Un nuevo estudio aprovecha las firmas epigenéticas características de los tumores infantiles para detectar, clasificar y controlar la enfermedad.

Los científicos analizaron fragmentos cortos de ADN tumoral que circulan por la sangre.

Estos análisis de "biopsia líquida" explotan el paisaje epigenético único de los tumores óseos y no dependen de ninguna alteración genética, que son raras en los cánceres infantiles.

Este enfoque promete mejorar los diagnósticos personalizados y, posiblemente, las futuras terapias de tumores infantiles como el sarcoma de Ewing.

El estudio se ha publicado en Nature Communications.

Un estudio dirigido por científicos del Instituto de Investigación del Cáncer Infantil St. Anna (CCRI) en colaboración con el Centro de Investigación de Medicina Molecular CeMM de la Academia Austriaca de Ciencias proporciona un método innovador para el análisis de "biopsias líquidas" de tumores infantiles.

Este método aprovecha los patrones de fragmentación de los pequeños fragmentos de ADN que los tumores filtran al torrente sanguíneo, que reflejan la firma epigenética única de muchos cánceres infantiles.

Centrándose en el sarcoma de Ewing, un tumor óseo infantil y de adultos jóvenes con necesidades clínicas insatisfechas, el equipo dirigido por la doctora Eleni Tomazou, del CCRI de Santa Ana, demuestra la utilidad del método para la clasificación y el seguimiento de los tumores, lo que permite una estrecha vigilancia de la terapia del cáncer sin necesidad de realizar biopsias tumorales muy invasivas.

En los tumores, las células cancerosas se dividen constantemente, y algunas de ellas mueren en el proceso.

Estas células suelen liberar su ADN en el torrente sanguíneo, donde circula y puede analizarse mediante métodos genómicos como la secuenciación de ADN de alto rendimiento. Estos análisis, denominados "biopsias líquidas", constituyen una alternativa mínimamente invasiva a las biopsias tumorales convencionales, que suelen requerir cirugía, y son muy prometedores para las terapias personalizadas.

Por ejemplo, se puede comprobar con frecuencia si hay cambios moleculares en el tumor. Sin embargo, el uso de la biopsia líquida para los cánceres infantiles se ha visto obstaculizado hasta ahora por el hecho de que muchos tumores infantiles presentan pocas alteraciones genéticas detectables en el ADN aislado del plasma sanguíneo.

Aprovechamiento de los patrones epigenéticos específicos de los tumores

El ADN libre de células tumorales moribundas circula en la sangre en forma de pequeños fragmentos.

Su tamaño no es aleatorio ni está determinado únicamente por la secuencia del ADN. Más bien refleja cómo se empaqueta el ADN dentro de las células cancerosas, y está influenciado por la estructura de la cromatina (es decir, el complejo de ADN, proteínas y ARN) y los perfiles epigenéticos de estas células.

Esto es muy relevante porque los patrones epigenéticos -a veces denominados el "segundo código" del genoma- son característicamente diferentes para los distintos tipos de células del cuerpo humano.

Los mecanismos epigenéticos conducen a cambios en la función de los genes que no se basan en cambios en la secuencia del ADN, sino que se transmiten a las células hijas.

El análisis de los patrones de fragmentación del ADN libre de células ofrece una oportunidad única para conocer la regulación epigenética en el interior del tumor sin tener que extirpar quirúrgicamente las células tumorales ni saber siquiera si existe un tumor y en qué parte del cuerpo.

"Anteriormente identificamos firmas epigenéticas únicas del sarcoma de Ewing.

Pensamos que estas firmas epigenéticas características deberían conservarse en los patrones de fragmentación del ADN derivado del tumor que circula en la sangre. Esto nos proporcionaría un marcador muy necesario para el diagnóstico precoz y la clasificación de los tumores mediante el concepto de biopsia líquida", explica el Dr. Tomazou, investigador principal del grupo de medicina de precisión basada en el epigenoma del CCRI St.

El aprendizaje automático aumenta la sensibilidad

El nuevo estudio compara varias métricas para analizar la fragmentación del ADN libre de células y presenta el algoritmo LIQUORICE para detectar el ADN tumoral circulante a partir de firmas de cromatina específicas del cáncer.

Los científicos utilizaron clasificadores de aprendizaje automático para distinguir entre pacientes con cáncer y personas sanas, así como entre distintos tipos de sarcomas pediátricos. "Al alimentar estos algoritmos de aprendizaje automático con nuestros amplios datos de secuenciación del genoma completo del ADN derivado del tumor en el torrente sanguíneo, el análisis se vuelve muy sensible y en muchos casos supera los análisis genéticos convencionales", afirma la Dra. Tomazou.

Cuando se le pregunta por las posibles aplicaciones, explica: "Nuestro ensayo funciona bien, estamos muy ilusionados. Sin embargo, será necesaria una mayor validación antes de que pueda formar parte de los diagnósticos clínicos rutinarios".

Según los científicos, su método podría utilizarse para el diagnóstico mínimamente invasivo y, además, como marcador de pronóstico, para controlar qué paciente responde a la terapia. Además, podría servir como marcador predictivo durante la terapia neoadyuvante (es decir, la quimioterapia antes de la cirugía), permitiendo potencialmente ajustar la dosis según la respuesta al tratamiento.

"Ahora mismo, la mayoría de los pacientes reciben dosis muy altas de quimioterapia, mientras que algunos pueden curarse ya con una terapia menos severa, lo que reduciría su riesgo de padecer otros cánceres más adelante. Existe una necesidad médica real de realizar ensayos clínicos adaptativos y de personalizar el tratamiento de los tumores óseos en los niños."

Fuente: Instituto de Investigación del Cáncer Infantil Santa Ana