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La investigación del cáncer, readaptada para el estudio de enfermedades sanguíneas asociadas a la edad

2 Ago 22

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  • El laboratorio de Genómica Biomédica del IRB Barcelona ha identificado 64 genes que impulsan la hematopoyesis clonal, una condición que se asocia a diversas enfermedades cardiovasculares.
  • Los investigadores han trabajado con datos de 12.000 pacientes oncológicos sobre los que han aplicado un innovador enfoque basado en la "identificación invertida de mutaciones" para detectar mutaciones somáticas en la sangre.
  • Posteriormente, emplearon métodos de genómica del cáncer para identificar genes bajo selección positiva y descubrir los conductores de la hematopoyesis clonal.
  • Los resultados han sido publicados en la revista Nature Communications.

La hematopoyesis clonal es un proceso biológico en el que  células madre hematopoyéticas (población que da lugar a una amplia variedad de tipos de células sanguíneas) adquieren una mutación ventajosa y proliferan con más rapidez que las células que las rodean, superándolas en número.

La hematopoyesis clonal se diagnostica cuando dicha mutación está presente en el 2% de todas las células sanguíneas de un individuo determinado. Las mutaciones ventajosas que impulsa la hematopoyesis clonal están sujetas a selección positiva, al igual que las mutaciones en los genes de cáncer que son responsables de la malignización de las células.
Liderados por la Profesora de Investigación ICREA Dra. Núria López-Bigas, los investigadores del laboratorio de Genómica Biomédica del IRB Barcelona han utilizado herramientas computacionales que en un principio fueron diseñadas en el contexto de la genómica del cáncer para identificar los genes que impulsan la hematopoyesis clonal.
La base de esta estrategia recae en el hecho de que, tanto el desarrollo del cáncer como el de la hematopoyesis clonal, se caracterizan por una selección positiva de mutaciones ventajosas y que, por tanto, si se adaptan adecuadamente las herramientas y los conjuntos de datos que se emplean para identificar los genes conductores del cáncer, también podrían servir para avanzar en la investigación de la hematopoyesis clonal.
En primer lugar, para identificar las mutaciones somáticas de las células sanguíneas, los investigadores invirtieron la metodología utilizada en la identificación de mutaciones somáticas en tumores, en la que el genoma de las células sanguíneas de pacientes oncológicos se usa como referencia para identificar las mutaciones somáticas en las muestras tumorales.
En cambio, los investigadores llevaron a cabo una “identificación invertida” (es decir, utilizaron los genomas tumorales como referencia para identificar las mutaciones somáticas presentes en el genoma de las células sanguíneas, que se habían expandido debido a la hematopoyesis clonal). Mediante la aplicación de la plataforma Integrative OncoGenomics (IntOGen), desarrollada por el mismo grupo, posteriomente emplearon esas mutaciones somáticas sanguíneas para identificar los genes bajo selección positiva en la hematopoyesis clonal.
La hematopoyesis clonal se descubrió hace más de 60 años, pero aún falta identificar la totalidad de los genes con capacidad para impulsar este trastorno mediante mutaciones. “En este trabajo proponemos un nuevo enfoque que podría conducir a la identificación del compendio de los genes conductores de la hematopoyesis clonal, lo que supondría una mejora en nuestro modo de entender los mecanismos subyacentes y que podría contribuir a la detección temprana de esta condición en la población”, explica el Dr. Abel. González-Pérez, investigador asociado del IRB Barcelona que ha codirigido el proyecto junto con la Dra. López-Bigas.

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La hematopoyesis clonal como problema de salud global
 
La hematopoyesis clonal es un proceso que está estrechamente relacionado con el envejecimiento. Además, los pacientes oncológicos que han recibido tratamiento de quimioterapia tienen más probabilidades de desarrollar esta condición.
 
“En trabajos anteriores estudiamos la evolución de las células sanguíneas que se encuentran expuestas a tratamientos oncológicos y observamos cómo, aunque el inicio de la hematopoyesis clonal se produjera antes de la exposición a la quimioterapia, el tratamiento favorecía este proceso”, explica el Dr. Oriol Pich, primer autor del estudio, alumni del IRB Barcelona y actualmente investigador postdoctoral en el Francis Crick Institute, en Londres.

A pesar de no ser propiamente una enfermedad, la hematopoyesis clonal aumenta la probabilidad de desarrollar neoplasias malignas en la sangre, así como futuras afecciones cardiovasculares. Por lo tanto, su detección temprana es esencial para un adecuado seguimiento y manejo clínico tempranos de las complicaciones relacionadas.

El laboratorio de Genómica Biomédica participa ahora en dos proyectos de investigación en los que se evalúa el impacto de la hematopoyesis clonal en la población sana (en concreto, en lo que respecta a la aterosclerosis y el infarto de miocardio).

Este estudio ha sido posible gracias a los pacientes (y a sus familias) que donaron muestras para la investigación científica, y a los investigadores de genómica del cáncer que las analizaron laboriosamente y depositaron sus secuencias en el dominio público. Este trabajo involucró a tres grupos específicos de donantes, aportados por TCGA, la Fundación Médica Hartwig y MSK-IMPACT, respectivamente. El estudio recibió financiación del European Research Council, el Ministerio de Ciencia y la Asociación Española del Cáncer (AECC).

 

Artículo relacionado:
Discovering the drivers of clonal hematopoiesis
Oriol Pich, Iker Reyes-Salazar, Abel Gonzalez-Perez & Nuria Lopez-Bigas
Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-022-31878-0

 

IRB Barcelona

El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para ofrecer soluciones pioneras a necesidades médicas no resueltas en 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 a alrededor de 400 trabajadores 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).