Dissenyen una nova eina bioinformàtica per identificar les alteracions cromosòmiques en cèl·lules tumorals

Un equip de la Universitat de Barcelona (UB) i l'IRB Barcelona ha dissenyat una nova eina bioinformàtica per facilitar la identificació de les alteracions cromosòmiques que són característiques de les cèl·lules tumorals. Aquest nou sistema de detecció, conegut com a QATS, és una eina computacional de processament d’imatges biològiques que contribuirà a millorar la recerca i la classificació dels tumors gràcies a la capacitat que té per identificar i quantificar automàticament fenotips associats a la inestabilitat dels cromosomes en el nucli de les cèl·lules tumorals.

El treball, publicat a la revista Bioinformatics, està signat per la professora Dra. Caroline Mauvezin, de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la UB i l’IDIBELL, i l’investigador Dr. Carles Pons, membre de l’IRB Barcelona.

Identificar canvis cromosòmics en cèl·lules tumorals

La inestabilitat cromosòmica és molt freqüent en tumors sòlids i està vinculada tant a l’inici com a la progressió del càncer, així com a la metàstasi de les cèl·lules tumorals. Aquest fenomen, causat pels canvis en el nombre i l’estructura dels cromosomes durant la divisió cel·lular, pot induir canvis en l’ADN i afectar també tota la maquinària cel·lular. A més, la inestabilitat cromosòmica no només afavoreix l’origen i la progressió del tumor, sinó que també potencia l’heterogeneïtat intratumoral i la resistència als tractaments antitumorals.

Les cèl·lules tumorals són capaces de sobreviure amb alts nivells d’inestabilitat cromosòmica. La nova eina QATS (QuAntification of Toroidal nuclei in biological imageS) és un sistema predictor que ajudarà a identificar i quantificar automàticament els nuclis toroidals —uns nous biomarcadors de la inestabilitat cromosòmica— en imatges biològiques. 

«Els nuclis toroidals són fenotípicament diferents dels nuclis normals, ja que presenten una forma d’anell i un buit que conté material citosòlic. En l’àmbit de la recerca, recentment han estat caracteritzats com a biomarcadors importants de la inestabilitat cromosòmica i representen una via innovadora per comprendre i combatre el càncer», detalla la Dra. Caroline Mauvezin, del Departament de Biomedicina de la UB. «Tradicionalment, el nivell d’inestabilitat cromosòmica en cèl·lules canceroses només s’avaluava mitjançant la quantificació de micronuclis, que són estructures irregulars derivades del nucli cel·lular que poden contenir cromosomes o fragments cromosòmics», afegeix la investigadora. 

«Per tant, integrar l’estratègia per avaluar els nuclis toroidals en la recerca i la pràctica clínica té un potencial immens per a l’estratificació dels tumors i el disseny de tractaments específics per als pacients», explica el Dr. Carles Pons, investigador associat del Laboratori de Bioinformàtica Estructural i Biologia de Xarxes de l'IRB Barcelona.

Actualment, el sistema QATS ha demostrat l’eficàcia per identificar i quantificar els nuclis toroidals en estudis preclínics de línies cel·lulars canceroses. «Amb vista al futur, l’aplicació de QATS en escenaris biològics més complexos —mostres de teixits humans de biòpsies de pacients— representarà un gran avenç per a les comunitats científica i mèdica per millorar el diagnòstic i els tractaments del càncer en els pacients», clouen els autors.

El programa QATS es pot descarregar gratuïtament des de la pàgina
 www.toroidalnucleus.org

Reference article:
QATS: An ImageJ plugin for the quantification of toroidal nuclei in biological images
Carles Pons & Caroline Mauvezin
Bioinformatics (2024) DOI: 10.1093/bioinformatics/btae026.