Tracing the developmental history of b-cell tumors by dna methylation
- Autores: Martí Duran Ferrer
- Directores de la Tesis: Jose Ignacio Martin Subero (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Angel Peinado Morales (presid.), Julio Delgado González (secret.), Christopher Charles Oakes (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
El ADN de nuestras células contiene la información genética necesaria para crear un ser humano. Esta información es interpretada mediante marcas epigenéticas que conllevan a la expresión diferencial y rigurosamente coordinada de los genes en cada tipo celular. Una de estas marcas es la metilación del ADN, la cual ha sido ampliamente descrita como reguladora de la expresión génica tanto en condiciones fisiológicas como en patológicas. Las primeras investigaciones en cáncer identificaron la metilación en los promotores de los genes como método alternativo a las mutaciones genéticas para silenciar los genes supresores de tumores. No obstante, estudios del genoma completo publicados en la última década han revelado que la mayoría de cambios de metilación en el ADN no están asociados a la regulación génica, y consecuentemente no tienen aparentemente un impacto funcional. Algunos de estos estudios se han centrado en la metilación del ADN durante el desarrollo normal de células B y su transformación tumoral hacia los principales tipos de neoplasias de células B. Estas investigaciones han descubierto un metiloma muy cambiante durante el desarrollo normal de células B y han proporcionado nuevos conocimientos sobre la célula de origen, los mecanismos patogénicos y los comportamientos clínicos de los tumores de célula B.
A pesar de estas investigaciones previas focalizadas en cada tumor, faltaba una visión holística del metiloma del ADN durante un programa entero de desarrollo celular normal y sus neoplasias derivadas. Esta visión holística no estaba disponible ni en células B ni en ningún otro linaje humano, y consecuentemente era el objetivo principal de esta tesis doctoral. Aprovechando tanto datos previos como generados nuevamente desgrané las fuentes de variabilidad de la metilación del ADN de las principales neoplasias de células B cubriendo el programa de maduración completo en el contexto del desarrollo entero de células B sanas. Estas neoplasias incluían la leucemia linfoblástica aguda de células B (LLA), el linfoma de células del manto (LCM) (Estudio 1), la leucemia linfocítica crónica (LLC), el linfoma difuso de células B grandes (LBDCG) y el mieloma múltiple (MM). Este enfoque integrador de más de 2,000 muestras de pacientes mostró que el metiloma humano es considerablemente más dinámico de lo concebido previamente y desveló nuevos conocimientos biológicos y clínicos (Estudio 2). Observé que los tumores de célula B presentan tanto huellas de metilación del desarrollo normal de células B sanas como aberraciones de metilación del ADN adquiridas nuevamente. Estos dos patrones de metilación del ADN permitieron la creación de una herramienta diagnostica muy precisa de 14 subtipos de tumores de célula B con diferentes abordes clínicos. En consonancia con investigaciones previas, identifiqué que la mayoría de cambios de metilación en el ADN de los pacientes ocurren en regiones silenciadas de la cromatina. Notablemente, pude relacionar este fenómeno con la historia proliferativa de las células B normales y tumorales, dónde cada división celular parecía que dejaba huellas epigenéticas en el genoma sin repercusiones transcripcionales (Estudio 3). Generalmente vi que la actividad mitótica deja simultáneamente ganancias y pérdidas de metilación en el ADN, aunque algunos tipos de tumores de célula B mostraron distintas preferencias. Basado en estos datos, creé el reloj mitótico epigenético epiCMIT considerando tanto ganancias como pérdidas de metilación en el ADN asociadas a la división celular, lo cual representa una mejora considerable respeto otros relojes mitóticos propuestos previamente. Cabe destacar que la historia proliferativa trazada por el reloj mitótico epiCMIT antes del tratamiento de los pacientes fue altamente predictiva de su futuro desenlace clínico no sólo en los tumores de células B, sino en otras neoplasias humanas. Observé que la acumulación de alteraciones genéticas con selección positiva incrementaba el epiCMIT, pero algunas de ellas en particular parecía que conferían una ventaja proliferativa mayor en las células de LLC y LCM y distinguieron pacientes con un desenlace clínico muy adverso (Estudio 4). Finalmente, comparé el reloj mitótico con otro tipo de reloj epigenético el cual predice la edad cronológica de una persona de manera muy precisa, el llamado reloj de Horvath. Curiosamente, el epiCMIT estaba fuertemente asociado con una edad epigenética muy avanzada en los tumores de célula B basada en el reloj de Horvath, sugiriendo así una posible relación entre la actividad mitótica y el envejecimiento (Estudio 3).
En conclusión, la riqueza de datos presentada en esta tesis doctoral revela la metilación del ADN como un trazador holístico del desarrollo de los tumores de célula B y proporciona nuevos conocimientos biológicos y clínicos para las neoplasias de célula B y el cáncer en general.
