• Línea de Generación y Aplicación del Conocimiento que desarrolla.

 

 

Mecanismos de proyección axonal y neuro-regeneración

Numerosos son los padecimientos en los que el daño a un órgano o tejido impide su funcionamiento correcto, e incluso en muchos casos lleva a la discapacidad o muerte del individuo afectado. La regeneración de tejidos y órganos mediante la sustitución de las células dañadas, o la estimulación de la regeneración a través de la proliferación y diferenciación celular endógena, son estrategias que actualmente se plantean como parte de la medicina regenerativa; sin embargo existen aún numerosos retos en vías de resolverse como son el tener una fuente confiable, compatible y disponible de células, y lograr que tanto las células endógenas como exógenas se integren al tejido dañado y mantengan la funcionalidad y sobrevivencia.

En el caso particular del sistema nervioso los retos para una terapia de regeneración exitosa implican no solo el obtener los tipos neuronales específicos,  sino lograr su plena integración y funcionalidad en el tejido nervioso.

Mi LGAC aborda el entendimiento de los mecanismos moleculares que modulan el crecimiento y orientación axonal, los factores extracelulares y las propiedades biofísicas del sustrato que están modulando la proyección neuronal, la migración y la diferenciación. Por otra parte extrapolamos los conocimientos adquiridos para interactuar con el área del desarrollo de biomateriales que permitan diseñar sustratos que simulen la matriz extracelular y faciliten la diferenciación,  sobrevivencia y proyección axonal, o que permitan la liberación de proteína implicadas en la proyección de neuritas. Estudiamos los temas planteados utilizando técnicas bioquímicas, histológicas, de cultivo celular y de tejidos, biología molecular, inmunofluorescencia, microsocopía confocal, y caracterización biológica de biomateriales.

De manera más reciente hemos comenzado a estudiar la estimulación de la proyección celular mediada por pinzas ópticas, y estamos interesado en comprender los mecanismos biológicos que subyacen a esta estimulación, este proyecto se desarrolla en colaboración con  especialistas en física y óptica, formando un grupo multidisciplinario interesado en abordar el fenómeno desde diversas perspectivas y enfoques.

 

 

Proyectos en desarrollo:

-Interacción del receptor a semaforinas con proteínas de adhesión celular

-Uso de biomateriales para la liberación de proteínas recombinantes en el sistema nervioso central

-Papel de las propiedades físicas y químicas del sustrato sobre la proyección axonal y la diferenciación neuronal

-Pinzas ópticas para la estimulación de la proyección axonal

 

Financiamiento:

-2008-2012 CONACYT Sep-Ciencia Básica, Joven Investigador

-2013 Apoyo a la Incorporación de Nuevo PTC

 

Publicaciones Recientes:

Avila R, Tamariz E, Medina-Villalobos N, Andilla J, Marsal M, Loza-Alvarez P. Effects of near infrared focused laser on the fluorescence of labelled cell membrane. Sci Rep. (2018) Dec 5;8(1):17674. doi: 10.1038/s41598-018-36010-1.

García-Peña CM, Ávila-González D, Miquelajáuregui A, Lozano-Flores C, Mastick GS, Tamariz E, Varela-Echavarría A. Neurophilic Descending Migration of Dorsal Midbrain Neurons Into the Hindbrain. Front Neuroanat. (2018) Nov 13;12:96. doi: 10.3389/fnana.2018.00096. eCollection 2018.

Regalado- Santiago C., Juarez-Aguilar E., Olivarez-Hernández JD., Tamariz E. Mimickin Neural Stem Cell Niche by Biocompatible Substrates. Stem Cels Inter.Vol. 2016, Article ID 1513285

Tamariz E., Varela-Echavarría A. The discovery of the growth cone and its influence on the study of axon guidance. Front in Neuroanat (2015) 9:1-9.

García-Peña CM, Kim M , Frade-Pérez D, Avila-González D, Téllez E, Mastick GS, Tamariz E, Varela-Echavarría A. Ascending midbrain dopaminergic axons require descending GAD65 axon fascicles for normal pathfinding. Front in Neuroanat. (2014), 8:43

Millan-Chiu B. E, Camacho G., Varela-Echavarría A., Tamariz E., Fernández F., Lopez-Marin L. M., Achim M Loske A. M. Shock waves and DNA-cationic lipid assemblies: a synergistic approach to express exogenous genes in human cells. Ultrasound in Medicine and Biology (2014) Jul; 40(7):1599-1608

Díaz-Martínez NE, Tamariz E, Díaz NF, García-Peña CM, Varela-Echavarría A, Velasco I.Recovery From Experimental Parkinsonism by Semaphorin-guided Axonal Growth of Grafted Dopamine Neurons. Mol Ther. (2013)  Aug;21(8):1579-91. 

Tamariz E. Mecanismos de Proyección Axonal Durante el Desarrollo Embrionario, Lecciones importantes para  la Neuroregeneración y el desarrollo de Biomateriales. Revista Médica de la Universidad Veracruzana, (2012), 12(1):6-16

Tamariz E., Wan A.C., Pek Y. S., Giordano M., Hernández-Padrón G., Varela-Echevarría A., Velasco I., Castaño V. M. Delivery of chemotropic proteins and improvement of dopaminergic neurons outgrowth through a thixotropic hybrid nano-gel. J Mater Sci Mater Med (2011), 22(9):2097-2109.

Tamariz E, Díaz-Martínez N. E, Díaz N. F, García-Peña C. M, Velasco I,Varela-EchavarríaA.Axon responses of stem cell-derived dopaminergic neurons to semaphorin 3A and 3C. J. Neuroscience Res. (2010) 88:971-980. Artculo destacado en portada

Hernández-Montiel H., Tamariz E*, Sandoval-Minero T., Varela Echavarría A. Semaphorins 3A, 3C and 3F in Mesencephalic Dopaminergic Axon Pathfinding. J. Comp. Neur. (2008) 506:387-397 . *Misma contribución que el primer Autor.

Mecanobiología

La mecanobiología estudia las interacciones mecánicas de las células con su entorno y con otras células, y pretende comprender como es que las fuerza mecánicas se pueden traducir en respuestas bioquímicas que modulan el comportamiento celular. Las fuerzas mecánicas que se ejercen sobre las células son muy importantes en la proliferación, migración y diferenciación celular, así como en procesos patológicos como la malignidad y progresión del cáncer. La mecanobiología es un área multidisciplinar y de frontera que se nutre de la participación de diversas disciplinas como la biología celular, biología molecular, química y física.

Proyectos

La rigidez del sustrato como modulador de la diferenciación neuronal

Las células troncales embrionarias se encuentran inmersas en un nicho o microambiente en el cual  la presencia de factores bioquímicos tales como proteínas secretadas y componentes de matriz extracelular (ME), así como las interacciones célula-célula y célula-ME señalizan para definir la troncalidad y/o la diferenciación celular. De manera reciente se ha comenzado a estudiar la influencia de factores físicos tales como la topografía y la rigidez de la ME como señales que también influyen en los procesos de troncalidad y diferenciación. El uso de modelos in vitro que incorporan factores físicos, tales como los sustratos con rigidez variable, han permitido estudiar el papel relevante que la rigidez puede tener sobre la biología de las células troncales. En este proyecto estamos interesados en estudiar la influencia de la rigidez del sustrato sobre procesos como la adhesión, proliferación y diferenciación de células troncales neurales de embriones de ratón en diferentes estadios del desarrollo; con la finalidad de comprender cuáles son las condiciones idóneas para manipular la troncalidad o el destino neural de dichas poblaciones, y cómo la respuesta a la rigidez es modulada durante el desarrollo embrionario.

 

Proyectos en Desarrollo

-Papel de la rigidez del sustrato sobre la adhesión, proliferación y diferenciación de células precursoras neurales embrionarias

 

Las propiedades mecánicas extracelulares como factores implicados en la malignidad y progresión del cáncer

Las células al interactuar con la matriz extracelular cambian las propiedades físicas y mecánicas de su entorno, como por ejemplo la topografía y la rigidez; impactando a su vez en la biología de las células y estableciéndose una retroalimentación célula-matriz extracelular. En el cáncer, el incremento en la rigidez de los tumores empieza a considerarse como un medio de diagnóstico y prognosis en algunos tipos de cáncer, sin embargo se conoce muy poco de las implicaciones celulares que los cambios en la rigidez del tejido tiene en las células normales y transformadas; y de qué manera la rigidez puede modular la expresión de proteínas implicadas en la progresión del cáncer y en la metástasis

Proyectos en Desarrollo

-Papel de la rigidez extracelular en la expresión de proteínas implicadas en la progresión del cáncer

Financiamiento

Ciencia de Frontera 2019 (CONACYT)  Proyecto en colaboración con CFATA-UNAM