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El 7% de las 614 líneas celulares estudiadas, se parece mucho a un tipo de cáncer distinto del cual teóricamente procede.
El laboratorio Genome Data Science del IRB Barcelona ha elaborado una lista de referencia de 366 líneas celulares en las que el patrón genético se corresponde adecuadamente al tipo de tumor al que pretende emular.
El trabajo, publicado en la revista Science Advances, muestra que los estudios que utilizan las líneas celulares de la lista de referencia tienen una mayor tasa de éxito.
En la investigación del cáncer, las líneas celulares son una herramienta esencial para estudiar la biología del tumor y probar medicamentos o enfoques terapéuticos. Dirigido por el investigador ICREA Fran Supek, el laboratorio Genome Data Science del IRB Barcelona ha evaluado 614 líneas celulares y ha concluido que solo aproximadamente el 60% conserva en gran medida las características del tumor de origen, mientras que otro 20% mantiene cierta semejanza. El 18% restante difiere considerablemente del tumor que supuestamente representan, por lo que son un modelo menos fiable para ese tipo de tumor. Sorprendentemente, el 7% las líneas celulares de cáncer utilizadas en los laboratorios de todo el mundo se corresponden a un tipo de cáncer completamente diferente de lo que se creía originalmente.
Los diferentes tipos de cáncer, como el cáncer de colon o de pulmón, son enfermedades distintas que evolucionan y se tratan de manera diferente. Las líneas celulares para la investigación del cáncer generalmente se generan a partir de una muestra de tejido del tumor de un paciente. Se cultivan en el laboratorio y sirven como modelo de estudio para esa enfermedad. Para proyectos de investigación que se dirigen a un tipo particular de cáncer, es crucial que las células utilizadas en el laboratorio realmente representen el tipo de cáncer que se supone que representan.
"Identificar las líneas celulares que son muy diferentes al tumor de origen es crucial porque los experimentos pueden dar como resultado falsos positivos o falsos negativos", dice Supek. "Nuevos y prometedores medicamentos contra el cáncer pueden seguir sin ser descubiertos porque el tejido de origen de las líneas celulares no se identificó correctamente", explica.
Análisis de datos a gran escala y con aplicación inmediata
Este es el primer análisis de datos a gran escala que considera conjuntamente patrones genéticos, de expresión génica y epigenéticos de más de 600 líneas celulares de cáncer, junto con 9,000 muestras de 22 tipos de tumores humanos. Utilizando métodos de machine-learning, el laboratorio Genome Data Science ha compilado una lista de 366 líneas celulares que se corresponden de manera fiable al tumor de origen. Esta lista está disponible para la comunidad científica, como parte del artículo publicado en la revista Science Advances.
Los investigadores también han analizado resultados de experimentos previos, realizados por otros laboratorios, donde se han utilizado muchas líneas celulares en paralelo. Han demostrado que, al eliminar líneas celulares mal clasificadas o usar solo líneas celulares de la lista de referencia, estamos en mejores condiciones para descubrir nuevos medicamentos que se dirigen a marcadores específicos. Sus análisis de datos apuntan a varias moléculas nuevas que pueden mostrar actividad contra las células de cáncer pancreático o cerebral que tienen mutaciones concretas.
"Esperamos que, priorizar las líneas celulares que hemos seleccionado, ayude a los investigadores a obtener resultados experimentales más fiables cuando busquen nuevos tratamientos contra el cáncer", dice Supek.
¿Cáncer de ovario o cáncer de piel?
Una de las líneas celulares estudiadas, la ES-2, deriva de una muestra de un tumor de ovario extirpado mediante cirugía a una mujer de 47 años. Sin embargo, los científicos observaron que el patrón de genes activados y silenciados que muestra esta célula corresponde en realidad a un cáncer de piel. "Estudiamos las mutaciones específicas en esta línea celular, y vimos que tienen una firma mutacional causada por los rayos UV. Creemos que este tumor ovárico puede haberse originado de una metástasis de un cáncer de piel y por eso tiene estas características", dice Marina Salvadores, primera autora de este estudio. “En total, identificamos cinco líneas celulares diferentes que pudieron originarse por cáncer de piel en lugar de los diversos órganos internos de los que se pensaba que provenían. Esto parece consistente con la alta propensión del melanoma a hacer metástasis a varios órganos", añade.
Marina Salvadores es estudiante de doctorado en el laboratorio Genome Data Science del IRB Barcelona y tiene una beca FPU. Fran Supek es profesor de investigación ICREA, jefe del laboratorio Genome Data Science y EMBO Young Investigator. El trabajo en el laboratorio está financiado por la ERC Starting Grant “HYPER-INSIGHT” y la ayuda del Ministerio de Ciencia e Innovación de España "RegioMut".
Artículo de referencia:
Marina Salvadores, Francisco Fuster-Tormo & Fran Supek
Matching cell lines with cancer type and subtype of origin via mutational, epigenomic, and transcriptomic patterns
Science Advances (2020) DOI:10.1126/sciadv.aba1862
IRB Barcelona
El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para curar el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge alrededor de 400 científicos de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
