Jueves, 14 de Diciembre de 2017

Desarrollo y Regeneración

Análisis genético y funcional del diafragma de filtración renal y de sus alteraciones patológicas.

 

 

Grupo Mar2017 LR

 


Mar Ruiz Gómez

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Resumen de Investigación:

 

En nuestro grupo investigamos el desarrollo del sistema de filtración renal y sus alteraciones en condiciones patológicas. Para ello utilizamos como organismos modelo la mosca del vinagre Drosophila melanogaster y el pez cebra Danio rerio, aplicando una combinación de técnicas genéticas y de biología molecular y celular.

 

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Nuestros organismos modelo: Drosophila melanogaster y el pez cebra Danio rerio.

Los nefrocitos embrionarios de Drosophila y el pronefros del pez cebra están señalados con puntas de flecha y se han visualizado gracias a marcadores moleculares específicos.


 

La enfermedad renal crónica es una de las más prevalentes en las sociedades modernas. Consiste en una pérdida progresiva de la función renal que inicialmente es asintomática pero que, de no tratarse, deriva en enfermedad renal terminal que requiere terapias de reemplazo como diálisis y trasplante renal. Los principales desencadenantes de esta enfermedad son los daños infringidos al diafragma de filtración del podocito glomerular, una célula muy especializada del riñón.

El diafragma de filtración es un complejo multiproteico formado por dos componentes estructurales principales, las proteínas de la familia de las inmunoglobulinas nefrina y Neph1, así como por varias proteínas intracelulares asociadas a éstas. Actúa como un filtro molecular durante el proceso de ultrafiltrado de la sangre en el glomérulo, limitando el paso de moléculas a la orina según su tamaño y carga.

 

 

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Esquema del glomérulo renal en vertebrados, indicando las proteínas principales que lo forman.

 

Estudios recientes de nuestro grupo han demostrado que existe una similitud sorprendente a nivel funcional, estructural y molecular entre los diafragmas de filtración de los podocitos de vertebrados y los de los nefrocitos de la mosca (1). Ello nos permite utilizar este versátil organismo modelo para estudiar tanto la formación y composición del diafragma de filtración como su regulación y alteraciones en condiciones patológicas.

 

 

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Nefrocitos en Drosophila, vistos por microscopía electrónica de barrido (izquierda).

A la derecha, se muestra la gran similitud que existe entre la ultraestructura de los diafragmas de filtración de los podocitos de mamíferos y la de los nefrocitos de Drosophila.

 

 

De un lado, en el laboratorio buscamos, identificamos y caracterizamos nuevas proteínas implicadas en la formación y función del diafragma de filtración. Para ello aprovechamos la sofisticación de las técnicas genéticas de Drosophila. Algunas de las proteínas que hemos identificado participan en procesos como la endocitosis o la regulación de la composición fosfolipídica de la membrana plasmática.

 

 

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Nefrocitos de Drosophila en animales silvestres (A) y en dos de los mutantes identificados en el laboratorio que afectan a la endocitosis (B) y a la composición fosfolipidica de la membrana plasmática (C). Podemos ver los nucleos en azul y las proteínas del diafragma de filtración Duf (verde) y Pyd (rojo).

 


De otro lado, utilizamos técnicas bioquímicas y de microscopía confocal y electrónica para analizar el dinamismo molecular de los componentes del diafragma de filtración y su regulación. Así, en nuestro grupo hemos demostrado que la estabilidad del diafragma de filtración en Drosophila depende de la fosforilación de Duf, el ortólogo de Neph1, mediada por la quinasa Scr64B. La hiperactivación de Src64B induce la hiperfosforilación de Duf y daño al diafragma de filtración. Asimismo, el estado de fosforilación de Duf afecta a la constelación de proteínas intracelulares con las que se asocia (3).


Nuestro objetivo final es trasladar los conocimientos adquiridos en nuestro modelo experimental a vertebrados y humanos, para así ayudar a entender y tratar la enfermedad renal crónica.

 


 

Publicaciones seleccionadas:

 

  1. H. Weavers*, S. Prieto-Sánchez*, F. Grawe, A. García-López, R. Artero, M. Wilsch-Braeuninger, M. Ruiz-Gómez, H. Skaer and B. Denholm (2009). The insect nephrocyte is a podocyte-like cell with a filtration slit diaphragm. Nature 457: 323-326.
  2. A.S. Tutor and M. Ruiz-Gómez (2013)."Desarrollo embrionario del riñón", en Nefrología Clínica. Ed Médica Panamericana.
  3. A.S. Tutor, S. Prieto-Sánchez and M. Ruiz-Gómez (2014). Src64B phosphorylates Dumbfounded and regulates slit diaphragm dynamics: Drosophila as a model to study nephropathies. Development 141: 367-376.
  4. M. Carrasco-Rando, A. Atienza-Manuel, AS. Tutor and M. Ruiz-Gómez (2015). "Modelling renal development and disease in Drosophila". eLS. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester. DOI 10.1002/9780470015902.a0025981

 


 

Tesis doctorales:

 

  • Marta Carrasco Rando. "musculus morbidus una E3 ubiquitín ligasa de Drosophila, genera Artrina y mantiene la integridad del sarcómero". Universidad Autónoma de Madrid. 2 de Febrero de 2006. Sobresaliente "cum laude".
  • Silvia Prieto Sánchez. "Función de Dumbfounded, Sticks and stones y Polychaetoid en los nefrocitos en guirnalda de Drosophila melanogaster".Universidad Autónoma de Madrid. 15 de June de 2009. Sobresaliente "cum laude"

 


 

Premios:

 

  • 2009 Premio PINP a la mejor tesis doctoral a la Dra. Silvia Prieto Sánchez
  • 2010 Premio a la investigación básica de la Fundación Renal Iñigo Álvarez de Toledo, por el trabajo presentado por Silvia Prieto Sánchez y Mar Ruiz Gómez, titulado: "Los nefrocitos de Drosophila como modelo de estudio de la función del diafragma de filtración"