Circuitos Neuronales y Comportamiento

Circuitos Neuronales y Comportamiento

 

Investigadora Principal: Juliana M Rosa

 

 

Investigación y Objetivos:

 

Nuestro grupo tiene como objetivo estudiar como las células gliales pueden ser usadas como herramienta para reparar la función de los circuitos neuronales después de lesiones o enfermedades del sistema nervioso central.

 

Los astrocitos, uno de los principales tipos de células cerebrales junto con las neuronas, desempeñan múltiples funciones esenciales para el desarrollo y la función cerebral tanto en condiciones fisiológicas como en enfermedades o patologías del sistema nervioso central (Rosa et al., 2016 eLife; Rosa et al., 2021 British J Pharmacol; Miguel-Quesada et al., 2023 Cell Reports). En nuestro grupo, investigamos cómo las neuronas y los astrocitos interactúan en los circuitos sensoriales para dar lugar a comportamientos específicos de respuestas frente a los estímulos del mundo exterior.

 

Además, estudiamos cómo técnicas innovadoras en el campo (por ejemplo: optogenética, estrategias virales y farmacogenética) pueden ser usadas para modular la actividad astrocitaria con el objetivo de encontrar nuevas estrategias terapéuticas para remodelar y reconectar los circuitos neuronales después de las lesiones del sistema nervioso central.

 

 

Principales líneas de investigación:

 

1. Determinar el papel de las células gliales, con énfasis en los astrocitos, en el procesamiento de información sensorial en condiciones fisiológicas y tras lesiones del SNC.
2. Explorar y desarrollar nuevas estrategias para manipular la interacción astrocito-neurona para promover la reparación/plasticidad de los circuitos neuronales y la recuperación funcional después de lesiones del SNC.
3. Evaluación in vivo de nuevos biomateriales para reconexión de los circuitos neuronales.

 

 

Técnicas:

 

Técnicas de imágenes in vivo (miniScope) y ex vivo.
Electrofisiología in vivo y ex vivo.
Manipulación genética y estrategias virales (sistema Cre-Lox, optogenética, FosTrap, DREADDs, AAVs, GECIs).
Pruebas de comportamiento y técnicas anatómicas.
Programación.

 

 

Equipo:

 

Juliana M Rosa (Principal Investigator, Group Leader)
Marina Sánchez-Petidier (Juan de la Cierva Postdoctoral Researcher)
Verónica Barranco Maresca (PhD student)
Andrea Misol Ortiz (PhD student, shared with Neurophysiology Group)
María del Lamo Atencia (Lab Tech)

 

 

 

Publicaciones Seleccionadas:

(Para más información ver ORCID: 0000-0003-0857-3746)

 

 

- Miguel-Quesada C, Herrera-Pérez S, Zaforas M, Lines J, Fernández-López E, Alonso-Calviño E, Araque A, Aguilar J, Rosa JM. (2023) Astrocytes adjust the dynamic range of cortical network activity to control modality-specific sensory information processing. 42(8):112950. Cell Reports (Cell Press) doi: 10.1016/j.celrep.2023.112950 (IF: 9.99 D1)

 

- Alonso-Calviño E, Fernández-López E, Zaforas M, Rosa JM, Aguilar J. (2023) Increased excitability and reduced GABAergic levels in somatosensory cortex under chronic spinal cord injury. Exp Neurol. doi: 10.1016/j.expneurol.2023.114504 (IF: 5.6, Q1)

 

- Soto V, Díez-Dominguez E, Herrera-Perez S, Rosa JM et al., Effects of transcranial static magnetic field stimulation over the left dorsolateral prefrontal cortex on random number generation. (2023) Clinical Neurophysiology, 149:18-24 (IF: 4.86, D1)

 

- Rosa JM; Farré-Alins V; Ortega MC; et al; Egea J. (2021). TLR4 pathway impairs synaptic number and cerebrovascular functions through astrocyte activation following traumatic brain injury. British Journal of Pharmacology. 178-17, pp.3395-3413. doi: 10.1111/bph.15488 (IF: 9.47, D1)

 

- Domínguez-Bajo A*, Rosa JM*, González-Mayorga A, et al. (2021). Nanostructured gold electrodes promote neural maturation and network connectivity. *co-first Biomaterials 279: 121186 doi: 10.1016/j.biomaterials.2021.121186 (IF: 15.3, D1)

 

- Zaforas M*, Rosa JM*, Alonso-Calviño E, Fernández-López E, Miguel-Quesada C, Oliviero A, Aguilar J. (2021). Cortical layer-specific modulation of neuronal activity after sensory deprivation due to spinal cord injury. *co-first authors. doi: 10.1113/JP281901 Journal of Physiology. 20-599, pp.4643-4669 (IF: 6.22, Q1)

 

- Dafre AL, Rosa JM, Rodrigues ALS, Cunha MP. (2020) Multiple cellular targets involved in the antidepressant-like effect of glutathione. Chemico-Biological Interactions, 328-109195 doi: 10.1016/j.cbi.2020.109195. (IF: 5.19, D1)

 

- Parada E, Casas AI, Palomino-Antolin A, Gomez_Rangel V, Rubio-Navarro A, Farre-Alins V, Narros-Fernandez P, Guerrero-Hue M, Moreno JA, Rosa JM, Hernandez-Garcia B, Egea J. (2019) Early toll-like receptor 4 blockade reduces ROS and inflammation triggered by microglial pro-inflammatory phenotype in rodent and human brain ischaemia models. British Journal of Pharmacology, doi: 10.1111/bph.14703 (IF 9.97, D1)

 

- Rosa JM, Morrie RD, Baertchs HC, Feller M. (2016) Contributions of Rod and Cone Pathways to Retinal Direction Selectivity Through Development, The Journal of Neuroscience 36(37): 9683-9695. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3824-15.2016 (IF 5.98, Q1)

 

- Rosa JM, Ruhle S, Ding H, Lagnado L. (2016) Crossover Inhibition Generates Sustained Visual Responses in the Inner Retina, Neuron 90(2):308-19. doi.org/10.1016/j.neuron.2016.03.015 (IF 14.4, D1)

 

- Rosa JM, Bos R, Sack GS, Fortuny C, Agarwal A, Bergles DE, Flannery JG, Feller M. (2015) Neuron-glia interaction in developing retina mediated by neurotransmitter spillover, eLife 10.7554. doi.org/10.7554/eLife.09590.001 (IF 8.28, D1)

 

- Rosa JM, Feller MB. (2014 ) Neurodevelopment: a novel role for activity in shaping retinal circuits. Current Biology. 24(19):R964-6. doi: 10.1016/j.cub.2014.09.002. (IF: 9.57 D1)

 

- Esposti F, Johnston J, Rosa JM, Leung KM, Lagnado L. (2013) Olfactory stimulation selectively modulates the OFF pathway in the retina of zebrafish. Neuron. 79(1):97-110. doi: 10.1016/j.neuron.2013.05.001. (IF 15.98, D1)

 

 

Proyectos actuales:

 

1. Piezo4Spine: Piezo-driven theramesh: A revolutionary multifaceted actuator to repair the injured spinal cord (GA No. 101098597). HORIZON-EIC-2022-PATHFINDEROPEN-01. Principal Investigator WP4 leader: Juliana M Rosa (in vivo evaluation). Hospital Nacional de Parapléjicos.  Start-End Date: 01/01/2023 – 31/12/2026. Total amount: 3.6 M€ in total, 620.000€ for National Hospital of Paraplegics.

 

2. ASTRO-sense: Astrocytic discrimination of sensory modalities in the somatosensory cortex (PID2021-126609NA-I00). Spanish Ministry of Science and Innovation, AEI. Proyectos de Generación de Conocimiento - Call 2021. Principal Investigator: Juliana M Rosa. Hospital Nacional de Parapléjicos. Start-End date: 01/09/2022 - 31/08/2025 Duration: 3 years. Total amount: 153.000€

 

3. Astro-Strategy: Manipulación de los astrocitos con potencial neurotóxico en médula y estimulación cerebral profunda como diana terapéutica para la recuperación motora y funcional tras la LM: una estrategia doble. Proyectos De Investigación Científica y Transferencia de Tecnología, Junta de Castilla La Mancha. Principal Investigator: Juliana M Rosa. Hospital Nacional de Parapléjicos. Start-End Date: 2024-2027. Total amount: 94.028,68€.

 

4. Neural circuits repair after CNS injuries (RYC2019-026870-I). Spanish Ministry of Science and Innovation. Ramón y Cajal Program, 2019. Principal Investigator: Juliana M Rosa. Hospital Nacional de Parapléjicos, Toledo. Start-End date: 01/05/2021 - 31/04/2026. Total amount: 308.600€

 

 

Proyectos anteriores:

 

1. Spatial-temporal characteristics of Cortical Reorganization after Spinal Cord Injury and the role of interneurons and astrocytes, Marie Slodowska-Curie Action. H2020 European Commission 794926-CRASCI-H2020-MSCA-IF-2017. Principal Investigator: Juliana M Rosa. Hospital Nacional de Parapléjicos. Start-End date: 01/08/2018-30/04/2021. Total 170.000€

 

2. Synaptic plasticity and remodelling in the somatosensory cortex after traumatic injuries. Entidad Financiadora: RochePharma SFC2017, Principal Investigator: Juliana M Rosa. Start-End date 2017-2019. Total: 60.000€

 

3. Fast and slow endocytosis at synapses.Marie-Sklodowska Curie Actions Individual Grant IEF (FSES-IEF-2010-272723). Principal Investigator: Juliana M Rosa. Start-End date: 2011-2013, Total: 209.092€

 

 

Patentes:

 

Title: Método para determinar la evolución de daño cerebral agudo y composición farmacéutica para su tratamiento
Inventores: Víctor Farré-Alins, Alejandra Palomino-Antolín, Paloma Narros-Fernández, Juliana M Rosa, Alfonso Lagares, Javier Egea
Nº de solicitud: P202031194   
País de prioridad: España
Fecha de prioridad: 30/11/2020
Entidad titular: Fundaciónpara la Investigación Biomédica del Hospital Universitario La Princesa