Investigadores desarrollan nuevo método para identificar firmas mutacionales en el cáncer
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Investigadores del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center utilizaron técnicas de aprendizaje automático para detectar firmas mutacionales en pacientes con cáncer. Su algoritmo superó el estándar de análisis actual y reveló nuevas firmas mutacionales asociadas con la obesidad, que los expertos en prevención del cáncer creen que se está convirtiendo en el factor de estilo de vida más importante que contribuye al cáncer en los EE. UU. y la mayor parte del mundo occidental. El estudio aparece en la edición del 25 de enero de la revista eLife.
«Las firmas mutacionales son importantes en la investigación actual del cáncer, ya que permiten ver las señales que dejan los factores subyacentes, como el envejecimiento, el tabaquismo, el consumo de alcohol, la exposición a los rayos UV y las mutaciones heredadas de BRCA que contribuyen al desarrollo de un cáncer. » dice el líder del estudio, Cristian Tomasetti, Ph.D., profesor asociado de oncología en el Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, con una cita conjunta en Bioestadística en la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.
El nuevo La técnica utiliza una aplicación de inteligencia artificial llamada aprendizaje automático, a través de un algoritmo informático que accede y analiza datos para descubrir lo que ellos llaman SuperSigs, que son firmas mutacionales que revelan los efectos genéticos de los contribuyentes subyacentes al cáncer. Su algoritmo se clasifica como «supervisado» porque es un análisis que incluye exposiciones conocidas durante el entrenamiento del algoritmo para el análisis genético de un cáncer. Las firmas mutacionales más utilizadas para evaluar los datos genómicos se clasifican como «no supervisadas» porque no tienen en cuenta las exposiciones conocidas. En cambio, toma nota de los patrones y luego vuelve a correlacionarlos con las exposiciones. El nuevo método también permite una combinación de enfoques supervisados y no supervisados, controlando o bloqueando el efecto de exposiciones conocidas a carcinógenos para explorar el posible efecto de posibles factores desconocidos.
Los investigadores descubrieron que la nueva técnica supervisada superó a la metodología no supervisada en términos de precisión de predicción. La metodología supervisada tuvo una mediana del área bajo la curva (AUC) de 0,73 para el envejecimiento y 0,90 para todos los demás factores, mientras que la metodología no supervisada tuvo una mediana del AUC de 0,57 para el envejecimiento y 0,77 para todos los demás factores.
«Un AUC de 0,5 o menos significa que el método no es mejor que la pura casualidad. El valor más alto que puede obtener es 1», dice el primer autor Bahman Afsari, Ph.D., instructor en Johns Hopkins Kimmel Cancer hasta unos meses antes. publicación.
También revelaron lo que creen que son las primeras firmas mutacionales asociadas con cánceres de pacientes obesos, proporcionando evidencia de un mecanismo mutacional relacionado con la obesidad y el origen de los cánceres.
» Podría decirse que la obesidad es el factor de estilo de vida más importante que contribuye al cáncer, pero se desconoce su mecanismo para causar cáncer», dice Tomasetti. «Como los cánceres de pacientes obesos a menudo no parecen tener un mayor número de mutaciones, se pensó que el mecanismo a través del cual la obesidad aumenta el riesgo de cáncer no era a través de mutaciones. Nuestros resultados muestran que es, al menos en parte, mutacional».
Su método también demostró que un factor etiológico, o subyacente, no siempre causa el mismo efecto mutacional en todos los tejidos, un descubrimiento que contradice las suposiciones de la metodología no supervisada.
«El envejecimiento produce diferentes firmas mutacionales en diferentes tejidos, al igual que el tabaquismo y otras exposiciones ambientales», dice el coautor Albert Kuo, Ph.D. candidato en la Escuela de Salud Pública Johns Hopkins Bloomberg. «Además, en los pulmones, la firma del envejecimiento y la firma del tabaquismo son muy diferentes, pero en otros tejidos, la firma del tabaquismo es relativamente similar a la firma del envejecimiento, lo que sugiere que la inflamación es el mecanismo principal».
Además, la investigación validó el papel clave de las mutaciones aleatorias, los errores normales que ocurren en el ADN de las células durante la replicación en el desarrollo de un cáncer.
«Cada vez que una célula se divide, tiene que duplicar su ADN «A medida que la maquinaria de duplicación y reparación copia los miles de millones de letras de las moléculas que componen nuestro ADN, se cometen errores. Se estima que ocurren entre tres y seis mutaciones en el ADN cada vez que una célula se divide», explica Tomasetti. «Una fuente importante de las mutaciones que causan cáncer parecen ser estos procesos endógenos que no tienen nada que ver con genes defectuosos genéticos o exposiciones dañinas».
A través del algoritmo, Tomasetti y su equipo determinaron que el 69 % de los Las mutaciones encontradas en pacientes con cáncer en todos los tipos de tumores se pueden atribuir a mutaciones aleatorias, lo que indica la necesidad de un mayor enfoque de esfuerzo y recursos en la detección temprana, dice.
«Si no podemos evitar el cáncer ocurra, entonces la siguiente mejor opción es encontrarlo antes de que sea demasiado tarde. Si podemos encontrar un cáncer en una etapa temprana, entonces, por lo general, se puede salvar la vida del paciente», dice.
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Los científicos recrean el daño en el ADN causado por las toxinas del tabaquismo Más información: Bahman Afsari et al. Firmas mutacionales supervisadas para la obesidad y otros factores etiológicos específicos de tejido en el cáncer, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.61082 Información de la revista: eLife
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins Cita: Los investigadores desarrollan un nuevo método para identificar firmas mutacionales en el cáncer ( 2021, 30 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-method-mutational-signatures-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.