Investigadores del Broad Institute of MIT y Harvard, Koch Institute del MIT, Dana-Farber Cancer Institute y Massachusetts General Hospital han desarrollado un enfoque preciso y escalable para controlar el ADN del cáncer a partir de muestras de sangre.
Reportando en Comunicaciones de la naturaleza , el equipo demuestra que casi el 90 por ciento de las características genéticas de un tumor se pueden detectar en muestras de sangre mediante la secuenciación de exoma completo, y que el método se puede aplicar de manera efectiva en hasta el 49 por ciento de los pacientes con cáncer avanzado, un número probableaumentar a medida que la secuenciación se vuelve más barata. Este muestreo de tumor menos invasivo, como una ventana al genoma del cáncer, tiene una gama de aplicaciones potenciales.
"Nuestra máxima esperanza es usar biopsias de sangre para buscar exhaustivamente y caracterizar incluso los restos más pequeños de tumores", explicó Viktor Adalsteinsson, coautor del artículo y líder del grupo en el Broad Institute, donde dirige la Biopsia de sangreEquipo. "Y, a medida que los tumores evolucionan en etapas más avanzadas de cáncer, desarrollando resistencia o volviéndose metastásicos, podríamos acceder a puntos de tiempo que podrían ser fundamentales para decidir qué terapias son adecuadas para ese paciente".
Esta capacidad de detectar y analizar el ADN del cáncer de la muestra de sangre de un paciente está emergiendo como una alternativa prometedora a las biopsias quirúrgicas invasivas, lo que puede ser difícil, doloroso y costoso, especialmente cuando han aparecido tumores en lugares de difícil acceso.
Las biopsias de sangre también llamadas biopsias líquidas están preparadas para superar muchos de estos problemas. Tienen el potencial de permitir a los médicos rastrear el progreso de la enfermedad y el tratamiento en tiempo real y ayudar a los investigadores a comprender cómo los tumores resisten el tratamiento con mucho másresolución.
Comprensión del cáncer sin procedimientos invasivos
Las células en el cuerpo, incluidas las células tumorales, expulsan regularmente fragmentos de ADN al torrente sanguíneo cuando mueren. Con biopsias de sangre, los médicos recolectan este ADN "libre de células" de una extracción de sangre y luego detectan y analizan exhaustivamente los fragmentos que se originan encélulas cancerosas: el seguimiento de estos datos podría permitir monitorear la recurrencia del cáncer, la respuesta del paciente al tratamiento y otras características clínicamente importantes, todo a partir de muestras de sangre.
La arena de investigación y desarrollo para biopsias de sangre es frecuentada por jugadores académicos y de la industria, pero con secuenciación escalable de exoma completo, un equipo dirigido por Adalsteinsson y sus colegas Gavin Ha, Sam Freeman, Matthew Meyerson, J. Christopher Love y GadGetz está tomando el campo en una dirección nueva e innovadora.
Compilar un exoma completo a partir de fragmentos de ADN actualmente requiere al menos un 10 por ciento de ADN tumoral en una muestra de sangre, pero la fracción de ADN tumoral en la sangre puede variar enormemente de un paciente a otro. Debido a esta variación, el equipo primero deseó un sesgo imparcialenfoque para detectar y medir los niveles de ADN del cáncer antes de intentar la secuenciación del exoma completo.
En todo el campo, muchos métodos de biopsia de sangre detectan el ADN del tumor mediante la detección de mutaciones en genes relacionados con el cáncer conocidos, pero esta secuenciación dirigida no detecta el cáncer sin esas mutaciones.
El coautor Ha, un investigador postdoctoral en el Broad Institute y el Dana-Farber Cancer Institute DFCI, dirigió el desarrollo de una herramienta llamada ichorCNA que puede analizar fragmentos de ADN en busca de patrones de mutación casi universales en los genomas del cáncer, y comoresultado de la captura de cánceres con mutaciones conocidas y desconocidas. Ha se centró en la detección de tramos de ADN que tienen menos o más copias en las células cancerosas, en contraste con las células sanas.
El equipo de investigación probó y refinó ichorCNA en 1,439 muestras de sangre recolectadas prospectivamente de 520 pacientes con cáncer de mama o próstata metastásico en DFCI un esfuerzo significativo defendido por los oncólogos médicos Atish Choudhury, Daniel Stover, Heather Parsons, Nikhil Wagle y colegas.
Utilizando este enfoque, los investigadores encontraron que en 33 a 49 por ciento de los pacientes con cáncer de mama y próstata metastásico, dependiendo de si se examinaron una o varias muestras de sangre, el ADN tumoral constituía más del 10 por ciento del ADN libre de células ensu sangre, suficiente para hacer posible la secuenciación del exoma completo del ADN libre de células.
Luego, para determinar si esta secuenciación del ADN tumoral libre de células podría ofrecer el mismo nivel de información sobre la genética del cáncer que una biopsia de tejido, el equipo comparó las biopsias tumorales obtenidas quirúrgicamente con los datos recopilados de la secuenciación del exoma completo de células libresADN de un grupo de 41 pacientes.Los investigadores encontraron que los datos genéticos de la secuenciación del exoma completo de la sangre y las biopsias de tejido coincidían significativamente en una serie de características genéticas, como las mutaciones somáticas clonales 88 por ciento de coincidencia y las alteraciones del número de copias 80 por ciento de coincidencia.
Estos resultados respaldan la secuenciación del exoma completo del ADN libre de células, a partir de muestras de sangre, como un posible sustituto de la secuenciación de biopsia tumoral metastásica para muchos pacientes.
"Nuestro estudio ha demostrado que podemos obtener un exoma completo de cáncer de manera confiable, de la sangre; que refleja la biopsia tumoral compatible; y que se puede hacer para una fracción significativa de pacientes con cáncer metastásico", dijo Adalsteinsson. "Estola validación sugiere que podemos usar biopsias de sangre para la caracterización genómica a gran escala de la enfermedad en pacientes con cáncer metastásico ".
"Desbloquea el potencial para muchos estudios que no podíamos hacer antes", agregó Getz, miembro del instituto y director del grupo de Análisis Computacional del Genoma del Cáncer en Broad y profesor asociado de Patología y director de Bioinformática en el Massachusetts GeneralHospital Cancer Center y Departamento de Patología. "La tecnología nos permitirá rastrear la dinámica del cáncer y comprender la evolución de la resistencia a los medicamentos, o el desarrollo del estado metastásico, de una manera que no es posible a través de biopsias quirúrgicas".
El nuevo estudio mejora la línea de análisis para biopsias de sangre y permite que se realice a escala ampliada. Los investigadores están aplicando activamente su trabajo a miles de pacientes con cáncer metastásico que de otra manera no se les realizaría una biopsia de sus tumores.
"Con este trabajo, ahora tenemos un marco para la medición precisa y el control de calidad del ADN tumoral en el plasma, que permite el análisis genómico de biopsias de sangre con alta precisión técnica", explicó Meyerson, miembro del instituto en Broad y profesor de patologíaen DFCI y Harvard Medical School.
El método ya está en uso con pacientes para la investigación del cáncer
En la parte posterior del éxito del equipo, ichorCNA y la posterior secuenciación de ADN libre de exoma completo se han incorporado en una colaboración con la Broad Institute Genomics Platform para permitir el mapeo integral de tumores metastásicos y resistentes a los medicamentos de muestras de sangre a escalaEste enfoque también se ha integrado en los esfuerzos de investigación directa al paciente en curso en Broad, incluido el Proyecto de cáncer de mama metastásico MBC, un esfuerzo de divulgación de pacientes que recolecta muestras de saliva y tejido, y ahora muestras de sangre, donadas de metástasis.pacientes con cáncer de mama para secuenciación de ADN para investigación terapéutica adicional. Se están realizando esfuerzos similares para incorporar biopsias de sangre en el Proyecto Angiosarcoma y el próximo Proyecto de Cáncer de Próstata Metastásico.
"Estamos entusiasmados con el uso de biopsias de sangre para comprender el cáncer de mama metastásico, la resistencia a los medicamentos y la evolución del tumor, y para obtener una instantánea de la configuración metastásica en pacientes que podrían no tener tejido disponible de una biopsia metastásica", dijo Nikhil Wagle,miembro asociado del Broad Institute, subdirector del Centro de Medicina de Precisión contra el Cáncer en DFCI y líder del Proyecto MBC. "Con los últimos resultados del Equipo de Biopsia de Sangre, estaba claro que esta tecnología había llegado al punto correcto para nosotros.incorporar al proyecto de cáncer de mama metastásico "
Un medio para realizar biopsias de sangre a gran escala podría permitir a los investigadores y clínicos acceder fácilmente al genoma del cáncer, con implicaciones emocionantes para la forma en que los médicos monitorean la respuesta al tratamiento, observan la recurrencia y más. La capacidad de frecuencia y de manera no invasivacontrolar el cáncer y su tratamiento podría alterar los ensayos clínicos, aumentar la resolución con la que los médicos entienden el cáncer metastásico y potencialmente aumentar la accesibilidad a enfoques de medicina de precisión de calidad.
"Usar ADN libre de células para rastrear el cáncer no es una idea nueva, pero estamos desarrollando las herramientas para comprender cómo podemos calificar mejor los materiales para ese tipo de análisis, y lo estamos haciendo de una manera que nos permitamirar a través del genoma en general ", dijo Love, un miembro asociado de Broad, profesor asociado de ingeniería química en el MIT y miembro del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer en el MIT." Hemos establecido métricas de calidad para asegurarnos de que estoLa tecnología es rentable y escalable para miles de pacientes y muestras al año "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Amplio del MIT y Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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