La capacidad de secuenciar el genoma de un tumor ha revolucionado el tratamiento del cáncer en los últimos 15 años, al identificar los factores causantes del cáncer a nivel molecular.

Pero comprender la diversidad genética de las células individuales de un tumor y cómo podría afectar a la progresión de la enfermedad ha seguido siendo un reto, debido a las limitaciones actuales de la secuenciación genómica.

Utilizando un método de secuenciación de una sola célula basado en gotas microfluídicas, los investigadores de la USC han secuenciado simultáneamente los genomas de cerca de 1.500 células individuales, revelando la diversidad genética que antes estaba oculta en una línea celular de melanoma bien estudiada.

El estudio, que acaba de publicarse en Nature Communications Biology, demuestra la capacidad de la secuenciación de una sola célula para revelar las posibles trayectorias evolutivas de las células cancerosas.

"Utilizamos este enfoque para examinar una línea celular de cáncer estándar, examinada miles de veces por muchos laboratorios diferentes", dijo el Dr. David Craig, co-director del Instituto de Genómica Traslacional de la Escuela de Medicina Keck de la USC y autor del estudio. "Lo que fue realmente sorprendente aquí, fue que con esta tecnología descubrimos una complejidad que no esperábamos. Esta línea en realidad se convirtió consistentemente en una mezcla de diferentes tipos de células. Reexaminando décadas de trabajo previo en esta línea - ahora con esta nueva información - tenemos nuevos conocimientos sobre la evolución de los tumores."

Actualmente, la información genética de un tumor se obtiene típicamente secuenciando millones de células tumorales juntas, en lugar de individualmente.

Si bien este método ofrece una visión amplia de la composición genética del tejido, puede pasar por alto pequeñas poblaciones de células cancerosas dentro de un tumor que son diferentes de la mayoría de las células.

Con otros enfoques que analizan el ADN de las células individuales, el proceso es laborioso, ya que lleva semanas procesar sólo unas pocas células y requiere recursos que la mayoría de los laboratorios no tienen.

Para este estudio, los investigadores utilizaron una técnica emergente llamada "perfil del número de copias de una sola célula", con novedosos métodos de análisis que integraron estos resultados con los de los métodos históricos.

"En lugar de analizar el ADN del tejido, que es el promedio de miles de células, analizamos el ADN individual de cerca de 1500 células en un solo experimento", dijo el Dr. Enrique Velázquez-Villarreal, autor principal y profesor asistente de genómica traslacional en la Escuela de Medicina Keck de la USC. "Estudiando el cáncer a esta alta resolución, podemos descubrir información que la secuenciación masiva de baja resolución falla".

Su análisis reveló al menos cuatro subpoblaciones principales de células, también conocidas como clones, que se espera que tengan, en algún momento durante la evolución de la línea de células cancerígenas, mutadas de la célula cancerígena original.

La capacidad de identificar subclones en el tejido canceroso podría proporcionar importantes conocimientos biológicos sobre cómo progresa el cáncer, cómo se propaga y por qué puede llegar a ser resistente al tratamiento.

"¿Qué pasa si hay una pequeña población de células en un tumor que ha adquirido un cambio que las hace resistentes a la terapia? Si se tomara ese tumor y se lo moliera y secuenciara, es posible que no se viera ese cambio", dijo el Dr. John Carpten, autor del estudio y codirector del Programa de Ciencias Clínicas y Traslacionales del Centro Integral de Cáncer Norris de la USC, presidente del Departamento de Genómica Traslacional de la Escuela de Medicina Keck y codirector del Instituto de Genómica Traslacional de la USC. "Si vas al nivel de una sola célula, no sólo lo ves, sino que puedes ver la población específica de células que realmente ha adquirido ese cambio. Eso podría proporcionar un acceso más temprano a la información molecular que podría ayudar a definir los enfoques de tratamiento."

Los investigadores planean compartir sus datos con la esperanza de que más investigadores del cáncer se centren en la secuenciación de una sola célula.

También están utilizando su técnica para estudiar la diversidad genética en muestras clínicas de cáncer como una forma de comprender mejor los cambios moleculares tempranos que conducen a cánceres avanzados agresivos y difíciles de tratar.

Fuente: Keck School of Medicine of USC