Los investigadores de los Institutos Nacionales de Salud han identificado una firma sorprendente en el ADN tumoral que ocurre en cinco tipos diferentes de cáncer. También encontraron evidencia de que esta firma de metilación puede estar presente en muchos más tipos de cáncer. La firma específica resulta de una modificación químicadel ADN llamado metilación, que puede controlar la expresión de genes como un atenuador en un interruptor de luz. Mayores cantidades de metilación del ADN hipermetilación, como la encontrada por los investigadores en algunos ADN tumorales, disminuye la actividad de un gen.Los investigadores esperan estimular el desarrollo de un análisis de sangre que se pueda utilizar para diagnosticar una variedad de cánceres en las primeras etapas, cuando los tratamientos pueden ser más efectivos. El estudio apareció el 5 de febrero de 2016 en El diario de diagnósticos moleculares .
"Encontrar una firma distintiva basada en la metilación es como buscar un abeto en un bosque de pinos", dijo Laura Elnitski, Ph.D., bióloga computacional en el Programa de Investigación Intramural en el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano NHGRI de los NIH"Es un desafío técnico identificar, pero encontramos una firma de metilación elevada alrededor del gen conocido como ZNF154 que es exclusiva de los tumores". El Dr. Elnitski es jefe de la Sección de Análisis Funcional Genómico e investigador principal en la Rama de Genómica Funcional y Traslacional.en NHGRI.
En 2013, su grupo de investigación descubrió una marca de metilación o firma alrededor de ZNF154 en 15 tipos de tumores en 13 órganos diferentes y lo consideró un posible biomarcador universal del cáncer. Los biomarcadores son moléculas biológicas que indican la presencia de enfermedades. El grupo del Dr. Elnitskiidentificó la marca de metilación utilizando ADN tomado de tumores sólidos.
"Nadie en mi grupo durmió la noche después de ese descubrimiento", dijo el Dr. Elnitski. "Estábamos tan emocionados cuando encontramos este biomarcador candidato. Es el primero de su tipo en aplicarse a tantos tipos de cáncer".
En este nuevo estudio, desarrollaron una serie de pasos que descubrieron marcas de metilación reveladoras en los cánceres de colon, pulmón, mama, estómago y endometrio. Mostraron que todos los tipos y subtipos de tumores producían consistentemente la misma marca de metilación alrededor del ZNF154.
"Encontrar la firma de metilación fue un proceso increíblemente arduo y valioso", dijo el Director Científico del NHGRI, Dan Kastner, MD, Ph.D. "Estos hallazgos podrían ser un paso importante en el desarrollo de una prueba para identificar cánceres tempranos a través de un análisis de sangre."
El Centro de secuenciación intramural de NIH secuencia el ADN del tumor que se había amplificado utilizando una técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa PCR. La Dra. Elnitski y su grupo analizaron los resultados, encontrando niveles elevados de metilación en ZNF154 en los diferentes tipos de tumores.
Para verificar la conexión entre el aumento de la metilación y el cáncer, el grupo del Dr. Elnitski desarrolló un programa de computadora que analizó las marcas de metilación en el ADN de las personas con y sin cáncer. Al alimentar esta información en el programa, pudieron predecir unumbral para detectar el ADN del tumor. Incluso cuando redujeron la cantidad de moléculas metiladas en un 99 por ciento, la computadora aún pudo detectar las marcas de metilación relacionadas con el cáncer en la mezcla. Sabiendo que los tumores a menudo arrojan ADN al torrente sanguíneo, calcularon las proporciones de circulaciónADN tumoral que se puede encontrar en la sangre.
Próximos pasos
El Dr. Elnitski luego comenzará a analizar muestras de sangre de pacientes con cánceres de vejiga, mama, colon, páncreas y próstata para determinar la precisión de la detección a bajos niveles de ADN circulante. El ADN tumoral en una persona con cáncer generalmente comprende entre 1 y 10por ciento de todo el ADN que circula en el torrente sanguíneo. El grupo observó que cuando el 10 por ciento del ADN circulante contiene la firma del tumor, su tasa de detección es bastante buena. Debido a que la metilación podría detectarse a niveles tan bajos, debería ser adecuada para detectarcáncer, así como algunos tumores intermedios y tempranos, según el tipo.
El grupo de la Dra. Elnitski también colaborará con Christina Annunziata, MD, Ph.D., investigadora de la Subdivisión de Malignidades de las Mujeres y jefa de la Sección de Genómica Traslacional en el Instituto Nacional del Cáncer NCI de NIH. Analizarán muestras de sangre de mujerescon cáncer de ovario para validar el proceso durante el curso del tratamiento y determinar si este tipo de análisis conduce a una mejor detección de una recurrencia y, en última instancia, mejores resultados.
"El cáncer de ovario es difícil de detectar en sus primeras etapas, y no hay métodos probados de detección temprana", dijo el Dr. Annunziata. "Necesitamos un biomarcador confiable para detectar la enfermedad cuando es más probable una cura. Estamos deseandopara probar el enfoque novedoso del Dr. Elnitski utilizando firmas de metilación del ADN "
Los análisis de sangre actuales son específicos de un tipo de tumor conocido. En otras palabras, los médicos primero deben encontrar el tumor, extraer una muestra y determinar su secuencia del genoma. Una vez que se conocen las mutaciones específicas del tumor, se puede rastrear su aparienciaen la sangre. El potencial del nuevo enfoque es que no se requiere conocimiento previo del cáncer, sería menos intrusivo que otros enfoques de detección como las colonoscopias y las mamografías y podría usarse para seguir a las personas con alto riesgo de cáncer o para controlaractividad de un tumor durante el tratamiento. Una vez que se desarrolla el análisis de sangre, la comunidad científica debe realizar estudios para asegurarse de que no indique la presencia de cáncer cuando no está allí o se pierda el cáncer cuando esté allí.
El Dr. Elnitski aún no comprende la conexión entre los tumores y la metilación elevada del ADN. Puede representar el descarrilamiento de los procesos normales en la célula, o puede tener algo que ver con el hecho de que los tumores consumen mucha energía y eluden la célulaprocesos que mantienen el crecimiento bajo control. Los investigadores tampoco saben exactamente qué hace el gen ZNF154.
"Hemos sentado las bases para desarrollar una prueba de diagnóstico, que ofrece la esperanza de detectar el cáncer antes y mejorar drásticamente la tasa de supervivencia de las personas con muchos tipos de cáncer", dijo el Dr. Elnitski.
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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