Nuestro grupo desde el año 2003 ha tenido como una de las principales líneas de investigación el estudio de las bases moleculares y las alteraciones genéticas implicadas en distintos tipos de glaucoma. Para ello hemos contado con financiación competitiva ininterrumpida tanto nacional como regional. Además, formamos parte desde su creación en 2007 de la red temática de investigación en enfermedades oculares OFTARED, recientemente renovada (RD16/0008/0019). Gracias a un proyecto financiado por el FIS (PI052494) realizamos uno de los primeros estudios del papel de las variantes raras del gen CYP1B1 en glaucoma primario de ángulo abierto. Dos de los últimos proyectos financiados competitivamente por el Instituto de Salud Carlos III (PI11/00662 y PI15/01193) se han centrado en la identificación de genes implicados en glaucoma congénito mediante secuenciación masiva de exomas. En el último de ellos hemos empleado el pez cebra como modelo para evaluar funcionalmente los genes candidato identificados. Los resultados más recientes nos han permitido identificar variantes potencialmente causantes de la enfermedad en 3 genes candidato (GPATCH3, LRP2 y GUCA1C), presentes en menos del 10% de los pacientes. Los resultados obtenidos sobre el gen GPATCH3 han sido publicados recientemente (Ferre-Fernández et al. 2017). Estos datos, junto con los de otros investigadores (Souma et al. 2016) indican la existencia de una elevada heterogeneidad genética como en otras enfermedades oculares hereditarias, tales como la retinosis pigmentaria y apoyan que la pérdida de función del gen CYP1B1 es la alteración genética conocida más prevalente en distintos países, afectando aproximadamente al 30% los pacientes españoles. Entre los resultados más relevantes obtenidos en relación con las bases genéticas del glaucoma congénito podemos destacar la identificación de mutaciones nulas e hipomorfas del gen CYP1B1 como causa de la enfermedad en aproximadamente 1/3 de los pacientes españoles (Campos-Mollo et al. 2009. Mol. Vis. 15: 417-431; Lopez-Garrido et al. 2013. Ophthalmology 20: 716-723). Por otra parte, hemos puesto de manifiesto el papel de variantes raras de los genes FOXC2 y PITX2, como factores genéticos modificadores en glaucoma congénito (Medina-Trillo et al., 2019). Además hemos demostrado la presencia de variantes del gen FOXC1 que originan alteraciones funcionales leves en glaucomas dominantes (Medina-Trillo et al. 2015; Medina-Trillo et al. 2015b; Medina-Trillo et al. 2015c), el papel de variantes de los genes CYP1B1, WDR36 y P53 como factores de riesgo en glaucoma crónico (Blanco-Marchite et al. 2011) y la correlación entre el grado de alteración del ángulo iridocorneal y el nivel de actividad residual de la enzima CYP1B1 en pacientes con glaucoma congénito (García-Antón et al. 2017). En conjunto los resultados muestran la elevada complejidad genética del glaucoma congénito y la existencia de mecanismos moleculares comunes con formas más frecuentes de la enfermedad. El empleo del pez cebra como modelo animal y la inhibición transitoria de la expresión génica morfolinos nos ha permitido identificar a GPATCH3 como un nuevo gen implicado en el desarrollo ocular y craneofacial y apoyar su papel como gen candidato en glaucoma congénito. Por otra parte, uno de los investigadores, el Dr. José Daniel Aroca realizó una estancia postdoctoral en el laboratorio del Prof. Kawakami (National Institute of Genetics, Japón), que permitió la incorporación a nuestro grupo del pez cebra como modelo animal. Además, la estancia de uno de los antiguos miembros del grupo, el Dr. Jesús Ferre Fernández, en el grupo del Prof. Steve Wilson (University College of London) ha permitido incorporar la tecnología de edición genómica CRISPR/Cas9 para generar líneas de peces knock-out. Recientemente hemos demostrado que la proteína miocilina está presente en el plasma sanguíneo y que in vitro actúa como un inhibidor de la adhesión de leucocitos humanos a células endoteliales en cultivo (Aroca-Aguilar et. al., 2018). Estos resultados permiten proponer una posible función de esta proteína en el sistema inmune.

Publicaciones más relevantes

 CPAMD8 loss-of-function underlies non-dominant congenital glaucoma with variable anterior segment dysgenesis and abnormal extracellular matrix.

Juan-Manuel Bonet-Fernández, José-Daniel Aroca-Aguilar, Marta Corton, Ana-Isabel Ramírez, Susana Alexandre-Moreno, María-Teresa García-Antón, Juan-José Salazar, Jesús-José Ferre-Fernández, Raquel Atienzar-Aroca, Cristina Villaverde, Ionut Iancu, Alejandra Tamayo, Carmen-Dora Méndez-Hernández, Laura Morales-Fernández, Blanca Rojas, Carmen Ayuso, Miguel Coca-Prados, José-Maria Martinez-de-la-Casa, Julián García-Feijoo and Julio Escribano. Hum Genet (2020). https://doi.org/10.1007/s00439-020-02164-0

 

Whole-Exome Sequencing of Congenital Glaucoma Patients Reveals Hypermorphic Variants in GPATCH3, a New Gene Involved in Ocular and Craniofacial Development.

Ferre-Fernández JJ, Aroca-Aguilar JD, Medina-Trillo C, Bonet-Fernández JM, Méndez-Hernández CD, Morales-Fernández L, Corton M, Cabañero-Valera MJ, Gut M, Tonda R, Ayuso C, Coca-Prados M, García-Feijoo J, Escribano J.

Sci Rep. 2017 Apr 11;7:46175. doi: 10.1038/srep46175.

 

Rare FOXC1 variants in congenital glaucoma: identification of translation regulatory sequences.

Medina-Trillo C, Aroca-Aguilar JD, Méndez-Hernández CD, Morales L, García-Antón M, García-Feijoo J, Escribano J.

Eur J Hum Genet. 2016 May;24(5):672-80. doi: 10.1038/ejhg.2015.169. Epub 2015 Jul 29.

 

Null CYP1B1 Genotypes in Primary Congenital and Nondominant Juvenile Glaucoma.

María-Pilar López-Garrido, Cristina Medina-Trillo, Laura Morales, Julián Garcia-Feijoo, José-María Martínez-de-la-Casa, Maite García-Antón and Julio Escribano.

Ophthalmology. 2013. 120 (4): 716-723.

 

Pigment epithelium-derived factor is a niche signal for neural stem cell renewal.

Ramírez-Castillejo C, Sánchez-Sánchez F, Andreu-Agulló C, Ferrón SR, Aroca-Aguilar JD, Sánchez P, Mira H, Escribano J, Fariñas I.

Nat Neurosci. 2006 Mar;9(3):331-9. Epub 2006 Feb 19.

 

Myocilin mutations causing glaucoma inhibit the intracellular endoproteolytic cleavage of myocilin between amino acids Arg226 and Ile227.

Aroca-Aguilar JD, Sánchez-Sánchez F, Ghosh S, Coca-Prados M, Escribano J.

J Biol Chem. 2005 Jun 3;280(22):21043-51. Epub 2005 Mar 28.

 

Publicaciones más recientes

Role of GUCA1C in primary congenital glaucoma and in the retina: functional evaluation in zebrafish.

Samuel Morales-Cámara, Susana Alexandre-Moreno, Juan-Manuel Bonet-Fernández, Raquel Atienzar-Aroca, José-Daniel Aroca-Aguilar, Jesús-José Ferre-Fernández, Carmen-Dora Méndez, Laura Morales, Laura Fernández-Sánchez, Nicolas Cuenca, Miguel Coca-Prados, José-María Martínez-de-la-Casa, Julián Garcia-Feijoo, Julio Escribano.

GENES. 2020. 11(5), 550; https://doi.org/10.3390/genes11050550. Preprints 2020, 2020030424 (doi: 10.20944/preprints202003.0424.v1).

 

Transforming growth factor beta‐induced p.(L558P) variant is associated with autosomal dominant lattice corneal dystrophy type IV in a large cohort of Spanish patients.

Ezequiel Campos-Mollo, Yago Varela-Conde, Pedro Arriola-Villalobos, Ruben Cabrera-Beyrouti, José-Manuel Benítez-del-Castillo, Miguel-J. Maldonado and Julio Escribano.

Clinical and Experimental Ophthalmology. 2019. Doi: 10.1111/ceo.13532.

 

Cataract extraction in patients with primary congenital glaucoma.

Laura Morales-Fernández, José María Martínez-de-la-Casa, Blanca Benito-Pascual, Federico Saénz-Francés, Enrique Santos-Bueso, Pedro Arriola-Villalobos, Julio Escribano-Martínez and Julián García-Feijoo.

European Journal of Ophthalmology. 2019 Apr 7. doi: 10.1177/1120672119841190.

 

Current perspectives in Bietti crystalline dystrophy.

García-García GP, Martínez-Rubio M, Moya-Moya MA, Pérez-Santonja JJ and Escribano J.

Clinical Ophthalmology. 2019. 13: 1379-1399. DOI https://doi.org/10.2147/OPTH.S185744.

 

Role of FOXC2 and PITX2 rare variants associated with mild functional alterations as modifier factors in congenital glaucoma.

Medina-Trillo C, Aroca-Aguilar JD, Ferre-Fernández JJ, Alexandre-Moreno S, Morales L, Méndez-Hernández CD, García-Feijoo J, Escribano J.

PLoS One. 2019 Jan 18;14(1):e0211029. doi: 10.1371/journal.pone.0211029.

 

Identification of myocilin as a blood plasma protein and analysis of its role in leukocyte adhesion to endothelial cell monolayers.

Aroca-Aguilar JD, Fernández-Navarro A, Ontañón J, Coca-Prados M, Escribano J.

PLoS One. 2018 Dec 17;13(12):e0209364. doi: 10.1371/journal.pone.0209364.

 

Identification of novel CYP4V2 genotypes associated with Bietti crystalline dystrophy and atypical anterior segment phenotypes in Spanish patients.

García-García GP, Martínez-Rubio M, Moya-Moya MA, Pérez-Santonja JJ, Escribano J.

Acta Ophthalmol. 2018 Nov;96(7):e865-e873. doi: 10.1111/aos.13768.

 

Goniodysgenesis variability and activity of CYP1B1 genotypes in primary congenital glaucoma.

García-Antón MT, Salazar JJ, de Hoz R, Rojas B, Ramírez AI, Triviño A, Aroca-Aguilar JD, García-Feijoo J, Escribano J, Ramírez JM.

PLoS One. 2017 Apr 27;12(4):e0176386. doi: 10.1371/journal.pone.0176386.

 

Whole-Exome Sequencing of Congenital Glaucoma Patients Reveals Hypermorphic Variants in GPATCH3, a New Gene Involved in Ocular and Craniofacial Development.

Ferre-Fernández JJ, Aroca-Aguilar JD, Medina-Trillo C, Bonet-Fernández JM, Méndez-Hernández CD, Morales-Fernández L, Corton M, Cabañero-Valera MJ, Gut M, Tonda R, Ayuso C, Coca-Prados M, García-Feijoo J, Escribano J.

Sci Rep. 2017 Apr 11;7:46175. doi: 10.1038/srep4617.

Molecular and neurochemical substrates of the audiogenic seizure strains: the GASH:Sal model.

Ana I Prieto-Martín, Daniel Aroca-Aguilar, Francisco Sánchez-Sánchez, Luis J Muñoz, DVM, Dolores E López, Julio Escribano, and Carlos de Cabo.

Epilepsy & Behavior. 2017. 71, 218–225.

 

Metallothionein polymorphisms in a Northern Spanish population with neovascular and dry forms of Age-Related Macular Degeneration (AMD).

Montserrat García, Lydia Álvarez, Ángela Fernández, Héctor González-Iglesias, Julio Escribano, Beatriz Fernández-Vega, Álvaro Fernández-Vega, Luis Fernández-Vega and Miguel Coca-Prados.

Ophthalmic Genetics. 2017. 1-8. http://dx.doi.org/10.1080/13816810.2017.1288825.

ANÁLISIS DE LAS BASES GENÉTICAS Y MOLECULARES DEL GLAUCOMA CONGÉNITO Y JUVENIL: IMPLICACIONES DIAGNÓSTICAS Y TERAPÉUTICAS.

 

 Referencia: PI19/00208.

 INVESTIGADOR PRINCIPAL (Grupo de la Facultad de Medicina de Albacete): Dr. Julio Escribano.

 ENTIDAD FINANCIADORA: Instituto de Salud Carlos III.

 CENTRO: Facultad de Medicina, UCLM, Albacete.

 Fecha inicio: 2020.

 Fecha fin: 2022.

 Objetivo principal: identificar las alteraciones genéticas implicadas en el desarrollo del glaucoma congénito primario (PCG) y JOAG.

Objetivos secundarios:

1.- Analizar las alteraciones genéticas implicadas en PCG y JOAG y la relación genotipo-fenotipo de los genes candidatos identificados.

2.- Evaluación funcional in vitro y en pez cebra de los genes candidatos más relevantes.

3.- Evaluar en un modelo de pez cebra KO para el gen cyp1b1 generado en nuestro grupo el rescate fenotípico inducido por el tratamiento con el metabolito(s) defectuoso(s) identificado(s) en pacientes con PCG portadores de mutaciones bialélicas en CYP1B1.

METODOLOGÍA: En un grupo de pacientes seleccionados a partir de dos cohortes de PCG y JOAG se analizarán las alteraciones genéticas mediante secuenciación de nueva generación empleando un panel de genes hecho a medida. Se aplicarán diferentes filtros (frecuencia, impacto funcional previsto y genotipo) para identificar las variantes candidatas, y se evaluará su patogenicidad mediante ensayos funcionales. Los parámetros clínicos se compararán estadísticamente entre los portadores de diferentes mutaciones y controles para evaluar posibles correlaciones genotipo-fenotipo. Las diferentes líneas de pez cebra KO se generarán mediante el sistema de edición del genoma CRISPR/Cas9 y las mutaciones identificadas se generarán mediante mutagénesis dirigida o se clonarán directamente a partir del ADN de los pacientes. Los análisis funcionales específicos se adaptarán en función de las características de la proteína identificada. Una línea de pez cebra KO para el gen cyp1b1 desarrollada en nuestro grupo se tratará con diferentes concentraciones del metabolito(s) defectuoso(s) identificado(s) en el subproyecto 3. Se analizarán los cambios fenotípicos oculares tanto macroscópicos como histológicos.

 

TITULO: OFTARED, RED TEMATICA DE INVESTIGACION COOPERATIVA EN SALUD. PREVENCIÓN, DETECCIÓN PRECOZ, TRATAMIENTO Y REHABILITACIÓN DE LAS PATOLOGÍAS OCULARES

Referencia: RD16/0008/0019.

INVESTIGADOR PRINCIPAL (Grupo de la Facultad de Medicina de Albacete): Dr. Julio Escribano.

ENTIDAD FINANCIADORA: Instituto de Salud Carlos III.

CENTRO: Facultad de Medicina, UCLM, Albacete.

Fecha inicio: 2017.

Fecha fin: 2021.

MAIN OBJETIVES: the Scientific Program is divided in four sub-programs: 1) Retinal diseases, involving Age Related Macular Degeneration (AMD) (early detection, genetics, diet influence, therapeutical and follow-up protocols), Diabetic Retinopathy (DR)(early detection, screening and image diagnosis); evaluation and practical benefits of new image-based diagnostic techniques for retina and choroid; contribution to create a database of retinal degenerative diseases; development of animal models of retinal degenerations oriented towards drug evaluation. 2) Ocular diopter, includes diagnostic and treatment of the loss vision due to corneal, lens and pesudophakic defects; rare diseases; prevention, treatment and correction of high myopia; corneal regenerative surgery and diagnosis and treatment of corneal ectatic diseases. 3) Glaucoma, basically oriented towards the analysis of the progression of the disease (estimating structural changes, evaluating the role of the neuro-inflammation, analyzing cellular and molecular mechanisms involved in glaucoma progression, clinical detection of early signs, identification of clinical risk factors, analysis of best diagnostic tool to estimate progression at each phase of the disease, medical treatment and new topical approaches to avoid progression, and finally evaluation of surgical techniques. 4) Ocular surface diseases and dry eye.

 

TITULO: Análisis funcional in vitro y en un modelo de pez cebra de genes candidato en glaucoma congénito primario. Identificación de nuevos genes mediante secuenciación masiva de exomas.

Ref.:PI15/01193

INVESTIGADOR PRINCIPAL: Dr. Julio Escribano.

ENTIDAD FINANCIADORA: Ministerio de Ciencia e Innovación. Instituto de Salud Carlos III/FEDER.

CENTRO: Facultad de Medicina, UCLM, Albacete.

Fecha inicio: 2016.

Fecha fin: 2019.

Cantidad total EUR: 126.445 EUROS.

LOS OBJETIVOS PRINCIPALES DE ESTE PROYECTO SON LOS SIGUIENTES: 1) Analizar funcionalmente las mutaciones de los tres genes candidato, identificadas previamente por nuestro grupo en el estudio del exoma de 26 pacientes con glaucoma congénito primario grave. 2) Estudiar en larvas de pez cebra los fenotipos oculares resultantes de reducir o incrementar la expresión de los genes ortólogos de los 3 genes mencionados anteriormente. 3) Analizar la presencia de mutaciones de los genes candidato en 90 pacientes con glaucoma congénito sin mutaciones conocidas. 4) Identificar nuevos genes implicados en la enfermedad mediante reanálisis de 23 de los exomas ya secuenciados, siguiendo una estrategia de análisis de tríos formados por el probando y sus progenitores sanos.

RESULTADOS: Uno de los resultados más interesantes obtenidos hasta este momento ha sido la identificación de un nuevo gen implicado en el desarrollo ocular y craneofacial, así como la identificación de variantes hipermorfas de este gen en pacientes con glaucoma congénito. Además se han identificado otros genes candidato, cuyo papel en la enfermedad está siendo analizado.

 

TÍTULO: Establecimiento y caracterización de una línea de pez cebra knock-out para el gen cyp1b1: obtención de un modelo animal para el estudio del glaucoma congénito y para el desarrollo de nuevos tratamientos farmacológicos.

Ref.: SBPLY/17/180501/000404

INVESTIGADORES PRINCIPALES: Dr. Julio Escribano y Dr. José Daniel Aroca Aguilar.

ENTIDAD FINANCIADORA: Consejería de Educación, Cultura y Deportes JCCM.

CENTRO: Facultad de Medicina, UCLM, Albacete.

Fecha inicio: 2018.

Fecha fin: 2021.

Cantidad total EUR: 153.804 EUROS.

 

LOS OBJETIVOS PRINCIPALES DE ESTE PROYECTO SON LOS SIGUIENTES: 1) Establecer y caracterizar fenotípicamente una línea de pez cebra knock-out para el gen cyp1b1. 2) Identificar genes regulados por cyp1b1 mediante análisis del transcriptoma de la línea KO. 3) Identificar los metabolitos alterados en la línea KO. 4) Analizar el papel de cyp1b1 en herencias digénicas con otros genes de glaucoma como myoc, gpatch3 y otros.

 

Título: contrato predoctoral Susana Alexandre Moreno.

Referencia: PREJCCM2016/28

Investigador Principal: ESCRIBANO MARTINEZ, JULIO.

Fecha inicio: 01/04/2017 Fecha fin: 31/03/2021.

Organismo: Consejería de Educación, Cultura y Deportes Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha. EUR: 82400