PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN EN

Medicina Regenerativa

"La terapia celular constituye uno de los pilares esenciales de la medicina del futuro, gracias al descubrimiento de las células reprogramadas inducidas (iPS) y a la consolidación de la reprogramación celular"

DR. FELIPE PRÓSPER CARDOSO
INVESTIGADOR SENIOR. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN EN MEDICINA REGENERATIVA

Muchos tejidos poseen la capacidad de regenerarse gracias a la presencia de células madre y/o progenitoras. En el Programa de Medicina Regenerativa del Cima estudiamos los mecanismos implicados en la biología de las células madre (autorrenovación, diferenciación, reprogramación y mantenimiento de la pluripotencia) así como en su aplicación terapéutica en enfermedades cardiovasculares, osteoarticulares, enfermedades raras metabólicas (como la hiperoxaluria primaria) o enfermedades raras musculares (como la distrofia muscular de Duchenne), así como la aplicación de nuevos productos de terapias avanzadas.

El programa está formado por clínicos e investigadores que trabajan especialmente con células derivadas de la médula ósea y del tejido adiposo, células madre de pluripotencia inducida (iPSC), células cardiacas obtenidas mediante estrategias de reprogramación directa y mediante diferenciación dirigida de iPSC, precursores miogénicos, y células endoteliales.

Nos centramos en la obtención y caracterización de estas células, su estudio funcional y su uso terapéutico. El uso de terapias celulares requiere una reglamentación específica, lo que exige que se cumplan unos requerimientos para su manipulación y utilización terapéutica.

 

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Objetivos del Programa de Investigación en Medicina Regenerativa

Profundizar en la potencialidad
de las células madre

Identificar y caracterizar poblaciones de células madre así como los mecanismos implicados en los procesos de reparación y regeneración de tejidos.
 

Diseñar nuevas
estrategias terapéuticas

Validar la aplicación de estrategias terapéuticas de terapia celular e ingeniería de tejidos basadas en los mecanismos endógenos de reparación en modelos experimentales.

Ensayos clínicos de
terapias avanzadas

Establecer estudios de prueba de concepto mediante ensayos clínicos de terapias avanzadas.

LABORATORIO GMP

Desarrollo de terapias avanzadas

El Cima trabaja con la Clínica en el desarrollo de productos de terapias avanzadas bajo estrictos controles de calidad. Para la elaboración de estos productos a escala clínica, la Clínica  cuenta con un Laboratorio GMP, primer laboratorio acreditado en un hospital dentro del Sistema Nacional de Salud.

En el laboratorio GMP se producen medicamentos de terapia avanzada celular y tisular bajo normas de correcta fabricación (Good Manufacturing Practices) y está autorizado por la Agencia Española del Medicamento y Productos Sanitarios.

Líneas de investigación

IP: Manuel Mazo

Estamos centrados en generar tejido cardíaco humano maduro en el laboratorio mediante estrategias de ingeniería de tejidos, tanto para su aplicación terapéutica como para el modelado in vitro de los efectos de fármacos.

Para ello, pretendemos conocer mejor los factores que determinan la madurez cardíaca, además de aplicar las más avanzadas estrategias de fabricación aditiva. Esto se logrará mediante la implementación de una estrategia altamente interdisciplinar, incluyendo tecnología genómica avanzada y de edición génica en modelos de ingeniería de tejidos, fabricación mediante estrategias de impresión 3D, materiales inteligentes ("smart materials") y biorreactores entre otros, junto a fenotipos cardíacos derivados de iPSCs humanas.

Objetivos:

  • Construir modelos de tejidos cardíacos enfermos y sanos para usarlos en el ensayo de fármacos, así como en aplicaciones de medicina de precisión a partir del uso de nuevas estrategias de fabricación y biomateriales, células derivadas de iPSC humanas y bioestimulación (biorreactores).
  • Implementar herramientas de genómica avanzada en el estudio de la regulación de maduración cardíaca y aplicar ese conocimiento a la ingeniería de tejidos
  • Coordinar el esfuerzo de ingenieros, químicos, biotecnólogos y clínicos para desarrollar una nueva generación de herramientas terapéuticas y de diagnóstico.

IP: Xabier Aranguren

Desarrollamos nuevas alternativas terapéuticas basadas en la generación de xeno-órganos in vivo usando células madre. Esto se conseguirá mediante la microinyección de células madre pluripotentes en embriones genéticamente modificados incapaces de generar cierto tipo de órgano/tipo celular.

La generación de dichos órganos podría conferir una ventaja inmune de cara al xenotransplante en la especie de origen de esas células madre.
 

Objetivos:

  • Generar células madre pluripotentes "naïve" de diferentes especies.
  • Producir embriones pre-implantados deficientes en algún órgano mediante la técnica Crispr/cas9 o mediante transgénesis.
  • Generar órganos de rata en huésped murino y órganos de primate en cerdo.

IP: Xonia Carvajal

Investigamos para mejorar el conocimiento de las rutas moleculares que controlan la auto-renovación celular, diferenciación e inducción de los progenitores cardiovasculares, así como potenciar el injerto de estas células en modelos animales de infarto de miocardio.

Este conocimiento será esencial para el desarrollo de protocolos para su futura aplicación clínica. 

Además, nos proponemos establecer una nueva estrategia de reprogramación directa para inducir progenitores cardiovasculares a partir de células somáticas.

Por otro lado, nos planteamos conocer el posible efecto funcional de los progenitores cardiovasculares en el tratamiento del infarto de miocardio.

Objetivos:

  • Identificación de nuevos reguladores biológicos de progenitores cardiovasculares humanos.
  • Establecimiento de una nueva metodología de reprogramación directa de fibroblastos humanos en progenitores cardiovasculares
  • Utilización de nuevas aproximaciones para aumentar el grado de injerto de los progenitores cardiovasculares y, de este modo, su potencial papel terapéutico.

IP: Beatriz Pelacho

Desarrollamos nuevas alternativas terapéuticas basadas en la aplicación de la terapia celular y génica, así como en su combinación con estrategias de bioingeniería y nanotecnología para prevenir y tratar el remodelado cardíaco adverso inducido tras isquemia miocárdica. 

El conocimiento previo de los mecanismos moleculares implicados en estos procesos, junto a la acción reparativa de las células madre, permitirá impulsar diferentes estrategias para su aplicación clínica.

Objetivos:

  • Determinar los mecanismos moleculares implicados en el remodelado adverso que se produce tras el infarto para hallar nuevas dianas terapéuticas.
  • Demostrar la eficacia de sistemas de liberación controlada para proteínas/ARN y/o vectores virales para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares.
  • Desarrollar estrategias de ingeniería de tejidos basadas en la combinación de membranas de colágeno y células madre alogénicas.

IP: Ana Pardo

Nuestra investigación se centra en la caracterización funcional de las células madre del pulmón en homeostasis y tras daño, utilizando tanto modelos de ratones in vivo, como modelos ex vivo de organoides para estudiar la homeostasis, la regeneración y la enfermedad pulmonar.

Buscamos comprender la contribución de las células madre de pulmón al mantenimiento de la homeostasis tisular y la patogénesis de enfermedades pulmonares específicas analizando sus interacciones celulares con otras células del pulmón, así como los mecanismos moleculares involucrados.

A su vez, también nos interesa comprender los mecanismos fisiopatológicos subyacentes al inicio y progresión de las enfermedades pulmonares crónicas para desarrollar estrategias que promuevan la regeneración del tejido. Entender el comportamiento de las células madre del pulmón en este escenario es imprescindible para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas que regeneren el tejido dañado y restauren la arquitectura pulmonar. Sin embargo, dada la compleja interacción de estos mecanismos y poblaciones celulares implicados en el desarrollo de la patología, creemos necesaria una integración de todos estos procesos para comprender la patogénesis pulmonar en comparación con la compleja fisiología celular de los pulmones sanos. Una comprensión integral de la fisiopatología permitirá un enfoque más incisivo de la terapéutica.

Objetivos:

  • Definir la heterogeneidad celular de las células madre pulmonares y caracterizar subpoblaciones específicas.
  • Estudiar la contribución de las células madre pulmonares al mantenimiento del equilibrio tisular y analizar si las células madre pulmonares regulan otros tipos celulares en homeostasis y en el contexto de la regeneración y enfermedad.
  • Descifrar los mecanismos moleculares que gobiernan las interacciones celulares clave entre las células madre y otros tipos celulares del pulmón en homeostasis y tras daño.

IPs: Froilán Granero y Ana Pérez

Debido al incremento de la esperanza de vida de las sociedades avanzadas, las enfermedades del sistema musculoesquelético son una de las mayores causas de invalidez y dolor crónico.

Tienen alta prevalencia en la población general y se estima que cerca de un cuarto de la población europea sufre o ha sufrido una enfermedad de este tipo. En total, más de 100 millones de ciudadanos europeos padecen dolor crónico de origen musculoesquelético, y este tipo de trastornos da lugar a la proporción registrada más alta de incapacidad temporal sobre cualquier otro tipo de dolencia.

Nuestro objetivo no sólo es desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para las enfermedades musculoesqueléticas sino además avanzar en la comprensión de los mecanismos básicos de la enfermedad. En general, el tejido óseo presenta una buena capacidad de regeneración que no está exenta de complicaciones; la más grave, la aparición de pseudoartrosis de fractura. Los mecanismos que resultan en la aparición de pseudoartrosis de fractura son desconocidos por lo que no es posible su prevención o el tratamiento farmacológico.

Por otro lado, la ausencia de mecanismos de regeneración o reparación del tejido articular hace que cualquier daño derive en un proceso degenerativo que desemboque en artrosis, caracterizada por la pérdida total de la función articular. Los tratamientos farmacológicos actuales son paliativos y no detienen la progresión de la enfermedad, por lo que existe una necesidad de desarrollar terapias que detengan la progresión de la degeneración articular y activen mecanismos de reparación tisular.

Para el tratamiento de estas patologías, estamos interesados en el potencial terapéutico de las células progenitoras mesenquimales (MSCs). Nuestro objetivo final es desarrollar terapias efectivas para el tratamiento de las enfermedades osteoarticulares y sus complicaciones, a través de estrategias de ingeniería de tejidos que combinen MSCs, biomateriales y factores de crecimiento.

Identificación de los mecanismos moleculares implicados en los procesos naturales de regeneración osteoarticular.

DEL LABORATORIO AL PACIENTE

Investigación de vanguardia

Para profundizar en la potencialidad de las células madre y proponer nuevos fármacos y estrategias terapéuticas que lleguen pronto a la clínica, trabajamos en estrecha colaboración con el Área de Terapia Celular de la Clínica Universidad de Navarra y otros programas transversales del Cima.


CARDIOPATCH

Proyecto internacional de terapias avanzadas en medicina regenerativa e impresión 3D dirigidas al tratamiento del infarto de miocardio.


BRAVƎ

Proyecto europeo, liderado por la Clínica Universidad de Navarra, para crear un dispositivo biológico para apoyar a un corazón enfermo.


Organoides

Generación de órganos en miniatura a partir de células madre para desarrollar nuevas alternativas terapéuticas para el tratamiento de distintas enfermedades.

<p>Fachada del Centro de Investigaci&oacute;n M&eacute;dica Aplicada (CIMA)</p>

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Gracias a la generosidad de muchas personas, el Cima Universidad de Navarra es una realidad que se esfuerza en ofrecer soluciones terapéuticas para lograr una medicina personalizada para los pacientes.

Conozca al equipo investigador

Actividad científica del
Grupo de Investigación en Medicina Regenerativa