Investigadores diseñan una especie de 'Google Maps' para ver el genoma del cáncer

Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, describen este lunes en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', un nuevo enfoque para el estudio del genoma del cáncer que permite a los científicos y médicos ver los cambios genéticos a pequeña y gran escala que definen los cánceres individuales, que es como crear un 'Google Maps' para el cáncer.

Utilizando el enfoque en el estudio, los autores, liderados por el profesor de Genética y Química de la universidad David C. Schwartz, describen las características genómicas únicas de un tumor de un paciente con mieloma múltiple e identifican nuevos objetivos potenciales de fármacos para el tratamiento de este cáncer de sangre incurable.

"Los genomas del cáncer son complicados, pero nos pareció que, utilizando un enfoque de este tipo, se pueden empezar a entender a todos los niveles", afirma Schwartz. Dicho de otra manera, el enfoque es como crear un Google Maps para el cáncer que permite a los científicos y los médicos hacer un zoom para una "vista de la calle" de los cambios individuales en el alfabeto genético de cáncer o alejarse para tomar más perspectiva de los cambios de todo el genoma y lo demás.

Según Schwartz, podría permitir examinar los cambios en el cáncer de un paciente en relación a la progresión de la enfermedad, monitorizar los signos de resistencia a los medicamentos y afinar los tratamientos. Aunque el estudio no conlleva poder estadístico, puesto que se analizó un tumor único de un paciente-- abre la puerta para que otros puedan probar lo que hallaron estos investigadores.

También demuestra el potencial del enfoque, que combina un sistema inventado por Schwartz, llamado mapeo óptico, con herramientas genéticas más tradicionales, como la secuenciación del ADN. "El enfoque permite una visión íntima de un genoma del cáncer -dice--. Da la oportunidad de verlo, se llega a medir y se puede ver evolucionar a muchos niveles. Esto es lo que debemos hacer con cada genoma del cáncer y el objetivo aquí es que el sistema sea lo suficientemente rápido para que se convierta en una herramienta rutinaria".

El genoma es el conjunto completo de ADN de una planta individual, un animal, un humano o células de cáncer, incluyendo los genes y todo el material en medio (que fue una vez erróneamente llamado ADN basura). El genoma del cáncer está plagado de mutaciones que no sólo marcan la diferencia con el resto de las células en el cuerpo humano sino también a menudo son perjudiciales.

El mieloma múltiple, en particular, se caracteriza por cambios generalizados en el genoma en el transcurso de la enfermedad, dice el coautor del estudio, Fotis Asimakopoulos, profesor de Medicina e investigador de Mieloma Múltiple y médico en la Escuela de Medicina y Salud Pública de la UW-Madison.

En el enfoque, los investigadores obtuvieron muestras tumorales y no cancerosas de un paciente con mieloma múltiple en dos momentos diferentes: en una etapa de la patología donde el cáncer era sensible al tratamiento de fármacos y después de que había progresado y era resistente a la quimioterapia.

Realizaron la secuenciación del ADN estándar para leer cada una de las letras individuales que explican el código genómico del cáncer, produciendo pequeñas piezas de información como baldosas individuales de un mosaico o una zona con zoom en un mapa. Entonces, aislando las moléculas de ADN individuales desde el cáncer, realizaron un mapeo óptico en una instalación única en el Centro de Biotecnología de la Universidad de Wisconsin-Madison, donde también está afiliado Schwartz.

En ese sistema --que Schwartz utilizó como parte del equipo que dilucidó inicialmnte el complejo genoma del maíz en 2009_ se estiraron cadenas simples de ADN y se colocaron en un dispositivo especial. Las hebras dieron puntos de referencia específicos y los marcaron con un colorante fluorescente.

Un sistema automatizado tomó imágenes de cada uno de estos segmentos marcados, catalogando las moléculas como un código de barras en grandes conjuntos de datos que luego se ensamblan como un rompecabezas para proporcionar una vista ampliable de un genoma. El equipo de investigación entonces capeó los dos juntos, montando los "azulejos" de secuenciación de ADN y luego dando un paso atrás para ver el mural completo con mapeo óptico, proporcionando una visión completa del genoma múltiple del mieloma del paciente.

"Es una rara caracterización, casi completa de la complejidad de un genoma de mieloma, desde la variedad más pequeña a lo larto de todo el camino hasta grandes pedazos de material cromosómico que difieren entre el ADN del tumor y el ADN normal del paciente", afirma Asimakopoulos.

Schwartz afirma que el método les permitió ver que, en comparación con el genoma no canceroso del paciente, y a través de los dos puntos de tiempo del cáncer, el genoma del mieloma múltiple fue marcado por un aumento notable en las mutaciones y cambios de mayor escala. En el estudio, los investigadores ponen de relieve los cambios que ellos creen que son más dignos de mayor exploración y que producen el mayor potencial para futuras terapias.

Aunque los nuevos tratamientos farmacológicos han mejorado la tasa de supervivencia para los pacientes con mieloma múltiple en las últimas décadas, el cáncer casi siempre se vuelve resistente al tratamiento, lo que lleva a malos resultados para los pacientes a través del tiempo. Los científicos esperan que este enfoque pueda ayudar a prevenir la resistencia a los medicamentos por completo o a los científicos y los médicos a desarrollar maneras de trabajar alrededor de ella.