Los investigadores analizaron datos de 11 tipos de cáncer, buscando patrones en las modificaciones de proteínas relacionadas con la enfermedad (Steve Gschmeissner/Science Source)
El eventos de conducción de cáncer Se refieren a aberraciones genéticas clave que impulsa el conjunto de eventos que dirige la conversión de una célula normal en una célula tumoral; sin embargo, sus mecanismos moleculares exactos siguen siendo poco conocidos. Durante las últimas dos décadas, los científicos han arrojado luz sobre las mutaciones genéticas que causan el cáncer. Más recientemente, se están centrando en proteínas comprender los eventos biológicos en las células cancerosas que conducen a la enfermedad.
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En tres nuevos estudios, Los investigadores, incluido un equipo de Instituto Broad del MIT y Harvard, datos analizados sobre proteínas, ADN, ARN, así como datos clínicos de más de 1.000 pacientes en casi una docena de tipos diferentes de cánceres. Descubrieron varias formas en que las proteínas participan en procesos importantes que son comunes en muchos tipos de enfermedades.
En un primer estudio recién publicado en Cell, los científicos se centraron en las alteraciones que ocurren en las proteínas y cambian su comportamiento, llamadas modificaciones postraduccionales (PTM). El equipo encontró modificaciones clave, como la fosforilación (adición de un grupo fosfato a cualquier otra molécula) y la acetilación (reacción que introduce un grupo acetilo en un compuesto químico) de proteínas clave, que están asociadas con varias vías bioquímicas implicadas en el cáncer.
El equipo de investigación buscó conectar las características biológicas con sus raíces genéticas para mejorar la atención al paciente (Freepik)
Un segundo artículo de Cell mostró cómo ciertas mutaciones Provocan cáncer al modificar la actividad y regulación de proteínas clave. Y el tercer estudio, publicado en Cancer Cell, describe los esfuerzos del equipo para armonizar y compartir los datos con la comunidad de investigación. Juntos, dicen los autores, los tres análisis podrían algún día ayudar a los científicos a encontrar nuevos objetivos para medicamentos contra el cáncer y predecir qué tumores podrían responder mejor al tratamiento. Los estudios son parte de un esfuerzo mayor apoyado por el Consorcio de Análisis de Tumores Proteómicos Clínicos (CPTAC) en el Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidoscuyo objetivo es integrar el análisis de genes y proteínas para conocer las bases moleculares del cáncer.
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“La mayor parte de la biología opera al nivel de las proteínas y sus modificaciones postraduccionales. Dado que las proteínas y los PTM regular tantas vías de señalización que se activan o desactivan en el cáncer, es muy importante estudiarlos”, explicó Gad Getz, coautor principal de dos de los estudios y director del Grupo de Análisis Computacional del Genoma del Cáncer y miembro del Broad Institute.
Para profundizar en la observación de proteínas, el equipo de Getz, junto con colaboradores multiinstitucionales, trabajó con la Broad Proteomics Platform, que armonizó los datos para análisis posteriores, incluidas dos de las publicaciones actuales, utilizando un proceso desarrollado por Karl Clauser, científico investigador principal. de la plataforma y coautor de los artículos.
Descubrimientos recientes en proteómica ofrecen esperanza y nuevas direcciones en la búsqueda de tratamientos eficaces (Freepik)
“El punto de partida crítico en los análisis integrados que ahora se informan es la generación de datos de proteoma y PTMome de alta calidad, a gran escala y cuantitativamente confiables en todos los tipos de tumores”, dijo Steve Carr, coautor de los estudios y director del componente principal. de la Plataforma de Proteómica. Con tales datos, estudios como estos pueden Proporcionar un recurso valioso para obtener una nueva comprensión biológica del cáncer.”.
Un análisis revolucionario
En el manuscrito centrado en las modificaciones postraduccionales (PTM), el coautor Yifat Geffen, académico postdoctoral en el laboratorio de Getz, colaboró con Proteomics Platform y otras instituciones para Analizar datos de 11 tipos de cáncer. Luego caracterizaron 33 firmas moleculares para agrupar tumores biológicamente similares. Utilizando este enfoque, el equipo descubrió patrones en las modificaciones de proteínas relacionadas con procesos relacionados con el cáncer, como la reparación del ADN. Los autores dijeron que estos patrones habrían sido indetectables en cohortes más pequeñas o al estudiar datos genómicos únicamente.
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La fosforilación, por ejemplo, es un tipo de PTM que puede indicar que una proteína está activa y por lo tanto es un posible objetivo de drogas. Los investigadores encontraron que incluso los cánceres que comparten patrones similares de mutaciones genéticas, como los cánceres de colon y endometrio que tienen alteraciones genómicas similares en un mecanismo de reparación del ADN, pueden tener diferentes patrones de fosforilación, lo que podría ayudar a explicar por qué los tumores con patrones similares de mutaciones genéticas pueden responder de manera diferente a tratamientos específicos.
Al analizar proteínas y genes, investigadores esperan encontrar nuevas dianas farmacológicas y mejorar los tratamientos existentes (Imagen ilustrativa Infobae)
Los especialistas también encontraron que los tumores con niveles reducidos de acetilación en proteínas metabólicas tenían más probabilidades de responder a la inmunoterapia. Geffen dijo que el trabajo futuro podría traducir estos hallazgos en mejores diagnósticos y tratamientos del cáncer. “La forma en que las modificaciones afectan la función de las proteínas está poco explorada”, dijo. “Este es un recurso rico y estoy entusiasmado de ver a todos sumergirse en los datos para encontrar mecanismos a los que potencialmente podamos dirigirnos con terapias”.
El segundo estudio Cell, dirigido por investigadores del Universidad de Washington en San Luis, Li Ding y Yize Li con Getz como coautor principal, utilizaron el mismo enfoque pan-cáncer para centrarse en las mutaciones impulsoras del cáncer. Los científicos saben que impulsan el desarrollo del cáncer, pero no entienden completamente los mecanismos moleculares detrás del proceso. Descubrir estas vías podría ayudar a los investigadores desarrollar medicamentos más eficaces, incluidos aquellos que funcionan para más de un tipo de cáncer.
El equipo de Ding estudió una variedad de características de más de 5.000 mutaciones conductoras, como sus frecuencias en diferentes tipos de cáncer y su impacto en el ARN, las proteínas, los complejos proteicos y los PTM. Descubrieron que ciertos cambios genéticos reconfiguran las interacciones entre proteínas. el equipo tambien pares de genes descubiertos que, cuando ambos están mutados, dan como resultado la muerte de células cancerosas y podrían ser objetivos terapéuticos prometedores.
Estudios recientes se centran en las proteínas y buscan comprender su papel en la formación y progresión de tumores (iStock)
En términos generales, los investigadores dicen que este tipo de análisis proteogenómico apenas ha comenzado a conectar las características biológicas con sus raíces genéticas, y estos conocimientos algún día podrían ayudar a mejorar la atención al paciente. Por ejemplo, los ensayos clínicos que utilizan la proteómica para estudiar muestras de tumores de pacientes antes y después del tratamiento podría revelar los mecanismos moleculares que subyacen a la resistencia a los medicamentos y apuntar hacia tratamientos combinados más efectivo.
Mientras tanto, en el tercer estudio, un equipo dirigido por Yize Li y Samuel Payne del Universidad Brigham Young, con Geffen como coautor, describe los desafíos y soluciones que encontraron los investigadores del CPTAC al integrar datos genómicos, transcriptómicos, proteómicos y clínicos de diferentes tipos de cáncer para crear un único recurso cohesivo. El equipo, que incluye el laboratorio de Getz, también proporciona varios sitios web para que los científicos interactúen con los datos y espera que sus hallazgos y directrices inspiren a otros investigadores del cáncer a utilizar un enfoque similar en sus propios estudios.
“Hay mucho más que hacer con esta información, pero lo más importante para la comunidad es el recurso que hemos creado y la disponibilidad de los datos”, dijo Getz. Esperamos que este sea un ejemplo útil de cómo otros tipos de estudios pueden integrar datos genómicos y proteómicos, y que este será un rico conjunto de antecedentes durante muchos años”, concluyó.
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Source: pagasa.edu.vn