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Un estudio genético sobre el cáncer abre la posibilidad de detectarlo antes de que aparezca

Un gran análisis realizado a 2600 pacientes que sufrían 38 tipos de tumor diferentes descubre que las primeras mutaciones causales aparecen años o décadas antes de que se diagnostique la enfermedad.

8:13 PM 2/5/2020


Una de cada tres personas sufrirán cáncer a lo largo de sus vida. Esta es una de las enfermedades más frecuentes y con mayor tasa de mortalidad en todo el mundo. Se caracteriza por el crecimiento anormal de diversas células del organismo, donde estas se dividen sin control y deterioran los tejidos corporales.

Hoy se publican los resultados del proyecto Pan-Cáncer, que analizó el genoma completo de más de 2.600 personas que sufrían 38 tipos de tumores diferentes. Es el retrato más detallado que se obtuvo hasta el momento de cómo y por qué surge cada tipo de tumor a nivel molecular y muestra el camino hacia nuevos tratamientos y métodos de diagnóstico prematuro.

Las dimensiones y la complejidad de la investigación son difíciles de imaginar. Una persona es un conjunto de 30 billones de células. Cada vez que una de ellas se divide para generar una nueva, debe copiarse el genoma completo, compuesto por 3.000 millones de letras perfectamente ordenadas y emparejadas, por ejemplo, la A con la T y la C con la G, y que es su libro de instrucciones para la vida. En ese proceso se cometen errores de copia totalmente casuales, también llamadas mutaciones. Un humano puede acumular millones de estas, la inmensa mayoría inofensivas, pero una fracción ínfima de ellas son las que pueden desencadenar el cáncer. Identificar unas y otras es fundamental para entender mejor la enfermedad y diseñar nuevos tratamientos contra ella.

El estudio puso lado a lado el genoma completo del paciente, el de su enfermedad y el de referencia, y los leyó 30 veces letra a letra para conocer todas las mutaciones que diferencian la célula de cáncer de la sana. En total se identificaron más de un billón de letras de ADN, un número superior al de galaxias que contiene el universo y al de estrellas que hay en toda la Vía Láctea. Obtener y entender esta inmensidad necesitó del esfuerzo de 1.300 científicos de 37 países y el uso de 13 supercomputadoras y centros de análisis durante unas 10 millones de horas; más de 1.100 años de computación.

La principal conclusión del trabajo es que el genomaes finito y se puede conocer. Por primera vez en la historia fue posible identificar todos los cambios genéticos que produce un tumor concreto e incluso ordenarlos cronológicamente para conocer su biografía. Este tipo de análisis permitió analizar decenas de miles de mutaciones acumuladas en las células tumorales y reconocieron entre todas ellas las que causan el tumor.

En conjunto se corroboró al menos una mutación causal para el 95 por ciento de casos analizados. De media, el cáncer necesita cinco mutaciones causales para aparecer, aunque varía mucho según su tipo. Cada una de ellas “puede ser un punto central para el desarrollo de nuevos fármacos”, resalta Peter Campbell, miembro del comité directivo del estudio.

“Lo más sorprendente es lo diferente que es el genoma del cáncer de una persona y el de otra”, afirma. “Hay miles de combinaciones diferentes que producen la enfermedad, más de 80 procesos que causan esas mutaciones; algunos se deben a causas hereditarias, otros al estilo de vida (fumar, tomar alcohol, la mala alimentación, exponerse a la luz del sol) y otras vienen por simple desgaste (el azar y la edad). Lo más interesante de este proyecto es que nos permite empezar a identificar patrones recurrentes entre toda esta enorme complejidad”, señala.

La acumulación de esas pocas mutaciones permite al cáncer crecer y evolucionar más rápido que las células sanas y es un proceso que puede tardar casi toda una vida. Aunque depende del tipo de tumor, el estudio muestra que algunas aparecen años o décadas antes de que se diagnostique la dolencia. Hay casos en los que la primera sucede durante la niñez, resalta Campbell.

Los resultados del trabajo no van a mejorar el tratamiento a corto plazo, pero el conocimiento que aportan es fundamental para la medicina de precisión, en la que los pacientes pueden recibir uno u otro tratamiento en función de su perfil genético, argumentan los responsables del proyecto.

Poder identificar una o varias mutaciones años o décadas antes de que se diagnostique el tumor abre un amplio margen de mejora, resalta Peter Van Loo, coautor de uno de los estudios del consorcio, publicados en Nature y otras revistas científicas. “Los tumores a menudo segregan ADN al torrente sanguíneo y esto podría ayudarnos a desarrollar nuevos métodos de diagnóstico temprano”, explica.

Este proyecto no solo analizó la parte del genoma que codifica proteínas, las moléculas que ejecutan la mayoría de los procesos vitales a nivel celular, y que supone solo el 2 por ciento del total, sino también el 98 por ciento restante. Los resultados muestran que hay pocas mutaciones causales ocultas fuera de ese mínimo porcentaje. “Esto confirma que nuestro conocimiento de las mutaciones es más completo de lo que muchos hubiésemos predicho”, lo que son buenas noticias, según el investigador Íñigo Martincorena, del Instituto Sanger (Reino Unido) y coautor de otro de los trabajos. Estos estudios científicos tendrán un impacto en el tratamiento en un futuro, resalta. “Se puede comparar la genómica con el invento del microscopio. Por sí mismo no se cura un cáncer, pero hoy en día no se puede entender el diagnóstico y el tratamiento de la enfermedad en hospitales sin él. Dado que esta afección es el producto de mutaciones, la genómica está teniendo y, sobre todo, va a tener un papel transformador”, añade el investigador.

El equipo de José Tubío, de la Universidad de Santiago de Compostela (España), encontró uno de los pocos e interesantes culpables del cáncer que se esconde en ese 98 por ciento. Su estudio se centró en paquetes de ADN cuyo único objetivo en la vida es producir copias de sí mismo que saltan de uno a otro lugar del genoma. Se llaman retrotransposones y se piensa que están emparentados con los retrovirus, la gran familia de patógenos a la que pertenece el virus del sida. La diferencia es que estos elementos están encerrados en el gen y no pueden infectar células nuevas, solo copiarse a sí mismos cada vez que hay división celular. Este tipo de elementos compone más del 40 por ciento de todo nuestros genes, y apenas se le conocen funciones beneficiosas, argumenta Tubío. Su equipo identificó 120 retrotransposones relacionados con el cáncer y señaló los 16 más peligrosos, que potencian tumores de alta incidencia como los de pulmón y colon, así como los de esófago y boca. “Nuestro genoma tiene un freno natural para evitar la replicación de estos elementos transponibles que se conoce como metilación. Es conocido que cuando aparece un tumor, este cambia y dispara estos elementos”.

Según los resultados más recientes, dos tercios de todos los tumores se deben al azar. El otro tercio se explica por mutaciones heredadas de los padres y por factores externos y evitables, como el estilo de vida. Uno de los factores más influyentes es el humo del tabaco. El alcohol también afecta y curiosamente todos los tumores causados por estos fragmentos de genoma transponibles son del sistema digestivo. “Nuestro equipo ya tiene casi listo un método diagnóstico para detectar este tipo de mutaciones y estamos explorando cómo frenar su expansión”, explica Tubío.

El otro mecanismo principal del cáncer oculto en el genoma oscuro son las mutaciones en el gen de la telomerasa TERT y otras regiones genéticas relacionadas con los telómeros, que controlan las capacidades de la célula para dividirse y generar hijas. Las mutaciones en este gen permiten a las células cancerígenas multiplicarse mucho más rápido que las sanas, sin frenos. En este caso se aprecia lo refinada que es la enfermedad a nivel evolutivo ya que las mutaciones que afectan a este mecanismo son más frecuentes en tejidos de crecimiento lento, donde tiene más dificultad para proliferar.

“En 2025 se habrá secuenciado el genoma de más de 60 millones de personas en centros hospitalarios”, advierte otro de los estudios publicados hoy, que pide que se cree una normativa internacional que garantice a la vez la mayor accesibilidad posible a los datos y proteja la privacidad de los afectados. Estudios anteriores con bases de datos genéticos demostraron que se puede conseguir identificar a los pacientes.

El proyecto Pan-Cáncer también confirma el potencial de la inteligencia artificial. Uno de los trabajos demuestra que un algoritmo puede aprender a identificar patrones de mutaciones inocuas en una muestra de tumores que le permiten acertar en qué órgano se produjo el tumor primario con una tasa de éxito que duplica la de los patólogos humanos.

Este trabajo pretende ser también un hito metodológico, explica Alfonso Valencia, jefe de biocomputación del Centro de Supercomputación de Barcelona. “Mostramos la forma de hacer grandes estudios genómicos del cáncer de una forma sostenible y ahora la idea es que se haga lo mismo en los hospitales y se incluyan datos clínicos de cada paciente, en especial el historial de tratamiento, para que tal vez algún día podamos conocer todas y cada una de las mutaciones”, resalta el investigador.

Por el momento, aún no saben cómo se pagará la siguiente etapa de la investigación, pero los responsables confían en que se lleve a cabo. Ivo Gut, director del Centro Nacional de Análisis Genómico, dirigió uno de los 16 grupos de trabajo del proyecto. “Este fue solo el primer paso, necesitamos por lo menos 100 veces más genomas”, resalta.

“La principal novedad de este plan es que se analiza un número muy elevado de tumores, tanto en tipos de los mismos como en número de pacientes totales analizados, lo que nos da una resolución sin precedentes”, explica Xosé Bustelo, presidente de la Asociación Española de Investigación sobre Cáncer (ASEICA).

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