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Proyecto “CARACTERIZACIÓN DE LA COMPOSICIÓN Y HETEROGENEIDAD CELULAR DE LOS TUMORES DEL SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO ASOCIADOS A LA NEUROFIBROMATOSIS DE TIPO 1 A PARTIR DE ANÁLISIS DE CÉLULA ÚNICA ”

Entidad donde se desarrolla el proyecto: INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIAS DE LA SALUD GERMAN TRIAS Y PUJOL DE CANT RUTI (IGTP)

Dirigido por el Dr. Eduard Serra Arenas

Resumen

El desarrollo de tumores del sistema nervioso periférico (SNP), como los neurofibromas plexiformes (pNFs) o los tumores malignos de las vainas de los nervios periféricos (MPNSTs), constituye una de las manifestaciones clínicas más características, a la vez que determinantes, de la Neurofibromatosis de tipo 1 (NF1). Los pNFs puede afectar grandes regiones del cuerpo, incidiendo sobre su organización y funcionalidad, y comportando un gran impacto en la calidad de vida de las personas con NF1. Algunos pNFs pueden progresar hacia un MPNST, un tipo de sarcoma de partes blandas que se caracteriza por un alto potencial metastásico y la falta de tratamientos efectivos más allá de una cirugía temprana. Un conocimiento profundo de la composición e identidad celular de estos tumores y sus alteraciones genéticas y epigenéticas nos permitirá imaginar nuevas estrategias terapéuticas.

En el presente proyecto proponemos un análisis a partir de célula única. O sea, el análisis célula a célula de manera individual, de miles de células. Esta tecnología está permitiendo analizar la expresión, la estructura del genoma y el epigenoma de los tejidos y tumores, a un nivel de detalle y precisión sin precedentes. Con este tipo de análisis pretendemos: a) investigar la heterogeneidad tanto celular como de alteraciones genómicas dentro de los tumores; b) analizar la potencial presencia de células madre tumorales; c) caracterizar la identidad (expresión génica y propiedades celulares) de las células que originan estos tumores. En concreto, el presente proyecto se centra en el análisis bioinformático de todos los datos de célula única que ya disponemos y de los que generaremos a lo largo de dos próximos dos años, integrándolos con los datos genómicos ya existentes obtenidos a partir de tumores y modelos celulares. Todo ello nos ha de permitir entender mejor la formación y composición de estos tumores, con el objetivo último de identificar nuevos tratamientos efectivos.

Objetivos

El objetivo principal de este proyecto consiste en estudiar la relación entre la composición y heterogeneidad celular de los tumores del sistema nervioso periférico asociados a la Neurofibromatosis tipo 1 (NF1) y su desarrollo y progresión, a partir de diferentes análisis de célula única. El objetivo principal se puede subdividir en los siguientes sub-objetivos:

a) Analizar la composición celular de los tumores del sistema nervioso periférico asociados a la NF1, comparándolos con la de los nervios periféricos, a partir de una caracterización de la expresión génica y epigenética en célula única y de técnicas de transcriptómica espacial.

b) Analizar bioinfoirmáticamente la existencia de células del eje de diferenciación cresta neural-célula de Schwann en diferentes estadios de diferenciación, y caracterizar la presencia de marcadores de células madre

c) Analizar si las células de los MPNSTs tienen características de células madre mesenquimales

d) Analizar la composición celular a partir del análisis de célula única de diferentes modelos celulares 3D de los tumores del sistema nervioso periférico asociados a NF1

e) Analizar la estructura del genoma a nivel de célula única de la progresión PNF-ANF-MPNST

f) Integración de todos los datos de célula única con los datos genómicos existentes en el grupo respecto a estos tumores

Resultados esperados

1) Generar un mapa detallado de la composición celular de los diferentes tumores del sistema nervioso periférico asociados a la NF1 (pNF, aNF, MPNST), que contenga tanto su diversidad en cuanto a distintos tipos celulares, como su diversidad en cuanto a identidades celulares.

2) Generar un recurso que contenga información genética, de expresión, y epigenética, a nivel de célula única de nervios, pNF, aNF y MPNST, y de su heterogeneidad intratumoral.

3) Identificar si los pNF, aNF y MPNSTs contienen células madre tumorales

4) Identificar si los MPNSTs están compuestos por células madre mesenquimales

5) Analizar si los modelos celulares 3D desarrollados recapitulan la composición celular de los tumores primarios en cuanto a identidad celular.

6) Generar un repositorio de información genómica a partir de un análisis integrativo que contenga la información del análisis de célula única.