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Células madre, neurogénesis y neurodegeneación
Células madre, neurogénesis y neurodegeneración
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SE BUSCAN CANDIDATOS PRE Y POSTDOCTORALES PARA TRABAJAR
en el marco del proyecto: Estudio in vivo de la disfunción y degeneración neuronal en las enfermedades de Parkinson y Alzheimer mediante el trasplante de organoides cerebrales derivados de iPSCs. REFERENCIA: PID2022-137076OB-I00.
Investigación
La investigación de nuestro grupo se centra en estudiar los mecanismos celulares, moleculares y genéticos implicados en tres procesos fundamentales: 1) la diferenciación y maduración de neuronas y astrocitos humanos a partir de iPSCs derivadas de sujetos sanos; 2) las alteraciones de estos eventos que podrían dar lugar a trastornos del neurodesarrollo y/o participar en la etiología inicial de la enfermedad de Parkinson (EP) y enfermedad de Alzheimer (EA); y 3) la neurodegeneración que tienen lugar en dichas enfermedades, y la búsqueda de nuevos mecanismos y dianas moleculares en neuronas y glía derivadas de iPSCs de pacientes.
![pantalla-cerebro](http://cajal.csic.es/wp-content/uploads/2023/01/pantalla-cerebro.jpg)
Líneas de investigación
1.Estudiar los mecanismos de neurodegeneración y neuroprotección en la enfermedad de Parkinson (EP) y Alzheimer (EA) utilizando tecnologías basadas en iPSCs.
1.1. Estudiar el impacto de las mutaciones en el gen GBA1 (factores de riesgo de la EP esporádica), el alelo APOE-ε4 (un factor de riesgo de la enfermedad de la EA esporádica) y la mutación G206D-PSEN1 (un factor causante de EA familiar), sobre la disfunción celular y neurodegeneración, utilizando cultivos y trasplantes 2D, 3D (organoides cerebrales).
1.2. Encontrar nuevas dianas moleculares y estrategias para restaurar los fenotipos neuronales y astrocíticos sanos en la EP y la EA. Buscaremos dianas moleculares y analizaremos cerebros con EP y EA para confirmar la expresión in vivo de las dianas propuestas y su localización celular y subcelular.
2.La regulación de la neurogénesis, la gliogénesis y la maduración celular estudiada a partir de iPSCs humanas y NSC de ratón utilizando cultivos celulares y enfoques in vivo.
2.1. Explorar los mecanismos que regulan la diferenciación y maduración de neuronas humanas (dopaminérgicas, hipocampales, cerebro-corticales) y astrocitos derivados de iPSCs de sujetos sanos y pacientes con EP y EA.
2.2. Estudiar el papel del factor de crecimiento similar a la insulina I (IGF-I) y el factor de transcripción TBR1 durante la neurogénesis, la gliogénesis y los trastornos neurológicos.
![Carlos Vicario Fotos científicas -4 - copia - copia](http://cajal.csic.es/wp-content/uploads/2023/12/Carlos-Vicario-Fotos-cientificas-4-copia-copia-300x225.jpg)
![Carlos Vicario Fotos científicas -3](http://cajal.csic.es/wp-content/uploads/2023/12/Carlos-Vicario-Fotos-cientificas-3-300x225.jpg)
![Carlos Vicario Fotos científicas - 2](http://cajal.csic.es/wp-content/uploads/2023/12/Carlos-Vicario-Fotos-cientificas-2-300x225.jpg)
Aportaciones de nuestro grupo:
1) Aislamiento de células del Bulbo Olfatorio (BO) embrionario y adulto con características de células madre neurales (CMNs o NSCs) que generan neuronas maduras en cultivo e in vivo.
2) Resultados de nuestro laboratorio sugieren que las células progenitoras del BO embrionario (que expresan Dlx2 y Pax6) contribuyen a la generación de neuronas GABAérgicas y dopaminérgicas in vivo.
3) El factor de crecimiento IGF-I y la fosfatasa PTEN regulan la proliferación y diferenciación de CMNs de BO mediante el control de los niveles de P-AKT.
4) Nuestros estudios indican que el IGF-I podría tener un importante papel durante la migración e incorporación de nuevas neuronas en el BO y en el Giro Dentado del Hipocampo.
El IGF-I cerebral regula la memoria espacial y el dimorfismo sexual en tareas de comportamiento.
5) La expresión del factor de transcripción Tbr1 parece clave para la regulación de la diferenciación neuronal a partir de células madre y progenitores neurales en el BO.
Tbr1tiene un papel fundamental en el desarrollo neuronal de la Corteza Cerebral y en la formación de sus capas.
6) Obtención de 14 líneas de células madre pluripotentes inducidas humanas (iPSCs) por reprogramación de fibroblastos de pacientes de Parkinson, de Alzheimer y de sujetos sanos.
7) Obtención de IPSCs isogénicas para estudiar el impacto del polimorfismo de APOE en la enfermedad de Alzheimer, en el marco del Proyecto europeo ADAPTED.
8) Generación de neuronas dopaminérgicas, hipocampales y neurocorticales humanas a partir de iPSCs.
9) Generación de astrocitos humanos a partir de iPSCs.
10) Estudio pionero de la biocompatibilidad del grafeno con neuronas y células de la glía in vivo y en cultivo celular, en el marco del proyecto europeo HARCANA.
Aproximaciones experimentales
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Cultivos de células madre neurales embrionarias y adultas.
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Cultivos de neuronas para estudios de diferenciación, maduración y sinaptogénesis.
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Cultivos de rodajas para estudios de migración
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Empleo de ratones transgénicos y Knockouts
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Reprogramación celular: Obtención de iPSCs a partir de fibroblastos humanos. Diferenciación de iPSCs en neuronas y astrocitos maduros.
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Trasplantes celulares en el cerebro embrionario, postnatal y adulto.
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Expresión de factores de transcripción en células madre y progenitoras in vivo y en cultivo.
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Separación celular.
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Estudios celulares, moleculares, de expresión génica, neurohistoquímicos y neuroquímicos.
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Análisis avanzado de la morfología neuronal y astrocítica.
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Desarrollo de cultivos de organoides cerebrales a partir de iPSCs.
Personal
Carlos Vicario Abejón
Investigador Científico del CSIC e Investigador Principal
Rebeca Vecino Pérez
Investigador Postdoctoral
Francisco José Fernández Acosta
Investigador Predoctoral
Mª José Román Alonso
Técnico de laboratorio
Daniel Flores Téllez
Becario JAE-Intro
María Galán Vázquez
Estudiante de Máster
Miriam Sánchez Calvo
Estudiante de Máster
Elena Palencia Moratalla
Estudiante de Máster
Marta González González
Estudiante de Máster
Publicaciones
Publicaciones de los últimos 10 años
NOTA: A LO LARGO DE MI CARRERA INVESTIGADORA, HE FIRMADO MIS ARTÍCULOS COMO CARLOS VICARIO Y COMO CARLOS VICARIO-ABEJÓN.
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- 1. Costa-Laparra I, Juárez-Escoto E, Vicario C, Moratalla R*, García-Sanz P* (2023). APOE epsilon4 allele, along with G206D–PSEN1 mutation, alters mitochondrial networks and their degradation in Alzheimer’s disease. Frontiers in Aging Neuroscience 15: 1087072 (pages 1-19). doi: 10.3389/fnagi.2023.1087072. PMID: 37455931. F.I. = 5.70. Q1.
- 2. Herrero-Labrador R*, Fernández-Irigoyen J*, Vecino R*, González-Arias C, Ausín K, Crespo I, Fernández Acosta FJ, Nieto-Estévez V, Román MJ, Perea G, Torres-Alemán I, Santamaría E, Vicario C (2023). Brain IGF-I regulates LTP, spatial memory and sexual dimorphic behavior. Life Science Alliance 6: e202201691 (pages 1-19). doi: 10.26508/lsa.202201691. PMID: 37463753. F.I. = 5,78. Q1.
- 3. Fernández Acosta FJ, Luque-Molina, I, Vecino R,…, Vicario C. (2022) Morphological diversity of Calretinin interneurons generated from adult olfactory bulb core neural stem cells. Frontiers in Cell and Developmental Biology 10: 932297. https://doi.org/10.3389/fcell.2022.932297. PMID: 35846352. I.F. = 6,08. Q1
- 4. Crespo I, Pignatelli J, Kinare V, Méndez-Gómez HR,…, Tole S, Vicario C. (2022 Jul 4) Tbr1 misexpression alters neuronal development in the cerebral cortex. Molecular Neurobiology. https://doi.org/10.1007/s12035-022-02936-x. PMID: 35781633. I.F. = 5,59. Q1
- 5. Li L, …, Vicario C. , Silvia K.,…, Mira H, Morales AV. (2022). SoxD genes are required for adult neural stem cell activation. Cell Reports 38, 110313. I.F. = 9,42. Q1
- 6. Nieto-Estévez V, Defteralı C, Vicario C. (2022). Distinct effects of BDNF and NT-3 on the dendrites and presynaptic boutons of developing olfactory bulb GABAergic interneurons in vitro. Cellular and Molecular Neurobiology 42(5):1399-1417. https://doi.org/10.1007/s10571-020-01030-x. PMID: 33392918. I.F. = 5,05. Q1
- 7. Defteralı C, …, Vicario C. Neural stem cells in the adult olfactory bulb core generate mature neurons in vivo (2021). Stem Cells https://doi.org/10.1002/stem.3393. PMID: 33963799. I.F. = 6,02. Q1.
- 8. Schmid B, …, Vicario C. , …,Cabrera-Socorro A (2021). Generation of a set of isogenic iPSC lines carrying all APOE genetic variants (Ɛ2/Ɛ3/Ɛ4) and knock-out for the study of APOE biology in health and disease. Stem Cell Research 52: 102180 (pp. 1-5). https://doi.org/10.1016/j.scr.2021.102180. PMID: 33556820. I.F. = 4,49. Q1.
- 9. Rodríguez-Traver E, Díaz-Guerra E,…, Vicario C. (2020). A collection of three integration-free iPSCs derived from old male and female healthy subjects. Stem Cell Research 42: 101663 (pp. 1-6). https://doi.org/10.1016/j.scr.2019.101663. PMID: 31794941. I.F. = 4,49. Q1.
- 10. Díaz-Guerra E,…, Vicario C. (2019). A collection of four integration-free iPSC lines derived from diagnosed sporadic Alzheimer´s disease patients with different APOE alleles. Stem Cell Research 39: 101522 (pp. 1-6). https://doi.org/10.1016/j.scr.2019.101522. PMID: 31401456. I.F. = 4,49. Q1.
- 11.Rodríguez-Traver E,…, Moratalla R, Vicario C. (2019). A collection of integration-free iPSCs derived from Parkinson´s disease patients carrying mutations in the GBA1 gene. Stem Cell Research 38: 101482 (pp. 1-6). https://doi.org/10.1016/j.scr.2019.101482. PMID: 31203165. I.F. = 4,49. Q1.
- 12. García-Sanz P,…, Vicario C. , Moratalla R (2018). Cholesterol and multilamellar bodies: Lyosomal dysfunction in GBA-Parkinson disease. Autophagy 14:717-718. PMID: 29368986. I.F. = 11,06. Q1 and D1.
- 13. García-Sanz P,…, Vicario C. #, Moratalla R# (Co-Senior authors) (2017). N370S-GBA1 mutation causes lysosomal cholesterol accumulation in Parkinson´s Disease. Movement Disorders 32:1409-1422. PMID: 28779532. I.F. = 8,32. Q1 and D1.
- 14. Defterali C, …, Vicario-Abejón C. (2016). Thermally reduced graphene is a permissive material for neurons and astrocytes and de novo neurogenesis in the adult olfactory bulb in vivo. Biomaterials 82:84-93. PMID: 26751821. I.F. = 8,89. Q1 and D1.
- 15. Nieto-Estévez V, …, Vicario-Abejón C. (2016). Brain insulin-like growth factor-I directs the transition from stem cells to mature neurons during postnatal/adult hippocampal neurogenesis. Stem Cells 34:2194-2209. PMID: 27144663. I.F. = 5,64. Q1 and D1.
- 16. Nieto-Estévez V, Defterali Ç, Vicario-Abejón C. (2016). IGF-I: A key growth factor that regulates neurogenesis and synaptogenesis from embryonic to adult stages of the brain. Frontiers in Neuroscience 10: article 52; (pages 1-9). PMID: 26941597 I.F. = 5,15. Q1.
- 17. Rodríguez-Traver E, …, Moratalla R, Vicario-Abejón C. (2016). Role of Nurr1 in the generation and differentiation of dopaminergic neurons from stem cells. Neurotoxicity Research 30:14-31. PMID: 26678495. I.F. = 3,14. Q1.
- 18. Defterali C, Verdejo R, …, López-Manchado MA, Vicario-Abejón C. (2016). In vitro evaluation of biocompatibility of uncoated thermally reduced graphene and carbon nanotube-loaded PVDF membranes with adult neural stem cell-derived neurons and glia. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 4: Article 94 (pages 1-19). PMID: 27999773. I.F. = 4,36. Q1 y D1.
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Tesis Doctorales dirigidas
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TÍTULO: “Células multipotentes y progenitores en el Sistema Nervioso Central: Señales de supervivencia y diferenciación durante el desarrollo”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Mª José Yusta Boyo. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 24-septiembre-2003. Calificación: Sobresaliente cum laude por unanimidad.
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TÍTULO: “Generación de interneuronas GABAérgicas y dopaminérgicas a partir de células madre y precursores de bulbo olfatorio embrionario y adulto”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Eva Vergaño Vera. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 3-octubre-2006. Calificación: Apto cum laude por unanimidad.
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TÍTULO: “Rutas de señalización moduladoras de proliferación y diferenciación en células madre y precursores neurales”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Gaizka Otaegi García. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 19-octubre-2006. Calificación: Sobresaliente cum laude por unanimidad.
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TÍTULO: “Factores de transcripción en el desarrollo del telencéfalo: Efectos de Tbr1 y Gsx2 en células madre y progenitores neurales”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Héctor Rubén Méndez Gómez. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 21-diciembre-2009. Calificación: Sobresaliente cum laude por unanimidad.
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TÍTULO: “Papel de IGF-I en la migración y neurogénesis de la zona subventricular y el bulbo olfatorio”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Anahí Hurtado Chong. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 27-abril-2010. Calificación: Sobresaliente cum laude por unanimidad.
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TÍTULO: “Factores extracelulares y células madre neurales: Efectos de FGF-2, EGF, IGF-I y Neurotrofinas durante la neurogénesis y sinaptogénesis”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Vanesa Nieto Estévez. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 14-mayo-2013. Calificación: Apto cum laude por unanimidad.
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TÍTULO: “Sudying the neurogenic potential of local progenitors in the adult olfactory bulb and their biocompatibility with graphene”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Çagla Defterali. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 3-julio-2015. Calificación: Sobresaliente cum laude por unanimidad.
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TÍTULO: “Generation and differentiation of dopaminergic neurons from mouse multipotent and human induced pluripotent stem cells to study Parkinson´s disease”. NOMBRE DEL DOCTORANDO: Eva Rodríguez Traver. PRESENTACIÓN Y DEFENSA: 13-septiembre-2017. Calificación: Sobresaliente cum laude.
Financiación
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Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Gobierno de España.
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Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
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CIBERNED, CIBER, INSTITUTO DE SALUD CARLOS III (ISCIII)
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Unión Europea
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Comunidad de Madrid
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Fundación Ramón Areces
- Fundación La Caixa
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Centro de investigación en neurociencias dependiente del CSIC. Fundado en 1920 y dirigido en sus inicios por Santiago Ramón y Cajal. Referente mundial en el estudio del cerebro. Depositario del Legado Cajal.
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