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Líneas de investigación
Conjuntos especializados de neuronas sensoriales primarias que inervan diferentes tejidos corporales detectan y transducen diversas señales ambientales en información sobre prurito, tacto, temperatura o dolor. Cuando estas señales finalmente llegan al cerebro, generan la percepción sensorial y provocan las respuestas fisiológicas y conductuales convenientes para la supervivencia del animal. En su camino hacia el cerebro, esta información sensorial se somete a un procesamiento inicial en la médula espinal. En individuos sanos, interneuronas excitadoras e inhibidoras de la médula espinal forman microcircuitos de procesamiento específicos para cada modalidad sensorial. A su vez, otras modalidades sensoriales o señales descendentes del cerebro y modular dinámicamente las señales que procesan dichos microcircuitos para establecer la relevancia de dicho estímulo sensorial. Sin embargo, en ciertas patologías como en la lesión nerviosa o en diferentes afecciones inflamatorias, el procesamiento normal en la médula se ve alterado y se forman circuitos maladaptativos no convencionales que priman las señales de dolor o picor, apareciendo así el dolor crónico y el prurito. Debido a la complejidad intrínseca de los circuitos de la médula espinal y a la falta de herramientas adecuadas para capturar e interrogar los conjuntos neuronales de la médula espinal en animales comportándose libremente, tenemos un conocimiento limitado de los sustratos celulares y moleculares que constituyen los microcircuitos sensoriales así cómo de los cambios que llevan a la cronicidad del dolor y el picor.
El objetivo del grupo es definir los circuitos espinales asociados con las señales de dolor, para comprender mejor las alteraciones del procesamiento asociadas con la cronicidad, la edad y el género. Además, estamos tratando de comprender cómo se influyen entre sí diferentes modalidades sensoriales, como cuando la aplicación de frío alivia el dolor o el picor, con el objetivo final de explorar y desarrollar estrategias terapéuticas para mejorar la calidad de vida en pacientes que padecen picor y dolor crónico.
Para lograr este objetivo, buscamos caracterizar la identidad molecular y las propiedades electrofisiológicas intrínsecas de las interneuronas que constituyen estos microcircuitos sensoriales, así como definir los cambios que experimentan en los estados patológicos. Con este fin, combinamos el desarrollo de tecnologías de marcado y manejo de circuitos con otras técnicas de vanguardia como el mapeo de circuitos con virus adenoasociados, optogenética, microscopía de la médula espinal completa, secuenciación de transcritos a partir de un solo núcleo o técnicas electrofisiológicas clásicas.
Publicaciones relevantes
- OCaR1 endows exocytic vesicles with autoregulatory competence by preventing uncontrolled Ca2+ release, exocytosis, and pancreatic tissue damage. Tsvilovskyy , Ottenheijm , Kriebs , Schütz, Diakopoulos, Jha , Bildl, Wirth, Böck , Jaślan, Ferro , FJ Taberner ,Kalinina , Hildebrand , Wissenbach, Weissgerber , Vogt, Eberhagen, Mannebach, Berlin, Kuryshev, Schumacher ,Philippaert, Camacho-Londoño , Mathar, Dieterich, Klugbauer, Biel , Wahl-Schott , Lipp , Flockerzi , Zischka, Algül, Lechner , Lesina, Grimm, Fakler, Schulte , Muallem , Freichel J Clin Invest. 2024 134(7): e169428 https://doi.org/10.1172/JCI169428
- Role of TMEM100 in mechanically insensitive nociceptor un-silencing. Timo A. Nees, Na Wang, Pavel Adamek, Nadja Zeitzschel, Clement Verkest, Carmen La Porta, Irina Schaefer, Julie Virnich, Selin Balkaya, Vincenzo Prato, Chiara Morelli, Valerie Begay, Young Jae Lee, Anke Tappe-Theodor, Gary R. Lewin, Paul A. Heppenstall, Francisco J. Taberner & Stefan G. Lechner Nat Commun. 2023 14, Art. 1899 https://doi.org/10.1038/s41467-023-37602-w
- Contribution of mechanoreceptors to spinal cord injury–induced mechanical allodynia. Sliwinski, C; Heutehaus, L; Taberner, Francisco J.; Weiss, L; Kampanis, V; Tolou-Dabbaghian, B; Cheng, X; Motsch, M; Heppenstall, P; Kuner, R; Franz, S; Lechner, S; Weidner, N; Puttagunta, R PAIN 2023 in press; December 27, 2023. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000003139
- Intrinsically disordered intracellular domains control key features of the mechanically-gated ion channel PIEZO2. Verkest, C., Schaefer, I., Nees, T.A., Wang, N., Jegelka, J.M., Taberner, F.J., Lechner, S.G. Nature Communications 2022 13(1): art. 1365 http://doi.org/10.1038/s41467-022-28974-6
- Neuropathic pain caused by miswiring and abnormal end organ targeting. Gangadharan V, Zheng H, Taberner FJ, Landry J, Nees TA, Pistolic J, Agarwal N, Männich D, Benes V, Helmstaedter M, Ommer B, Lechner SG, Kuner T, Kuner R. Nature. 2022 606 (7912): 137-145 https://doi.org/10.1038/s41586-022-04777-z
- Identification of a population of peripheral sensory neurons that regulates blood pressure Morelli C,Castaldi L, Brown SJ, Streich LL, Websdale A, Taberner FJ, Cerreti B, Barenghi A, Blum KM, Sawitzke J, Frank T, Steffens LK, Doleschall B, Serrao J, Ferrarini D, Lechner SG, Prevedel R, Heppenstall PA. Cell Reports 2021 35(9) https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109191
- USH2A is a Meissner’s corpuscle protein necessary for normal vibration sensing in mice and humans Schwaller F , Bégay V, García-García G, Taberner FJ, Moshourab R, McDonald B, Docter T, Kühnemund J, Ojeda-Alonso J, Paricio-Montesinos R, Lechner SG, Poulet JFA, Millan JM, Lewin GR Nat Neurosci 2021 24(1):74 https://doi.org/10.1038/s41593-020-00751-y
- SUMOylation of Enzymes and Ion Channels in Sensory Neurons Protects against Metabolic Dysfunction, Neuropathy, and Sensory Loss in Diabetes Agarwal N , Taberner FJ, Rangel Rojas D, Moroni M, Omberbasic D, Njoo C, Andrieux A, Gupta P, Bali KK, Herpel E, Faghihi F, Fleming T, Dejean A, Lechner SG, Nawroth PP, Lewin GR, Kuner R. Neuron 2020 107(6):1141 https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.06.037
- Structure-guided examination of the mechanogating mechanism of PIEZO2 Taberner FJ,Prato V, Schaefer I, Schrenk-Siemens K, Heppenstall PA, Lechner SG Proc Natl Acad Sci USA 2019 116(28):14260 https://doi.org/10.1073/pnas.1905985116
Investigador emergente
Investigador predoctoral
Investigador predoctoral
Investigador predoctoral
- OCaR1 endows exocytic vesicles with autoregulatory competence by preventing uncontrolled Ca2+ release, exocytosis, and pancreatic tissue damage. Tsvilovskyy , Ottenheijm , Kriebs , Schütz, Diakopoulos, Jha , Bildl, Wirth, Böck , Jaślan, Ferro , FJ Taberner ,Kalinina , Hildebrand , Wissenbach, Weissgerber , Vogt, Eberhagen, Mannebach, Berlin, Kuryshev, Schumacher ,Philippaert, Camacho-Londoño , Mathar, Dieterich, Klugbauer, Biel , Wahl-Schott , Lipp , Flockerzi , Zischka, Algül, Lechner , Lesina, Grimm, Fakler, Schulte , Muallem , Freichel J Clin Invest. 2024 134(7): e169428 https://doi.org/10.1172/JCI169428
- Role of TMEM100 in mechanically insensitive nociceptor un-silencing. Timo A. Nees, Na Wang, Pavel Adamek, Nadja Zeitzschel, Clement Verkest, Carmen La Porta, Irina Schaefer, Julie Virnich, Selin Balkaya, Vincenzo Prato, Chiara Morelli, Valerie Begay, Young Jae Lee, Anke Tappe-Theodor, Gary R. Lewin, Paul A. Heppenstall, Francisco J. Taberner & Stefan G. Lechner Nat Commun. 2023 14, Art. 1899 https://doi.org/10.1038/s41467-023-37602-w
- Contribution of mechanoreceptors to spinal cord injury–induced mechanical allodynia. Sliwinski, C; Heutehaus, L; Taberner, Francisco J.; Weiss, L; Kampanis, V; Tolou-Dabbaghian, B; Cheng, X; Motsch, M; Heppenstall, P; Kuner, R; Franz, S; Lechner, S; Weidner, N; Puttagunta, R PAIN 2023 in press; December 27, 2023. https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000003139
- Intrinsically disordered intracellular domains control key features of the mechanically-gated ion channel PIEZO2. Verkest, C., Schaefer, I., Nees, T.A., Wang, N., Jegelka, J.M., Taberner, F.J., Lechner, S.G. Nature Communications 2022 13(1): art. 1365 http://doi.org/10.1038/s41467-022-28974-6
- Neuropathic pain caused by miswiring and abnormal end organ targeting. Gangadharan V, Zheng H, Taberner FJ, Landry J, Nees TA, Pistolic J, Agarwal N, Männich D, Benes V, Helmstaedter M, Ommer B, Lechner SG, Kuner T, Kuner R. Nature. 2022 606 (7912): 137-145 https://doi.org/10.1038/s41586-022-04777-z
- Identification of a population of peripheral sensory neurons that regulates blood pressure Morelli C,Castaldi L, Brown SJ, Streich LL, Websdale A, Taberner FJ, Cerreti B, Barenghi A, Blum KM, Sawitzke J, Frank T, Steffens LK, Doleschall B, Serrao J, Ferrarini D, Lechner SG, Prevedel R, Heppenstall PA. Cell Reports 2021 35(9) https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109191
- USH2A is a Meissner’s corpuscle protein necessary for normal vibration sensing in mice and humans Schwaller F , Bégay V, García-García G, Taberner FJ, Moshourab R, McDonald B, Docter T, Kühnemund J, Ojeda-Alonso J, Paricio-Montesinos R, Lechner SG, Poulet JFA, Millan JM, Lewin GR Nat Neurosci 2021 24(1):74 https://doi.org/10.1038/s41593-020-00751-y
- SUMOylation of Enzymes and Ion Channels in Sensory Neurons Protects against Metabolic Dysfunction, Neuropathy, and Sensory Loss in Diabetes Agarwal N , Taberner FJ, Rangel Rojas D, Moroni M, Omberbasic D, Njoo C, Andrieux A, Gupta P, Bali KK, Herpel E, Faghihi F, Fleming T, Dejean A, Lechner SG, Nawroth PP, Lewin GR, Kuner R. Neuron 2020 107(6):1141 https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.06.037
- Structure-guided examination of the mechanogating mechanism of PIEZO2 Taberner FJ,Prato V, Schaefer I, Schrenk-Siemens K, Heppenstall PA, Lechner SG Proc Natl Acad Sci USA 2019 116(28):14260 https://doi.org/10.1073/pnas.1905985116