Estamos interesados en estudiar los mecanismos que dirigen la organización de las células en los tejidos. Para ello, desarrollamos técnicas avanzadas de análisis de imagen que permiten procesar imágenes tres dimensiones (3D) de forma automática. Abordamos esta cuestión desde una perspectiva multidisciplinar, ya que nuestro grupo está compuesto por personas de diferentes ramas de la ciencia con el nexo común de la Biología Celular. Nuestra idea general es que comprender cómo se organizan los tejidos en condiciones homeostáticas es clave para descubrir las causas y los mecanismos de las variaciones patológicas.

Analizando cómo se organizan los epitelios en 3D, hemos descubierto que las células adoptan una nueva forma geométrica que llamamos "escutoides". Este sorprendente resultado proporciona un marco más realista para comprender y explicar la arquitectura de los epitelios. Ahora, planeamos aplicar nuestra experiencia en Biología del Desarrollo y empaquetamiento epitelial para investigar los mecanismos que subyacen a la morfogénesis epitelial. Como modelo utilizamos cultivos celulares en 3D, cultivos de organoides y el embrión de Drosophila melanogaster.

La reconstrucción tridimensional realista de los tejidos epiteliales requiere asignar a cada célula individual una etiqueta única, en un proceso llamado segmentación de instancias. Utilizamos la inteligencia artificial para desarrollar nuevos métodos de segmentación de imágenes en 3D y 4D (3D + tiempo). El análisis realista de la estructura de las células individuales permite cuantificar parámetros para entender cómo se organizan los tejidos.

Colaboramos con la neuróloga Dra. Carmen Paradas en el estudio de las enfermedades neuromusculares en general, con un especial énfasis en la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA). Para ello hemos establecido un equipo multidisciplinar formado por neurólogos, patólogos, investigadores biomédicos e ingenieros (Grupo 613 de CIBEERNED, IP: Dra. Paradas). Juntos investigamos los trastornos neuromusculares usando herramientas computacionales de análisis de imagen.

La Dra. Beatriz Estrada dirige una línea de investigación independiente centrada en el estudio de los mecanismos celulares y moleculares que subyacen el desarrollo y mantenimiento de la musculatura. Estos estudios son cruciales para entender y en último término tratar las distrofias musculares que presentan una alta incidencia en la población y causan un progresivo deterioro de la musculatura y finalmente la muerte de los individuos. Para ello utiliza Drosophila melanogaster como modelo ya que ha sido validado para estudiar las bases celulares y moleculares de la miogénesis gracias a la conservación evolutiva de los mecanismos involucrados.

En colaboración con el grupo del Dr. Alberto Pascual (IBiS), analizamos de forma cuantitativa la organización de la microglía en el cerebro de ratón, en condiciones fisiológicas y patológicas (enfermedad de Alzheimer), para poder caracterizar la progresión de la enfermedad.