En el laboratorio estamos enfocados en entender cómo se forma el sistema nervioso durante el desarrollo. Especialmente, estudiamos la regulación genética de la diferenciación neuronal y la guía axonal. Nuestro interés también abarca cómo factores ambientales y mutaciones en genes que generan enfermedades genéticas, pueden afectar estos procesos. Lo más gratificante es la posibilidad de observar un proceso por primera vez. El poder descubrir las reglas fundamentales detrás de la formación y funcionamiento de los sistemas vivos.
Comunicación celular durante el desarrollo del sistema nervioso: Durante el desarrollo, nuevas neuronas y células gliales nacen a partir de células madre neurales en diferentes regiones del sistema nervioso. Para evitar que las nuevas células se localicen de forma errónea, se establecen mecanismos que mantienen la organización de distintos compartimentos cerebrales y eviten el movimiento celular inadecuado. Por otra parte, algunas células migran para encontrar su posición final en el sistema nervioso y nuevas neuronas extienden largos procesos celulares que se convertirán en axones y dendritas.
Notablemente, todos estos eventos están ocurriendo simultáneamente y deben coordinarse para lograr la formación de un sistema nervioso funcional en el animal maduro. En mi laboratorio estamos estudiando cómo vías de señalización que comunican a las células, ayudan a organizar el comportamiento de distintas poblaciones celulares durante el ensamblaje del sistema nervioso.
Estudiar la función de los genes guía de axones en el cerebro adulto: Muchas de las moléculas que guían la formación de axones y dendritas durante el desarrollo, se expresan en el organismo adulto. Dado que cualquier manipulación del desarrollo impide la caracterización de funciones específicas de los adultos, este aspecto ha sido muy difícil de abordar. Podemos resolver este problema con herramientas que permitan manipular la expresión génica con un control preciso del espacio y el tiempo, herramientas que están disponibles para modelos genéticos como Drosophila melanogaster. Usando esta estrategia, estamos estudiando la participación de estas moléculas en la mantención y fisiología del sistema nervioso maduro.
Drosophila como modelo para identificar nuevos fármacos con aplicación médica: El descubrimiento de fármacos con fines médicos es un proceso complejo que generalmente comienza con estudios preclínicos en líneas celulares y luego en mamíferos, que cuestan millones de dólares. Después de tener 1000 fármacos candidatos para comenzar el proceso, de los cuales una cantidad sustancial pasará por el cribado inicial en líneas celulares, solo unos pocos serán prometedores en estudios con animales y uno o dos en ensayos clínicos posteriores. Así, uno de los principales problemas es que muchos compuestos serán activos en ensayos basados en células, pero se mostrarán deficientes en estudios con animales completos (generalmente ratones), que son muy costosos y requieren mucho tiempo.
Debido a estos inconvenientes, proponemos utilizar Drosophila como un paso intermedio que nos puede ayudar a determinar si las drogas pueden funcionar en un organismo completo, previo a ensayos en mamíferos. Nuestra aproximación involucra primero la generación de reporteros de vías de señalización de interés para enfermedades humanas que se introducirán en la mosca. Esperamos que el uso de estos organismos modificados pueda contribuir a acelerar el descubrimiento de fármacos en el futuro.
