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22 Junio 2022

Un algoritmo al estilo de Netflix construye un plano de los genomas del cáncer

Las ganancias y pérdidas de ADN son frecuentes en la enfermedad y pueden conducir a la inestabilidad cromosómica y a la aneuploidía.

Las ganancias y pérdidas de ADN son frecuentes en el cáncer y surgen como consecuencia de procesos interrelacionados de estrés de replicación, errores mitóticos, multipolaridad del huso y ciclos de rotura-fusión-puente, entre otros, que pueden conducir a la inestabilidad cromosómica y a la aneuploidía. Estas alteraciones del número de copias contribuyen a la iniciación, progresión y resistencia terapéutica del cáncer

Más allá de las alteraciones de los cromosomas individuales, también pueden producirse cambios en el número de copias genómicas a través de la duplicación del genoma completo y la cromotripsis. Estos eventos evolutivos pueden ocurrir múltiples veces con diferentes intensidades durante el desarrollo del tumor y dar lugar a genomas cancerosos altamente complejos.

Un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Nischalan Pillay, del University College London (UCL), y el Dr. Ludmil Alexandrov, de la Universidad de California en San Diego (UC San Diego), ha creado un algoritmo similar al de Netflix que puede examinar miles de líneas de datos genómicos y detectar patrones comunes en la forma en que los cromosomas se organizan y disponen. Utilizando un software llamado SigProfilerExtractor, desarrollado por el Dr. Alexandrov, el algoritmo escanea los datos de la secuenciación. 

Con el cálculo, los científicos buscaron patrones en los genomas completamente secuenciados de 9.873 pacientes con 33 tipos diferentes de cáncer. La operación matemática identificó 21 fallos comunes en la estructura y el número de cromosomas de los tumores y los clasificó en diferentes "géneros" llamados firmas de número de copias. Estas se utilizarán para crear un modelo para evaluar la agresividad del cáncer, encontrar sus puntos débiles y diseñar nuevos tratamientos.

Diecisiete firmas de número de copias se atribuyeron a fenómenos biológicos de duplicación del genoma completo, aneuploidía, pérdida de heterocigosidad, deficiencia de recombinación homóloga, cromotripsis y haploidización.  Las etiologías de cuatro firmas de número de copias siguen sin explicarse. Algunos tipos de cáncer albergan firmas de amplicones asociadas con el ADN extracromosómico, la supervivencia específica de la enfermedad y las ganancias de protooncogenes como el MDM2. En contraste con las firmas mutacionales a escala de bases, ninguna firma de número de copias se asoció con muchos factores de riesgo de cáncer exógenos conocidos. 

Los tumores en los que los cromosomas se han roto y reformado (lo que se conoce como cromotripsis) estaban asociados a los peores resultados de supervivencia.

Los científicos esperan poder perfeccionar el algoritmo para que los médicos puedan saber cómo se comportará el cáncer basándose en los rasgos genéticos que adquirió cuando empezó y a medida que crece.

Fuente bibliográfica

DOI: 10.1038/s41586-022-04738-6

Ciencia y Medicina

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