El software CICERO permite la detección de fusiones de genes que causan cáncer
Crédito: CC0 Public Domain
Después de años de desarrollo, ingeniería y mejoras, los investigadores del St. Jude Children’s Research Hospital han puesto a disposición del público un sistema de software que permite una mejor detección de fusiones de genes. El sistema, llamado CICERO, ofrece información adicional sobre los cánceres, así como nuevos objetivos para los tratamientos farmacológicos. La última versión de CICERO se publicó en Genome Biology.
«Tanto en los cánceres pediátricos como en los adultos, las fusiones de genes pueden ser objetivos valiosos para el tratamiento farmacológico», dijo Jinghui Zhang, Ph.D., presidente del Departamento de Biología Computacional de St. Jude. «En muchos cánceres pediátricos, son las alteraciones genómicas iniciales las que impulsan la tumorigénesis de un cáncer, lo que significa que los medicamentos que se dirigen a esa fusión de genes pueden tratar el cáncer de manera eficaz».
La importancia de las fusiones de genes
Las fusiones de genes son errores que se cometen durante la replicación de los cromosomas cuando las células se dividen para producir nuevas células. Los genes híbridos se forman por error cuando se unen partes de dos genes previamente independientes. Tales fusiones pueden consistir en reordenamientos, duplicaciones, truncamiento o inversión de genes.
Los genes son los planos de las proteínas en la célula, y las fusiones que causan cáncer pueden activar genes para producir proteínas en exceso. También pueden crear proteínas que se encienden continuamente, impulsando la proliferación excesiva de células cancerosas. Además, la interrupción del gen supresor de tumores a través de la fusión de genes también podría desencadenar cánceres.
Al desarrollar CICERO, Zhang y sus colegas aprovecharon una tecnología llamada secuenciación de ARN. Usando esta técnica, analizaron las células cancerosas para detectar eventos de fusión. CICERO distingue los eventos de fusión comparando la secuencia de ARN de las células, llamada «transcriptoma», con la versión de referencia publicada de la secuencia de ADN del genoma humano.
La secuencia de ARN de una célula es la plantilla transcrita a partir de el ADN de la célula, que es el modelo genético de la célula. La célula utiliza la plantilla de ARN para fabricar las proteínas del caballo de batalla de la célula. Entre estas proteínas hay interruptores celulares que pueden funcionar de manera anormal para provocar cánceres.
El laboratorio de Zhang programó a CICERO para buscar segmentos de ARN en el transcriptoma con segmentos de ADN normales que coincidan parcialmente con el genoma humano de referencia, pero que también contengan fragmentos que no no coincide con el genoma humano de referencia. Por lo tanto, CICERO pudo distinguir las firmas reveladoras de las fusiones de genes.
El sistema en funcionamiento
«La clave de la capacidad de CICERO para distinguir las fusiones que causan cáncer de los artefactos técnicos fue un conjunto de señales -a-procedimientos de reconocimiento de ruido programados en el sistema», dijo el primer autor Liqing Tian, Ph.D., científico investigador bioinformático en el laboratorio de Zhang. «Estos incluyeron el ensamblaje de las lecturas aberrantes en un mini-genoma que representa la fusión de genes, el filtrado de artefactos técnicos y la realización de anotaciones extensas para priorizar posibles fusiones que causan cáncer».
Además del análisis automatizado, una visualización Se ha desarrollado una herramienta, llamada FusionEditor.
«Al presentar visualmente las fusiones de genes predichas, FusionEditor permite a los investigadores incorporar su conocimiento biológico sobre esta enfermedad para determinar si las fusiones descubiertas por CICERO probablemente sean relevantes a partir de desde el punto de vista de la enfermedad», dijo Zhang.
Para probar la capacidad de CICERO para detectar fusiones que causan cáncer, los investigadores realizaron pruebas comparativas en las que aplicaron el sistema a los transcriptomas de 170 leucemias pediátricas, tumores sólidos y tumores cerebrales. tumores cuyas fusiones conductoras habían sido previamente analizadas por tecnología alternativa. CICERO superó a otros métodos de uso común para detectar fusiones impulsoras.
Para aplicar CICERO a un cáncer en adultos, los investigadores volvieron a analizar los datos de la secuencia de ARN del glioblastoma, un cáncer cerebral en adultos, y compararon los resultados con las fusiones de genes informadas previamente en esta enfermedad.
«Encontrar fusiones novedosas en un nuevo análisis de este tipo sería difícil, pero si lo hiciéramos, demostraría que CICERO también puede ser una herramienta útil para el cáncer en adultos». dijo Zhang. «De hecho, descubrimos varias fusiones que fueron pasadas por alto por otros métodos que son definitivamente objetivos de los medicamentos».
Las fusiones de glioblastoma no descubiertas anteriormente incluían aquellas que involucraban un gen llamado EGFR, uno de los genes mutados con mayor frecuencia en ese cáncer de cerebro. El análisis de glioblastoma reveló una cantidad sorprendente de fusiones de EGFR que dan como resultado que a una proteína le falte un extremo, dijo Zhang. Esto podría conducir a la pérdida del interruptor de apagado de la proteína y provocar el cáncer.
St. Los investigadores de Jude implementaron CICERO en St Jude Cloud, llamado RapidRNA-seq, para permitir un análisis rápido de RNA-seq, que puede ser importante en el tiempo de entrega crítico, para que esté ampliamente disponible.
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Caracterización de las alteraciones del ARN en el cáncer Más información: Liqing Tian et al, CICERO: un método versátil para detectar fusiones de controladores complejas y diversas utilizando datos de secuenciación de ARN del cáncer, Genome Biology ( 2020). DOI: 10.1186/s13059-020-02043-x Información de la revista: Genome Biology
Proporcionado por St. Jude Children’s Research Hospital Cita: El software CICERO permite la detección del cáncer -causing gene fusions (2020, 15 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-cicero-software-enables-cancer-causing-gene.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.