Por Salomé Martínz/Giessen
Ana Ivonne Vázquez Armendáriz, es nombrada Jefa de Grupo en el Instituto de Salud Pulmonar (ILH), Universidad Justus-Liebig de Giessen (JLU), Alemania, donde liderea el grupo de investigación “Organoides pulmonares y modelado de enfermedades”. También es miembro del comité del programa internacional de posgrado en Biología Molecular y Medicina del Pulmón (MBML), del grupo de excelencia Cardio-Pulmonar e Instituto (CPI) y del German Center for Lung Research (DZL).
Vázquez Armendáriz es originaria de Linares, Nuevo León México. Obtuvo su Licenciatura en Bioquímica Clínica con honores en la Universidad Autónoma de Nuevo León en el 2009. Después de graduarse, recibió una beca del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CONACYT) para realizar su posgrado en Alemania.
Completó su maestría en Medicina Molecular en la Universidad de Medicina de Charité, Alemania en 2012. La investigación temprana de Vázquez-Armendáriz se centró en las infecciones por micobacterias, incluido el estudio de la respuesta inmune de pacientes diabéticos con tuberculosis y diafonía entre las células epiteliales alveolares y macrófagos alveolares durante la infección por micobacterias.
En el 2013, se trasladó a Giessen donde realizó su doctorado y formación postdoctoral en la JLU Giessen en el laboratorio de la profesora Susanne Herold. Durante este período, su trabajo de investigación se centró en el establecimiento y perfeccionamiento de cultivos organoides pulmonares bronquioalveolares murinos tridimensionales (3D) obtenidos de células madre somáticas adultas para modelar el desarrollo y la enfermedad pulmonar.
El laboratorio de Vázquez-Armendáriz se centra en el uso de sistemas organoides pulmonares 3D de células madre somáticas adultas y células madre pluripotentes inducidas (iPSC) para modelar enfermedades pulmonares, particularmente como una herramienta para caracterizar la diafonía molecular entre la unidad epitelial-mesenquimal-mieloide durante infección, lesión y reparación de los pulmones.
El laboratorio está interesado en la elucidación de las vías de señalización molecular específicas de las células involucradas en la resolución de la enfermedad, especialmente en el contexto de la lesión pulmonar inducida por patógenos. Las infecciones virales son una de las principales causas de morbilidad y mortalidad estacionales y pandémicas sustanciales en todo el mundo. Por ejemplo, la infección por IAV grave se propaga al tracto respiratorio inferior y causa la formación de edema en el compartimento alveolar que conduce al desarrollo de neumonía, síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) y muerte por insuficiencia respiratoria.
Para recuperar la homeostasis después de una lesión inducida por IAV, son necesarios mecanismos de reparación epitelial mediados por células madre. El término organoides se refiere a estructuras 3D derivadas de células madre individuales que se diferencian en tipos de células específicas de órganos que se autoorganizan para formar una estructura que se asemeja a la organización y funcionalidad celular del órgano de origen.En este sentido, los sistemas de cultivo de organoides 3D han surgido rápidamente como herramientas poderosas para estudiar el potencial y la enfermedad de las células madre.
Nuestro modelo recientemente establecido de organoide pulmonar broncoalveolar (BALO) se compone de estructuras bronquiolares y alveolares organizadas espacialmente después del cocultivo de células madre bronquioalveolares (BASC) con subconjuntos definidos de células mesenquimales residentes en pulmón (rMC).
Dentro de estos organoides, las células de las regiones de tipo alveolar se diferencian en AECII y AECI maduros, mientras que las regiones de tipo de las vías respiratorias contienen células basales, secretoras y ciliadas. Además, distintos subconjuntos de rMC de alta y baja expresión del receptor del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRα), miofibroblastos y lipofibroblastos, se encuentran dentro o muy cerca de estructuras de tipo alveolar.
Estas células mesenquimales son componentes cruciales del nicho de las células madre y cumplen tareas definidas durante la regeneración de las células epiteliales después de una lesión. En el contexto de la lesión, el epitelio BALO infectado con diferentes cepas de IAV apoya la replicación y propagación viral, y genera una respuesta inmune antiviral.
Además, la microinyección de IAV en estructuras similares a las vías respiratorias BALO recapitula la diseminación proximal a distal de la infección y causa una pérdida sustancial de AEC en las áreas de tipo alveolar infectadas, modelando así este aspecto particular de la situación in vivo de la neumonía IAV. Además, BALO puede complementarse con células inmunitarias pulmonares residentes (por ejemplo, macrófagos alveolares), que se injertan en el BALO y representan un compartimento celular adicional para estudiar en el contexto de una infección viral. Por tanto, la cátedra de “Organoides pulmonares y modelización de enfermedades” tiene como objetivo emplear modelos organoides complejos para modelar enfermedades que afectan al compartimento broncoalveolar del pulmón centrándose en los siguientes objetivos:
1.-Desarrollo de sistemas organoides pulmonares humanos multicelulares, altamente diferenciados y ramificados que se asemejan mucho a la arquitectura pulmonar.
2.-Visualización de la regeneración tisular después de una lesión organoide inducida por una infección viral u otras agresiones a alta resolución y a lo largo del tiempo mediante análisis microscópico.
3.-Determinar el papel de los distintos tipos de células presentes dentro del nicho alveolar durante la infección, lesión y reparación mediante el empleo de células madre bronquioalveolares, células endoteliales, células mesenquimales y / o leucocitos portadores de mutaciones de ganancia o pérdida de función, o de ratones informadores para identificar la función específica de células de genes individuales.
4.-Monitorear las interacciones celulares que ocurren durante la lesión por microinyección celular de tipos de células relevantes en organoides pulmonares como células tumorales, neutrófilos y macrófagos inflamatorios para determinar cómo y cuándo las distintas células de apoyo contribuyen a la resolución de la enfermedad.
5.-Combine modelos organoides con la última tecnología, como microscopía de fluorescencia de hoja de luz de dos fotones, secuenciación de ARN unicelular y herramientas de edición del genoma para identificar nuevas señales moleculares e interacciones celulares que ocurren durante la infección, lesión y reparación.
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