Investigación en Hidrocefalia

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En nuestro laboratorio estamos interesados en el desarrollo de nuevos tratamientos regenerativos enfocados en la recuperación del epéndimo, estructura clave del sistema nervioso central y que aparece alterado e implicado en numerosas patologías neurodegenerativas. En particular, nos enfocamos en una condición llamada hidrocefalia (acumulación activa de líquido cefalorraquídeo), que tiene formas pediátricas provocadas por mutaciones génicas (enfermedad catalogada como rara) y es más frecuente en niños prematuros, en los que aparecen hemorragias en la matriz germinal (zona donde tiene lugar la neurogénesis) e intraventriculares (hidrocefalia posthemorrágica). La estrategia terapéutica de nuestro equipo se basa el uso y manipulación de distintos tipos de células madre de modo combinado con diferentes herramientas moleculares.

En las últimas décadas, el epéndimo ha sido identificado como una estructura esencial para el mantenimiento de la integridad físico-funcional del sistema nervioso central y de su homeostasis. Asimismo, el epéndimo desempeña un papel determinante en procesos como la neurogénesis infantil, la regulación de la neuroinflamación, la demencia, el envejecimiento cognitivo y las enfermedades neurodegenerativas. El epéndimo es necesario para el correcto desarrollo del sistema nervioso central en niños y su alteración causa daños cognitivos y motores permanentes a lo largo de la vida del paciente.

La hidrocefalia neonatal es una patología que consiste en la acumulación de líquido cefalorraquídeo (LCR) en las cavidades ventriculares del cerebro y que lleva asociada una serie de daños, entre los que destacan: problemas neuroinflamatorios, desestructuración y daño de la región clave para la neurogénesis en bebés (epéndimo), pérdida de células madre y desencadenamiento de procesos neurodegenerativos, con déficits motores y cognitivos permanentes. Asimismo, el epéndimo desempeña un papel clave en procesos como la neurogénesis, la regulación de la neuroinflamación, la demencia, el envejecimiento cognitivo y las enfermedades neurodegenerativas. Si bien son necesarias para el correcto desarrollo del sistema nervioso central en la infancia, las células ependimarias también median en el mantenimiento y la proliferación de las células madre neuronales en la zona ventricular-subventricular (ZV-ZSV) durante la edad adulta.

Actualmente, el único tratamiento posible, utilizado en los últimos 60 años, es la cirugía cerebral para eliminar el exceso de LCR acumulado, síntoma primario de esta patología. Este tratamiento es paliativo y solo está encaminado a disminuir la gravedad de los síntomas. Lamentablemente, en el 85% de los casos hay que repetirlo y en el 30% se producen daños crónicos. Por ello, la hidrocefalia se considera una patología huérfana sin tratamiento eficaz, que además consume abundantes recursos hospitalarios, humanos y económicos.

Nuestro grupo de investigación ha profundizado en el conocimiento de esta patología tanto en modelos animales como en casos humanos, ha desarrollado modelos de hidrocefalia inducible que mimetizan la hidrocefalia humana, y ha aportado conocimientos sobre el papel determinante del epéndimo en el origen y evolución de esta patología. Asimismo, nuestras líneas de investigación han ido encaminadas y se enfocan en la actualidad en el desarrollo de nuevos sistemas de diagnóstico y pronóstico de esta patología, así como en el estudio de tratamientos más eficientes y personalizados con carácter regenerativo que están basados en el uso de distintos tipos de células madre.

Somos un grupo de investigación multidisciplinar con amplia trayectoria en el estudio de la hidrocefalia (experimental y clínica), la biología de las células madre y su uso terapéutico. Además, nuestro equipo incluye especialistas en ensayos preclínicos en humanos, neurocirugía pediátrica y hemorragia intraventricular.

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In our laboratory, we are interested in developing new regenerative treatments to restore ependymal function, a key structure of the central nervous system that is altered and implicated in numerous neurodegenerative pathologies. We focus on a condition called hydrocephalus (active accumulation of cerebrospinal fluid), which has pediatric forms caused by gene mutations (classified as a rare disease) and is more frequent in premature infants, who experience hemorrhages in the germinal matrix (the area where neurogenesis takes place) and intraventricular hemorrhages (post-hemorrhagic hydrocephalus). Our team's therapeutic strategy is based on the use and manipulation of different types of stem cells combined with various molecular tools.

In recent decades, the ependyma has been identified as an essential structure for maintaining the physical and functional integrity of the central nervous system and its homeostasis. Likewise, the ependyma plays a key role in processes such as neurogenesis, regulation of neuroinflammation, dementia, cognitive aging, and neurodegenerative diseases. While necessary for the proper development of the central nervous system in children, ependymal cells also mediate neural stem-cell maintenance and proliferation in the ventricular-subventricular zone (VZ-SVZ) during adulthood.

Neonatal hydrocephalus is a condition involving the buildup of cerebrospinal fluid (CSF) in the cerebral ventricles. This leads to several types of damage, including neuroinflammation, destruction of the ependyma, loss of stem cells, and the onset of neurodegenerative processes with lasting motor and cognitive impairments. Additionally, the ependyma is central to neurogenesis, neuroinflammatory regulation, dementia, cognitive decline, and neurodegenerative disorders. Although necessary for early CNS development, ependymal cells also support the maintenance and proliferation of neural stem cells in the ventricular-subventricular zone (VZ-SVZ) during adult life.

Currently, the only possible treatment, used over the last 60 years, is brain surgery to remove the excess accumulated cerebrospinal fluid, the primary symptom of this pathology. This treatment is palliative and aims only to reduce symptom severity. Unfortunately, in 85% of cases, it must be repeated, and in 30% of cases, chronic damage is caused. Therefore, hydrocephalus is considered an orphan disease without an effective treatment, which also consumes abundant hospital, human, and economic resources.

Our research group has deepened understanding of this pathology in both animal models and human cases, developed inducible hydrocephalus models that mimic human hydrocephalus, and provided insights into the ependyma's role in the origin and evolution of this pathology. Likewise, our lines of research have been (and are currently) directed to the development of new diagnostic and prognostic systems for this pathology, as well as to the study of more efficient and personalized regenerative treatments based on different types of stem cells.

Our research group is multidisciplinary and has vast experience in experimental and clinical hydrocephalus, stem cell biology, and the therapeutic manipulation of stem cells. Furthermore, the team includes experts in human preclinical trials, pediatric neurosurgery, and IVH (intraventricular hemorrhage).