Descripción del proyecto
Interacción entre la mecánica tisular y el metabolismo en el proceso de desarrollo de organoides renales
El equipo del proyecto ENGINORG, financiado con fondos europeos, propone métodos conceptuales y técnicos para establecer una interrelación mecánica entre los parámetros físicos y metabólicos, y la regulación de la expresión génica y la epigenética durante el desarrollo de organoides. Los datos preliminares demuestran que la existencia de una instrucción física durante la derivación de las células progenitoras renales permite generar organoides renales con unas características funcionales y un potencial de diferenciación mejores. En el proyecto se emplearán técnicas de creación de micropatrones, ingeniería de células madre-genoma, metabolómica, diseño de biomateriales y microfluídica. La identificación de los mecanismos moleculares que conectan las señales mecánicas y metabólicas con la modulación de la función y destino de las células desvelará los principios de diseño para el control de la interacción entre célula-célula y matriz celular durante la generación de organoides.
Objetivo
Research with human pluripotent stem cells (hPSCs) has led to the development of miniorgan-like structures in culture, so called organoids. Generally, organoids are generated exploiting cell-autonomous responses of hPSCs with minimal control over the external inputs supplied to the system. The unrestrained nature of these approaches explains, in part, key shortcomings of the organoid technology, such as limited capacity to recreate all cell types within an organ, maturation and function.
Data from my laboratory has shown, for the first time, that the presentation of a physical instruction (elastic modulus-stiffness) during the derivation of hPSCs-kidney progenitor cells results in the generation of hPSCs-kidney organoids with higher differentiation potential and functional attributes. Similarly, our preliminary results show that boosting metabolic activities differentially regulated upon the presentation of controlled physical cues represents a new strategy to generate specific kidney cells on demand.
ENGINORG proposes conceptual and technical advances to mechanistically link how the presentation of controlled physical and metabolic constrains during organoid generation are integrated and resolved through gene expression regulation and epigenetics. To this end, we will combine micropatterning techniques, hPSCs-genome engineering, metabolomics, biomaterials design and microfluidics. The identification of the molecular mechanisms connecting how metabolic and mechanical cues modulate cell fate and function will define minimal design principles for the proper control of cell-cell and cell-matrix interplay, and cell organization for organoid generation. This knowledge will be implemented through three interconnected objectives to understand and model early steps of kidney morphogenesis and Congenital anomalies of the kidney and the urinary tract (CAKUT), which account for ~50% of the etiology of chronic kidney disease in children worldwide.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
08028 Barcelona
España