El 80% de les línies cel·lulars utilitzades en la investigació del càncer manté la similitud amb el seu teixit d'origen


El 7% de les 614 línies cel·lulars estudiades, s'assembla molt a un tipus de càncer diferent del qual teòricament procedeix.

El laboratori Genome Data Science de l'IRB Barcelona ha elaborat una llista de referència de 366 línies cel·lulars en què el patró genètic es correspon adequadament el tipus de tumor a què pretén emular.

El treball, publicat a la revista Science Advances, mostra que els estudis que utilitzen les línies cel·lulars de la llista de referència tenen una major taxa d'èxit.

En la investigació de el càncer, les línies cel·lulars són una eina essencial per estudiar la biologia del tumor i provar medicaments o enfocaments terapèutics. Dirigit per l'investigador ICREA Fran Supek, el laboratori Genome Data Science de l'IRB Barcelona ha avaluat 614 línies cel·lulars i ha arribat a la conclusió que només aproximadament el 60% conserva sobre manera les característiques del tumor d'origen, mentre que un altre 20% manté una certa semblança. El 18% restant difereix considerablement del tumor que suposadament representen, raó per la qual són un model menys fiable per a aquest tipus de tumor. Sorprenentment, el 7% les línies cel·lulars de càncer utilitzades en els laboratoris de tot el món es corresponen a un tipus de càncer completament diferent del que es creia originalment.

Els diferents tipus de càncer, com el càncer de còlon o de pulmó, són malalties diferents que evolucionen i es tracten de manera diferent. Les línies cel·lulars per a la recerca del càncer normalment es generen a partir d'una mostra de teixit del tumor d'un pacient. Es cultiven al laboratori i serveixen com a model d'estudi per a aquesta malaltia. Per a projectes de recerca que es dirigeixen a un tipus particular de càncer, és crucial que les cèl·lules utilitzades en el laboratori realment representin el tipus de càncer que se suposa que representen.

"Identificar les línies cel·lulars que són molt diferents del tumor d'origen és crucial perquè els experiments poden donar com a resultat falsos positius o falsos negatius", diu Supek. "Nous i prometedors medicaments contra el càncer poden seguir sense ser descoberts perquè el teixit d'origen de les línies cel·lulars no es va identificar correctament", explica.

 

Anàlisi de dades a gran escala i amb aplicació immediata

Aquesta és la primera anàlisi de dades a gran escala que considera conjuntament patrons genètics, d'expressió gènica i epigenètics de més de 600 línies cel·lulars de càncer, juntament amb 9,000 mostres de 22 tipus de tumors humans. Utilitzant mètodes de machine-learning, el laboratori Genome Data Science ha compilat una llista de 366 línies cel·lulars que es corresponen de manera fiable al tumor d'origen. Aquesta llista està disponible per a la comunitat científica, com a part de l'article publicat a la revista Science Advances.

Els investigadors també han analitzat resultats d'experiments previs, realitzats per altres laboratoris, on s'han utilitzat moltes línies cel·lulars en paral·lel. Han demostrat que, en eliminar línies cel·lulars mal classificades o utilitzar només línies cel·lulars de la llista de referència, estem en millors condicions per descobrir nous medicaments que es dirigeixen a marcadors específics. Les seves anàlisis de dades apunten a diverses molècules noves que poden mostrar activitat contra les cèl·lules de càncer pancreàtic o cerebral que tenen mutacions concretes.

"Esperem que, prioritzar les línies cel·lulars que hem seleccionat, ajudi als investigadors a obtenir resultats experimentals més fiables quan busquin nous tractaments contra el càncer", diu Supek.

 

¿Càncer d'ovari o càncer de pell?

Una de les línies cel·lulars estudiades, l'ES-2, deriva d'una mostra d'un tumor d'ovari extirpat mitjançant cirurgia a una dona de quaranta-set anys. No obstant això, els científics van observar que el patró de gens activats i silenciats que mostra aquesta cèl·lula correspon en realitat a un càncer de pell. "Vam estudiar les mutacions específiques en aquesta línia cel·lular, i vam veure que tenen una signatura mutacional causada pels raigs UV. Creiem que aquest tumor ovàric pot haver-se originat d'una metàstasi d'un càncer de pell i per això té aquestes característiques", diu Marina Salvadores, primera autora d'aquest estudi. "En total, vam identificar cinc línies cel·lulars diferents que van poder originar-se per càncer de pell en lloc dels diversos òrgans interns dels quals es pensava que provenien. Això sembla consistent amb l'alta propensió del melanoma a fer metàstasi a diversos òrgans", afegeix.

 

Marina Salvadores és estudiant de doctorat al laboratori Genome Data Science de l'IRB Barcelona i té una beca FPU. Fran Supek és professor d'investigació ICREA, cap de laboratori Genome Data Science i EMBO Young Investigator. El treball en el laboratori és finançat per l'ERC Starting Grant "HYPER-INSIGHT" i l'ajuda de l'Ministeri de Ciència i Innovació d'Espanya "RegioMut".

 

Article de referència:
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