Genómica del Cáncer

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¿Por qué la Investigación Genómica es fundamental para el progreso contra el cáncer.

El estudio de los genomas del cáncer ha revelado anormalidades en los genes que impulsan el desarrollo y crecimiento de muchos tipos de cáncer. Este conocimiento ha mejorado nuestra comprensión de la biología del cáncer y dio lugar a nuevos métodos de diagnóstico y tratamiento de la enfermedad.

Por ejemplo, el descubrimiento de los cambios genéticos y epigenéticos que causan cáncer en los tumores ha permitido el desarrollo de terapias que se dirigen a estos cambios, así como pruebas de diagnóstico que identifican a los pacientes que pueden beneficiarse de estas terapias. Uno de estos fármacos es dirigida vemurafenib (Zelboraf®), que fue aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) en 2011 para el tratamiento de algunos pacientes con melanoma que tienen una mutación específica en el BRAF gen como se detecta mediante una prueba aprobada por la FDA .

Durante la última década, los proyectos de investigación a gran escala han comenzado a estudiar y catalogar los cambios genómicos asociados con varios tipos de cáncer. Estos esfuerzos han revelado similitudes genéticas inesperadas a través de diferentes tipos de tumores. Por ejemplo, las mutaciones en el HER2 gen (distinto del de amplificaciones de este gen, para el cual se han desarrollado terapias para la mama, esofágico, y cáncer gástrico) se han encontrado en un número de cánceres, incluyendo cáncer de mama, de vejiga, de páncreas y de ovario.

Los investigadores también han demostrado que un tipo dado de cáncer, como el de mama, pulmón y estómago, puede tener varios subtipos moleculares. Para algunos tipos de cáncer, la existencia de ciertos subtipos no había sido conocida hasta que los investigadores comenzaron a perfilar los genomas de las células tumorales.

Los resultados de estos proyectos ilustran el paisaje diverso de alteraciones genéticas en el cáncer y proporcionan una base para la comprensión de la base molecular de este grupo de enfermedades.

Oportunidades en Genómica del Cáncer de Investigación

A pesar de que un gran número de alteraciones genéticas que impulsan el desarrollo y la progresión de muchos tipos de cáncer han sido identificados a través de estudios de investigación a gran escala, algunos tipos de tumores no se han caracterizado profundamente. Las nuevas tecnologías y los conocimientos obtenidos de los estudios genómicos anteriores podrían ser utilizados para definir el conjunto completo de mutaciones del conductor y otras alteraciones en el ADN y el ARN en muchos tipos de cáncer. Los estudios que comparan la información genómica de los tumores y el tejido normal del mismo paciente permiten a los investigadores a descubrir los cambios genómicos que pueden conducir cáncer.

Otra oportunidad es ampliar el uso actual de métodos genómicos para investigar las bases moleculares de fenotipos clínicos. Este enfoque podría ayudar a los investigadores a identificar los cambios genéticos que pueden distinguir los cánceres agresivos de los indolentes, por ejemplo. Enfoques similares se podrían utilizar para estudiar la base molecular de la respuesta a una terapia dada, así como mecanismos de resistencia al tratamiento.

La gran cantidad de datos que surgen de los estudios del genoma del cáncer será cada vez más integrado con la historia clínica de los pacientes y los datos clínicos. Estos resultados integrados podrían ser utilizados para desarrollar enfoques más personalizados para el diagnóstico y tratamiento del cáncer, así como para mejorar los métodos de predicción de riesgo de cáncer, el pronóstico y respuesta al tratamiento.

Herramientas genómicas también serán esenciales para el análisis de los resultados de ensayos clínicos de medicamentos de precisión, tales como los que adelanta del NCI Red Nacional de Ensayos Clínicos .

Desafíos en la Investigación Genómica del Cáncer

Análisis exhaustivo de los genomas del cáncer ha revelado una gran cantidad de diversidad en las alteraciones genéticas que se encuentran dentro de los cánceres de un solo tipo. Por otra parte, las alteraciones genéticas recurrentes dentro de estos tipos de cáncer están implicados a menudo en sólo un pequeño porcentaje de los casos. La identificación de los cambios genéticos inician el desarrollo del cáncer y el descubrimiento de alteraciones genéticas raras que impulsan los cánceres son, por tanto, desafíos para el campo.

Otro desafío es la adquisición de muestras biológicas de alta calidad necesarias para los estudios genómicos, en particular para los tipos de tumores que no son comunes o raros, o los no tratados principalmente por cirugía.

El desarrollo de líneas celulares y modelos animales que capturan la diversidad de cáncer humano es también una necesidad insatisfecha. Modelos de los subtipos de cáncer poco comunes pueden ser inexistentes o insuficientemente representados, y no existen modelos para muchas lesiones genéticas recurrentes en el cáncer humano.

La gestión y el análisis de la enorme cantidad de datos involucrados en los estudios genómicos son retos adicionales para el campo. Esta área de investigación requiere una infraestructura eficiente y bioinformática implica cada vez más contribuciones de los datos y la experiencia de los equipos interdisciplinarios.

El papel del Instituto Nacional del Cáncer en Cáncer de Investigación Genómica

Siguiendo las bases genéticas del cáncer es una parte vital de la investigación actual del NCI. En sus programas establecidos en la investigación genómica, NCI está usando técnicas de alto rendimiento para identificar y estudiar mutaciones, grandes reordenamientos del genoma, aumentos y disminuciones en el número de copias de ADN, y modificaciones químicas de ADN, así como los cambios en la expresión de RNA y proteínas. Varios programas de investigación del NCI apoyo y los esfuerzos relacionados a traducir estos resultados en avances clínicos para los pacientes.

Centro de Genómica del Cáncer (CCG)

Reconociendo la importancia de la genómica para mejorar nuestra comprensión del cáncer y cómo tratarla, NCI estableció el Centro de Genómica del Cáncer (CCG) para desarrollar herramientas genómicas y aplicarlos a la meta de mejorar el diagnóstico y tratamiento de pacientes con cáncer. Por ejemplo, a través de la CCG, el NCI está apoyando la investigación para identificar a los conductores genéticas del cáncer, para avanzar en la traducción de conocimientos genómicos a la atención clínica, y para proteger la privacidad sin obstaculizar el tratamiento o investigación.

Conductor del Cáncer Programa de Descubrimiento (CDDP)

Este programa tiene como objetivo caracterizar los eventos genéticos conductor que ocurren en 2% o más casos de adenocarcinoma de pulmón, cáncer colorrectal y cáncer de ovario. Estos casos se han extraído de los ensayos clínicos terminados y un banco biológico con información clínica a fondo, permitiendo que el programa para determinar si las características moleculares de los tumores influyeron en la respuesta al tratamiento. Mediante la secuenciación de un mayor número de casos, el CDDP tendrá el poder estadístico para descubrir los genes mutados de forma recurrente en el cáncer que pueden conducir el proceso oncogénico.

Caracterización del Genoma del Cáncer Initiative (CGCI)

Esta iniciativa desarrolla y aplica la secuenciación del ADN y otros métodos para caracterizar cambios genómicos en los tumores. El proyecto tiene como objetivo identificar vías fisiológicas que se encuentran alteradas en ciertos tipos de cáncer mediante el descubrimiento de todo el espectro de alteraciones en tumores, que podrían conducir a mejoras en el diagnóstico y tratamiento. CGCI terminó el trabajo sobre el meduloblastoma y el linfoma no Hodgkin y actualmente se está centrando en Burkitt linfoma y cánceres asociados con el VIH.

Cáncer de detección del destino y la Red de Desarrollo (CCD 2 )

CTD 2 apoya la investigación que utiliza la información de proyectos del genoma del cáncer para identificar objetivos potenciales para el desarrollo de nuevos diagnósticos y tratamientos del cáncer. La red tiene como objetivo cerrar la brecha entre los volúmenes de datos generados por los estudios de caracterización genómica y la capacidad de utilizar estos datos para desarrollar terapias contra el cáncer.

A través de sólidas colaboraciones entre redes, CTD 2 utiliza la bioinformática innovadoras y la biología funcional para extraer datos para encontrar alteraciones que potencialmente influyen en la biología del tumor, caracterizan el papel funcional de las alteraciones candidatos en los cánceres, y la identificación de nuevos enfoques que se dirigen a las alteraciones causantes ya sea directa o indirectamente. Una lista de todos los proyectos se puede encontrar en el CTD 2 Portal de Datos .

NCI Genómica de datos comunes (GDC)

La GDC es una plataforma ampliable cáncer genómico de intercambio de datos establecida por la CCG para almacenar e integrar los diversos conjuntos de datos de programas del NCI y colaboradores externos. La GDC elimina las barreras a la genómica descubrimientos reuniendo datos, por lo que los conjuntos de datos aportados compatibles entre sí, y que proporciona un portal de datos de búsqueda con herramientas de análisis. Los usuarios pueden extraer los datos de la GDC y combinarlos con datos de su propia investigación o la de terceros, lo que aumenta el poder estadístico de los estudios.

El Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA)

Los investigadores de la Red de Investigación TCGA han llevado a cabo a gran escala los estudios genómicos de más de 30 tipos de cáncer, incluyendo 10 cánceres raros. Este esfuerzo ha sido decisivo en la identificación de los conductores genómicas y descubrir subtipos moleculares en muchos cánceres diferentes. Más de 1.000 documentos han sido publicados que han utilizado este conjunto de datos robusta. TCGA es un esfuerzo conjunto por el NCI y el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.

investigadores del TCGA publicaron un análisis-tumor transversal de 12 tipos de cáncer, llamados el Análisis Pan-cáncer, que reunieron a más de 250 colaboradores de 30 instituciones para analizar el mismo conjunto de datos. Algunos de los resultados apuntan a nuevos usos de fármacos ya existentes basados ​​en dianas moleculares compartidos a través de los tipos de cáncer.

Después de haber ayudado a establecer las normas para la caracterización de las bases genómicas del cáncer de decenas a gran escala, TCGA se mueve a la siguiente fase. Un comunicado de prensa incluye una breve descripción de la historia del programa y un resumen del futuro de la genómica del cáncer dentro de la CCG.

Investigación terapéuticamente aplicable para generar tratamientos eficaces (TARGET)

Los investigadores con el programa de destino han llevado a cabo análisis genómicos de varios tipos de cáncer de la infancia, incluyendo leucemia linfoblástica aguda, leucemia mieloide aguda, tumores de riñón, neuroblastoma, y ​​osteosarcoma. Los resultados de los estudios de TARGET han señalado a nuevos usos para terapias específicas, objetivos potenciales identificados para nuevas terapias existentes, e influyó en el diseño de ensayos clínicos para niños Oncology Group (COG).

La información desarrollada por la DIANA y TCGA se almacena en la GDC y se puede acceder y analizado por toda la comunidad de investigación sobre el cáncer, incluso antes de que se han publicado informes relacionados con los datos.

Otros proyectos del NCI en Genómica del Cáncer de Investigación

Los estudios genómicos en la División de Epidemiología del Cáncer y Genética del Instituto Nacional del Cáncer (DCEG)

DCEG investigadores investigan la base biológica de variantes genéticas heredadas y adquiridas asociadas con la susceptibilidad al cáncer utilizando estudios de asociación del genoma, la secuenciación del exoma, y los estudios de genes candidatos. Su objetivo es identificar la causa genética de un cáncer específico, entender cómo los genes contribuyen a la enfermedad, y utilizar ese conocimiento para ayudar a desarrollar mejores estrategias de prevención y tratamiento.

Iniciativa de respuesta excepcional

La Iniciativa de respuesta excepcional busca explorar las bases genéticas de las respuestas positivas dramáticos en una pequeña fracción de los pacientes tratados con una terapia que normalmente no beneficia a la mayoría de los pacientes tratados con ella. Los médicos proponen los casos a la Iniciativa de respuesta excepcional de los pacientes que han sido tratados con una terapia sistémica, si el paciente estaba en un ensayo clínico o recibido atención estándar. Tumor de tejido y el tejido normal, si está disponible se someten a exoma conjunto y la secuenciación del ADN diana, así como para la secuenciación del ARN mensajero, y estos resultados se analizan a la luz del tratamiento, el paciente recibió. El proyecto es una iniciativa conjunta del Instituto Nacional del Cáncer de la División de Tratamiento y Diagnóstico del Cáncer y el CCG.

International Cancer Genome Consortium (ICGC)

ICGC investigadores están generando un catálogo de alteraciones genómicas en los tumores de 50 diferentes tipos de cáncer o subtipos de importancia clínica y social en todo el mundo. TCGA, Target y CGCI son todos miembros del ICGC.

Proyecto de Secuenciación de Ensayos Clínicos (CTSP)

CTSP aplica la ciencia genómica a los ensayos clínicos patrocinados por el NCI de la Red Nacional de Ensayos Clínicos (NCTN). Mediante el estudio de los genomas de los pacientes que se han sometido a tratamiento como parte de un ensayo NCTN, esta iniciativa busca entender por qué algunos pacientes responden bien a un tratamiento particular mientras que otros con el mismo tipo de experiencia con el cáncer progresión de la enfermedad. Los investigadores le pedirán, lo que es diferente acerca de las características genómicas de este tumor que pueden haber llevado a una mala respuesta, o para el desarrollo de resistencia a los medicamentos? Con esta información, los científicos y los médicos pueden comenzar a predecir mejor las respuestas y desarrollar estrategias para adaptar el tratamiento. CTSP es una colaboración entre el CAC y la División de Tratamiento y Diagnóstico del Cáncer (DCTD).

  • Actualizado: 17 de de febrero de, 2017

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