Epigenética en células madre y cáncer

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Epigenética en células madre y cáncer

Dr. David Landeira

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Áreas científicas de interés

Estamos interesados en comprender cómo los factores epigenéticos regulan el desarrollo temprano de embriones mamíferos y la progresión de distintos tipos de cáncer en humanos. Para ello, combinamos técnicas de biología molecular y celular con análisis bioinformáticos a escala genómica para estudiar sistemas biológicos clave. Utilizamos células madre embrionarias (ESCs) pluripotentes para estudiar los factores epigenéticos que regulan la plasticidad y diferenciación celular durante el desarrollo temprano de mamíferos. Para determinar la implicación de los reguladores de la cromatina en la progresión del cáncer estudiamos líneas celulares humanas y muestras de pacientes.

Somos un grupo multidisciplinar afiliado al Departamento de Bioquímica y Biología Molecular II de la Universidad de Granada.

Más información: www.landeiralab.ugr.es

Líneas de investigación

  • 1. Variabilidad epigenética célula-célula en la pluripotencia.
    Las ESC se derivan de la masa celular interna de los blastocistos en desarrollo (día E3.5 en ratones y E5.5 en humanos) y proporcionan una fuente infinita de células pluripotentes que retienen el potencial de dar lugar a todos los tipos de células en un organismo adulto. Por lo tanto, las células pluripotentes son un gran modelo para establecer las bases moleculares que gobiernan la formación de un ser humano. Además, las células pluripotentes son de gran interés en biomedicina moderna, especialmente en el contexto de terapia celular y modelado de enfermedades. Un problema importante al que se enfrenta el uso de células pluripotentes en cualquier entorno clínico, es que las células pluripotentes muestran una gran heterogeneidad fenotípica que afecta su capacidad de diferenciación y dificulta enormemente su aplicación segura en entornos clínicos. Por lo tanto, definir las bases moleculares de la variabilidad fenotípica en células pluripotentes es un desafío clave en biología básica y biomedicina moderna. Sabemos que la regulación epigenética es crucial en la creación de variabilidad de célula-célula en poblaciones de células pluripotentes. Sin embargo, apenas conocemos los reguladores epigenéticos involucrados ni su modo de acción. El uso combinado de nuevas técnicas a escala genómica y análisis a nivel de célula única nos permitirá comprender como los factores epigéneticos regulan la variabilidad de célula-célula y su impacto en la capacidad de diferenciación de las células pluripotentes.
  • 2. Heterogeneidad epigenética intratumoral.
    En el momento de diagnóstico de un cáncer, los tumores están compuestos por decenas de millones de células que ya se han diversificado produciendo poblaciones altamente heterogéneas funcionalmente. La heterogeneidad intratumoral (ITH) está presente en la mayoría de tumores sólidos y su estudio está mejorando mucho nuestra comprensión de la evolución tumoral durante el desarrollo de la enfermedad. De hecho, se cree que la ITH es la base de la resistencia adquirida a la mayoría de las terapias actuales contra el cáncer. Las alteraciones genéticas se han identificado tradicionalmente como los principales impulsores de la ITH. Sin embargo, estudios recientes muestran que la heterogeneidad epigenética es un factor clave que genera variabilidad funcional célula-célula y diferente respuesta terapia. Además, los genes que codifican para las proteínas reguladoras del epigenoma se encuentran mutados con alta frecuencia en multitud de tipos de cáncer. Por lo tanto, estudiar los reguladores epigenéticos que dan lugar a ITH es crítico para diseñar futuros tratamientos efectivos y minimizar episodios de recurrencia de la enfermedad.

    Actualmente en EpiStem estamos desarrollando un conjunto de proyectos interrelacionados para desvelar como se coordinan diferentes reguladores de la cromatina (Ej. Proteínas Polycomb) y mecanismos que generan variabilidad célula-célula (Ej. Ciclo celular o ritmos circadianos) para regular la ejecución de la pluripotencia y la progresión del cáncer. Nuestro objetivo es identificar nuevos mecanismo clave para comprender el desarrollo embrionario humano, implementar terapias basadas en células pluripotentes y desarrollar estrategias más precisas y personalizadas en el tratamiento del cáncer.

Agencias financiadoras de los proyectos del grupo

    • Universidad de Granada.
    • Consejería de salud de la Junta de Andalucía.
    • Consejería de economía, conocimiento, empresas y universidad de la Junta de Andalucía.
    • Asociación española contra el cáncer.
    • Instituto de Salud Carlos III
    • Ministerio de educación, ciencia y universidades.
    • Laboratorio miembro de la red “Regulatory Genomics Network” (Red Temática AEI) y “EpiGene3Sys” (CNRS/European Comission).

Plataformas tecnológicas

    • Análisis ómicos de DNA, RNA y proteínas mediante tecnología de vanguardia.
    • Análisis de célula única de DNA, RNA y proteínas mediante tecnología de vanguardia.

Información complementaria

Más información en: www.landeiralab.ugr.es

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