Desde hace más de 20 años investigadores de todo el mundo han señalado que gracias a la secuenciación del genoma humano y a las investigaciones en ingeniería genética la humanidad dará el siguiente paso hacia la medicina de precisión, mediante la cual se buscará combatir enfermedades hasta ahora incurables. Hoy en día ese pronóstico es una realidad cada vez más cercana para combatir a la enfermedad más mortífera del planeta: el cáncer.
Aún no se sabe por qué, pero el cáncer se produce en un proceso de varias etapas que transforma células normales en células tumorales que generan un tumor maligno en células, tejidos u órganos y que posteriormente se propagan con un mecanismo conocido como metástasis.
Todavía se desconocen muchos de los engranajes moleculares y fisiológicos involucrados en este padecimiento, pero estas alteraciones son el resultado de la interacción entre factores genéticos propios de cada paciente y/o agentes cancerígenos externos, de naturaleza física (radiaciones ultravioletas, radiactivas o ionizantes), química (humo del tabaco, aflatoxinas, arsénico, glifosato, etc.) y biológica (algunos virus, bacterias y parásitos). A esto hay que sumar el estilo de vida como la nutrición, alimentación, ejercicio físico, estrés y otros hábitos. Es un padecimiento multifactorial sumamente complejo.
El cáncer es la principal causa de muerte en el mundo. Tan sólo en 2018 hubo 18 millones de nuevos casos de los cuales 9.5 millones se detectaron en hombres y 8.5 millones en mujeres. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2020 cobró la vida de 10 millones de personas, el equivalente a la población de la Ciudad de México. Cinco tipos de cáncer constituyen el 50% de los casos de muerte: pulmón (1.8 millones), colorectal (916 mil), hígado (830 mil), estómago (769 mil), mama (685 mil).
El cáncer es la principal causa de muerte en el mundo. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 2019 cobró la vida de 9.6 millones de personas en un año, casi la población de la Ciudad de México. Cinco tipos de cáncer constituyen el 43% de los casos: pulmón, mama, colorectal, estómago e hígado.
Por su impacto global este mal es, sin duda, uno de los principales desafíos de la ciencia y la tecnología biomédica del siglo XXI.
El desciframiento del Genoma Humano en 2003 está permitiendo a los científicos el análisis de genomas completos de ciertos tumores y la identificación de algunos genes vinculados a distintos tipos de cáncer, ejemplo de ello es el proyecto “Atlas PanCancer” que reunió datos de información molecular y clínica a lo largo de 10 años para analizar el genoma detallado de más de 11 mil tumores causados por 33 tipos de cáncer.
Este proyecto es llevado a cabo por 150 científicos de 24 instituciones de investigación y respaldado por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH, por sus siglas en inglés) entre ellos el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) y el Instituto Nacional del Cáncer (NCI), entre otros. Este esfuerzo tan solo en 2018 generó una colección de 29 artículos científicos publicados la prestigiosa revista Cell, pero este trabajo de colaboración internacional sigue arrojando resultados que están siendo publicados en revistas científicas de todo el mundo.
De hecho, los avances y resultados de estas investigaciones están disponibles públicamente a través del programa Datos Genómicos Comunes del NCI, una plataforma de intercambio de datos que promueve la medicina de precisión en oncología. Se trata de una red de conocimiento expandible que respalda la importación y estandarización de datos genómicos y clínicos de programas de investigación de cáncer.
“Es el primer proyecto en su escala que caracteriza a nivel molecular el cáncer en una amplia gama de tipos“, afirma Carolyn Hutter, directora de la División de Ciencias del Genoma del NHGRI. “Hace 10 años ni siquiera era posible, ni mucho menos a esa escala, realizar los tipos de caracterización y análisis que se estaban proponiendo. Es un proyecto sumamente ambicioso”.
Contiene datos generados por conjuntos de información genómica del cáncer más grandes y completos que hay en el mundo, incluidos el Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA, por sus siglas en inglés) y la Investigación de Aplicación Terapéutica para Generar Terapias Efectivas contra el cáncer infantil (TARGET, por sus siglas en inglés), entre otros. Para ello, las bases de datos se han armonizado utilizando un conjunto común de fuentes bioinformáticas, para que puedan compararse directamente y para que los investigadores puedan agregar datos clínicos, genómicos y retroalimenten la información.
Jean Claude Zenklusen, director de del Programa TCGA, señala que el proyecto no solo se centró en la secuenciación del genoma del cáncer sino también en diferentes tipos de análisis de datos, como la investigación de perfiles de expresión de proteínas y genes, y su asociación con datos clínicos y de imagen.
Este ambicioso programa cuenta con un apoyo de más de $300 millones de dólares (7 mil 500 millones de pesos), una sexta parte de los fondos presuntamente desviados por el gobierno veracruzano de Javier Duarte.
Francis S. Collins, director de los Instituto Nacionales de Salud de EE. UU. (NIH), indica que este análisis proporciona a los investigadores del cáncer una comprensión sin precedentes de cómo, dónde y por qué surgen los tumores en los seres humanos, que en el futuro permitirán realizar ensayos clínicos mejor informados y tratamientos más efectivos.
El Atlas PanCancer se dividió en tres categorías: principales células de origen, procesos y vías oncogénicas.
En la primera categoría los investigadores encontraron que los tipos de tumores se agrupan en función de las células de origen, lo que permite comprender cómo el tejido que origina un tumor influye en las características del cáncer, lo cual, a su vez, podría conducir a tratamientos más específicos.
Los investigadores utilizaron una técnica llamada agrupamiento molecular que les permitió reunir los tumores en función de ciertos parámetros, como la expresión de genes, el número anormal de cromosomas en las células tumorales y las modificaciones en el ADN.
En la segunda categoría se incluyen los hallazgos en los procesos que conducen al desarrollo y la progresión del cáncer, e identificaron tres procesos oncogénicos principales: a) Mutaciones, tanto en la línea germinal (heredada) como somática (adquirida); b) La influencia del genoma y epigenoma del tumor en la expresión de genes y proteínas; y c) La interacción entre células tumorales e inmunes.
La tercera parte incorporó investigaciones realizadas sobre las alteraciones genómicas en las vías de señalización que controlan la progresión del ciclo de muerte y crecimiento de las células, así como la localización de similitudes y diferencias en estos procesos en diversos tipos de cáncer.
Todos los descubrimientos proporcionarán información sobre la vulnerabilidad de esta enfermedad, ayudarán a desarrollar nuevos tratamientos, terapias combinadas y medicina personalizada contra una amplia gama de cánceres.
en niñas y niños el cáncer se desarrolla de manera diferente ya que presentan menos mutaciones, pocas variantes estructurales, y una tasa de mutación 14 veces menor. Además, el 57% de los cánceres pediátricos son definidos por un solo gen controlador; en el 7.6% de estos casos, las mutaciones son heredadas de los padres y se presentan en todas las células del cuerpo.
Cáncer infantil
Por otro lado, cada año, aproximadamente 400 mil niños desarrollan cáncer en el mundo, de acuerdo con la OMS. El análisis genómico de algunos tipos de cáncer que afectan a niños y niñas fue publicado en dos amplios estudios en la prestigiosa revista Nature en 2018. En uno de ellos se realizó el estudio de exomas (todos los genes que codifican o producen proteínas en el ADN humano) y genomas completos de 961 cánceres en 24 tipos de tumores, incluidos los más frecuentes y clínicamente relevantes con énfasis en aquellos tumores del sistema nervioso central.
En el segundo, se caracterizaron mil 699 cánceres en 6 tipos de tejidos cancerosos, particularmente de leucemias. Entre los hallazgos más destacados se encuentra la localizaron de diferencias clave entre los genomas del cáncer de infantes y de adultos.
Con frecuencia los cánceres en los adultos implican múltiples alteraciones genéticas que, en conjunto, conducen hacia la enfermedad. Incluidas pequeñas mutaciones de una o algunas bases del ADN (adenina, timina, guanina y citosina) y cambios mayores llamados “variantes estructurales”, donde intervienen más de mil bases genéticas.
Con este estudio se pudo determinar que en niñas y niños el cáncer se desarrolla de manera diferente ya que presentan menos mutaciones, pocas variantes estructurales, y una tasa de mutación 14 veces menor. Además, el 57% de los cánceres pediátricos son definidos por un solo gen controlador; en el 7.6% de estos casos, las mutaciones son heredadas de los padres y se presentan en todas las células del cuerpo.
El proyecto fue realizado por más de una centena de científicos de Alemania, China, Estados Unidos, entre otros, y proporciona información valiosa para entender los mecanismos que dan forma a los genomas de los cánceres infantiles: Identificaron 142 genes asociados con el cáncer en pacientes pediátricos, que representan el 30% de los genes mutantes que generan el cáncer infantil y observaron que dichas mutaciones tienden a ser específicas de cada individuo, es decir, que una alteración única y específica del gen “controlador” puede promover el desarrollo del cáncer en cierto tipo de células.
Estas investigaciones son una muestra clara de cómo el desciframiento del genoma humano ayuda a cambiar la comprensión del cáncer y la manera de luchar contra él.
Con estos resultados los investigadores buscarán nuevas terapias y el desarrollo de nuevos fármacos, de hecho, este proyecto permitió conocer que la mitad de los tumores contenían mutaciones que los hacen susceptibles a tratamientos dirigidos que ya existen o que están actualmente en desarrollo.
