Marcadores genéticos de susceptibilidad y alteraciones somáticas en cáncer colorrectal
- Autores: María Henar Alonso Aguado
- Directores de la Tesis: Víctor Moreno Aguado (dir. tes.), Rebeca Sanz Pamplona (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Cristian Tebé (presid.), Núria Sala Serra (secret.), Jordi Camps Polo (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medicina e Investigación Traslacional por la Universidad de Barcelona
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
El Cáncer Colorrectal (CCR) es el tercer cáncer que se diagnostica con más frecuencia en todo el mundo y la cuarta causa de muerte por cáncer. El CCR es una enfermedad compleja, especialmente con respecto a las alteraciones genéticas y las interacciones con el estilo de vida, todas ellas influyentes en el desarrollo del tumor. Esta complejidad dificulta la comprensión de la susceptibilidad, la aparición y el desarrollo de la patología. La hipótesis de trabajo de esta Tesis es que el estudio de marcadores genéticos, tanto en línea germinal como en tumores y su combinación con datos de expresión génica, mediante la aplicación de metodología bioestadística y bioinformática adecuada, permitirá identificar mecanismos moleculares subyacentes en el CCR esporádico. Para ellos se han concretado tres hipótesis específicas: 1. El número de loci asociados a la susceptibilidad del CCR es muy bajo y solo el 5% de ellos se localizan en regiones codificantes. Por otro lado, el ligamiento hace que en un locus existan muchos SNPs candidatos. La exploración de relaciones significativas SNP-expresión génica (eQTL) puede identificar candidatos que tengan un papel causal en la susceptibilidad al CCR.
2. Las alteraciones en el CN tienen un papel importante en la progresión del CCR y puede venir dado por cambios asociados en la expresión génica. Genes en regiones cromosómicas repetidas estarían sobre-expresados (al haber más copias del mismo) mientras que genes localizados en regiones de pérdidas cromosómicas estarían infraexpresados (al perderse una o las dos copias). Además, debido a la naturaleza diploide de las células del microentorno tumoral, es importante tener en cuenta la proporción de estroma para cuantificar variaciones en la expresión génica que vienen dadas por CN.
Los mosaicismos somáticos son alteraciones genéticas poco frecuentes en la población. Hasta la fecha no se ha encontrado relación clara entre ningún tumor sólido y la presencia de mosaicismos somáticos, por lo cual hipotetizamos que no hay relación entre la presencia de mosaicismo y el CCR, y que solo la edad es el factor clínico asociado con estas alteraciones.
A continuación se describen los tres objetivos principales que componen esta tesis, que corresponden a cada una de las hipótesis específicas enumeradas anteriormente. Cada uno de estos tres objetivos se presentan como compendio de tres artículos científicos. Después de la descripción de cada objetivo se expone un breve resumen del artículo correspondiente: Objetivo 1: Identificación de SNPs con un posible rol causal en el desarrollo de CCR mediante la integración de datos de expresión génica y de variantes genéticas (SNPs) Caracterización de eQTL en una serie de 97 tumores de colon, su mucosa normal adyacente y 47 muestras de mucosa de colon donadas por individuos sanos. Se identificaron un total de 29.073 cis–eQTL significativos en el tejido de colon. Estas relaciones significativas contenían a 363 genes (2,4%) únicos. Aproximadamente el 27% de los cis-eQTL significativos por gen fueron localizados en zonas intragénicas, el 44% cuando solo se consideraron los cis-eQTL más significativos por gen. No hubo asociación entre la expresión génica promedio y la importancia del cis-eQTL o la proporción de varianza explicada. Se identificaron 10,665 trans-eQRTL estadísticamente significativos. Resulta que se distribuyeron predominantemente en los cromosomas 6 y 17, con una frecuencia menor en los cromosomas 2, 4 y 12. Posteriormente, se diseñó una herramienta web para explorar eQTL en tejido de colon. El navegador eQTL permite buscar un gen por su identificador “gene.symbol” para explorar los SNP cercanos como eQTL candidato, o un SNP específico, ya sea por rsID o por cromosoma / posición, para explorar si sus genotipos están asociados a la expresión de genes cercanos.Objetivo 2: Caracterización de alteraciones en el número de copias de ADN en CCR e identificación de su papel en la regulación de la expresión genética. Caracterización detallada de regiones de CNA (del inglés Copy Number Aberrations) en 97 tumores de pacientes con CCR, teniendo en cuenta el subtipo molecular y la cantidad de estroma en dichos tumores. Como resultado, se encontró que la proporción de genoma alterado osciló entre 0,04 y 26,6%. Las regiones recurrentes de CNA con ganancias fueron frecuentes en los cromosomas 7p, 8q, 13q y 20, mientras que 8p, 17p y 18 pérdidas acumuladas. Aproximadamente el 36% de los genes ubicados en las regiones CNA cambiaron su nivel de expresión. Los genes alterados mostraron enriquecimiento en vías relevantes para el CCR. Los tumores clasificados como CMS2 y CMS4 mostraron una mayor frecuencia de CNA. Más del 66% de los CNA recurrentes fueron validados en un dataset público, TCGA, cuando se analizaron con el mismo procedimiento. Objetivo 3: Identificación de regiones de mosaicismos somáticos en CCR y estudio de su asociación con el riesgo de padecer CCR.
Se identificaron un total de 81 eventos de mosaicismo (> 2Mb) en 64 de 10.253 sujetos (0,62%) (5.130 CCR y 5.123 controles sanos). El tipo de alteración más frecuente fue la UPD, que comprendía el 45% de los 81 eventos. No se encontraron diferencias con respecto al número total de eventos de mosaicismo entre casos y controles (OR = 0,85; IC del 95%: 0,52 a 1,08; valor de p = 0,52). . Se identificaron eventos de mosaicismo en todos los cromosomas excepto el cromosoma 21, siendo el cromosoma 20 el que presentó más acumulaciones. Se observó una relación significativa entre la edad y la presencia de eventos de mosaicismo. Los individuos que albergaron eventos de mosaicismo tuvieron una edad media más alta. No se encontró relación significativa con ninguna de las otras características de las pacientes evaluadas, exceptuando el consumo de suplementos de folato.
En definitiva, esta Tesis evalúa características moleculares del CCR con la ayuda de metodología y aplicaciones estadísticas rigurosas desde diferentes puntos: en el estudio de eQTL la evaluación de la significación de múltiples relaciones SNP-Gen y la creación de una aplicación web para la visualización de sus resultados; en el estudio de CNA evaluación biológica compleja con el análisis conjunto de CNA, contenido estromal y expresión génica; en el estudio de mosaicismos es tratamiento de un gran volumen de datos y selección de modelos estadísticos adecuados cuando además la proporción de eventos es poco frecuente. En conclusión, el abanico de metodología bioestadística que tenemos en la actualidad a nuestro alcance es enorme, y es herramienta importante y necesaria para que el avance científico siga su camino.
