Biología de membrana y reparación axonal

Grupo de Biología de Membrana y Reparación Axonal

Biología de membrana y reparación axonal

 

Investigador principal: Dr. José Abad Rodríguez

E-mail: jabadr@sescam.jccm.es

 

El Laboratorio de Biología de Membranas y Regeneración Axonal (LBM) investiga el papel de la organización de la membrana plasmática en la diferenciación de las neuronas y de las células gliales. Para ello estudiamos lípidos (colesterol, glicosfingolípidos-GSL-), y glicoproteínas, que forman las plataformas de recepción y señalización en la membrana (rafts de membrana). La modulación local de estas moléculas es esencial en procesos como la polarización, el crecimiento y la regeneración o la mielinización axonal. Así, nuestro esfuerzo se centra en actividades enzimáticas como la sialidasa de membrana Neu3, o en proteínas de interacción con carbohidratos como las galectinas, que son capaces de modificar la membrana localmente regulando los GSL y otros glico-conjugados.

 

Para conseguir nuestros objetivos, trabajamos con sistemas in vitro, utilizando como base cultivos primarios de neuronas, astrocitos, oligodendrocitos y microglia de roedor, o cultivos de líneas celulares establecidas. La microscopia convencional, confocal y "time-lapse" son nuestras técnicas de análisis celular más habituales, los cuales combinamos con métodos estándar de biología molecular (clonaje, PCR, etc) y de análisis bioquímico (inmunoblot, ELISA, etc.). Una característica distintiva de nuestro grupo es nuestra especialización en el análisis de membranas y lípidos, tanto en células vivas (co-patching, micro-CALI), como en extractos celulares (fraccionamiento de membrana celular, purificación de rafts, extracción de lípidos/glicolípidos y análisis por cromatografía en capa fina). Recientemente, el descubrimiento de que Neu3 y algunas de las galectinas pueden inducir la regeneración de los axones lesionados, ha desembocado en la implementación de métodos de lesión experimental de médula espinal de rata, con el objetivo de evaluar in vivo la aplicación de estas dianas moleculares en el tratamiento de patologías traumáticas del sistema nervioso central.

 

 

 

Publicaciones seleccionadas

 

- Abad-Rodríguez J, Díez-Revuelta N. Axon glycoprotein routing in nerve polarity, function, and repair. TIBS. 2015; 40(7):385-96. doi: 10.1016/j.tibs.2015.03.015.

 

- Kappagantula S, Andrews MR, Cheah M, Abad-Rodriguez J, Dotti CG, Fawcett JW. Neu3 sialidase-mediated ganglioside conversion is necessary for axon regeneration and is blocked in CNS axons. J Neurosci. 2014; 34(7):2477-92. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4432-13.2014.

 

- Velasco S, Díez-Revuelta N, Hernández-Iglesias T, Kaltner H, André S, Gabius HJ, Abad-Rodríguez J. Neuronal Galectin-4 is required for axon growth and for the organization of axonal membrane L1 delivery and clustering. J Neurochem. 2013; 125(1):49-62.

 

- Díez-Revuelta N, Velasco S, André S, Kübler D, Gabius HJ, Abad-Rodríguez J. Phosphorylation of adhesion/growth-regulatory human Galectin-3 leads to the induction of axonal branching by local membrane L1/ERM redistribution. J Cell Sci. 2010;123: 671-81.

 

- Santos Da Silva J, Hasegawa T, Miyagi T, Dotti CG, Abad Rodríguez J. Asymmetric membrane ganglioside sialidase activity specifies axonal fate. Nature Neurosci. 2005; 8(5): 606-15.

 

 

 

Equipo

 

José Abad Rodríguez: Responsable del laboratorio; Doctor en Ciencias (Bioquímica y Biología Molecular) por la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).

Para ver un perfil profesional completo, por favor visite: http://www.linkedin.com/pub/jose-abad-rodriguez/1b/137/5ab

 

Alonso Higuero Romero: Investigador Posdoctoral, Doctor en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina. Universidad Autónoma de Madrid (UAM).

 

Natalia Díez Revuelta: Investigadora Posdoctoral, Doctora en Bioquímica y Biología Molecular. Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Para ver un perfil profesional completo, por favor visite: http://www.linkedin.com/pub/natalia-d%C3%ADez-revuelta/35/10a/128

 

Eider Goiriena Furoria: Investigadora predoctoral; Licenciada en Biología. Universidad Complutense de Madrid (UCM).

 

María Peñas de la Iglesia: Técnico de laboratorio, Titulada Técnico Superior de Laboratorio. 

 

 

 

Líneas de investigación

 

- Glicosfingolípidos en el crecimiento axonal

En nuestro grupo hemos determinado que la sialidasa de membrana específica para gangliósidos (PMGS/Neu3) modula el crecimiento axonal y que su actividad, que aumenta en lesiones de nervio periférico, es necesaria para la regeneración. Este aumento de la actividad Neu3 no ocurre, sin embargo, en el sistema nervioso central (SNC), aunque hemos probado que su sobreexpresión hace regenerar también las neuronas del SNC in vitro. En esta línea de trabajo nos proponemos incrementar la actividad PMGS/Neu3 en el tejido medular lesionado usando tres tipos de aproximaciones: terapia génica (vectores lentivirales), terapia celular (glía envolvente o células madre neurales modificadas), y vehiculización a través de nanopartículas poliméricas biocompatibles.

 

- Papel de las galectinas en la diferenciación neuronal y en la mielinización

Utilizando proteínas de unión a carbohidratos (galectinas), obtenidas por tecnología recombinante, hemos desarrollado un conjunto de sistemas experimentales para estudiar el efecto de las interacciones de los carbohidratos en el crecimiento, la guía y la regeneración axonal, así como su papel en la mielinización. Por ejemplo, hemos demostrado que la forma fosforilada de la galectina-3 regula la ramificación de los axones, y que la galectina-4 determina el transporte axonal de glicoproteínas asociadas con el crecimiento de los axones como la NCAM-L1. Estos y otros resultados en esta línea han identificado a varias de las galectinas estudiadas como herramientas potenciales para la regeneración nerviosa. En consecuencia nos proponemos desarrollar su aplicación tecnológica a través de, por ejemplo, la funcionalización de biomateriales y/o su expresión controlada en células transplantables (células madre neurales).

 

 

Proyectos en curso

 

- Induction of membrane neuraminidase Neu3 at SCI site to stimulate active axon regeneration and functional recovery.

IP: José Abad Rodriguez. Financiado por International Foundation for Research in Paraplegia (IRP; Ref: P135; 2013-2015)