Medicina traslacional en errores innatos del metabolismo y otras enfermedades genéticas raras

El objetivo de nuestro grupo es traducir el conocimiento derivado de la investigación básica en avances concretos para la práctica clínica, impulsando el desarrollo e implementación de nuevos y mejores métodos de diagnóstico, prevención y tratamiento de las enfermedades metabólicas hereditarias (EMH). Estas patologías, que constituyen uno de los grupos más extensos dentro de las enfermedades raras, afectan aproximadamente a 1 de cada 800 recién nacidos.

Nuestro primer objetivo es abordar las limitaciones de las tecnologías actuales en la detección de alteraciones genómicas complejas, como elementos repetitivos largos (ej. LINE), variaciones en el número de copias, alteraciones estructurales o defectos epigenéticos en DNA y RNA. Para ello, empleamos la secuenciación de tercera generación en combinación con análisis de múltiples capas ómicas (metabolómica, transcriptómica y epigenómica). Complementamos esta estrategia con una plataforma de genómica funcional que permite evaluar el impacto clínico de defectos de splicing, variantes exónicas e intrónicas, mutaciones en regiones no codificantes, alteraciones estructurales y la actividad de elementos móviles como los transposones.

El segundo objetivo de nuestro grupo es desarrollar estrategias terapéuticas innovadoras basadas en sistemas biocompatibles de nanopartículas cargadas con compuestos bioactivos, tales como chaperonas farmacológicas, reguladores de la proteostasis, fármacos reposicionados, RNA terapéuticos (mRNA terapia antisentido) y proteínas de interés terapéutico. Para evaluar la eficacia y seguridad de estos tratamientos, hemos desarrollado una plataforma preclínica basada en organoides y cultivos celulares en 2D de origen hepático y cerebral, derivados de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) humanas. Antes de la transición a modelos animales, estas plataformas nos permiten realizar pruebas exhaustivas sobre la funcionalidad de los compuestos. Adicionalmente, empleamos herramientas de edición génica avanzada como CRISPR para generar modelos celulares y animales mediante la activación, inhibición o edición específica de genes, explorando así su potencial terapéutico.

Finalmente, nuestro equipo trabaja en la identificación de nuevas dianas terapéuticas y biomarcadores mediante la integración de datos multiómicos en modelos computacionales, facilitando así el descubrimiento de nuevas oportunidades terapéuticas basadas en el análisis de redes biológicas y la biología de sistemas.