desarrollar una nueva generación de herramientas terapéuticas y de diagnóstico.

  • Xeno-órganos (IP. Xabier Aranguren)

    Desarrollar nuevas alternativas terapéuticas basadas en la generación de xenoórganos in vivo usando células madre. Esto se conseguirá mediante la microinyección de células madre pluripotentes en embriones genéticamente modificados incapaces de generar cierto tipo de órgano/ tipo celular. La generación de dichos órganos podría conferir una ventaja inmune de cara al xenotransplante en la especie de origen de esas células madre.

    Los objetivos de esta línea de investigación son:

    • Generar células madre pluripotentes naïve de diferentes especies.

    • Producir embriones pre-implantados deficientes en algún órgano mediante la técnica Crispr/cas9 o mediante transgénesis.

    • Generar órganos de rata en huésped murinos y órganos de primate en cerdo.

  • Estrategias de reprogramación cardíaca (IP. Xonia Carvajal)

    El objetivo general de nuestro grupo es mejorar el conocimiento sobre las rutas moleculares que controlan la autorrenovación, diferenciación e inducción de los progenitores cardiovasculares, así como potenciar el injerto de estas células en modelos animales de infarto de miocardio. Este conocimiento será esencial para el desarrollo de protocolos para su futura aplicación clínica. Además, nos proponemos establecer una nueva estrategia de reprogramación directa para inducir progenitores cardiovasculares a partir de células somáticas. Por otro lado, nos planteamos conocer el posible efecto funcional de los progenitores cardiovasculares en el tratamiento del infarto de miocardio.

    Los objetivos de nuestra línea de investigación son:

    • Identificación de nuevos reguladores biológicos de progenitores cardiovasculares humanos.

    • Establecimiento de una nueva metodología de reprogramación directa de fibroblastos humanos en progenitores cardiovasculares.

    • Utilización de nuevas aproximaciones para aumentar el grado de injerto de los progenitores cardiovascular, y de este modo su potencial papel terapéutico.

  • Estudio de los mecanismos moleculares implicados en el remodelado adverso y aplicaciones de nanotecnología, terapia génica y/o bioingeniería para su tratamiento (IP: Beatriz Pelacho y Adrián Ruiz)

    Desarrollar nuevas alternativas terapéuticas basadas en la aplicación de la terapia celular y génica, así como en su combinación con estrategias de bioingeniería y nanotecnología para prevenir y tratar el remodelado cardiaco adverso inducido tras isquemia miocárdica. El conocimiento previo de los mecanismos moleculares implicados en estos procesos junto a la acción reparativa de las células madre permitirá el diseño de diferentes estrategias para el diseño de una eficaz acción terapéutica y aplicaciones clínicas futuras.

    Los objetivos de esta línea de investigación son:

    • Determinar los mecanismos moleculares implicados en el remodelado adverso que se produce tras el infarto para hallar así nuevas dianas terapéuticas.

    • Demostrar la eficacia de sistemas de liberación controlada para proteínas/ARN y/o vectores virales para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares.

    • Desarrollar estrategias de ingeniería de tejidos basadas en la combinación de membranas de colágeno y células madre alogénicas.

  • Células madre pulmonares en la homeostasis, regeneración y enfermedad pulmonar (IP: Ana Pardo)

    Nuestra investigación se centra en la caracterización funcional de las células madre del pulmón en homeostasis y tras daño utilizando tanto modelos de ratones in vivo, como modelos ex vivo de organoides para estudiar la homeostasis, la regeneración y la enfermedad pulmonar. Buscamos comprender la contribución de las células madre de pulmón al mantenimiento de la homeostasis tisular y la patogénesis de enfermedades pulmonares específicas analizando sus interacciones celulares con otras células del pulmón así como los mecanismos moleculares involucrados.

    Nuestro objetivo incluye también comprender los mecanismos fisiopatológicos subyacentes a la iniciación y progresión de las enfermedades pulmonares crónicas para desarrollar estrategias que promuevan la regeneración del tejido. Entender el comportamiento de las células madre del pulmón en este escenario es imprescindible para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para regenerar el tejido dañado y restaurar la arquitectura pulmonar. Sin embargo, dada la compleja interacción de estos mecanismos y poblaciones celulares implicados en el desarrollo de la patología, creemos necesaria una integración de todos estos procesos para comprender la patogénesis pulmonar en comparación con la compleja fisiología celular de los pulmones sanos. Una comprensión integral de la fisiopatología permitirá un enfoque más incisivo de la terapéutica.

    Los objetivos de esta línea de investigación son:

    • Definir la heterogeneidad celular de las células madre pulmonares y caracterizar subpoblaciones específicas.

    • Estudiar la contribución de las células madre pulmonares al mantenimiento del equilibrio tisular y analizar si las células madre pulmonares regulan otros tipos celulares en homeostasis y en el contexto de la regeneración y enfermedad.

    • Descifrar los mecanismos moleculares que gobiernan las interacciones celulares clave entre las células madre y otros tipos celulares del pulmón en homeostasis y tras daño.

  • Terapias regenerativas en enfermedades musculoesquléticas
    (IP: Froilán Granero y Ana Pérez)

    Debido al incremento de la esperanza de vida de las sociedades avanzadas, las enfermedades del sistema musculoesquelético son una de las mayores causas de invalidez y dolor crónico. Tienen alta prevalencia en la población general y se estima que cerca de un cuarto de la población europea sufre o ha sufrido una enfermedad de este tipo. En total, más de 100 millones de ciudadanos europeos padece dolor crónico de origen musculoesquelético, y este tipo de trastornos da lugar a la proporción registrada más alta de incapacidad temporal sobre cualquier otro tipo de dolencia.

    Nuestro objetivo no sólo es desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para las enfermedades musculoesqueléticas sino además avanzar en la comprensión de los mecanismos básicos de la enfermedad.

    En general, el tejido óseo presenta una buena capacidad de regeneración que no está exenta de complicaciones, siendo la más grave la aparición de pseudoartrosis de fractura. Los mecanismos que resultan en la aparición de pseudoartrosis de fractura son desconocidos por lo que no es posible su prevención o el tratamiento farmacológico. Por otro lado, la ausencia de mecanismos de regeneración o reparación del tejido articular hace que cualquier daño derive en un proceso degenerativo que desemboque en artrosis, caracterizada por la pérdida total de la función articular. Los tratamientos farmacológicos actuales son paliativos y no detienen la progresión de la enfermedad, por lo que existe una necesidad de desarrollar terapias que detengan la progresión de la degeneración articular y activen mecanismos de reparación tisular.

    Para el tratamiento de estas patologías, estamos interesados en el potencial terapéutico de las células progenitoras mesenquimales (MSCs). Nuestro objetivo final es desarrollar terapias efectivas para el tratamiento de las enfermedades osteoarticulares y sus complicaciones, a través de:

    • Estrategias de ingeniería de tejidos que combinen MSCs, biomateriales y factores de crecimiento.

    • Análisis y la identificación de los mecanismos moleculares implicados en los procesos naturales de regeneración osteoarticular.

"La terapia celular constituye una de los pilares esenciales de la medicina de futuro, gracias al descubrimiento de las células reprogramadas inducidas (iPS) y a la consolidación de la reprogramación celular", Dr. Felipe Prósper, director del programa.

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