Descripción del proyecto
Nuevos tratamientos celulares para la regeneración de los discos intervertebrales
El dolor en la región lumbar, causado principalmente por la degeneración de los discos intervertebrales, es una de las principales causas de discapacidad. Los tratamientos celulares presentan una eficacia clínica limitada, porque la mayoría de las fuentes de células no regeneran el tejido degenerado. El equipo del proyecto financiado con fondos europeos EpiCrest2Reg se propone emplear condrocitos nasales por su capacidad regeneradora y su plasticidad. Ahora bien, se necesita comprender mejor los mecanismos moleculares de la plasticidad de estas células para respaldar su posible uso clínico en la regeneración de los discos intervertebrales. Los investigadores se centrarán en la firma epigenética de la cromatina de los condrocitos nasales y estudiarán el papel de la transcripción y los factores de cromatina en la plasticidad de estos. Los conocimientos adquiridos, junto con la evaluación de modelos preclínicos de condrocitos nasales, será importante de cara a una primera aplicación en personas de los condrocitos nasales para el tratamiento de la degeneración de los discos intervertebrales.
Objetivo
During craniofacial development, Cranial Neural Crest Cells (CNCCs) maintain broad plasticity and patterning competence until they make appropriate cartilage and bone structures in response to local cues. We found that CNCC embryonic plasticity involves a specific epigenetic chromatin signature that maintains genes, including Hox genes, in a transcriptionally silent but poised state, so that they can be readily switched to an active state in response to position-specific environmental signals.
Are there CNCC-derived subpopulations in the adult face cartilage with similar broad plasticity properties that could be used as progenitor source in regenerative medicine? We have shown that Hox-negative adult human CNCC-derived Nasal Chondrocytes (NCs) have cartilage regenerative capacity and plasticity to adapt to heterotopic sites larger than other cell sources, and demonstrated their potential clinical use for articular cartilage repair.
However, lack of understanding of the involved molecular mechanisms limits the broader utilization of adult NCs for the regeneration of other cartilage types, e.g. the intervertebral disc (IVD). This proposal will establish fundamental understanding of the biological processes responsible for the plasticity of adult human NCs and offer a paradigm example of scientific and clinical synergies bridging developmental (epi)genetics and regenerative medicine.
We will:
• Establish whether Hox-negative adult NCs and embryonic CNCCs share similar transcriptomes, epigenomes and 3D chromatin architectures using single cell RNA-seq, ChIP-seq and capture HiC-seq assays.
• Assess whether NCs can epigenetically and transcriptionally adapt to the Hox-positive IVD environment, using co-culture and bioreactor-based organ culture models, and investigate the underlying molecular mechanisms.
• Verify the capacity of adult NCs to repair degenerated IVD cartilage.
• Use human autologous NCs for repair of IVD degeneration in a phase I clinical trial.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Tema(s)
Régimen de financiación
ERC-SyG - Synergy grantInstitución de acogida
4058 Basel
Suiza