Las células individuales dentro de un tumor no son todas iguales. Esto puede sonar como un truismo médico moderno, pero no hace mucho tiempo que los oncólogos asumieron que tomar una sola biopsia del tumor de un paciente sería un reflejo preciso de lo fisiológicoy composición genética de toda la masa.
Los investigadores se han dado cuenta de que el cáncer es una enfermedad impulsada por las mismas fuerzas de "supervivencia del instalador" que propuso Darwin que impulsaron la evolución de la vida en la Tierra. Sin embargo, en el caso de los tumores, las células individuales evolucionan constantemente como un tumoravance de la etapa. Las células cancerosas móviles que causan metástasis son un resultado mortal de este proceso.
Los tumores también difieren entre los pacientes con el mismo tipo de cáncer, entonces, ¿cómo puede un médico recetar un régimen a medida para el paciente? Para comenzar a abordar este enigma, un equipo interdisciplinario de la Escuela de Medicina Perelman y la Escuela Wharton enLa Universidad de Pensilvania desarrolló Canopy, un enfoque para inferir la trayectoria evolutiva de las células tumorales mediante el estudio de dos tipos de mutaciones: alteraciones del número de copias somáticas y alteraciones de un solo nucleótido, derivadas de múltiples muestras tomadas de un solo paciente.en muestras de leucemia y cáncer de ovario, junto con muestras de una línea celular de cáncer de mama humano. En general, la evolución de un tumor implica la acumulación de mutaciones de todo tipo que influyen colectivamente en la aptitud de las células tumorales.
El equipo, Yuchao Jiang, estudiante de doctorado en el programa de Genómica y Biología Computacional, Yu Qiu, PhD, investigador postdoctoral en el laboratorio del coautor Andy Minn, MD, PhD, profesor asistente de Oncología Radioterápica, y Nancy R Zhang, PhD, profesor asociado de Estadística en la Wharton School, publicó sus hallazgos en línea en la primera edición del Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"La composición de un tumor para un paciente dado a menudo es una mezcla de múltiples poblaciones celulares distintas que difieren en la composición genética, la expresión génica y la fisiología", dijo Jiang. "Esta heterogeneidad contribuye al fracaso de las terapias dirigidasy a la resistencia a los medicamentos basada en el viejo pensamiento de que los tumores son masas homogéneas "
Sin embargo, Canopy tiene en cuenta estas diferencias porque utiliza datos de múltiples cortes del mismo tumor en el espacio y el tiempo, en lugar de tomar muestras en un punto en un punto temporal, tal como se hace actualmente en la mayoría de los estudios de secuenciación. Canopyes un software de código abierto para que los oncólogos puedan usarlo para identificar biomarcadores potenciales para diferentes poblaciones de células cancerosas dentro de muestras tumorales que están asociadas con resistencia a los medicamentos y malignidad invasiva, entre otras características.
"La entrada de datos para Canopy de la clínica provendría de muestras de tejido del mismo paciente, de tejido normal y de diferentes lugares del tumor y en diferentes momentos", dijo Jiang. "Canopy puede usarse para inferir la evoluciónhistorial del tumor para comprender mejor cómo evolucionó el tumor y encontrar biomarcadores potenciales ". El objetivo de Canopy es ayudar a los nuevos pacientes en una etapa temprana, utilizando biomarcadores para determinar un diagnóstico y pronóstico correctos.
El equipo también utilizó modelos animales para refinar su comprensión de un modelo de metástasis para el cáncer de mama. Después de inyectar células humanas de cáncer de mama en ratones, observaron dónde las células primarias de cáncer de mama hicieron metástasis: pulmón, hueso u otros tejidos.Se secuenciaron muestras metastásicas específicas, así como las líneas celulares primarias de cáncer mediante secuenciación de exoma completo, a partir de la cual se perfilaron alteraciones somáticas de un solo nucleótido y mutaciones de número de copias. Las relaciones reconstruidas por Canopy mostraron que, en comparación con las líneas celulares primarias de cáncer de mama, las muestras metastásicas de diferentes órganos tenían patrones genotípicos distintos. Canopy identificó mutaciones específicas del sitio de metástasis para esta línea celular de cáncer de mama maligno específico. El concepto detrás de este estudio de prueba de concepto se puede aplicar a estudios más grandes con el objetivo de identificarcambios genómicos que sirven como marcadores pronósticos para el desarrollo de metástasis a distancia.
Al asignar tipos de mutación a diferentes partes del "árbol evolutivo" de un tumor, los oncólogos podrán predecir el sitio y la gravedad de la metástasis y, potencialmente, mejores cursos de tratamiento. Aplicar Canopy a una cohorte de muestras más grande es una de lasdirecciones futuras del equipo.
Además, dice Zhang, los avances recientes en la secuenciación unicelular hacen posible el estudio de tumores a nivel unicelular. Sin embargo, el perfil simultáneo confiable del número de copias y las mutaciones de un solo nucleótido por secuenciación unicelular aún está en su infancia"Nuestro trabajo muestra que la secuenciación masiva tradicional puede conducir a una identificación precisa de subclones tumorales, si el investigador está dispuesto a secuenciar múltiples cortes del tejido", dijo. "La secuenciación de tejido a granel puede desempeñar un papel importante en nuestra comprensión de la heterogeneidad tumoral,y en los próximos años, los diseños experimentales que combinan el muestreo de tejido a granel y el análisis de células individuales deben explorarse mejor ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :