Biofísica y terapia celular en enfermedades respiratorias. IP: Isaac Almendros Lopez
Nuestras actividades de investigación tienen como objetivo comprender el comportamiento mecánico del aparato respiratorio y mejorar el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades respiratorias. Estudiamos la mecánica respiratoria mediante enfoques multiescala que abarcan el espectro de órgano a molécula. A nivel de órgano, se estudian las propiedades mecánicas de las vías respiratorias y los tejidos pulmonares y las alteraciones de la función mecánica asociadas a las enfermedades respiratorias. A nivel celular, nos centramos en cómo la biomecánica del microambiente celular, que se modifica considerablemente en el contexto de las enfermedades respiratorias, modula la diafonía celular-matriz y el fenotipo celular.
Utilizamos enfoques básicos y translacionales en un marco multidisciplinar que implica una estrecha cooperación con grupos de investigación clínica que trabajan en el campo de la medicina respiratoria. Durante los últimos 6 años mi grupo ha publicado más de 100 publicaciones que se centran principalmente en tres ámbitos:
Área 1: Fisiopatología de la Apnea Obstructiva del Sueño y sus consecuencias.
Área 2: Cáncer e hipoxia
Área 3: Terapia celular y medicina regenerativa
PALABRAS CLAVE: Enfermedades respiratorias, hipoxia, biomecánica, mecanobiología, matriz extracelular, hidrogeles.
Isaac Almendros Lopez
Profesor agregado interino
isaac.almendros@ub.edu
Anna Ulldemolins Iglesias
Investigadora pre-doctoral
anna.ulldemolins@ub.edu
Alicia Jurado López
Investigadora pre-doctoral
alicia.jurado@ub.edu
Maria Leonor Narciso
Investigadora pre-doctoral
mnarciso@ibecbarcelona.eu
- Área 1: Fisiopatología de la apnea obstructiva del sueño y sus consecuencias
La apnea obstructiva del sueño (OSA) es un trastorno del sueño muy frecuente entre la población adulta y se caracteriza por un mayor colapso de la vía aérea superior que promueve oclusión recurrente durante las horas de sueño que conduce a hipoxia intermitente (IH) y fragmentación del sueño (SF). Los factores de riesgo más comunes de OSA son la edad, el sexo masculino y la obesidad.
Mi grupo pertenece a la red española del sueño. Durante los últimos años hemos iniciado una colaboración activa y proliferativa con el dr. Gozal de la Universidad de Missouri. Nuestra experiencia en bioingeniería permitió el desarrollo de nuevos modelos traslacionales in vitro e in vivo para entender mejor la fisiopatología de la apnea obstructiva del sueño. Estos modelos han sido cruciales para estudiar con mayor detalle los efectos de la fragmentación del sueño, la hipoxia intermitente y la hipercapnia en los resultados adversos cardiovasculares, cognitivos, metabólicos y recientemente de cáncer observados en pacientes con OSA.
- Área 2: Cáncer e hipoxia
En 2012, nuestro laboratorio demostró por primera vez que la hipoxia intermitente similar a la que padecen los pacientes con OSA es capaz de promover el crecimiento del tumor, la invasividad y la metástasis. Este trabajo supuso un nuevo reto en el ámbito de la OSA, abriendo una nueva perspectiva inexplorada hasta ahora. Estos hallazgos sirvieron como prueba de concepto de los estudios epidemiológicos publicados más tarde, que revelaron una asociación independiente entre la OSA y el cáncer.
- Área 3: Terapia celular y medicina regenerativa
Actualmente estamos investigando el desarrollo de andamios naturales a partir de pulmones descelularizados para entender mejor el papel de la matriz extracelular en el desarrollo de enfermedades respiratorias como la fibrosis, el cáncer de pulmón y el enfisema. Estos modelos proporcionarán un entorno más realista para entender todos los mecanismos implicados en estas enfermedades respiratorias. Se utilizarán nuevos hidrogeles derivados del pulmón para entender el papel de los estímulos mecánicos en los pulmones para diferenciar y mejorar el potencial terapéutico de las células madre después de una lesión pulmonar aguda.
Hidrogeles de matriz extracelular pulmonar para preacondicionamiento e instilación de células madre mesenquimales en el tratamiento de enfermedades respiratorias severas
Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación
Código del proyecto: PID2019-108958RB-I00
Investigador/s principal/s: Isaac Almendros López
Importe: 169.400 €
Periodo: de 2020 a 2023
Mecanismos hipóxicos en el cáncer de pulmón en “overlap síndrome”: papel de la matriz extracelular tumoral en un modelo murino que integra cáncer pulmonar, EPOC y SAOS
Entidad financiadora: SEPAR
Código del proyecto: 900/2019
Investigador/s principal/s: Isaac Almendros López
Importe: 9.000 €
Periodo: de 2020 a 2023
Efecto de la apnea del sueño y/o insuficiencia respiratoria en la agresividad de diferentes estirpes de cancer de pulmón humano
Entidad financiadora: SEPAR
Código del proyecto: 595/2017
Investigador/s principal/s: Isaac Almendros López
Importe: 12.000 €
Periodo: de 2018 a 2021
Efectos de la hipoxia/hipercapnia en la interacción biomecánica célula-matriz pulmonar en la progresión de las enfermedades respiratorias
Entidad financiadora: Ministerio de Economia y Competitividad
Código del proyecto: SAF2017-85574-R
Investigador/s principal/s: Ramon Farré Ventura i Isaac Almendros López
Importe: 217.800 €
Periodo: de 2018 a 2020
Fisiopatologia i tractament de les malalties respiratòries
Entidad financiadora: Generalitat de Catalunya (AGAUR)
Código del proyecto: 2017SGR787
Investigador/s principal/s: Antoni Torres Martí
Importe: 35.200 €
Periodo: de 2017 a 2021
Alteraciones del citosqueleto y de la matriz extracelular cerebral características de la enfermedad de Alzheimer en un modelo celular y animal de apnea obstructiva del sueño
Entidad financiadora: SEPAR
Código del proyecto: 139/2015
Investigador/s principal/s: Isaac Almendros López
Importe: 12.000 €
Periodo: de 2016 a 2019
Impact of Obstructive sleep apnea in the evolution of Alzheimer Disease. Role of hypoxia and sleep fragmentation
Entidad financiadora: FMTV - Fundació La Marató de TV3
Código del proyecto: 20143231
Investigador/s principal/s: Ramon Farré Ventura
Importe: 134.987,50 €
Periodo: de 2015 a 2018
Papel de la Prostaglandina-E2 en el Desarrollo Tumoral Inducido por la Hipoxia Intermitente en un Modelo de Apnea del Sueño en Ratón y sus Posibilidades Terapéuticas
Entidad financiadora: SEPAR
Código del proyecto: 084/2014
Investigador/s principal/s: Isaac Almendros López
Importe: 18.000 €
Periodo: de 2015 a 2018
Effect of intermittent hypoxia and its interaction with obesity in tumor progression in an animal model of obstructive sleep apnea
Entidad financiadora: SEPAR
Código del proyecto: SEPAR 2011
Investigador/s principal/s: Isaac Almendros López
Importe: 12.000 €
Periodo: de 2011 a 2014
Para más información sobre las publicaciones del IP del grupo puede visitar los siguientes enlaces:
SCOPUS Author ID: 8892633900
ORCID: 0000-0002-1998-937
h-index: 36
Ulldemolins A, Jurado A, Herranz-Diez C, Gavara N, Otero J, Farré R, Almendros I. Lung Extracellular Matrix Hydrogels-Derived Vesicles Contribute to Epithelial Lung Repair. Polymers (Basel). 2022 Nov 14;14(22): 4907. doi: 10.3390/ polym14224907. PMID: 36433034
Petzold T, Zhang Z, Ballesteros I, Saleh I, Polzin A, Thienel M, Liu L, Ul Ain Q, Ehreiser V, Weber C, Kilani B, Mertsch P, Götschke J, Cremer S, Fu W, Lorenz M, Ishikawa-Ankerhold H, Raatz E, El-Nemr S, Görlach A, Marhuenda E, Stark K, Pircher J, Stegner D, Gieger C, Schmidt-Supprian M, Gaertner F, Almendros I, Kelm M, Schulz C, Hidalgo A, Massberg S. Neutrophil "plucking" on megakaryocytes drives platelet production and boosts cardiovascular disease. Immunity. 2022 Oct 18; S1074-7613(22) 00542-8. doi: 10.1016/ j.immuni.2022.10.001. PMID: 36272416
Buj-Corral I, Sanz-Fraile H, Ulldemolins A, Tejo-Otero A, Domínguez-Fernández A, Almendros I, Otero J. Characterization of 3D Printed Metal-PLA Composite Scaffolds for Biomedical Applications. Polymers (Basel). 2022 Jul 5; 14(13): 2754. doi: 10.3390/ polym14132754. PMID: 35808799
Falcones B, Söderlund Z, Ibáñez-Fonseca A, Almendros I, Otero J, Farré R, Rolandsson Enes S, Elowsson Rendin L, Westergren-Thorsson G. hLMSC Secretome Affects Macrophage Activity Differentially Depending on Lung-Mimetic Environments. Cells. 2022 Jun 8; 11(12): 1866. doi: 10.3390/ cells11121866. PMID: 35740995
Marhuenda E, Villarino A, Narciso ML, Camprubí-Rimblas M, Farré R, Gavara N, Artigas A, Almendros I, Otero J. Lung Extracellular Matrix Hydrogels Enhance Preservation of Type II Phenotype in Primary Alveolar Epithelial Cells. Int J Mol Sci. 2022 Apr 28;23(9): 4888. doi: 10.3390/ ijms23094888. PMID: 35563279
Narciso M, Ulldemolins A, Júnior C, Otero J, Navajas D, Farré R, Gavara N, Almendros I. Novel Decellularization Method for Tissue Slices. Front Bioeng Biotechnol. 2022 Mar 9;10: 832178. doi: 10.3389/ fbioe.2022.832178. eCollection 2022. PMID: 35356779
Farré R, Gozal D, Almendros I. Human experimental models: seeking to enhance multiscale research in sleep apnoea. Eur Respir J. 2021 Oct 7; 58(4): 2101169. doi: 10.1183/ 13993003.01169-2021. PMID: 34620681
Otero J, Ulldemolins A, Farré R, Almendros I. Oxygen Biosensors and Control in 3D Physiomimetic Experimental Models. Antioxidants (Basel). 2021 Jul 22; 10(8): 1165. doi: 10.3390/ antiox10081165. PMID: 34439413
Andreu I, Falcones B, Hurst S, Chahare N, Quiroga X, Le Roux AL, Kechagia Z, Beedle AEM, Elosegui-Artola A, Trepat X, Farré R, Betz T, Almendros I, Roca-Cusachs P. The force loading rate drives cell mechanosensing through both reinforcement and cytoskeletal softening. Nat Commun. 2021 Jul 9; 12(1): 4229. doi: 10.1038/ s41467-021-24383-3. PMID: 34244477
Rey E, Del Pozo-Maroto E, Marañón P, Beeler B, García-García Y, Landete P, Isaza SC, Farré R, García-Monzón C, Almendros I, González-Rodríguez Á. Intrahepatic Expression of Fatty Acid Translocase CD36 Is Increased in Obstructive Sleep Apnea. Front Med (Lausanne).2020 Aug 11; 7:450. doi: 10.3389/ fmed.2020.00450. eCollection 2020. PMID: 32850919
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