Patrón de todo el genoma encontrado en tumores de pacientes con cáncer cerebral predice la esperanza de vida
En su laboratorio de procesamiento de señales genómicas, Alter desarrolla nuevos métodos matemáticos que son especialmente adecuados para la medicina personalizada. Crédito: Nathan L. Galli, Universidad de Utah
Durante los últimos 70 años, el mejor indicador de la esperanza de vida de un paciente con glioblastoma (GBM), el cáncer cerebral más común y agresivo, ha sido simplemente la edad en el momento del diagnóstico. Ahora, un equipo internacional de científicos ha validado experimentalmente un predictor que no solo es más preciso sino también más relevante desde el punto de vista clínico: un patrón de cambios simultáneos en los niveles de abundancia de ADN, o número de copias, en cientos de miles de sitios en todo el tumor. genoma
Los pacientes con el patrón de todo el genoma sobreviven una media de un año. Sin embargo, los pacientes sin ella sobreviven tres veces más, durante una mediana de tres años. Los resultados provinieron de un ensayo clínico retrospectivo que se publicó hoy en la revista Applied Physics Letters (APL) Bioengineering.
Tener un predictor de la esperanza de vida de un paciente puede ayudar a informar las decisiones médicas. El patrón GBM puede, en principio, usarse de esta manera hoy. Por ejemplo, cuando un paciente tiene resultados de imágenes de resonancia magnética que no son concluyentes, dicha información puede ayudar a los médicos a decidir si realizar una intervención.
«La información contenida en este patrón y otros patrones que podemos descubrir usando los mismos métodos matemáticos, pueden mejorar el estándar de atención de GBM y otras enfermedades», dijo el líder del equipo Orly Alter, Ph.D., profesor asociado de Utah Science, Technology, and Research (USTAR) de bioingeniería y genética humana en el Scientific Computing and Imaging Institute y el Huntsman Cancer Institute de la Universidad de Utah.
El equipo internacional de científicos ha validado experimentalmente un predictor de la esperanza de vida de un paciente con GBM que no solo es más preciso sino también clínicamente más relevante que la edad en el momento del diagnóstico. , que ha sido el mejor indicador de los últimos 70 años. Crédito: Orly Alter, Universidad de Utah
Personalización de la medicina
Tener un predictor que abarque todo el genoma también podría ayudar a que los medicamentos avancen hacia la aprobación regulatoria. Esto se debe a que se cree que el efecto acumulativo de todos los genes está involucrado en la respuesta al fármaco.
«Esperamos que el patrón de GBM, por ejemplo, identifique a los pacientes que se beneficiarían de un fármaco en ensayos clínicos prospectivos «, dijo Sri Priya Ponnapalli, Ph.D., afiliada de investigación sénior y exalumna del laboratorio de Alter, quien es la primera autora del artículo.
«Incluso si el fármaco se dirige a un solo gen, un la respuesta del paciente al fármaco dependería del estado de todo el genoma y no solo de ese gen», añadió. La aprobación exitosa de cualquier medicamento adicional sería significativa. En GBM, por ejemplo, solo un fármaco, que no cura GBM, ha avanzado de los ensayos al estándar de atención durante los últimos 40 años.
El patrón de GBM no solo predice la supervivencia, sino que también incluye la mayor parte del ADN. alteraciones del número de copias que se conocían y al menos tantas que no se reconocieron en GBM antes de su descubrimiento, incluidos nuevos objetivos farmacológicos. Esto permite que los esfuerzos de desarrollo de fármacos se centren directamente en objetivos genéticos que se ha demostrado que se correlacionan con el resultado del paciente.
El equipo de Alter fue el primero en identificar con éxito, y ahora en validar experimentalmente, una relación entre el número de copias de ADN de un tumor GBM y la esperanza de vida de un paciente. Crédito: Orly Alter, Universidad de Utah
Encontrar relaciones entre los resultados de los pacientes y los genomas completos
El equipo de Alter fue el primero en identificar con éxito, y ahora en validar experimentalmente, una relación entre el número de copias de ADN de un tumor GBM y la esperanza de vida del paciente. Sin embargo, los investigadores han reconocido este tipo de alteración del ADN como un sello distintivo del cáncer durante más de un siglo y las han observado en tumores GBM durante décadas.
El equipo descubrió la relación mediante el desarrollo y el uso de nuevos métodos matemáticos para compare y contraste los genomas enteros normales y tumorales del Cancer Genome Atlas (TCGA), una base de datos nacional abierta al público. Los repetidos intentos previos de asociar el número de copias de ADN de un tumor con el resultado de un paciente con GBM fallaron, incluidos estudios previos de los mismos datos de TCGA que utilizaron otros métodos.
Este es el primer predictor que abarca todo el genoma del tumor.
Los nuevos métodos matemáticos han superado tres desafíos distintos que otros no habían superado. Primero, encontraron patrones consistentes en los cientos de miles de sitios en genomas completos, que tienen tres mil millones de nucleótidos. En segundo lugar, pudieron hacer eso a través del tumor y los genomas normales coincidentes simultáneamente. En tercer lugar, pudieron hacerlo en pequeñas cohortes de pacientes, alrededor de 100, que son típicas en los ensayos clínicos.
«Nuestros métodos matemáticos tuvieron éxito porque utilizan la estructura compleja de los conjuntos de datos en lugar de simplificar o estandarizar como se hace comúnmente», dijo Alter. «Esto permite la separación de patrones que ocurren solo en los genomas tumorales de aquellos que ocurren en los genomas de las células normales del cuerpo y las variaciones causadas por las inconsistencias experimentales».
Estos métodos se pueden usar con cualquier tipo de datos, biológicos y de otro tipo. Por lo tanto, se pueden utilizar para informar enfoques personalizados para diversas condiciones de salud, incluidas las enfermedades infecciosas.
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El modelo matemático aplicable clínicamente predice los resultados de los pacientes con inmunoterapia contra el cáncer Más información: El ensayo clínico retrospectivo valida experimentalmente el patrón de alteraciones del número de copias de ADN en todo el genoma del glioblastoma como predictor de supervivencia, aplicado Letras de física (2020). DOI: 10.1063/1.5142559 Información de la revista: Applied Physics Letters
Proporcionado por la Universidad de Ciencias de la Salud de Utah Cita: Patrón de todo el genoma encontrado en tumores de pacientes con cáncer cerebral predice esperanza de vida (2020, 15 de mayo) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-genome-wide-pattern-tumors-brain-cancer.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.