Más de 60 expertos en diagnóstico citogenético de la leucemia celebran este 5 de julio un encuentro organizado por el Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, el Hospital del Mar y Bionano, donde han compartido experiencias, ideas y dudas sobre la tecnología del Mapeo Óptico del Genoma.

El Mapeo Óptico del Genoma (OGM en sus siglas en inglés) es una herramienta emergente que permite el análisis de las variantes estructurales del genoma con una resolución sin precedentes. Si los métodos clásicos, basados en la observación del patrón de bandas de cromosomas, permiten ver cambios estructurales por encima de las 5-10 megabases, esta técnica consigue identificar reordenamientos de pocas kilobases, un orden de magnitud interior.

Para conseguir esta resolución, el OGM estira físicamente fragmentos de ADN y observa los patrones con la ayuda de un sistema óptico muy potente. La clave es utilizar fragmentos que sean suficientemente largos para no perder de vista la estructura general del cromosoma, de manera que permite ver, literalmente, dónde ganan, pierden o cambian de lugar fragmentos bastante pequeños de ADN (sin llegar al nivel de la secuencia). Al no perderse la estructura general, los mapas que genera son más precisos que los obtenidos con técnicas moleculares, como la secuenciación masiva o los microarrays.

El OGM ha despertado un gran interés entre los citogenetistas, que se preguntan sobre su eficacia y si podrá reemplazar otras técnicas que se utilizan en la actualidad. Para responder todas estas cuestiones y ver su aplicación en el estudio de enfermedades hematológicas, el Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, el Hospital de Mar y la compañía Bionano han organizado este 5 de julio en el Instituto Josep Carreras una jornada donde expertos nacionales han hablado del presente y el futuro del Mapeo Óptico del Genoma.

Se trata del primer encuentro organizado en España para hablar de esta tecnología y ha reunido, tanto virtual como presencialmente desde el Instituto Josep Carreras, a más de 60 expertos nacionales en diagnóstico citogenético de la leucemia.

Según el Dr. Francesc Solé, uno de los organizadores del acto y jefe de grupo en el IJC, “El objetivo era tener una reunión muy interactiva, donde todos los asistentes pudieran dar y exponer su visión esta tecnología tan emergente”. En este sentido, explica que entre los asistentes había “profesionales que no conocían el OGM y están interesados en utilizarlo, y de esta manera han tenido la oportunidad de conocer las experiencias y opiniones de compañeros del sector que ya han podido trabajar con él”.

Además, la jornada ha contado con diferentes presentaciones de investigadores que han hablado de cómo el OGM se puede aplicar específicamente al estudio de diferentes tipos de enfermedades hematológicas, como la leucemia linfoblástica aguda de tipo T, la leucemia aguda linfoblástica pediátrica, las neoplasias mieloides o la leucemia linfática crónica.

La reunión ha abierto la puerta a debates muy interesantes y fructíferos entre los citogenetistas, que han visto y comentado las ventajas, pero también los inconvenientes, del Mapeo Óptico del Genoma. En una de las mesas redondas se ha reflexionado sobre si esta tecnología podría complementar otras metodologías como los microarrays, el análisis FISH o el Cariotipo o si incluso podría llegar a reemplazarlas.

El Mapeo Óptico del Genoma es sin duda una herramienta muy prometedora y reuniones como esta, con expertos en citogenética, son un paso muy importante para conocer hasta dónde llegarán sus posibilidades en la aplicación clínica.

Un equipo internacional liderado por el Dr. Oscar Molina y el Dr. Pablo Menéndez, del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, identifica anomalías cromosómicas asociadas a la recaída en un subtipo frecuente de leucemia linfoblástica aguda de células B (LLA-B), una condición grave que afecta especialmente a niños. Este descubrimiento puede ayudar a identificar desde el diagnóstico aquellos pacientes que tienen un mayor riesgo de sufrir una recaída y darles tratamientos más adecuados, anticipando así la reaparición del cáncer.

El estudio, publicado en la revista especializada Molecular Oncology, confirma que la leucemia linfoblástica aguda de células B (LLA-B) con hiperdiploidía, un subtipo frecuente de LLA-B infantil, se asocia a una elevada heterogeneidad genética con dotaciones cromosómicas variables en las células leucémicas. Los resultados demuestran que las trisomías de los cromosomas 10 y 18 son marcadores de buen pronóstico, que pueden utilizarse para predecir el riesgo de recaída y decidir las estrategias de tratamiento más adecuadas para estos pacientes.

Además, la investigación también ha descubierto que la variabilidad genética clonal es la responsable de la aparición de combinaciones cromosómicas específicas que llegan a ser predominantes y demuestra que una menor heterogeneidad clonal puede utilizarse, por lo tanto, como otro marcador para predecir el riesgo de recaída en pacientes con LLA-B con hiperdiploidía.

Según los autores principales del estudio, Mireia Ramos de la Universidad Autónoma de Barcelona y Juan L. Trincado del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, el cariotipado clásico pasa por alto la elevada variabilidad genética observada, y es por ello que aconsejan utilizar otras técnicas como el iFISH y la secuenciación de single cell para ser más precisos en el diagnóstico citogenético inicial de la LLA-B infantil con alta hiperdiploidía.

La LLA-B es la neoplasia sanguínea más común en niños y tres de cada cuatro casos afectan a menores de seis años. Se caracteriza por la acumulación de progenitores de células B en la médula ósea, lo que conduce a la infraproducción de células B maduras, que son una parte esencial de nuestro sistema de defensa, así como de otros tipos de células sanguíneas. Una característica habitual de este tipo de cáncer es la presencia de ganancias o pérdidas anormales de cromosomas enteros en células leucémicas.

Cuando las ganancias son demasiado elevadas, de más de cinco cromosomas adicionales, los médicos consideran que se trata de una hiperdiploidía (la diploidía se refiere a la disposición habitual de los cromosomas, que vienen en pares en la mayoría de las células humanas). La hiperdiploidía es un marcador de buen pronóstico y los pacientes con esta característica tienden a responder con éxito al tratamiento.

Sin embargo, son bastante frecuentes las recaídas a partir de células que escapan al tratamiento, lo que significa que parte de la inestabilidad cromosómica observada en la LLA-B con hiperdiploidía podría beneficiar a las células malignas de alguna manera. Para averiguar cómo, los investigadores quisieron saber si alguna ganancia cromosómica específica estaba asociada a la aparición de clones resistentes y a una mayor probabilidad de recaída.

Se analizaron las células de 72 pacientes de LLA-B con hiperdiploidía, 62 de ellos en el momento del primer diagnóstico y 10 después de sufrir una una recaída. El análisis computacional de los datos genéticos de single cell de alta resolución de esas muestras permitió identificar, mediante técnicas frecuentemente utilizadas en los laboratorios clínicos de hematoncología, nuevos marcadores de pronóstico para mejorar la evaluación del riesgo de recaída de los pacientes. Los resultados mostraron que, mientras que los cromosomas 10 y 18 adicionales se asociaban a un buen pronóstico, la baja heterogeneidad clonal resultante de la selección de los clones “más aptos” supone un mayor riesgo de recaída y menores posibilidades de supervivencia.

En general, esta nueva investigación ofrece una nueva perspectiva sobre la LLA-B con alta hiperdiploidía y propone nuevas herramientas para que los médicos puedan comprender mejor los resultados futuros de sus pacientes y mejorar la supervivencia individual.

Investigadores del grupo de Epigenética del Cáncer del Dr. Manel Esteller del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras y la Dra. Aurora Pujol, del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), han identificado una firma epigenética asociada al desarrollo del Síndrome Inflamatorio Multisistémico en Niños (MISC) que aparece tras la infección del virus SARS-CoV-2. La firma ha sido llamada EPIMISC, siguiendo la línea de los estudios previos sobre la epigenética del COVID-19 realizados por el mismo equipo.

La infección por el virus SARS-CoV-2 y el desarrollo de la enfermedad COVID-19 han supuesto un grave problema de salud, social y económico en los dos últimos años. La masiva implementación de vacunas ha permitido cierta recuperación de la normalidad, pero aún quedan muchas preguntas sin contestar. Uno de los enigmas de la infección por el virus ha sido la notable resistencia de los niños a padecer una COVID-19 grave. Sin embargo, un pequeño porcentaje de la población pediátrica afectada por el virus experimentó una patología grave denominada Síndrome Inflamatorio Multisistémico en Niños (MISC), también conocida como Síndrome Inflamatorio Multisistémico Pediátrico (PIMS), que requiere el ingreso en la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) en el 60% de los casos.

En el MISC diferentes partes del cuerpo pueden inflamarse, entre ellas el corazón, los pulmones, los riñones, el cerebro, la piel, los ojos o los órganos gastrointestinales. Se desconocen los factores asociados a la aparición de MISC más allá de la presencia del virus.

En un artículo que fue publicado recientemente en EClinicalMedicine, la revista hermana de The Lancet para hallazgos clínicos de comunicación rápida, por el grupo del Dr. Manel Esteller, Director del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, profesor de Investigación ICREA y catedrático de Genética en la Universidad de Barcelona y la Dra. Aurora Pujol, también profesora ICREA, jefa del Grupo de Enfermedades Neurometabólicas del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y miembro de la Red de Enfermedades Raras (CIBERER), demuestra que existen cambios epigenéticos ligados al desencadenamiento de MISC, al menos en el grupo de la cohorte estudiado.

“La enfermedad COVID-19 en adultos se caracteriza por la dificultad en respirar, mientras que este síndrome infrecuente asociado al mismo virus en niños afecta a muchos más órganos y puede tener consecuencias severas. Como se desconocían las bases del mismo, decididimos comparar el epigenoma de niños sanos, niños con COVID-19 sin MISC y niños con COVID-19 que experimentaron MISC”, explica Dr. Esteller en relación con el artículo de la revista EClinicalMedicine y añade "encontramos que el MISC se caracteriza por una desregulación específica de la programación celular epigenética que conduce a un cuadro de hiperinflamación que puede dañar a los tejidos”.

Los resultados del estudio, firmado por la Dra. Verónica Dávalos y Carlos A. García-Prieto, mostraron que había genes específicos afectados en los pacientes, como los asociados a la activación de los linfocitos T, las células natural killer, el reconocimiento de antígenos y la coagulación. Este patrón de desregulación epigenética también se observó en el síndrome de Kawasaki, otra enfermedad inflamatoria que alcanzó su punto álgido en 2009 y que posiblemente esté relacionada con la infección por el virus de la gripe A H1N1.

Curiosamente, dos de los 33 eventos de metilación del ADN que definen la firma EPIMISC son también característicos en adultos sin comorbilidades que desarrollan la enfermedad grave de COVID-19, como se definió previamente en la firma EPICOVID encontrada por el mismo equipo el año pasado. Este hecho confirma que ambos procesos, el MISC en niños y el Síndrome de dificultad respiratoria aguda en adultos, son complicaciones inflamatorias posinfecciosas y podrían ser tratadas de forma diferente a la fase inicial de la infección viral. En este sentido, los investigadores plantean la hipótesis de que la inhibición farmacológica del gen CUL2, un mediador de la inflamación, podría ser útil para los pacientes con MISC, ya que se sabe que protege contra las respuestas hiperinflamatorias.

Se trata de una característica inusual y la Dra. Pujol señala que "es interesante ver que dos trastornos que presentan manifestaciones clínicas similares, el MISC y el Kawasaki, también comparten una firma epigenética común, que es diferente a la firma epigenética causada por otros virus, incluido el VIH". En la misma línea, el Dr. Esteller concluye que “parece que, en ambos síndromes, MISC y Kawasaki, hay una reacción exagerada del sistema inmune de los niños frente a una agresión vírica. Conocer los mecanismos de ambas enfermedades nos dará mejores herramientas para diagnosticarlas y tratarlas”.

Los investigadores del Buschbeck Lab y del IGTP están impulsando nuestra comprensión del papel de las variantes de la histona macroH2A en la progresión del cáncer y la comunicación de las células cancerosas con el sistema inmune. En un artículo de investigación publicado recientemente en la revista Cell Reports, el equipo identificó dos áreas diferentes donde las variantes de macroH2A pueden actuar cuando las células cancerosas están expuestas a citoquinas, la maquinaria de señalización inmune: la regulación de la cromatina de la expresión génica y la secreción de señalización autocrina.

El cáncer suele considerarse una enfermedad inflamatoria. Esto significa que nuestro sistema inmune reacciona a la presencia de células cancerosas para eliminarlas, reclutando la artillería pesada inmune, como los linfocitos citotóxicos o las células natural killers, en el lugar del tumor. Por el contrario, los cánceres crecen cuando sus células adquieren la capacidad de esconderse del sistema inmune.

Las citoquinas son las señales mediante las cuales las células inmunes orquestan su respuesta. Las señales iniciales las envían los macrófagos, las células inmunes residentes en los tejidos y primera línea de defensa y, entre ellas, destacan dos citoquinas: el factor de necrosis tumoral alfa (TNFa) y el interferón gamma. Más allá de reclutar otras células inmunes, las citoquinas también actúan sobre las células cancerosas, induciendo el paro del crecimiento, la senescencia y la muerte. Por tanto, es fundamental entender qué define la respuesta de las células cancerosas a las citoquinas.

Tanto el TNFa como el interferón penetran en la célula cancerosa y activan una serie de programas genéticos codificados en su ADN. Para ello, deben acceder físicamente a la información escrita en el ADN. Sin embargo, esta molécula es tan grande que debe compactarse en el núcleo de la célula. De esto se encarga una familia de proteínas llamadas histonas, que envuelven el ADN en pequeñas bolitas llamadas nucleosomas. Cuando el ADN está muy compactado es ilegible para la célula, por lo que, de rebote, las histonas también limitan la accesibilidad a la información genética. En realidad, éste es uno de los sistemas de regulación génica más utilizados en eucariotas.

El equipo de investigadores, encabezado por el Dr. David Corujo y liderado por el Dr. Marcus Buschbeck (Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras) y la Dra. Carolina Armengol (Instituto de Investigación Germans Trias i Pujol - IGTP) encontró que un grupo de histonas llamado macroH2A y sus diferentes variantes, imponen restricciones a los efectos de las citocinas. En este sentido, encontraron que las macroH2A actúan alterando los contactos de las regiones reguladoras de los genes, los promotores, con sus activadores distantes sobre el ADN, los llamados potenciadores (enhancers en inglés). Estos contactos dependen mucho del posicionamiento 3D del ADN en el núcleo.

Además, los resultados publicados, que tienen continuidad con los hallazgos anteriores del mismo grupo, muestran que las variantes de macroH2A controlan los genes implicados en la secreción celular de moléculas de señalización en respuesta a las citoquinas. Estas moléculas de señalización son responsables de la respuesta global del tejido al sistema inmune, por ejemplo, ayudando a activar los linfocitos entrantes, pudiendo afectar a las células vecinas (paracrina) así como a la propia célula secretora (autocrina). Cuando este sistema se altera, puede acabar en una situación en la que un tumor no sólo no activa las células inmunes, sino que dificulta expresamente su activación por otros medios, de forma coordinada.

La investigación del laboratorio del Dr. Buschbeck y la Dra. Armengol proporciona nuevos conocimientos sobre el impacto de las variantes de histona en la interacción de las células cancerosas con el sistema inmune. Estudios de investigación básica como éste proporcionan una visión fundamental que esperamos nos ayuden a utilizar el propio sistema inmune del paciente para combatir esta terrible enfermedad en el futuro.

Tres investigadores del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, el Dr. Francesc Solé y la Dra. Laura Palomo del grupo de Síndromes Mielodisplásicos, y la Dra. Lurdes Zamora del grupo de Neoplasias Mieloides, han participado en el consorcio internacional que ha desarrollado el nuevo índice de pronóstico molecular para los Síndromes Mielodisplásicos, el IPSS-M. Esta nueva herramienta, que se presentó en NEJM Evidence, una nueva revista del grupo editorial New England Journal of Medicine , permitirá una mejor estratificación del riesgo del paciente y por lo tanto un mejor tratamiento, adaptado a las necesidades individuales.

Los Síndromes Mielodisplásicos (SMD) son un grupo heterogéneo de neoplasias sanguíneas que pueden convertirse en Leucemias Agudas si no se tratan adecuadamente. Hasta ahora, la estratificación de los pacientes se basaba sobre todo en la observación directa en el microscopio de muestras de tejido (morfología celular y alteraciones cromosómicas) por parte de profesionales expertos, pero no se tenía en consideración la valiosa información genética tanto del paciente como de la enfermedad.

Sin embargo, en los últimos años los perfiles genéticos de los pacientes están cada vez más disponibles, sobre todo en países ricos, lo que abre la posibilidad de utilizar esta información en el ámbito clínico. Se sabe que la heterogeneidad de los SMD se debe a las diferencias genéticas de los pacientes, así como al conjunto particular de alteraciones de un determinado tumor. Es por ello que, si está disponible, es muy conveniente incorporar esta información en la evaluación de riesgo.

El Dr. Francesc Solé, que ha participado en el estudio, se muestra convencido de que "esta es la base para aplicar la secuenciación masiva de genes a los SMD, para así definir mejor su pronóstico y tratamiento" y, además, comenta que "si bien este estudio se ha centrado solo en los SMD, abrirá la puerta también a la aplicación de esta misma estrategia en otros tumores hematológicos o sólidos, en el futuro".

El equipo internacional de investigación fue coordinado por el Papaemmanuil Lab del Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSK) de Nueva York y recogió un total de 2.957 muestras de pacientes de 24 centros de 13 países. Estas muestras fueron secuenciadas por el departamento de Operaciones de Genómica Integrada del MSK y analizadas en el Papaemmanuil Lab. Se utilizaron otras 754 muestras procedentes de un consorcio japonés de SMD para confirmar la validez de los resultados iniciales.

La integración de los resultados dio lugar al nuevo IPSS-M, un nuevo sistema de estratificación de pacientes con seis grados de riesgo, de muy bajo a muy alto. En comparación con el sistema de puntuación anterior, aproximadamente 1 de cada 2 pacientes (46%) fue asignado a una categoría de riesgo diferente al utilizar el nuevo IPSS-M, lo que significa que sus recomendaciones de tratamiento también cambiaron, generalmente para mejor. Al utilizar la escala de seis grados, los médicos pueden recomendar una terapia de apoyo a los pacientes con menor riesgo, evitando la toxicidad de una quimioterapia intensiva, y una prescripción de fármacos más fuerte para los que tienen un riesgo más alto.

Los investigadores destacaron que este nuevo sistema de puntuación se crea para que pueda ser utilizado ampliamente como herramienta de diagnóstico y pronóstico, ya que las pruebas preliminares demostraron que el IPSS-M podría superar al anterior IPSS-R. Sin embargo, existe el debate de si la adopción de estándares internacionales costosos y sofisticados y que no están disponibles de forma generalizada podría dejar atrás a los pacientes de países de bajos ingresos. El Dr. Solé y la Dra. Mallo hablaron comentaron este tema el pasado mes de febrero a raíz de un artículo de opinión publicado en la revista Blood por un panel de grandes expertos en citogenética.

A pesar de estas cuestiones, es innegable que el nuevo IPSS-M tiene el potencial de revolucionar la forma en que los médicos evalúan el riesgo de que un SMD evolucione a una leucemia aguda y les ayuda a prescribir mejores terapias a sus pacientes, para ayudarles así a combatir la enfermedad con los menores efectos secundarios tóxicos posibles.