Los cambios en la red de genes asociados con el inicio y la progresión del cáncer identifican nuevos candidatos para la terapia génica dirigida

Gráfico que muestra la pérdida en la complejidad de la red de genes en el inicio del cáncer de un artículo de revista. Crédito: Georgia Tech

La quimioterapia contra el cáncer ha experimentado un cambio de paradigma en los últimos años con tratamientos tradicionales como agentes citotóxicos de amplio espectro que se complementan o reemplazan con medicamentos que se dirigen a genes específicos que se cree que impulsan el inicio y la progresión de la enfermedad.

Este enfoque más personalizado de la quimioterapia se hizo posible cuando el perfil genómico de los tumores de pacientes individuales llevó a los investigadores a identificar «genes impulsores del cáncer» específicos que, cuando mutaban o se expresaban de manera anormal, conducían a la aparición y desarrollo del cáncer.

Diferentes tipos de cáncer, como el cáncer de pulmón versus el cáncer de mama y, hasta cierto punto, diferentes pacientes diagnosticados con el mismo tipo de cáncer muestran variaciones en los genes impulsores del cáncer que se cree que son responsables del inicio y la progresión de la enfermedad. «Por ejemplo, el medicamento terapéutico Herceptin se usa comúnmente para tratar pacientes con cáncer de mama cuando se descubre que su gen objetivo, HER-2, está sobreexpresado», dice John F. McDonald, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas.

McDonald explica que, actualmente, la identificación de objetivos potenciales para la terapia génica se basa casi exclusivamente en análisis genómicos de tumores que identifican genes impulsores del cáncer que están significativamente sobreexpresados.

Pero en su último estudio, McDonald y Bioinformática Ph.D. estudiante Zainab Arshad han descubierto que otra clase importante de cambios genéticos puede estar ocurriendo en lugares donde los científicos normalmente no buscan: la red de interacciones gen-gen asociadas con el inicio y la progresión del cáncer.

«Los genes y el las proteínas que codifican no funcionan aisladas unas de otras», dice McDonald. «Más bien, se comunican entre sí en una red de interacciones altamente integrada».

«Lo que creo que es más notable acerca de nuestros hallazgos es que la gran mayoría de los cambios en más del 90% en la red de interacciones que acompañan el cáncer no están asociados con genes que muestran cambios en su expresión», agrega Arshad, coautor del artículo. «Lo que esto significa es que los genes que desempeñan un papel central en la generación de cambios en la estructura de la red asociada con el cáncer, los ‘genes centrales’, pueden ser nuevos objetivos importantes para la terapia génica que pueden pasar desapercibidos en los análisis de expresión génica».

Su trabajo de investigación «Los cambios en las interacciones gen-gen asociados con el inicio y la progresión del cáncer son en gran medida independientes de los cambios en la expresión génica» se publica en la revista iScience.

Mutaciones, expresión y cambios en la estructura de la red

En el estudio, Arshad y McDonald trabajaron con muestras de cáncer de cerebro, tiroides, mama, adenocarcinoma de pulmón, carcinoma de células escamosas de pulmón, piel, riñón, ovario y leucemia mieloide aguda y notaron diferencias en la estructura de la red celular para cada uno de estos los cánceres a medida que avanzaban de las etapas tempranas a las posteriores.

Cuando los cánceres en etapa temprana se desarrollan y permanecen confinados a su tejido corporal de origen, notaron una reducción en la complejidad de la red en relación con las células precursoras normales. Las células sanas y normales están muy diferenciadas, pero a medida que pasan a ser cáncer, «pasan por un proceso de desdiferenciación a un estado más primitivo o similar al de las células madre. Se sabe por la biología del desarrollo que a medida que las células pasan de de células madre embrionarias a células completamente diferenciadas altamente especializadas, la complejidad de la red aumenta. Lo que vemos en la transición de cánceres normales a estadios tempranos es una inversión de este proceso», explica McDonald.

McDonald dice que los cánceres progresan a etapas avanzadas, cuando pueden diseminarse o hacer metástasis a otras partes del cuerpo, «[O]bservamos el restablecimiento de altos niveles de complejidad de la red, pero los genes que comprenden las redes complejas asociadas con los cánceres avanzados son bastante diferentes de los que comprende las redes complejas asociadas con los tejidos normales precursores».

«A medida que los cánceres evolucionan en función, generalmente se asocian con cambios en la estructura del ADN y/o con cambios en la expresión del ARN o f genes impulsores del cáncer. Nuestros resultados indican que hay una tercera clase importante de cambios en las interacciones genéticas y muchos de estos cambios no son detectables si todo lo que busca son cambios en la expresión genética».

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Conectando los puntos para encontrar nuevos tratamientos para el cáncer de mama Más información: Zainab Arshad et al, Los cambios en las interacciones gen-gen asociadas con el inicio y la progresión del cáncer son en gran medida independientes de los cambios en la expresión génica, iScience (2021). DOI: 10.1016 /j.isci.2021.103522 Información de la revista: iScience

Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: Los cambios de Gene Network asociados con el inicio y la progresión del cáncer identifican nuevos candidatos para terapia génica (13 de diciembre de 2021) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-gene-network-cancer-onset-candidates.html Este documento está sujeto a derechos de autor. con el propósito de stu privado dy o investigación, ninguna parte puede ser reproducida sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.