Coordonnées
Centre de recherche de l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont
5415, boulevard de l’Assomption Montréal
H1T 2M4
T: 514 252-3400 #7739
F: 514 252-3430
Axes de recherche
- Neurobiologie
- Systèmes modèles en biologie moléculaire
- Biologie des systèmes
- Approches thérapeutiques
Description de la recherche
La dégénérescence des circuits neuronaux constitue un mécanisme central sous-jacent aux maladies neurodégénératives, notamment le glaucome et la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Ces pathologies partagent des caractéristiques précoces communes, incluant des altérations du métabolisme neuronal, des modifications de la dynamique des organites intracellulaires et une dysfonction progressive de l’unité neurovasculaire.
Nous utilisons la rétine comme une fenêtre accessible sur la biologie du système nerveux central, permettant une analyse détaillée des interactions neurovasculaires en conditions physiologiques et pathologiques.
L’objectif de notre laboratoire est d’identifier les déterminants moléculaires et cellulaires de la vulnérabilité neurovasculaire qui gouvernent la trajectoire des maladies, et de traduire ces connaissances vers des applications cliniques.
Pour atteindre cet objectif, nous combinons l’imagerie neuronale à haute résolution, les approches multi-omiques spatiales et les manipulations génétiques spécifiques aux types cellulaires afin d’interroger directement les mécanismes causaux responsables de la dysfonction neurovasculaire. En capturant des stades de la maladie souvent cliniquement silencieux, notre approche vise à déplacer les interventions d’une prise en charge tardive des dommages vers une prévention proactive fondée sur les mécanismes.
À terme, nos travaux ont pour objectif d’établir un cadre de médecine de précision permettant l’identification précoce de biomarqueurs et de cibles thérapeutiques afin de préserver la vision et de prévenir une neurodégénérescence irréversible.
Notre laboratoire offre un environnement de formation interdisciplinaire dans lequel les étudiantes et étudiants acquièrent une expérience pratique en biologie neurovasculaire intégrative, en imagerie de pointe et en analyses guidées par les données, les préparant à des carrières en recherche fondamentale comme en recherche translationnelle.
Research axis
- Neurobiology
- Model systems in molecular biology
- Systems biology
- Therapeutic approaches
Research description
Degeneration of neural circuits represents a central mechanism underlying neurodegenerative diseases, including glaucoma and age-related macular degeneration. These disorders share early pathological features involving impaired neuronal metabolism, altered organelle dynamics, and progressive dysfunction of the neurovascular unit.
We use the retina as an accessible window into central nervous system biology, allowing detailed investigation of neurovascular interactions in health and disease.
The goal of our laboratory is to define the molecular and cellular determinants of neurovascular vulnerability that govern disease trajectory, and to translate these insights toward clinical application.
To achieve this goal, we combine high-resolution neuroimaging with spatial multi-omics and cell type–specific genetic manipulation to directly interrogate causal mechanisms underlying neurovascular dysfunction. By capturing often clinically silent stages of disease, our approach aims to shift intervention from late-stage damage control toward proactive, mechanism-based prevention.
Ultimately, our work seeks to establish a precision medicine framework for identifying early biomarkers and therapeutic targets to preserve vision and prevent irreversible neurodegeneration.
Our laboratory provides an interdisciplinary training environment where students gain hands-on experience in integrative neurovascular biology, cutting-edge imaging, and data-driven discovery, preparing them for careers in both academic and translational research.
Publications
- Shiga Y, Rangel Olguin AG, El Hajji S, Belforte N, Quintero H, Dotigny F, Alarcon-Martinez L, Krishnaswamy A, Di Polo A. Endoplasmic reticulum stress-related deficits in calcium clearance promote neuronal dysfunction that is prevented by SERCA2 gene augmentation. Cell Rep Med. 2024 Dec 17;5(12):101839.
- Alarcon-Martinez L*, Shiga Y*, Villafranca-Baughman D, Belforte N, Quintero H, Dotigny F, Cueva Vargas JL, Di Polo A. Pericyte dysfunction and loss of interpericyte tunneling nanotubes promote neurovascular deficits in glaucoma. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Feb 15;119(7):e2110329119.
- El Hajji S, Shiga Y, Belforte N, Solorio YC, Tastet O, D’Onofrio P, Dotigny F, Prat A, Arbour N, Fortune B, Di Polo A. Insulin restores retinal ganglion cell functional connectivity and promotes visual recovery in glaucoma. Sci Adv. 2024 Aug 9;10(32):eadl5722.
- Quintero H, Shiga Y, Belforte N, Alarcon-Martinez L, El Hajji S, Villafranca-Baughman D, Dotigny F, Di Polo A. Restoration of mitochondria axonal transport by adaptor Disc1 supplementation prevents neurodegeneration and rescues visual function. Cell Rep. 2022 Sep 13;40(11):111324.
- Huang KC, Gomes C, Shiga Y, Belforte N, VanderWall KB, Lavekar SS, Fligor CM, Harkin J, Hetzer SM, Patil SV, Di Polo A, Meyer JS. Acquisition of neurodegenerative features in isogenic OPTN(E50K) human stem cell-derived retinal ganglion cells associated with autophagy disruption and mTORC1 signaling reduction. Acta Neuropathol Commun. 2024 Oct 18;12(1):164.