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Investigación

Terapia Génica

Terapia Génica

Líneas de investigación

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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€.

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Liver organoids reproduce alpha-1 antitrypsin deficiency-related liver disease

1. Gómez-Mariano G, Matamala N, Martínez S, Justo I, Marcacuzco A, Jiménez 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. 2019;14: 127-137.

DOI

The EGFR-TMEM167A-p53 Axis Defines the Aggressiveness of Gliomas

2. Segura-Collar B, Gargini R, Tovar-Ambel E, Hérnandez-SanMiguel E, Epifano C, Pérez de Castro I, Hernández-Lain A, Casas-Tintó S, Sánchez-Gómez P. The EGFR-TMEM167A-p53 Axis Defines the Aggressiveness of Gliomas. Cancers (Basel). 2020;12(1):208.

DOI

Consequences of Lmna Exon 4 Mutations in Myoblast Function

3. Gómez-Domínguez, D.; Epifano, C.; de Miguel, F.; Castaño, A.G.; Vilaplana-Martí, B.; Martín, A.; Amarilla-Quintana, S.; Bertrand, A.T.; Bonne, G.; Ramón-Azcón, J.; Rodríguez-Milla, M.A.; Pérez de Castro, I. Consequences of Lmna Exon 4 Mutations in Myoblast Function. Cells 2020, 9, 1286.

DOI

Mitochondrial RNA methyltransferase TRMT61B is a new, potential aneuploidy biomarker and therapeutic target for unstable cancers

4. Martín A, Vilaplana-Martí B, Macías RIR, Martínez-Ramírez A, Cerezo A, Cabezas-Sainz P, Garranzo Asensio M, Epifano C, Amarilla S, Gómez-Domínguez D, Hernández I, Caleiras E, Camps J, Barderas R, Sánchez L, Velasco S, Pérez de Castro I. Mitochondrial RNA methyltransferase TRMT61B is a new, potential aneuploidy biomarker and therapeutic target for unstable cancers. Cell Death and Differentiation, 2022, 30(1): 37-53

DOI

Open label phase II clinical trial of ketoconazole as CYP17 inhibitor in metastatic or advanced non-resectable granulosa cell ovarian tumors.The GREKO (GRanulosa Et KetOconazole) trial. GETHI 2011-03

5. García-Donas J, Hurtado A, Garrigos L, Santaballa A, Redondo A, Vidal L, Lainez N, Guerra E, Rodríguez V, Cueva J, Bover I, Palacio I, Rubio MJ, Prieto M, López-Guerrero JA, Rodríguez-Moreno JF, García-Casado Z, García-Martínez E, Taus A, Pérez de Castro I, Navarro P, Grande E. Open label phase II clinical trial of ketoconazole as CYP17 inhibitor in metastatic or advanced non-resectable granulosa cell ovarian tumors.The GREKO (GRanulosa Et KetOconazole) trial. GETHI 2011-03. Clinical and Translational Oncology, 2023, 25: 2090-2098

DOI

CRISPR targeting of FOXL2 c.402C>G mutation reduces malignant phenotype in granulosa tumor cells and identifies anti-tumoral compounds

6. Amarilla-Quintana S, Navarro P, Ramos A, Montero-Calle A, Cabezas-Sainz P, Barrero MJ, Megias D, Vilaplana-Marti B, Epifano C, Gomez-Dominguez D, Hernandez I, Monzon S, Cuesta I, Sanchez L, Barderas R, Garcia-Donas J, Alberto Martin, Pérez de Castro I. CRISPR targeting of FOXL2 c.402C>G mutation reduces malignant phenotype in granulosa tumor cells and identifies anti-tumoral compounds. Molecular Oncology 2025, 19: 1092-1116

DOI

CRISPR/Cas9-mediated elimination of the LMNA c.745C>G pathogenic mutation enhances survival and cardiac function in LMNA-associated congenital muscular dystrophy

7. Gómez-Domínguez D, Epifano C, Hernández I, Vilaplana-Martí B, Cesar S, de Molina-Iracheta A, Sena-Esteves M, Sarquella-Brugada G, Pérez de Castro I. CRISPR/Cas9-mediated elimination of the LMNA c.745C>G pathogenic mutation enhances survival and cardiac function in LMNA-associated congenital muscular dystrophy. bioRxiv 2025.02.13.638060; (in press in Molecular Therapy-Methods & Clinical Development)

DOI

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Listado de personal

Información adicional

  • Tesis doctorales:
    • Paula Estebán (en proceso desde 2025; UNED-ISCIII). Búsqueda de estrategias terapéuticas para el tratamiento de la leucoencefalopatía progresiva de aparición temprana asociada a mutaciones en KARS1.
    • Silvia Méndez (en proceso desde 2024; UNED-ISCIII). La vía de los glucocorticoides en la distrofia muscular congénita relacionada con LMNA: Descifrando mecanismos y probando estrategias terapéuticas.
    • Mario Santafé Méndez (en proceso desde 2024; UNED-ISCIII). Estudio del potencial de los editores de bases para el tratamiento de las distrofias musculares congénitas asociadas a LMNA.
    • Sandra Amarilla (en proceso desde 2020; UNED-ISCIII). Papel de FOXL2-C134W en tumores de granulosa ovárica.
    • Déborah Gómez-Domínguez (2024; U. Autónoma de Madrid). Estudio del potencial de la tecnología CRISPR en el tratamiento de las distrofias musculares congénitas asociadas a LMNA.

  • Trabajos de fin de Máster:
  • Adrián Martínez-Fernández (2025; U Autónoma de Madrid). CRISPR- and dTAG-Mediated Specific Targeting of LMNAR249W in human myoblasts.
  • Mario Santafé (2024). Use of base editing for the treatment of LMNA-related congenital muscular dystrophy.
  • Davide Mazzeo (2024). Investigating the Impact of Adenine Base Editing for the treatment of the LMNA-congenital muscular dystrophy: A Comprehensive Molecular and Phenotypic Analysis.
  • Ana María Quintana Prego (2022). Uso de base editing para el tratamiento de la distrofia muscular congénita asociada a LMNA.
  • Fernando Gómez García (2021). Eliminación específica de la mutación Lmna-R249W mediante CRISPR/Cas9 en fibroblastos embrionarios de ratón.
  • Alba Cano Bustos (2021). Caracterización y modelización de la mutación de lamina C R264C de una laminopatía en Drosophila melanogaster.
  • Naroa Martín (2020). Estudio del inhibidor ARRY-797 como nueva estrategia terapéutica para la distrofia muscular congénita asociada a LMNA (L-CMD).
  • Sarai Araujo (2019). Análisis del papel de TRMT61B, una metil-transferasa de ARN, en la regulación de la expresión del genoma mitocondrial en células tumorales.
  • Laura Alonso (2019). Study of MEK1/2 and NAT10 inhibitors as a novel therapeutic approach for LMNA-associated congenital muscular dystrophy.
  • Alejandra Ramos (2019).  Estudio genético de la función de la mutación 402C>G de FOXL2, mediante el uso de CRISPR/Cas9, y su contribución al desarrollo de tumores de células de la granulosa.
  • María Jiménez Aguirre (2018). Bioinformatic search for an aneuploidy-related signature with prognostic value in cancer.
  • Martín Salamini (2018). Analysis of the biological function of TRMT61B in a chromosomal instability context.
  • Déborah Gómez Domínguez (2018). Caracterización de mioblastos de ratón con mutaciones en LMNA inducidas mediante CRISPR/Cas9.

  • Trabajos de fin de Grado:
  • Marta García de la Fuente (2023). Estudio del potencial de los editores de bases en fibroblastos de ratón para el futuro tratamiento de la distrofia muscular congénita asociada al gen LMNA.
  • Antonio Rochano (2022). Estudio funcional de la mutación de lamina C R264W en un modelo de laminopatía en Drosophila melanogaster.
  • Diego Moneo (2020). La inhibición de NAT10 como posible enfoque terapéutico para la distrofia muscular congénita asociada al gen LMNA.
  • Andrea González Vicario (2018). Edición génica con CRISPR/Cas9 como estrategia terapéutica en cáncer de ovario de células de la granulosa.
  • Paula Maiayeh (2017). Edición génica mediada por CRISPR/CAS9 administrado a través de diferentes formatos.
  • Marta Cadenas (2017). Edición génica mediada por CRISPR/Cas9 en el gen LMNA.
  • Irene Hernández (2017). Efecto de la actividad específica CRISPR/Cas9 en células tumorales de la granulosa ovárica.

  • PATENTES:

Makers: María José Bueno 1,2, Ignacio Pérez de Castro 1, José Fernández-Piqueras 2,Marcos Malumbres 1 1 Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO); 2 Universidad Autónoma de Madrid

Title: "Uso del Microrna-203 y de Sistemas de Expresión del mismo para fabricar medicamentos contra el cáncer" (Uses of the miRNA203 and its expression systems in the generation of antitumoral drugs). Identification number (Spain): P200800739. Priority Country: SPAIN.Owner's Institution: Fundación Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas Carlos III.

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Resultados de investigación

La unidad de Terapia Génica es un grupo de investigación que, mediante el uso de modelos murinos y celulares, así como de terapias avanzadas, trabaja en: (i) la generación de modelos celulares y animales de enfermedades raras; (ii) el estudio de los mecanismos subyacentes al desarrollo y progresión de enfermedades humanas, y (iii) la búsqueda de nuevas aproximaciones terapéuticas para su tratamiento. Hasta la fecha, la unidad se ha centrado en tres tipos de enfermedades raras: la distrofia muscular congénita asociada a LMNA, los tumores ováricos de células de la granulosa y la leucoencefalopatía agresiva de aparición temprana asociada a KARS1.


El grupo inició su actividad científica en 2016 bajo la dirección del Dr. Pérez de Castro. Desde entonces, ha establecido contratos de colaboración con fundaciones de enfermedades raras con sede en España, Estados Unidos y Bélgica (Fundación Andrés Marcio, L-CMD Research Foundation, Cure CMD, CureKARS), y ha obtenido financiación procedente de convocatorias competitivas nacionales e internacionales.

Hasta la fecha, las principales contribuciones del grupo pueden resumirse del siguiente modo:

1.    Caracterización de TRMT61B como nuevo biomarcador y diana terapéutica en cánceres altamente aneuploides (Martín et al., Cell Death and Differentiation, 2022, 30(1): 37-53 (https://doi.org/10.1038/s41418-022-01044-6). 
2.    Estudio del potencial de la tecnología CRISPR como estrategia terapéutica frente a los tumores de células de la granulosa, causalmente asociados a la mutación FOXL2-C134W (Amarilla-Quintana et al., Molecular Oncology 2025, 19: 1092-1116 (https://doi.org/10.1002/1878-0261.13799). 
3.    Generación y estudio de una colección de mioblastos murinos, generados mediante CRISPR, portadores de distintas mutaciones en el gen Lmna (Gómez-Domínguez et al., Cells 2020, 9, 1286 (https://doi.org/10.3390/cells9051286).
4.    Generación de un modelo de Drosophila melanogaster para la expresión de LamCR264W, que recapitula el fenotipo muscular esquelético de la L-CMD (resultados no publicados).
5.    Generación de un modelo murino LmnaR249W (manuscrito en preparación), que reproduce los fenotipos cardíacos observados en la distrofia muscular humana L-CMD. Este modelo ya ha sido utilizado para evaluar el potencial de diferentes estrategias terapéuticas.
6.    Reversión de características asociadas a la enfermedad mediante la integración de un minigén LMNA de tipo salvaje, utilizando la tecnología HITI, en mioblastos humanos LMNA p.R249W y en ratones LmnaR249W/R249W (Epifano et al., Human Gene Therapy, 30(11): A160-A160, 2019.).
7.    Eliminación específica, mediada por CRISPR, de la mutación LMNA c.745C>T, p.R249W en fibroblastos murinos y en ratones LmnaR249W (Gómez-Domínguez et al., 2025, bioRxiv 2025.02.13.638060; doi: https://doi.org/10.1101/2025.02.13.638060;  (Molecular Therapy Advances; in press).
8.    Estudio del potencial terapéutico del inhibidor de p38 ARRY-797 tanto en mioblastos humanos como en modelos animales (mosca LamCR264W y ratón LmnaR249W) (Epifano et al., 2023, J Neuromuscul Dis. 2023;10(s2):S47. doi: 10.3233/JND-239001). 
9.    Uso de editores ABE para la corrección de la mutación LMNA c.745C>T en células humanas y murinas. Ensayos de prueba de concepto para la futura aplicación de estas aproximaciones CRISPR 2.0 en L-CMD (Santafé et al., 2026, manuscript in preparation).
10.    Generación y caracterización de controles isogénicos de tipo salvaje a partir de iPSCs de L-CMD editadas mediante editores ABE (trabajo en curso).