Crean el mayor ‘mapa’ genético del cáncer para detectarlo antes de que aparezca

Un gran consorcio internacional, con participación española, secuencia más de 2.600 genomas de 38 tipos de tumores y encuentra los “genes conductores” que activan y lideran su desarrollo

Desde hoy los científicos comprenden mejor cómo funciona el cáncer y cómo pueden avanzar para mejorar los diagnósticos y los tratamientos. El estudio Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes (PCAWG), una colaboración que involucra a más de 1.300 investigadores de 37 países, acaba de publicar los resultados del análisis de 2.658 genomas de 38 tipos de tumores diferentes, los más frecuentes.

Mientras que el estudio genético de una sola biopsia ofrece datos concretos de un caso particular, secuenciar esta enorme cantidad de muestras aporta una visión completa de los eventos que desencadenan el cáncer, una información que queda a disposición de los investigadores de todo el mundo.

Puede encontrar y matar una amplia gama de células cancerosas que afectan a pulmón, piel, sangre, colon, mama, hueso, próstata, ovario, riñón y cuello uterino

“Es la primera vez que se secuencia un número tan grande de genomas completos de tumores”, explica a Teknautas Abel David González, investigador del Instituto de Investigación Biomédica (IRB) de Barcelona y uno de los coautores. “Hasta ahora, la mayoría de los estudios de genómica de cáncer se ha basado en la secuenciación del exoma, es decir, la parte del genoma que da lugar a proteínas y que representa entre el 1 y el 2% del genoma completo”, destaca.

Algunos investigadores lo cuentan utilizando una metáfora de la exploración geográfica. El estudio del cáncer se había limitado a dibujar la costa de los continentes y con este gran consorcio de investigación se adentra por primera vez en su interior, mostrando la cartografía de los tumores al detalle.

Divididos en 16 grupos de trabajo, tras obtener los datos de secuenciación del genoma en bruto, los investigadores también han estudiado aspectos que tienen que ver con el desarrollo, la causa, la progresión y la clasificación de los tumores. Los resultados de esta colaboración internacional sin precedentes se publican ahora en 22 artículos de Nature y otras revistas del mismo grupo.

En busca de las vulnerabilidades

“Es el mapa más exhaustivo de las alteraciones que suceden en los tipos de cáncer más frecuentes. Al secuenciar el genoma completo y mapear todas las alteraciones, hemos demostrado de manera incontestable que todos los tumores están causados en última instancia por alteraciones genéticas”, comenta Abel David González.

Y al realizar ese mapa de genes que causan los tumores, “hemos encontrado posibles vulnerabilidades del cáncer que se pueden utilizar como diana de terapias dirigidas”, asegura, “por lo tanto, mejoramos la posibilidad de desarrollar tratamientos personalizados, es decir, dirigidos específicamente a las alteraciones más importantes de cada tumor”.

Los investigadores han dado con debilidades del cáncer que se pueden “utilizar como diana”

Entre otras cosas, han comprobado que en el cáncer existen “genes conductores” que activan y lideran el desarrollo del tumor. “Uno de los grandes enigmas del cáncer es que hay tumores que se originan en un mismo órgano y, por lo tanto, en teoría deberían ser muy parecidos, pero en realidad son muy diferentes. La razón es que las alteraciones conductoras no son las mismas. Dos tumores de pulmón pueden ser radicalmente diferentes y para contrarrestar su crecimiento las terapias también deberían ser muy diferentes”, comenta el investigador del IRB.

“Antes no sabíamos por qué dos pacientes con lo que parece ser el mismo cáncer puede responder de manera diferente al mismo medicamento y ahora mostramos que las razones de estos diferentes efectos del tratamiento están escritas en el ADN”, comenta en una nota de prensa Peter Campbell, uno de los líderes del consorcio e investigador del Instituto Sanger de Cambridge (Reino Unido).

En definitiva, el genoma del cáncer de cada paciente es único, pero hay un conjunto de patrones recurrentes en el ADN que se pueden identificar gracias a un estudio tan grande como el que ahora presenta este consorcio internacional. Los investigadores han hallado cuatro o cinco mutaciones de media en cada genoma que se pueden considerar conductoras. De hecho, en el 91% de las muestras de cáncer que analizaron pudieron identificar al menos un gen conductor del cáncer.

Cómo contribuye cada mutación

Abel David González ha participado, precisamente, en la tarea de identificar las alteraciones conductoras de los 2.700 tumores secuenciados en el proyecto. “Hemos encontrado tanto los genes que se alteran de manera más frecuente en cada tipo de tumor como aquellos que son más raros”, afirma.

Además, por primera vez se mapea de manera precisa cuál es la contribución de cada uno de estos tipos de alteraciones. Algunas están provocadas por un solo nucleótido (la pieza básica de los ácidos nucleicos, como el ADN), que es lo más frecuente, pero otras implican la reorganización de cromosomas enteros.

Los investigadores pueden afirmar ahora que el cáncer se puede acotar y que todos sus aspectos pueden ser conocidos, pero reconocen que es enormemente complejo. La diferencia es que ahora pueden caracterizar cada cambio genético encontrado en un tumor y los procesos que han generado esas mutaciones.

Detección temprana

De hecho, uno de los aspectos más destacados que recogen los artículos publicados es la posibilidad de identificar mutaciones que ocurrieron años e incluso décadas antes de que aparezca el tumor. En teoría, esto debería abrir nuevas oportunidades para la detección temprana del cáncer.

Las células del cuerpo crecen y se dividen, pero al hacerlo introducen errores en su ADN. Generalmente, son cambios insignificantes, pero en algunos casos pueden ser dañinos y dar paso a la formación de algún tumor. Como esos errores se acumulan, un cáncer puede estar formado por células con muchas mutaciones genéticas diferentes. “Hemos aprendido que el cáncer es el punto final de un proceso evolutivo de por vida que impulsa nuestras células”, comenta Moritz Gerstung, investigador del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL).

Así, la investigación identificó algunos tipos de cáncer en los que las mutaciones tienden a ocurrir particularmente temprano, por ejemplo, cáncer de ovario y dos tipos de tumores cerebrales muy habituales, el glioblastoma y el meduloblastoma. También reveló los cambios específicos que es probable que ocurran temprano en cada uno de los más de 30 tipos de cáncer.

“Lo extraordinario es cómo algunos de los cambios genéticos parecen haber ocurrido muchos años antes del diagnóstico, mucho antes de cualquier otro signo de que se pueda desarrollar un cáncer, y tal vez incluso en tejidos aparentemente normales”, comenta Clemency Jolly, investigadora del Instituto Francis Crick de Londres.

Aplicaciones

Los resultados de este gigantesco trabajo guiarán la investigación contra el cáncer en los próximos años, aunque de momento es difícil encontrar aplicaciones inmediatas de cara a los pacientes. No obstante, en la actualidad las pruebas clínicas convencionales no son suficientes para identificar algunos tipos concretos de cáncer y, a partir de ahora, “algunas de las alteraciones conductoras que no se conocían podrían incluirse en los paneles de secuenciación que se aplican de manera rutinaria a los pacientes de cáncer que llegan a los hospitales”, comenta el investigador del IRB. “Si alguna de estas alteraciones está asociada a una terapia determinada, nuevos pacientes podrían beneficiarse de algunos tratamientos”, añade.

Los resultados no van a tener, en cambio, aplicaciones inmediatas para pacientes

La contribución española a esta investigación ha sido notable, tanto desde el punto de vista biológico como de análisis de datos. Además de científicos del IRB, firman los principales artículos autores de varias universidades (Pompeu Fabra, Santiago de Compostela, Vigo, Barcelona y Autónoma de Barcelona), centros de investigación como el CNIO o el ICREA y hospitales como el Vall d’Hebron.

A partir de ahora, el Consorcio Internacional del Genoma de Cáncer (ICGC), que ha desarrollado este estudio, seguirá adelante con nuevos enfoques. “La publicación de estos artículos es el colofón de este trabajo, pero el consorcio ya está planificando una segunda etapa cuyo objetivo es reunir todas las muestras de tumores que se secuencian rutinariamente en la clínica, hasta llegar a un millón de muestras”, comenta Abel David González.