Pinaki Bose y su equipo emplean transcriptómica espacial para analizar la heterogeneidad en los cánceres de cabeza y cuello, como el OSCC.
Ali Alsaady
El microambiente tumoral (TME) es un intrincado ecosistema compuesto por células malignas, fibroblastos, células inmunes y células endoteliales.1 Además de esta complejidad, las células cancerosas presentes en el TME no son todas idénticas, donde surgen subpoblaciones de células malignas fenotípicamente distintas a través de modificaciones genéticas y epigenéticas. Esta heterogeneidad intratumoral tiene un efecto enorme en Progresión del cáncer, metástasis y respuesta del paciente a la terapia.destacando la necesidad de realizar más investigaciones sobre este aspecto de la biología del cáncer.2
Los científicos suelen utilizar tecnologías unicelularescomo la secuenciación de ARN o la citometría de flujo, para estudiar la heterogeneidad intratumoral.3 Sin embargo, estas técnicas requieren la disociación del tejido y, en consecuencia, no proporcionan información espacial sobre la posición de las subpoblaciones celulares dentro del tumor. En un artículo publicado recientemente Comunicaciones de la naturaleza En el artículo, los investigadores superaron esta limitación empleando técnicas de biología espacial para investigar la heterogeneidad transcripcional en el TME.4
Pinaki Bosé, investigador del cáncer de la Universidad de Calgary y autor correspondiente de este artículo, estudia los cánceres de cabeza y cuello, incluido el más común de ellos llamado carcinoma oral de células escamosas (COCE). “Casi 300.000 personas padecen [OSCC] cada año y hasta el 50 por ciento muere a causa de la enfermedad”, dijo Bose. “También es uno de los cánceres más comunes en el sur de Asia. Es el cáncer número uno en la India. Por lo tanto, es una carga de enfermedad enorme”.
Casi 300.000 personas padecen [OSCC] cada año y hasta el 50 por ciento mueren a causa de la enfermedad. … Entonces, es una carga de enfermedad enorme.
Pinaki Bose, Universidad de Calgary
Para evaluar la heterogeneidad tumoral, Bose y su equipo prepararon portaobjetos a partir de 12 muestras de tumores OSCC resecados de 10 pacientes. Luego realizaron transcriptómica espacial utilizando una técnica que secuenciaba más de 24.000 puntos individuales en cada diapositiva. Después de agrupar manchas malignas con perfiles de expresión genética similares, descubrieron que las manchas se clasificaban en tres grupos principales, cada uno con su propia ubicación geográfica única en el TME. Los investigadores identificaron los genes regulados positivamente en cada grupo y compararon esos datos con la información existente sobre la arquitectura del tumor OSCC. Concluyeron que los grupos correspondían a regiones previamente descubiertas de tumores OSCC: el núcleo del tumor (TC), la región transitoria y el borde de ataque (LE).5 Aunque los científicos han estudiado estas regiones, nunca habían sido caracterizadas de manera exhaustiva.
Luego, los investigadores evaluaron las similitudes entre las regiones TC y LE de las 12 secciones de tejido de pacientes en términos de sus perfiles transcripcionales. Descubrieron que la expresión génica estaba altamente correlacionada en la región TC y la región LE en todos los pacientes, lo que sugiere que los perfiles transcripcionales de TC y LE se conservan entre los tumores OSCC.
Debido a que los genes asociados con la invasión y la metástasis estaban regulados positivamente en la región LE, Bose y su equipo se preguntaron si existía una conexión entre este perfil transcripcional y el pronóstico del paciente. Para ello, utilizaron información del Programa Atlas del Genoma del Cáncer, un proyecto financiado con fondos públicos que perfiló molecularmente varios cánceres y analizó datos transcriptómicos y de supervivencia derivados de los mismos pacientes. Después de incluir datos de 20 tipos diferentes de cáncer en sus análisis, los investigadores encontraron que la mayoría de los pacientes con tumores que expresaban altamente la firma LE tenían resultados de supervivencia reducidos, lo que indica que este perfil podría predecir un mal pronóstico en cánceres más allá del OSCC.
Pinaki Bose y sus colegas examinaron la expresión genética en miles de puntos localizados en secciones de tejido OSCC teñidas con hematoxilina y eosina.
Mehul Kumar
“Esta fue una forma realmente única de integrar muchos trabajos diferentes que se han realizado en biología del cáncer”, dijo Kristin Beaumont, un científico genómico de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, que no participó en el estudio. “Creo que la gente ciertamente ha estudiado la función celular individual de diferentes compartimentos del tumor y la arquitectura de los tumores. Pero, en mi opinión, este estudio contribuyó a la superposición y la integración de esas direcciones particulares de investigación”.
Bose le da crédito a su talentoso equipo por sus notables hallazgos, incluidos los coautores Rohit Arora y Christian Cao, que eran estudiantes universitarios en ese momento. “Gran parte del análisis lo realizaron de forma muy independiente y fue sorprendente lo que pudimos descubrir en este estudio”, dijo Bose. Arora es ahora estudiante de doctorado en la Universidad de Harvard, mientras que Cao es estudiante de medicina en la Universidad de Toronto.
Bose planea realizar perfiles transcriptómicos espaciales de más tumores OSCC y otros tipos de cáncer para ver si puede identificar la firma LE. Además, tiene la intención de analizar más a fondo los conjuntos de datos disponibles. “Ahora hay tantos datos de transcriptómica espacial para analizar, incluido el nuestro, que ahora están en línea. Entonces, quiero integrar todos esos datos y hacer un análisis pan-cáncer y comprender más sobre los mecanismos que conducen a la invasión, metástasis, [and] evasión inmune”, explicó Bose. “Éstas son preguntas importantes y tomará mucho tiempo responderlas, pero… esperamos contribuir a esa hazaña”.
Referencias
- Tammela T, Sage J. Investigación de la heterogeneidad tumoral en modelos de ratón.. Annu Rev Cáncer Biol. 2020;4(1):99-119.
- Lawson DA, et al. Heterogeneidad tumoral y metástasis en resolución unicelular.. Biol celular natural. 2018;20(12):1349-1360.
- de Vries NL, et al. Desentrañar la complejidad del microambiente del cáncer con tecnologías genómicas y citométricas multidimensionales. Oncol frontal. 2020;10.
- Arora R, et al. La transcriptómica espacial revela arquitecturas de núcleo y borde de tumor distintas y conservadas que predicen la supervivencia y la respuesta a la terapia dirigida. comuna nacional. 2023;14(1):5029.
- Sharma M, et al. Cambios moleculares en el frente invasivo del cáncer oral.. J Oral Maxilofac Pathol JOMFP. 2013;17(2):240-247.