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Investigación
Unidad de Modelos de Enfermedades Humanas en Drosophila (MEHD)
Líneas de investigación
Content with Investigacion .
Terapia Génica
Nuestro grupo está centrado en (i) la investigación de los mecanismos subyacentes a distintos tipos de tumores huérfanos y enfermedades raras y (ii) la búsqueda de nuevas estrategias terapéuticas para combatir las enfermedades raras.
Nuestras líneas de investigación están actualmente enfocadas en los tumores de la granulosa ovárica asociados a FOXL2, la leucoencefalopatía agresiva precoz relacionada con KARS1 y en las distrofias musculares congénitas asociadas a LMNA. En todos los casos el editado génico mediado por CRISPR es la aproximación terapéutica mayormente seleccionada.
Contamos con la siguiente financiación:
- Evolución de estrategias terapéuticas basadas en CRISPR/Cas con potencial para el tratamiento de la distrofia muscular congénita asociada a LMNA (PI23CIII/00041). Acción Estratégica en Salud Intramural ISCIII 2023. IP: Ignacio Pérez de Castro. 2025-27. 138000€.
- La vía de los glucocorticoides en la distrofia muscular congénita relacionada con LMNA: Descifrando mecanismos y probando estrategias terapéuticas (PID2023-147678OB-I00). Proyectos Generación de Conocimiento AEI 2023. IP: Ignacio Pérez de Castro. 2025-27. 275000€.
- Investigating the potential of Replacement Gene Therapy for Early-Onset Progressive Leukoencephalopathy using iPSCs and a Kras1 knock-in mouse model. Cure KARS Laia Foundation. IP: Ignacio Pérez de Castro. 2025-28. 250000€.
- Distrofias congénitas asociadas a LMNA. LCMD-Research Foundation. IP: Ignacio Pérez de Castro. 2026-27. 43000€.
Publicaciones destacadas
CREBBP/EP300 bromodomain inhibition affects the proliferation of AR positive breast cancer cell lines. (2019) Molecular Cancer Research. 17 (3): 720–730.
Garcia-Carpizo V, Ruiz-Llorente S, Sarmentero J, Gonzalez-Corpas A and Barrero MJ.
DOICREBBP/EP300 bromodomains are critical to sustain the GATA1/MYC regulatory axis in proliferation. (2018) Epigenetics and Chromatin 11:30.
Garcia-Carpizo V, Ruiz-Llorente S, Sarmentero J, Graña O, Pisano DG and Barrero MJ.
DOINSD2 contributes to oncogenic RAS-driven transcription in lung cancer cells through long-range epigenetic activation. (2016) Scientific Reports. 6:32952.
Garcia-Carpizo V, Sarmentero J, Han B, Graña O, Ruiz-Llorente S, Pisano DG, Serrano M, Brooks HB, Campbell RM, Barrero MJ.
DOISETD7 Regulates the Differentiation of Human Embryonic Stem Cells. (2016) PLoS One. 11(2): e0149502.
Castaño J, Morera C, Sesé B, Boue S, Bonet-Costa C, Martí M, Roque A, Jordan A, Barrero MJ.
DOIMacro Histone Variants are Critical for the Differentiation of Human Pluripotent Cells. (2013) Journal of Biological Chemistry. 288(22):16110-6.
Barrero MJ, Sese B, Marti M and Izpisua Belmonte JC.
DOIMacro Histone Variants Preserve Cell Identity by Preventing the Gain of H3K4me2 during Reprogramming to Pluripotency. (2013) Cell Reports 3, 1005–1011.
Barrero MJ, Sese B, Kuebler B, Bilic J, Boue S, Martí M, Belmonte JC.
DOIMediator-regulated transcription through the +1 nucleosome. (2012) Molecular Cell. 48(6):837-48.
Nock A, Ascano JA, Barrero MJ and Malik S.
DOIAlu-repeat mediated regulation of DIEXF expression in cell differentiation and cancer. (2020) Epigenetics 15(6-7):765-779.
Martín B, Pappa S. Díez-Villanueva A, Mallona I, Custodio J, Barrero MJ, Peinado MA, Jordà M.
DOIDNA Methylomes Reveal Biological Networks Involved in Human Eye Development, Functions and Associated Disorders. Sci Rep. (2017) 7(1):11762.
Berdasco M, Gómez A, Rubio MJ, Català-Mora J, Zanón-Moreno V, Lopez M, Hernández C, Yoshida S, Nakama T, Ishikawa K, Ishibashi T, Boubekeur AM, Louhibi L, Pujana MA, Sayols S, Setien F, Corella D, de Torres C, Parareda A, Mora J, Zhao L, Zhang K, Lleonart ME, Alonso J, Simó R, Caminal JM, Esteller M.
PUBMED DOIEWS-FLI1-mediated suppression of the RAS-antagonist Sprouty 1 (SPRY1) confers aggressiveness to Ewing sarcoma. Oncogene (2017) 36(6):766-776.
Cidre-Aranaz F, Grünewald TG, Surdez D, García-García L, Carlos Lázaro J, Kirchner T, González-González L, Sastre A, García-Miguel P, López-Pérez SE, Monzón S, Delattre O, Alonso J.
PUBMED DOIFamilial retinoblastoma due to intronic LINE-1 insertion causes aberrant and non-canonical mRNA splicing of the RB1 gene. J Hum Genet (2016) 61(5):463-6.
Rodríguez-Martín C., Cidre-Aranaz F., Fernández-Teijeiro A., Gómez-Mariano G., de la Vega L., Ramos P., Zaballos A., Monzón S., Alonso J.
PUBMED DOIChimeric EWSR1-FLI1 regulates the Ewing sarcoma susceptibility gene EGR2 via a GGAA-microsatellite. Nature Genetics (2015) 47(9):1073-8.
Grünewald T.G.P., Bernard V., Gilardi-Hebenstreit P., Raynal V., Surdez D., Aynaud M.M., Mirabeau O., Cidre-Aranaz F., Tirode F., Zaidi S., Perot G., Jonker A.H., Lucchesi C., Le Deley M.C., Oberlin O., Marec-Bérard P., Véron A.S., Reynaud S., Lapouble E., Boeva V., Frio T.R, Alonso J., Bhatia S., Pierron G., Cancel-Tassin G., Cussenot O., Cox D.G., Morton L.M., Machiela M., Chanock S.J., Charnay P., Delattre O.
PUBMED DOISelective inhibition of plasma membrane calcium ATPase4 improves angiogénesis and vascular reperfusion. 2017. J. Mol. Cell. Cardiol. 109: 38-47.
Kurusamy S., López-Maderuelo D., Little R., Cadagan D., Savage A.M., Ihugba J.C., Baggott RR, Rowther FB., Martínez-Martínez S, Gómez-del Arco P., Murcott C., Wang W., Nistal F.J., Oceandy D, Neyses L, Wilkinson R.N., Cartwright EJ, Redondo J.M. and A.L. Armesilla.
PUBMED DOIThe Chromatin Remodeling Complex Chd4/NuRD controls striated muscle identity and metabolic homeostasis. 2016. Cell Metabolism. 23: 881-892.
Gómez-del Arco P*., Perdiguero E., Yunes-Leites P.S., Acín-Pérez R., Zeini M., García-Gómez A., Sreenivasan K., Jiménez-Alcázar M., Segalés J., López-Maderuelo D., Ornés B., Jiménez-Borreguero L.J., D´Amato G., Enshell-Seijffers D., Morgan B., Georgopoulos K., Islam AbuL B.M.M.K., Braun T., de la Pompa J.L., Kim J., Enriquez J.A., Ballestar E,, Muñoz-Cánoves P. and Redondo J.M*. *corresponding authors.
PUBMED DOISequential ligand-dependent Notch signaling activation regulates valve primordium formation and morphogenesis. 2016. Circulation Research. 118 (10): 1480-1497.
MacGrogan D., D´Amato G., Travisano S., Martinez-Poveda B., Luxán G., del Monte-Nieto G., Papoutsi T., Sbroggio M., Bou V., Gómez-del Arco P., Gómez M.J., Zhou B., Redondo J.M., Jiménez-Borreguero L.J., de la Pompa J.L.
PUBMED DOIPlasma membrane calcium ATPase isoform 4 inhibits vascular endothelial growth factor-mediated angiogenesis through interaction with calcineurin. 2014. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. Volumen: 34: 2310-2320.
Baggott RR, Alfranca A, López-Maderuelo D, Mohamed TM, Escolano A, Oller J, Ornes BC, Kurusamy S, Rowther FB, Brown JE, Oceandy D, Cartwright EJ, Wang W, Gómez-del Arco P, Martínez-Martínez S., Neyses L, Redondo JM, Armesilla AL.
PUBMED DOIAlternative promoter usage at the Notch1 locus supports ligand-independent signaling in T cell development and leukemogenesis. 2010. Immunity. 33(5): 685-698.
Pablo Gómez-del Arco, Mariko Kashiwagi, Audrey F. Jackson, Taku Naito, Jiangwen Zhang, Feifei Liu, Barbara Kee, Marc Vooijs, Freddy Radtke, Juan Miguel Redondo and Katia Georgopoulos.
PUBMED DOIMAZ induces MYB expression during the exit from quiescence via the E2F site in the MYB promoter. 2017. Nucleic Acids Research. 45 (17): 9960-9975.
Alvaro-Blanco J., Urso K., Chiodo Y., Martín-Cortázar C., Kourani O., Gómez-del Arco P., Rodríguez-Martínez M., Calonge E., Alcamí J., Redondo JM., Iglesias T., and MR. Campanero.
PUBMED DOILiver organoids reproduce alpha-1 antitrypsin deficiency-related liver disease
Gómez-Mariano G, Matamala N, Martínez S, Justo I, Marcacuzco A, Jimenez C, Monzón S, Cuesta I, Garfia C, Martínez MT, Huch M, Pérez de Castro I, Posada M, Janciauskiene S, Martínez-Delgado B. Liver organoids reproduce alpha-1 antitrypsin deficiency-related liver disease. Hepatol Int. 2020 Jan;14(1):127-137.
PUBMED DOIToxic oil syndrome: healthrelated quality-of-life assessment using the SF-36 Health Survey. International Journal of Epidemiology, 51(2), 491–500.
DOI
Comprehensive reanalysis for CNVs in ES data from unsolved rare disease cases results in new diagnoses. NPJ Genom Med. 2024 Oct 26;9(1):49
Demidov G, Yaldiz B, Garcia-Pelaez J, de Boer E, Schuermans N, Van de Vondel L, Paramonov I, Johansson LF, Musacchia F, Benetti E, Bullich G, Sablauskas K, Beltran S, Gilissen C, Hoischen A, Ossowski S, de Voer R, Lohmann K, Oliveira C, Topf A, Vissers LELM; Solve-RD Consortium; Laurie S.
PUBMED DOIPushing the boundaries of rare disease diagnostics with the help of the first Undiagnosed Hackathon. Nat Genet. 2024 Nov;56(11):2287-2294
Delgado-Vega AM, Cederroth H, Taylan F, Ekholm K, Ek M, Thonberg H, Jemt A, Nilsson D, Eisfeldt J, Bilgrav Saether K, Höijer I, Akgun-Dogan O, Asano Y, Barakat TS, Batkovskyte D, Baynam G, Bodamer O, Chetruengchai W, Corcoran P, Couse M, Danis D, Demidov G, Dohi E, Erhardsson M, Fernandez-Luna L, Fujiwara T, Garg N, Giugliani R, Gonzaga-Jauregui C, Grigelioniene G, Groza T, Gunnarsson C, Hammarsjö A, Hammond CK, Hatirnaz Ng Ö, Hesketh S, Hettiarachchi D, Johansson Soller M, Kirmani UA, Kjellberg M, Kvarnung M, Kvlividze O, Lagerstedt-Robinson K, Lasko P, Lassmann T, Lau LYS, Laurie S, Lim WK, Liu Z, Lysenkova Wiklander M, Makay P, Maiga AB, Maya-González C, Meyn MS, Neethiraj R, Nigro V, Nordgren F, Nordlund J, Orrsjö S, Ottosson J, Ozbek U, Özdemir Ö, Partin C, Pearce DA, Peck R, Pedersen A, Pettersson M, Pongpanich M, Posada de la Paz M, Ramani A, Romero JA, Romero VI, Rosenquist R, Saw AM, Spencer M, Stattin EL, Srichomthong C, Tapia-Paez I, Taruscio D, Taylor JP, Tkemaladze T, Tully I, Tümer Z, van Zelst-Stams WAG, Verloes A, Västerviga E, Wang S, Yang R, Yamamoto S, Yépez VA, Zhang Q, Shotelersuk V, Wiafe SA, Alanay Y, Botto LD, Kirmani S, Lumaka A, Palmer EE, Puri RD, Wirta V, Lindstrand A, Buske OJ, Cederroth M, Nordgren A.
PUBMED DOICIBERER: Spanish national network for research on rare diseases: A highly productive collaborative initiative. Clin Genet. 2022 May 10; 1(5-6):481-493
Luque J, Mendes I, Gómez B, Morte B, López de Heredia M, Herreras E, Corrochano V, Bueren J, Gallano P, Artuch R, Fillat C, Pérez-Jurado LA, Montoliu L, Carracedo Á, Millán JM, Webb SM, Palau F; CIBERER Network; Lapunzina P..
PUBMED DOIPrevalence of dystrophic epidermolysis bullosa in Spain: a population-based study using the 3-source capture-recapture method. Evidence of a need for improvement in care. Actas Dermosifiliogr. 2013 Dec;104(10):890-6
Hernandez-Martín A, Aranegui B, Escámez MJ, de Lucas R, Vicente A, Rodríguez-Díaz E, Bernabeu-Wittel J, Gonzalez-Hermosa R, García-Patos V, Ginarte M, Mascaró JM Jr, Corredera C, Baselga E, Santiago JL, Chaves A, Román C, Evole M, Martin-Santiago A, Torrelo A, Del Río M, Feito M, Gonzalez-Enseñat MA, Romero G, Morcillo-Makow E, Abaitua I, García-Doval I.
PUBMED DOIOverview of existing initiatives to develop and improve access and data sharing in rare disease registries and biobanks worldwide. Expert Opinion on Orphan Drugs, 4(7), 729–739
López-Martín E, Thompson R, Gainotti S, Wang CM, Rubinstein Y, Taruscio D, Monaco L, Lochmüller H, Alonso-Ferreira V, Posada de la Paz M.
DOIJiménez-García L, Higueras MÁ, Herranz S, Hernández-López M, Luque A, de Las Heras B, Hortelano S. A hispanolone-derived diterpenoid inhibits M2-Macrophage polarization in vitro via JAK/STAT and attenuates chitin induced inflammation in vivo. Biochem Pharmacol. 2018 Aug;154:373-383
Jiménez-García L, Higueras MÁ, Herranz S, Hernández-López M, Luque A, de Las Heras B, Hortelano S. A hispanolone-derived diterpenoid inhibits M2-Macrophage polarization in vitro via JAK/STAT and attenuates chitin induced inflammation in vivo. Biochem Pharmacol. 2018 Aug;154:373-383
PUBMED DOIJiménez-García L, Herranz S, Higueras MA, Luque A, Hortelano S. Tumor suppressor ARF regulates tissue microenvironment and tumor growth through modulation of macrophage polarization. Oncotarget. 2016 Oct 11;7(41):66835-66850.
Jiménez-García L, Herranz S, Higueras MA, Luque A, Hortelano S. Tumor suppressor ARF regulates tissue microenvironment and tumor growth through modulation of macrophage polarization. Oncotarget. 2016 Oct 11;7(41):66835-66850.
PUBMED DOIJiménez-García L, Través PG, López-Fontal R, Herranz S, Higueras MA, de Las Heras B, Hortelano S, Luque A. 8,9-Dehydrohispanolone-15,16-lactol diterpene prevents LPS-triggered inflammatory responses by inhibiting endothelial activation. Biochem J. 2016 Jul 15;473(14):2061-71.
Jiménez-García L, Través PG, López-Fontal R, Herranz S, Higueras MA, de Las Heras B, Hortelano S, Luque A. 8,9-Dehydrohispanolone-15,16-lactol diterpene prevents LPS-triggered inflammatory responses by inhibiting endothelial activation. Biochem J. 2016 Jul 15;473(14):2061-71.
PUBMED DOIGarcía-Quintans N, Prieto I, Sánchez-Ramos C, Luque A, Arza E, Olmos Y, Monsalve M. Regulation of endothelial dynamics by PGC-1α relies on ROS control of VEGF-A signaling. Free Radic Biol Med. 2016 Apr;93:41-51
García-Quintans N, Prieto I, Sánchez-Ramos C, Luque A, Arza E, Olmos Y, Monsalve M. Regulation of endothelial dynamics by PGC-1α relies on ROS control of VEGF-A signaling. Free Radic Biol Med. 2016 Apr;93:41-51
PUBMED DOI-
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Sergio Casas Tintó
E. Científico Titular de OPIs (A3), Jefe de Unidad
ORCID code: 0000-0002-9589-9981
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María José Barrero Núñez
E. Científico Titular de OPIs (A3), Jefe de Unidad
ORCID code: 0000-0002-5990-7040
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Francisco Javier Alonso García de la Rosa
Profesor de Investigación de OPIs. Jefe de grupo
ORCID code: 0000-0002-6287-8391
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Saint Thomas Cervera Mayor
Investigador predoctoral
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Diana Sánchez Ponce
E. Ayudante de Investigación de OPIS I+D
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Mario Santafé
Estudiante de doctorado
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Silvia Méndez
Estudiante de doctorado
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Iván Hernández-Martínez
Estudiante de doctorado
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Déborah Gómez-Domínguez
Investigadora postdoctoral
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Mª de los Ángeles Fernández Guijarro
Secretaria SITTE y SITE
UNIDAD DE INVESTIGACIÓN DE ANOMALÍAS CONGÉNITAS
List of staff
Información adicional
Tumores cerebrales (Glioblastomas) Estudio del efecto neurodegenerativo que causan los glioblastomas. En este proyecto describimos como el desarrollo de un glioblstoma (GB) causa una pérdida de sinapsis, y un declive cognitivo en los pacientes. Estudiamos los mecanismos de transporte vesicular implicados en el crecimiento tumoral y descubrimos el efecto beneficioso de la Brefeldina A como potencial tratamiento para proteger a las células del glioma de los cambios en el transporte vesicular. Por otro lado, estudiamos las señales que median la comunicación entre GB y neuronas que median la progresión tumoral y la neurodegeneración. Descubrimos que las células de GB emiten unas proyecciones denominadas Tumor microtubes (TM) que facilitan la infiltración del tumor en el cerebro. Como consecuencia las células de GB roban Wg a las neuronas sanas y causa la pérdida de sinapsis y la muerte neuronal, por otro lado, las células de GB aumentan la señalización de la vía de Wg, lo que facilita la proliferación, la activación de la ruta JNK y la acumulación y secreción de MMP1.
Por último, en nuestro trabajo más reciente en este proyecto describimos como la expresión y secreción desde las células de GB de ImpL2 (Antagonista de la ruta de la insulina), causa una reducción en la señalización de la ruta de la insulina en neuronas, alteraciones mitocondriales y reducción del número de sinapsis. Estos efectos no autónomos del GB sobre la neurona, facilitan el crecimiento del tumor. Este proyecto novedoso ha puesto de manifiesto la visión del glioblastoma como una enfermedad neurodegenerativa, y ha demostrado que la afectación neuronal juega un papel decisivo en la progresión del tumor, y en los síntomas y la muerte prematura. Enfermedades raras Laminopatías (Lamina C) En colaboración con el Dr. Ignacio Pérez de Castro (IIER-ISCIII) en el desarrollo de modelos animales de laminopatía en Drosophila melanogaster. El gen LMNA en humanos codifica para las laminas A/C, que son unas proteínas de la envoltura nuclear esenciales para el mantenimiento de la integridad del núcleo. Mutaciones en este gen producen un conjunto de enfermedades conocidas como laminopatías, que incluyen varios tipos de distrofia muscular. Se ha identificado una forma mutante en heterocigosis del gen LMNA, causada por la sustitución de un aminoácido, en un paciente con Distrofia muscular Congénita asociada LMNA (L-CMD).
Para evaluar si la mutación altera la función de la lamina, realizamos estudios in vivo usando Drosophila melanogaster como modelo. Esta mutación específica de la lamina C de Drosophila ha sido modelada a partir de la encontrada en el paciente y el fenotipo generado se comparó con el que causan otras mutaciones de LMNA, asociadas a la Distrofia Muscular de Emery Dreifuss Autosómica Dominante (AD-EDMD). La expresión de la mutación LamC mutada tiene un efecto dominante en el músculo de larva, produjo semi-letalidad en el estadio pupal y cambios citológicos como defectos en la morfología nuclear, agregación de la lamina C, reducción en el número de núcleos y fallos en la estructura de los sarcómeros. Los otros mutantes presentaron diferencias en el fenotipo, lo que indicó que mutaciones en distintos dominios de la proteína y en diferentes aminoácidos producen fenotipos diferentes. Uso de compuestos para tratar la laminoatía- Estudios previos in vitro han demostrado que los compuestos que revierten los defectos en la morfología circular causadas por mutaciones en el gen LMNA tienen un efecto beneficioso. Con el objetivo de revertir el fenotipo patológico de las mutaciónes en LamC en Drosophila, estamos evaluando el efecto de diferentes compuestos químicos. El tratamiento revierte parcialmente el fenotipo observado en moscas con la mutación LamC, pero no fue capaz de recuperar la morfología circular del núcleo. Los resultados obtenidos hasta el momento nos muestran el potencial de estos tratamientos como estrategia terapéutica para la Distrofia Muscular Congénita asociada a LMNA.
Uso de terapia génica- Una de las propuestas para tratar a los pacientes con Distrofia Muscular Congénita asociada a LMNA es el uso de terapia génica para sustituir los genes mutados por sus formas no mutadas. Estas estrategias traen implícita la duda de si los fenotipos son reversibles o no. Para determinar la evolución de los músculos una vez restaurada la forma silvestre de la LMNA, hemos diseñado un proyecto en el que induciremos la expresión de formas mutadas de LMNA usando el sistema binario de expresión Gal4/UAS, y a diferentes momentos de la enfermedad revertiremos genéticamente la expresión LMNA mutada. Nos proponemos evaluar el efecto de esta reversión, y determinar si hay un punto de no retorno o, por el contrario, la distrofia muscular es reversible fenotípicamente, y funcionalmente. Síndrome de Leigh (MIM#250620) Desde 2020 colaboro con la asociación “Todos con Hugo” para el estudio de la Neurodegeneración por deficiencia en 3-hidroxisobutiril-CoA-hidrolasa. Hugo es el único paciente en España de un total de 12 pacientes en todo el mundo. Esta mutación afecta al metabolismo del aminoácido Valina y causa deterioro neurológico y muscular. Nosotros hemos generado un modelo en Drosophila melanogaster de falta de expresión que produce atrofia muscular, deterioro neurológico y muerte prematura. Este modelo es esencial para realizar un cribado de compuestos supresores y así buscar posibles soluciones.
Repositorio de modelos de Drosophila para enfermedades raras no diagnosticadas El IIER dispone de una base de datos de casos de pacientes con enfermedades raras no diagnosticadas. Entre los datos disponibles, se han secuenciado las muestras de estos pacientes y se conocen los genes afectados en cada caso y las mutaciones concretas. Dentro de las líneas futuras de mi laboratorio se encuentra la creación de un repositorio de Drosophila que incluya las líneas transgénicas de cada uno de los genes de esta base de datos con el fin de estudiar in vivo el efecto de estas mutaciones, y generar modelos animales para estas enfermedades. El tejido nervioso y muscular están muy conservados desde Drosophila hasta humanos y representan dos de los tejidos más afectados en las enfermedades raras.