Identificación de nuevos biomarcadores para cáncer colorrectal metastásicoAnálisis genómico y metabólomico

Resumen

El cáncer colorrectal (CCR) debe ser considerado como un auténtico problema de salud pública tanto por su incidencia, es el tercer tumor más frecuente en el mundo representando el 10 % del total de las neoplasias, como por su mortalidad que lo sitúa como la segunda causa de muerte por cáncer. En España y considerando ambos sexos, el CCR es el más tumor más frecuente superando en la actualidad al de mama y pulmón. A pesar de los importantes avances en el tratamiento del CCR en los últimos años y de la mejora en su diagnóstico precoz, un número muy importante de pacientes, entre un 20-25%, presentan enfermedad metastásica en el momento del diagnóstico y hasta un 50% desarrollan metástasis a lo largo de la evolución de la enfermedad. Por tanto, el diagnóstico precoz, así como el desarrollo de estrategias para determinar su pronóstico y la eficacia de la terapia aplicada, es un campo prioritario en la investigación oncológica. En este contexto, el conocimiento cada vez más profundo de la etiopatogenia del CCR, el carácter heterogéneo del mismo, y la demostración de que múltiples alteraciones tanto genéticas como epigenéticas son capaces de alterar los mecanismos de control de los procesos de proliferación , diferenciación y apoptosis celular, están dando paso, no sólo al uso de nuevas dianas moleculares que permitan un tratamiento más preciso y específico, sino a la determinación de nuevas biomoléculas, que usadas como biomarcadores, puedan indicarnos la presencia, la evolución y/o la respuesta al tratamiento de la enfermedad. Los biomarcadores tumorales, entendidos como entidades biológicas que puede ser detectadas en los diferentes medios orgánicos de pacientes con cáncer, son las moléculas que están permitiendo el seguimiento de la enfermedad monitorizando sus niveles, su diagnóstico (incluyendo métodos de screening poblacional), su pronóstico e incluso, el seguimiento de la respuesta terapéutica. En la actualidad, existe un déficit de marcadores precisos y sensibles para el cáncer en general y para el CCR en particular. Así, son muchos los estudios que han investigado como biomarcador en CCR, moléculas de DNA liberadas a sangre en procesos de apoptosis celular o paso de células vivas al torrente circulatorio (CTSs). Los exosomas, pequeñas vesículas envueltas por una bicapa lípidica que están implicados en la transferencia de miRNAs, ARMm y proteínas a una célula diana, también han sido propuestos como biomarcadores de esta enfermedad. Incluso la presencia en el suero de pacientes con CCR de determinadas proteínas ha sido analizada ampliamente, a pesar de lo cual, sólo CEA y CA-19-9 siguen siendo clínicamente utilizadas, aunque adolecen de una baja sensibilidad y especificidad. Múltiples estudios han sido también realizados para determinar miRNA en pacientes con CCR que sean específicos para su diagnóstico o pronóstico, pero sin resultados definitivos. Entre las moléculas más ampliamente analizadas como biomarcadores de CCR se encuentran la presencia de ARNm en sangre periférica. En este contexto, el ARNm de moléculas relacionas con el proceso de la angiogénesis han cobrado un gran interés en el CCR, habiéndose testado la sobreexpresión de moléculas como PTGS2 y GUCY2C como marcadores de la enfermedad o de la presencia de metástasis ocultas en pacientes con CCR. Por otra parte, la metabolómica, una disciplina que evalúa los metabolitos endógenos producidos por el organismo, esta revolucionado el campo de los biomarcadores para distintos tipos de patologías. Aplicada al cáncer, la metabolómica ofrece una representación molecular del fenotipo tumoral que puede servir para el diagnóstico, el pronóstico y la identificación de subgrupos relevantes desde un punto de vista clínico. Las células tumorales adaptan su metabolismo a una proliferación descontrolada que provoca alteraciones metabólicas que tiene su reflejo en la aparición o la modulación de los niveles de metabolitos. En el CCR, algunos metabolitos concretos (ácido betahidroxibutirato, cistamina, ácido aspártico, entre otros) han sido propuestos para el diagnóstico de CCR tanto en sangre como en orina, aunque la complejidad para detectarlos y su elevado coste hace necesarios más esfuerzos de investigación para llevarlos a la práctica clínica. En este contexto, nuestro trabajo ha tenido dos objetivos fundamentales: i) Por una parte, realizar un estudio de la utilidad de genes intensamente relacionados con el proceso de angiogénesis, fenómeno esencial en el crecimiento y la expansión metastásica de un tumor, como nuevos biomarcadores de fácil detección en sangre períferica o en suero de los pacientes con CCRm. Para ello hemos seleccionado cinco genes, GUCY2C, JAG1, PTGS2, PGF y MMP7, con demostrada relevancia en la angiogénesis y hemos determinado los niveles de ARN circulante tanto en suero como en células mononucleares de sangre periférica en un grupo de 59 pacientes con CCRm enfrentados a un grupo de 47 controles sanos. La presencia de estos marcadores en los fluidos biológicos fue realizada por una tecnología altamente sensible como es la dPCR que permitiría un fácil desarrollo de su aplicación clínica en un corto plazo de tiempo, mientras que el análisis del AUC se utilizó para estimar el valor predictivo de los biomarcadores tanto de forma individual como en combinaciones (firma biológica). ii) Por otra parte, hemos realizado un estudio para identificar biomarcadores basados en la determinación de metabolitos en suero de pacientes de CCRm que sea útil en el diagnóstico, pronóstico y seguimiento de estos pacientes. En este caso y basándonos en técnicas de metabolómica no dirigida, se han analizado los sueros de un grupo 65 pacientes con CCRm enfrentados a 60 controles sanos. Las muestras fueron sometidas a estudios mediante cromatografía líquida de fase inversa acoplada a espectrometría de masas de alta resolución (LC-HRMS), que nos permitió obtener una matriz para comparar controles sanos con pacientes con CCR. Los metabolitos obtenidos fuero analizados de forma individual y también en forma de “clúster” con el objeto de obtener una posible huella biológica.