Laboratorio: Mecanismos moleculares implicados en el tráfico vesicular y la vía autofágica

Líneas de investigación

I. Transporte vesicular en la vía autofágica

Nuestro grupo está interesado en el estudio, a nivel molecular de  eventos del transporte intracelular mediado por vesículas. En particular, estamos estudiando la vía de la autofagia y su relación con las rutas endocítica y fagocítica.

La autofagia es un proceso de reciclaje celular altamente regulado cuya función básica  implica el secuestro de componentes citoplasmáticos para ser finalmente degradados por los lisosomas.
Estamos interesados ​​en determinar el mecanismo molecular implicado en pasos específicos del proceso de autofagia, como la formación autofagosoma y fusión con compartimentos de la vía endocítica (cuerpos multivesiculares y lisosomas), así como en eventos exocíticos de compartimentos relacionados con la autofagia. Estamos comprometidos en la actualidad en la identificación de las moléculas que controlan estos eventos de transporte, estudiando específicamente la participación de Rabs y SNARES, proteínas clave de la maquinaria molecular implicada en el tráfico.

II. Relación entre microorganismos intracelulares patógenos y la vía autofágica

También estamos explorando la modulación de la maquinaria de transporte por microorganismos que alteran la vía fagocítica y autofágica como estrategia de supervivencia.Nuestro grupo trabaja actualmente en el estudio de varios patógenos intracelulares como Coxiella burnetii, Mycobacterium tuberculosis y marinum, Staphylococcus aureus, que sobreviven en la célula huésped utilizando diferentes estrategias de supervivencia intracelular. Varios de estos microorganismos interceptan la vía de la autofagia y para ciertas bacterias intracelulares la autofagia actúa como un mecanismo de defensa. Por el contrario, otros microorganismos subvierten la vía autofágica para su propio beneficio.
Nuestro propósito es entender estos mecanismos a nivel molecular para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas que nos ayuden a luchar contra estos patógenos intracelulares.

III. Pez cebra como modelo de infecciones por patógenos y autofagia y estudio del desarrollo

El pez cebra (Danio rerio) es un organismo-modelo que hemos incorporado recientemente en nuestro instituto dada la amplia versatilidad que ofrece y que contribuye a su utilidad: la facilidad de obtener un gran número de embriones, su accesibilidad debido al desarrollo externo, la transparencia óptica de las etapas embrionarias y las larvas, la posibilidad de aplicar una amplia gama de herramientas genéticas, disponibilidad de mutantes y una gran variedad en colecciones de líneas con reporteros transgénicos.
La finalidad de la incorporación de este modelo es utilizarlo para el estudio de diferentes procesos que involucran la vía autofágica, con énfasis en procesos infectivos. Dentro de las líneas se encuentran:

• Desarrollo del modelo de pez cebra para el estudio de nuevos tratamientos en la infección por Staphylococcus aureus

Debido a antecedentes donde se demuestra que la vía autofágica es importante para el proceso infeccioso de S. aureus es que hemos decidido combinar el conocimiento existente de esta vía en nuestro laboratorio con las posibilidades que ofrece el modelo de pez cebra para estudiar nuevas estrategias terapéuticas a partir de la manipulaión de la vía autofágica.

• Evaluación de la función de la vía autofágica durante la respuesta inmune innata a la tuberculosis utilizando como huésped-patógeno sustituto Pez Cebra-Mycobacterium marinum

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) es un patógeno intracelular facultativo que coloniza y se multiplica en los macrófagos del huésped. M. marinum (Mm) es un pariente cercano de Mtb que causa una enfermedad similar a la tuberculosis en peces y que se utiliza ampliamente como un modelo alternativo para estudiar micobacterias. Nos proponemos utilizar como modelo para el estudio de la tuberculosis la infección del pez cebra (Danio rerio) con Mm y analizar el papel de la vía autofágica durante la respuesta inmune innata y adaptativa a la infección por las micobacterias in vivo.

• Estudio de la respuesta defensiva a diferentes patógenos en líneas celulares senescentes y en modelos animales envejecidos

Además del estudio de la patogénesis de diferentes bacterias en estadíos larvales o de adultos jóvenes, el modelo del pez cebra también será utilizado para el estudio de los efectos producidos por el proceso de senescencia, uno de los efectos producido por el envejecimiento de los organismos. En este caso se utilizarán peces envejecidos, y este modelo forma parte de un estudio más amplio en el que se utilizarán líneas celulares y otros modelos animales como el caracol Pomacea canaliculata para analizar la capacidad fagocítica sobre diferentes microorganismos.

• Empleo del pez cebra para estudios de biología del desarrollo: "Estudio de los mecanismos biológicos y moleculares de la función de Kctd15 durante el desarrollo embrionario en vertebrados"

Las células de la Cresta Neural (NC) constituyen una población de células multipotentes, presentes sólo en vertebrados, que migran a través de vías definidas a lo largo del embrión y que dan origen a una gran variedad de tipos celulares. El desarrollo anormal de los derivados de la NC es responsable de muchos defectos congénitos, enfermedades familiares y neoplasias malignas. Nuestro laboratorio se interesa en comprender los mecanismos biológicos y moleculares de las interacciones reguladoras entre dos factores críticos durante el desarrollo NC: Kctd15 y Tfap2. Para ello, utilizamos el pez cebra como organismo modelo en combinación con técnicas celulares, moleculares y embriológicas.