Explorando la evolución del tumor
Preparando el tejido tumoral para la secuenciación: Para permitir un análisis altamente sensible de la heterogeneidad genética, el investigador solo incluyó regiones con una alta concentración de células tumorales vivas. Estos se aislaron de secciones de tejido tumoral congelado utilizando un bisturí. Crédito: Charit l Linda Ambrosius
Los tumores son heterogéneos, lo que significa que diferentes partes del mismo tumor pueden ser genéticamente distintas. Este fenómeno, conocido como heterogeneidad intratumoral, está ganando cada vez más importancia en el campo de la investigación del cáncer. Las diferencias celulares y moleculares dentro del mismo tumor juegan un papel importante en muchos cánceres diferentes debido a sus implicaciones para el diagnóstico y el uso de terapias dirigidas. Según un estudio publicado recientemente por Charit, el MDC y el German Cancer Consortium (DKTK), esto también se aplica al neuroblastoma, un tumor sólido maligno del sistema nervioso periférico que es relativamente común en los niños. Los neuroblastomas se desarrollan a partir de grupos de células nerviosas inmaduras, principalmente en las glándulas suprarrenales oa lo largo de la columna, desde donde se expanden hacia la cavidad abdominal.
Resumiendo los hallazgos clave de los investigadores, la primera autora del estudio, la Dra. Karin Schmelz del Departamento de Oncología y Hematología Pediátrica de Charit, dice: «En nuestro estudio, pudimos demostrar que los cambios genéticos típicamente asociados con el neuroblastoma pueden desaparecen y emergen a lo largo del curso de la enfermedad. Estas mutaciones no se distribuyen uniformemente por todo el tumor, sino que ocurren en distintas secciones o incluso en células individuales, lo que le da al tumor una apariencia de mosaico».
«El cáncer está impulsado por procesos evolutivos», dice el Dr. Roland Schwarz, líder del grupo de investigación de genómica evolutiva y del cáncer del MDC y uno de los últimos autores del estudio. Las células cancerosas experimentan cambios genéticos constantes; están comprometidos en una lucha por la supervivencia, incluso contra otras células cancerosas. Cada cáncer tiene su propio árbol filogenético, que describe la forma en que evoluciona un tumor; algunas células cancerosas se vuelven metastásicas, mientras que otras desarrollan resistencia al tratamiento.
Los investigadores analizaron un total de 140 muestras de neuroblastoma. Las muestras de biopsia se recolectaron de 10 pacientes pediátricos en varios puntos durante el curso clínico y cubrieron múltiples regiones tumorales. El análisis de muestras involucró el uso de múltiples técnicas modernas de secuenciación seguidas de una evaluación asistida por computadora.
Los investigadores centraron su análisis en los genes ALK, MYCN y FGFR1 asociados con el neuroblastoma, que juegan un papel importante tanto en el curso clínico y tratamiento Según sus resultados, los cambios en los genes ALK y MYCN no estuvieron presentes de forma continua durante el curso de la enfermedad, ni se encontraron en todas las células tumorales. Los cambios en los genes ALK y FGFR1 pueden ofrecer objetivos de tratamiento útiles, particularmente en pacientes con recaída. Los investigadores encontraron que, en algunos pacientes, las mutaciones de ALK que estaban presentes en el momento del diagnóstico habían desaparecido cuando se extirpó quirúrgicamente el tumor. Además, los cambios en el gen FGFR1 solo se encontraron en distintas regiones tumorales. Los investigadores también pudieron identificar una inestabilidad en la cantidad de copias de genes presentes en las células de neuroblastoma. En algunos casos, los clones de células cancerosas mostraron una divergencia temprana del tumor primario y se separaron para infiltrarse en otros órganos donde formaron metástasis.
«El proceso de registrar cambios espaciales y temporales detallados en el número de copias de genes específicos es extremadamente complejo», explica el Dr. Schwarz, experto en bioinformática. A pesar de estos desafíos, su grupo de investigación desarrolló un algoritmo capaz de producir una reconstrucción precisa de estos números de copias. En 2020, el Dr. Schwarz y sus colegas internacionales utilizaron este método para producir evidencia de evolución estructural continua en una variedad de tipos de cáncer diferentes. «Ahora hemos podido extender esto al neuroblastoma, donde pudimos mostrar en detalle cómo el genoma del cáncer sufre cambios estructurales», dice la Dra. Schwarz.
Última autora, la Prof. Dra. Angelika Eggert, El jefe del Departamento de Oncología y Hematología Pediátrica de Charit explica: «Ahora estamos en una mejor posición para comprender cómo se comportan las células del neuroblastoma. Este conocimiento es esencial en relación con los pacientes que sufren una recurrencia de su enfermedad porque su tratamiento a menudo requiere el uso de terapias personalizadas y dirigidas. Cuando un tumor se presenta como genéticamente heterogéneo, la terapia molecular dirigida bien puede capturar la mayoría del tejido anormal pero, lo que es más importante, no capturará todas las células afectadas. El cáncer podrá volver a crecer a partir de esas células restantes. .»
Al explicar la importancia de su investigación a la luz del conocimiento existente, el profesor Eggert dice: «Nuestros hallazgos tienen menos relevancia para el diagnóstico de neuroblastoma y la selección de la terapia. Esto es porque el diagnóstico ya es confiable, gracias a tecnologías que se han sometido a décadas de pruebas, como imágenes, análisis de orina y biopsias de un solo tejido, y porque la quimioterapia dirigida a las células de rápido crecimiento sigue siendo el tratamiento de elección para el tumor primario. Sin embargo, si la enfermedad recurre después del tratamiento, las opciones de tratamiento dirigidas se vuelven particularmente importantes. Es poco probable que la selección del tratamiento que se basa en una biopsia de un solo tejido de una sola región del tumor aborde adecuadamente la heterogeneidad genética del tumor. Cuando ocurre una recaída, debemos considerar el uso de técnicas de secuenciación de última generación para analizar muestras de tejido tumoral recolectadas de múltiples regiones. Esto nos brindaría la mayor cantidad de detalles posible sobre la enfermedad, lo que nos permitiría mejorar aún más el proceso de toma de decisiones relacionado con la selección de terapias personalizadas».
Los investigadores ahora están probando otros métodos con la esperanza de de resolver algunos de los desafíos técnicos que quedan, como el uso de tecnologías basadas en células individuales y biopsias líquidas, un nuevo tipo de análisis de sangre que analiza la información genética que los tumores arrojan al torrente sanguíneo. el curso de la enfermedad, estas técnicas proporcionarán evidencia de cualquier cambio genético que tenga lugar sin la necesidad de biopsias quirúrgicas invasivas. Ambas técnicas y su aplicación clínica están siendo estudiadas intensamente en Charit, el Instituto de Salud de Berlín en Charit (BIH) y el MDC.
La investigación se publicó en Nature Communications.
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Diminutas burbujas utilizadas para tratar el cáncer infantil común Más información: Karin Schmelz et al, La heterogeneidad intratumoral espacial y temporal tiene consecuencias potenciales para las decisiones de tratamiento de neuroblastoma basadas en una sola biopsia, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26870-z Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Charit – Universittsmedizin Berlin Cita: Exploring tumor evolution (2021, 10 de diciembre ) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-exploring-tumor-evolution.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.