Research

Presentación

El grupo de Genética y Epigenética del Cáncer estudia alteraciones que afectan al desarrollo del cáncer colorrectal (CCR) y el cáncer gástrico, así como sus correspondientes fenotipos tumorales.

En sus estudios se ha investigado ampliamente la hipometilación del ADN y de elementos repetitivos del ADN en los estadios muy tempranos de la carcinogénesis gastrointestinal, y han identificado que la desmetilación aberrante del genoma de la mucosa es un factor de riesgo para el cáncer gástrico y colorrectal. También han descubierto que la hipometilación de determinados elementos repetitivos del ADN se asocia a la duplicación aberrante del genoma, lo que contribuye a la inestabilidad cromosómica y al desarrollo de cánceres gastrointestinales.

El trabajo de investigación actual del grupo tiene como objetivo estudiar los mecanismos moleculares que rigen esta asociación entre la hipometilación de esos elementos repetitivos del ADN y la duplicación aberrante del genoma, lo que podría traducirse en el descubrimiento de factores fundamentales en los estadios iniciales de la tumorigénesis que preceden a la transformación en neoplasias malignas.

El grupo también está estudiando alteraciones epigenéticas asociadas a la inmunogenia del CCR. En sus estudios recientes han demostrado una asociación entre el silenciamiento epigenético de los genes que codifican remodeladores de la matriz extracelular y una mayor infiltración de linfocitos en CCR no hipermutantes. Es posible que la inhibición farmacológica de estos remodeladores de la matriz extracelular aumente la inmunogenia tumoral, lo que daría lugar a una mayor infiltración de los linfocitos y una mayor respuesta al tratamiento con inhibidores del punto de control inmunitario. Este estudio de investigación se basa en el interés, que viene de largo, del grupo por las alteraciones en la metilación del ADN que afectan a los remodeladores de la matriz extracelular, lo que concluyó en el descubrimiento de la hipermetilación frecuente y coordinada de los genes ADAMTS. Además, en su trabajo de investigación han identificado alteraciones en la metilación de otros genes que tienen un efecto considerable en el fenotipo del CCR, han desarrollado tecnologías de micromatrices para analizar la metilación del genoma y han descubierto biomarcadores epigenéticos sumamente específicos y sensibles en la detección del cáncer de las vías biliares.

En su trabajo de investigación, el equipo adopta un enfoque multidisciplinario que combina la epigenómica, la transcriptómica y la genómica junto con el análisis computacional, la biología molecular y la biología celular. En los últimos años, el grupo ha estado desarrollando de manera activa nuevos modelos de inmunooncología in vitro que sean rentables y que funcionen a gran escala para estudios genéticos y farmacológicos destinados a mejorar la inmunogenia tumoral y la respuesta de los cánceres gastrointestinales a las inmunoterapias más recientes.

Palabras clave: epigenómica, cáncer gastrointestinal, inmunooncología, modelos in vitro en 3D.

Cancer Genetics and Epigenetics research group

Líder/es de grupo

  • Sergio Alonso Utrilla, PhD
    Sergio Alonso Utrilla, PhD

    Sergio Alonso Utrilla, PhD

    La investigación del Dr. Sergio Alonso se centra en comprender cómo las alteraciones genéticas y epigenéticas impulsan el desarrollo del cáncer y cómo estas características moleculares pueden aprovecharse para el descubrimiento de biomarcadores y aplicaciones traslacionales. Su trabajo ha contribuido de forma significativa a la epigenética del cáncer, especialmente mediante el estudio de los cambios en la metilación del ADN en múltiples tipos de tumores. Ha identificado biomarcadores epigenéticos clínicamente relevantes, como eventos de hipermetilación de promotores con potencial diagnóstico, y ha descrito mecanismos que vinculan la hipometilación global con la inestabilidad genómica. Sus estudios iniciales también caracterizaron ARN no codificantes, elementos repetitivos y redes regulatorias de microARN, además de contribuir al desarrollo de tecnologías de perfilado de metilación a escala genómica. En conjunto, este cuerpo de trabajo establece una base sólida sobre la desregulación epigenética como motor clave de la tumorogénesis y como fuente de biomarcadores clínicamente accionables.

    Una línea de investigación complementaria explora cómo las alteraciones epigenéticas afectan al microambiente tumoral, especialmente la remodelación de la matriz extracelular y su papel en la progresión tumoral y la metástasis. El Dr. Alonso ha demostrado que cambios coordinados en la metilación regulan genes implicados en la organización de la matriz y la invasión, apoyando el concepto de defectos epigenéticos de campo tempranos en el riesgo de cáncer. Paralelamente, cuenta con una amplia experiencia en biología computacional, integrando datos multiómicos para caracterizar vías oncogénicas, incluido el cáncer colorrectal impulsado por KRAS. Este enfoque integrador se combina con el desarrollo de modelos experimentales, como tumoroesferas y esferoides multicelulares, para validar biomarcadores candidatos y estudiar las interacciones tumor-estroma. En conjunto, su investigación conecta el perfilado molecular, el análisis computacional y la validación funcional, con un fuerte énfasis en la oncología traslacional.

    Contacto: salonsou(ELIMINAR)@igtp.cat
    ORCID: 0000-0001-6497-892X

     

Equipo

Investigadora sénior, investigadora asociada
Beatriz González Alonso, PhD(ELIMINAR)

Estudiante de doctorado
Aida Font Cugat(ELIMINAR)

Estudiantes de máster
Maria Antigoni Kanellopoulou, BSc(ELIMINAR)
Bárbara Tribizón Frisneda

Estudiante de grado, técnica
Claudia Lerma Canela(ELIMINAR)

Científica visitante
Sofia Bellesi(ELIMINAR)

Líneas de investigación

  • Desregulación epigenética de las regiones pericentroméricas y subteloméricas: asociación con la disfunción telomérica y la endorreduplicación en los primeros pasos de la carcinogénesis gastrointestinal.
  • Determinantes epigenéticos de la inmunogenicidad tumoral mejorada en cáncer colorrectal: hacia terapias dirigidas para mejorar la respuesta a la inmunoterapia.
  • Desarrollo de modelos de co-cultivo 3D rentables y escalables para estudios de inmuno-oncología.

Proyectos activos

Papel de la desmetilación genómica en la tetraploidización espontánea y la inestabilidad cromosómica: nuevos mecanismos en las etapas tempranas de la oncogénesis colorrectal

PI: Sergio Alonso
Funding agency: Instituto de Salud Carlos III (ISCIII)
Agency code: PI21/01766
Duration: 1/1/2022 – 31/12/2025

Proyectos anteriores

Remodeladores de la matriz extracelular: asociación con infiltración linfocítica y aplicabilidad como marcadores de respuesta a inmunoterapia en cáncer de colon y recto

PI: Sergio Alonso Utrilla
Funding agency: Fundación Mutua Madrileña
Agency code: AP174232020
Duration: 01/09/2020 - 31/08/2023

Extracellular matrix remodelers: association with lymphocytic infiltration and applicability as markers of response to immunotherapy in colon and rectal cancer

PI: Sergio Alonso
Funding agency: Fundación Mutua Madrileña
Duration: September 2020 - October 2024

Genomic Hypomethylation: Association between aging and cancer through a singular oncogenic pathway

PI: Sergio Alonso Utrilla (as co-PI)
Funding agency: Instituto de Salud Carlos III (ISCIII)
Agency code: PI18/01484
Duration: 01/01/2019 - 31/12/2022

Role of genomic hypomethylation in spontaneous tetraploidization and chromosomal instability: novel mechanistic insights in the early steps of colorectal oncogenesis

PI: Sergio Alonso Utrilla
Funding agency: Instituto de Salud Carlos III (ISCIII)
Agency code: PI21/01766
Duration: 01/01/2022 - 31/12/2024

Publicaciones científicas

Publicaciones destacadas

Navarro-Jiménez M, González B, Mulet N, Hierro C, Alonso S. KRAS-targeted therapies in colorectal cancer: a systematic analysis of mutations, inhibitors, and clinical trials. NPJ Precis Oncol. 2025 Nov 26;9(1):380. DOI: 10.1038/s41698-025-01166-3.

Mateos-Sánchez C, González B, de Miguel-García G, Font-Cugat A, Marcote-Corral I, Alonso S. Comparative analysis of 3D-culture techniques for multicellular colorectal tumour spheroids and development of a novel SW48 3D-model. Sci Rep. 2025 Jul 29;15(1):27687. DOI: 10.1038/s41598-025-13588-x.

Loi E, Zavattari C, Tommasi A, Moi L, Canale M, Po A, Sabato C, Vega-Benedetti AF, Ziranu P, Puzzoni M, Lai E, Faloppi L, Rullán M, Carrascosa J, Amat I, Urman JM, Arechederra M, Berasain C, Ferretti E, Casadei-Gardini A, Avila MA, Alonso S, Scartozzi M, Zavattari P. HOXD8 hypermethylation as a fully sensitive and specific biomarker for biliary tract cancer detectable in tissue and bile samples. Br J Cancer. 2022 Jun;126(12):1783-1794. DOI: 10.1038/s41416-022-01738-1.

González B, Navarro-Jiménez M, Alonso-De Gennaro MJ, Jansen SM, Granada I, Perucho M, Alonso S. Somatic Hypomethylation of Pericentromeric SST1 Repeats and Tetraploidization in Human Colorectal Cancer Cells. Cancers (Basel). 2021 Oct 26;13(21):5353. DOI: 10.3390/cancers13215353.

Vymetalkova V, Vodicka P, Vodenkova S, Alonso S, Schneider-Stock R. DNA methylation and chromatin modifiers in colorectal cancer. Mol Aspects Med. 2019 Oct;69:73-92. DOI: 10.1016/j.mam.2019.04.002.

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Información adicional

Redes colaborativas

IMMUNO-model: Modelling immunotherapy response and toxicity in cancer

La COST Action IMMUNO-model CA21135 tiene como objetivo fomentar la investigación y la innovación en el ámbito de los modelos preclínicos de inmuno-oncología, con el objetivo final de avanzar en el tratamiento de los pacientes con cáncer mejorando sus resultados y su calidad de vida.

Más información

Tesis doctorales

Title: DNA methylation alterations associated with genome endoreduplication and with tumor-infiltrating lymphocytes in colorectal cancer
Author: Maria Navarro Jiménez
Supervisors: Sergio Alonso Utrilla and Beatriz González Alonso
University: Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
Date of defense: 15 December, 2023

Tesis de máster

Title: Characterization of three-dimensional co-cultures of colorectal cancer cell lines
Author: Gisela de Miguel Garcia
Supervisors: Sergio Alonso Utrilla and Beatriz González Alonso
University: Universitat Autònoma de Barcelona
Date of defense: 6 September 2023

Title: Molecular characterization of gastric cancers: genetic mutations, global DNA methylation and presence of cancer-related pathogens
Author: Marta Pérez López
Supervisors: Sergio Alonso Utrilla and Beatriz González Alonso
University: Universitat Pompeu Fabra (UPF)
Date of defense: 25 June 2023

Title: Epigenetic alterations in the JAK3/STAT3 pathway in colorectal cancer
Author: Catarina Sofia Ferrera Violante
Supervisors: Sergio Alonso Utrilla and Federico Herrera
University: Universidade de Lisboa
Date of defense: July 2024

Title: Epigenetic alterations in AOX1, TBX20 and BMP3 associated with increased tumour immunogenicity in colorectal cancer
Author: Anna Pujol Cano
Supervisors: Sergio Alonso Utrilla and Beatriz González Alonso
University: Universitat Autònoma de Barcelona
Date of defense: July 2024

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