TERAPIAS EXPERIMENTALES Y BIOMARCADORES EN CÁNCER Composición

Nombre	Cargo	Institución
Olga Vera Puente	Investigadora Principal Junior	FIBHULP
Javier de Castro Carpeño	Jefe de Sección de Oncología Profesor Asociado	Hospital Universitario La Paz Universidad Autónoma de Madrid
Ana Arauzo Cabrera	Investigadora Predoctoral	FIBHULP
Miranda Burdiel Herencia	Investigadora Predoctoral	Universidad Autónoma de Madrid
Patricia Cruz Castellanos	Facultativo Especialista de Área en Oncología Médica	Hospital Universitario La Paz
Lucía de Dios Blázquez	Bioinfórmática	FIBHULP
María Dolores Diestro Tejeda	Facultativo Especialista de Área en Ginecología y Obstetricia. Unidad de Ginecología Oncológica	Hospital Universitario La Paz
María Isabel Esteban Rodríguez	Facultativo Especialista de Área en Anatomía Patológica	Hospital Universitario La Paz
Álvaro García Guede	Investigador Predoctoral	FIBHULP
Laura Gutiérrez Sainz	Facultativo Especialista de Área en Oncología Médica	Hospital Universitario La Paz
Cristina Manguán García	Técnico de Laboratorio	IIB "Alberto Sols"
Lucía Martín Fernández	Investigadora Predoctoral	FIBHULP
Rocío Moreno Velasco	Técnico de Laboratorio	FIBHULP
Olga Pernía Arias	Investigadora Predoctoral	Universidad Autónoma de Madrid
Carlos Rodríguez Antolín	Bioinformático	FIBHULP
Rocío Rosas Alonso	Investigadora Postdoctoral (Juan Rodés)	Hospital Universitario La Paz
Julia Villamayor Sánchez	Facultativo Especialista de Área en Oncología Médica	Hospital Universitario La Paz
Paloma Nerea Yubero Delgado	Técnico Auxiliar en Enfermería	FIBHULP

Los mecanismos genéticos y epigenéticos juegan un papel importante en la progresión tumoral y el desarrollo de resistencia al tratamiento. La naturaleza dinámica de los tumores y su capacidad de adaptarse y resistir las terapias plantean desafíos críticos en la práctica clínica. En nuestra investigación, hemos empleado diversas estrategias para abordar estos desafíos. En primer lugar, nos hemos centrado en la identificación de nuevos marcadores a lo largo del curso del cáncer de pulmón, con el objetivo de descubrir indicadores cruciales de la evolución de la enfermedad. Además, hemos seguido varios enfoques para identificar dianas específicas implicadas en la respuesta a los fármacos, tratando de mejorar la eficacia del tratamiento. Nuestras investigaciones han trascendido el ámbito de la teoría, extendiéndose al ámbito de la práctica clínica a través del análisis minucioso de muestras humanas. Es a través de este examen granular que hemos desentrañado las alteraciones que ocurren a nivel individual del paciente. Además, hemos identificado con éxito cambios epigenéticos en genes supresores de tumores que están fuertemente asociados con la resistencia a los fármacos. Asimismo, hemos avanzado significativamente en la comprensión del papel de los reguladores epigenéticos en el cáncer de pulmón y el melanoma, especialmente en el contexto del estrés oxidativo. Estos hallazgos arrojan luz sobre nuevas vías para las intervenciones terapéuticas y proporcionan valiosas perspectivas sobre la compleja interacción entre los factores genéticos, epigenéticos y ambientales en la progresión y la resistencia al tratamiento del cáncer.

Mediante la aplicación de técnicas genómicas, transcriptómicas y de reactivación de la expresión, hemos avanzado significativamente en la identificación de una amplia gama de biomarcadores, incluyendo genes y microARN. Estos biomarcadores tienen un enorme potencial para el diagnóstico no invasivo del cáncer, especialmente en el contexto del cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPNM). Nuestra investigación pionera ha demostrado la eficacia de la biopsia líquida como un método fiable para detectar estos biomarcadores, ofreciendo una vía prometedora para la detección y el diagnóstico precoz del cáncer de pulmón. Además, hemos centrado nuestra atención en evaluar a los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) para establecer la presencia de cáncer de pulmón en estadio temprano. Al aprovechar estas técnicas avanzadas, hemos desentrañado con éxito las complejas alteraciones transcriptómicas a nivel de miARN que ocurren durante el establecimiento del cáncer de pulmón en los pacientes con EPOC. Estos hallazgos innovadores no solo tienen un gran potencial para mejorar la precisión y la eficiencia del diagnóstico del cáncer, sino que también abren el camino para enfoques de tratamiento personalizados que pueden mejorar potencialmente los resultados de los pacientes.

1.1- Cáncer de pulmón: En esta línea hemos identificado la metilación del promotor del gen IGFBP3, cuyo silenciamiento epigenético está relacionado con la resistencia al platino, extendiendo su validación a cohortes de pacientes con cáncer de pulmón susceptibles de beneficiarse de su uso. Además, se está probando la eficacia de este biomarcador en biopsia líquida como prueba no invasiva. Esta línea de investigación ha dado lugar a tres publicaciones concatenadas (Oncogene 2010 PMID: 20023704, Oncogene 2013 PMID: 22543588, Epigenetics 2014 PMID: 25482372) y una patente en fase de explotación conjunta con una empresa biotecnológica española que ha licenciado dicha patente. Esta patente ha pasado una Compra Pública Precomercial en el SERGAS y su validación en fases nacionales ha contado con el apoyo de dos proyectos RETOS concatenados.

2.1. Estudio en sEVs en pacientes con tumores sólidos.
2.1.1. miRNAs-EVs: Con esta línea pretendemos a través de una primera aproximación básica caracterizar y comparar el contenido proteico y de microRNAs de exosomas procedentes del secretoma de líneas celulares pareadas sensibles y resistentes de cáncer de pulmón. En el estudio traslacional del proyecto se están validando los candidatos identificados en las líneas celulares en exosomas circulantes de muestras de pacientes de cáncer de pulmón y ovario que han dando lugar a resultados diversos, por una parte se han identificado dos miRNAs candidatos con significado pronóstico en esta patología, y por otra parte se ha identificado un miRNA con posible valor universal como endógeno capaz de normalizar el valor del contenido del miRNoma exosomal, tanto de individuos sanos como en individuos con distintos tipos tumorales. Estos resultados han dado lugar una patente europea que se encuentra en fases nacionales y la obtención de un proyecto Caixa Impulse Validate para la constitución de una Spin-off, en nuestra institución centrada en el desarrollo de un primer producto RUO para la normalización del contenido exosomal en muestras de sangre humanas, además de dos manuscritos en preparación, así como la defensa de la tesis de Julia Jiménez en Julio de 2019.
2.1.2. DNA-EVs: Contamos con una patente europea que acaba de pasar a extensión PCT, y a la obtención de dos proyectos públicos competitivos, uno de ellos un proyecto tecnológico DTS20 para diagnóstico y monitorización en sangre de pacientes con glioblastomas, y un proyecto PLEC (RETOS) en colaboración con Val`deHebron para afinamiento de tecnologías de diagnóstico y seguimiento con trazadores PET. Además estos resultados han permitido la defensa en 2021 de la tesis doctoral de Rocío Rosas, miembro de nuestro equipo, que acaba de iniciar su línea independiente en Enero de 2022 como investigadora “Juan Rodés”.

2.2. miRNAs y riesgo de desarrollo de cáncer de pulmón en pacientes con EPOC.
En los últimos años, ha cobrado especial importancia el posible papel de las alteraciones epigenéticas en el desarrollo del cáncer de pulmón en pacientes con EPOC, mediadas por cambios en la actividad de diversos microARN, moléculas pequeñas de ARN no codificante (19-25 nucleótidos) con una función reguladora de la expresión génica, que inducen la degradación del ARN mensajero o inhiben su traducción. Por ello, resulta interesante plantearse si puede haber perfiles de hipermetilación de diferentes microARN que se asocien a un mayor riesgo de cáncer de pulmón en pacientes con EPOC, lo que facilitaría una adecuada selección del riesgo para los programas de cribado. Esta línea cuenta actualmente con un proyecto, que fue concedido en una convocatoria pública competitiva (PI22/001764), bajo la dirección de Olga Pernía Arias y Raúl Galera del servicio de Neumología.

2.3 Identificación de biomarcadores farmacogenéticos asociados a efiacia y toxicidad de tratamientos contra el cáncer.
La farmacogenética es el área de conocimiento que trata de identificar variantes genéticas para proporcionar información que permita conocer mejor la respuesta a los fármacos en términos de eficacia y toxicidad, contribuyendo así a la medicina personalizada de precisión. A pesar de los avances en la investigación y el desarrollo de nuevos tratamientos contra el cáncer, la eficacia y la seguridad de estos fármacos varía considerablemente entre los distintos pacientes. En este contexto, surge esta línea de investigación para comprender cómo las variaciones genéticas de los individuos pueden influir en la eficacia y toxicidad de los tratamientos oncologicos. El uso de biomarcadores farmacogenéticos es una realidad en la práctica clínica habitual y ha demostrado que mejora la eficacia y reduce los efectos secundarios de los tratamientos, lo que a su vez se traduce en una mejor calidad de vida de los pacientes y una reducción de los costes del sistema nacional de salud. Nuestro objetivo final es identificar nuevos biomarcadores farmacogenéticos que permitan una mejor selección de los tratamientos contra el cáncer para cada paciente, promoviendo así la medicina del futuro con un enfoque personalizado e individualizado. Esta línea actualmente dispone de dos proyectos obtenidos en convocatoria competitiva pública (PI22/00128) y privada (Fundación Jose Luis Castaño-SEQC) y liderados por la Dra. Rocío Rosas.

3. Estudio de los mecanismos moleculares que subyacen a la resistencia simultánea a platino en cáncer, a través de la regulación epigenética de ARNs no codificantes reguladores. En esta línea se estudian los cambios de expresión de microARNs y lncRNAs en líneas celulares humanas de CPNM y cáncer de ovario sensibles y resistentes a platino establecidas en nuestro grupo de investigación. Hemos identificando 7 microARNs cuya expresión parece estar bajo regulación epigenética. Uno de ellos bajo la regulación epigenética de su región reguladora (miRNA-7) como potencial biomarcador predictivo de respuesta a platino en cáncer de ovario en términos de supervivencia global y tiempo a la progresión. Producto del desarrollo de esta línea ha sido la publicación de un artículo en la revista (Theranostics 2017 PMID: 29158814), así como una patente que se encuentra en fase PCT. Basándonos en estos hallazgos, en el año 2016 iniciamos una colaboración con el centro oncológico MOFFITT, en Tampa (EEUU), para el estudio de los Long Non-Coding RNAs (lnc-RNAs) y su posible regulación a través de metilación del ADN en dichas líneas celulares. Con este proyecto valoramos los cambios de expresión de lncRNAs y su regulación epigenética a nivel de la metilación del ADN, caracterizando dos grupos de lncRNAs diferencialmente regulados en el desarrollo de resistencia a cisplatino, y abriendo así el camino para la identificación de nuevos. Fruto de la actividad de esta colaboración se obtuvieron resultados de gran novedad en este campo (Epigenetics PMID: 29436261 y Translational Reseach 2018, PMID: 30053382), y se mantiene la actividad investigadora centrada en la caracterización de estos noveles biomarcadores gracias a la financiación apoyada por los proyectos PI21/00145 y Caixa Impulse.

4. Identificación de nuevas dianas terapéuticas. En los últimos años también hemos identificado la regulación directa del gen MAFG a través del miR-7 en nuestros modelos experimentales. La función de MAFG se asocia a detoxificación en situación de estrés oxidativo y nuestros estudios in vitro han demostrado su implicación en la aparición de fenotipos resistentes a cisplatino. Nuestra aproximación traslacional indica que MAFG podría ser un marcador diagnóstico en pacientes con cáncer de pulmón y ovario tratados con quimioterapia basada en platinos. Esta línea ha proporcionado hasta la fecha cuatro artículos (Translational Reseach 2018, PMID: 30053382; Cell Biosci. 2019 PMID: 31406565; Arch Bronconeumol (Engl Ed). 2020.PMID: 31780284; Antioxidants (Basel).PMID: 32492865) y una patente europea que acaba de extenderse a fases nacionales en USA y Europa, que describe el uso clínico de MAFG en pacientes con cáncer de pulmón y de ovario. En la actualidad hemos abordado el estudio y uso de MAFG como diana terapéutica mediante ensayos in vitro e in vivo tras la edición del gen MAFG mediante el uso de la tecnología CRISPR/Cas9, proyecto financiado por el ISCIII (PI18/00050, P21/000145) además de extender y validar su uso con el potencial desarrollo de un kit de uso clínico gracias a la obtención de un proyecto RETOS (RTC2019-007229-1) de la convocatoria 2019 y que está en curso con la colaboración del H. Ramón y Cajal y las empresas Aptus y Atrys.

4. Identificación de biomarcadores en biopsia líquida (sEVs) en pacientes con tumores sólidos. Con esta línea pretendemos a través de una primera aproximación básica caracterizar y comparar el contenido proteico y de microRNAs de exosomas procedentes del secretoma de líneas celulares pareadas sensibles y resistentes de cáncer de pulmón. En el estudio traslacional del proyecto se están validando los candidatos identificados en las líneas celulares en exosomas circulantes de muestras de pacientes de cáncer de pulmón y ovario que han dando lugar a resultados diversos, por una parte se han identificado dos miRNAs candidatos con significado pronóstico en esta patología, y por otra parte se ha identificado un miRNA con posible valor universal como endógeno capaz de normalizar el valor del contenido del miRNoma exosomal, tanto de individuos sanos como en individuos con distintos tipos tumorales. Estos resultados han dado lugar una patente europea que se encuentra en fases nacionales y la obtención de un proyecto Caixa Impulse Validate para la constitución de una Spin-off, en nuestra institución centrada en el desarrollo de un primer producto RUO para la normalización del contenido exosomal en muestras de sangre humanas, además de dos manuscritos en preparación, así como la defensa de la tesis de Julia Jiménez en Julio de 2019.

5. Ajuste fino de técnicas de alto rendimiento disponibles para el Sistema Nacional de Salud (SNS). (NGS y Caracterización del estado de metilación del ADN). Implícito en las líneas transversales del grupo y en nuestro compromiso de apoyar la implementación en el SNS de los avances tecnológicos derivados de nuestra actividad investigadora, hemos afinado la caracterización del estado de metilación en las instalaciones de genética PAZ del ADN mediante el uso de estos nuevos aspectos del NGS aplicados al campo de la epigenética, tanto desde un enfoque global como limitado a ciertas regiones, para implementar su posible aplicabilidad asistencial en pacientes con cáncer mediante paneles personalizados en tumores sólidos incluyendo glioblastomas, mediante el uso de la tecnología Methylseq y los EPIC-arrays 850K. Asimismo, en estos años hemos afinado el uso de paneles comerciales de NGS cumpliendo estrictamente con las normativas de calidad para abordar la caracterización del perfil genético de los tumores en pacientes con cáncer de pulmón. Gracias a la incorporación a nuestro equipo como Dra Rocío Rosas, Juan Rodés desde 2022, estamos iniciando la fase de implementación hospitalaria, en la que ya hemos probado carreras con diversas plataformas de diferentes casas comerciales. Su ajuste fino permitiría su uso tanto para actividades de investigación como para su futura aplicabilidad asistencial, especialmente en la clasificación de tumores cerebrales. Esta actividad está financiada por el Grupo Español de Oncología Transversal y Tumores Huérfanos Raros (Getthi), que acaba de financiar al grupo con un proyecto competitivo para este fin. Dada la experiencia adquirida por el grupo en el uso de datos masivos, hemos podido participar en el proyecto ISIDORE de la UE y hemos comenzado el estudio de matrices bioinformáticas predictivas de respuesta al tratamiento con platino. Pretendemos combinar la información disponible en bases de datos de dominio público con información clínica relevante asociada a nuestros propios resultados experimentales (microarrays de metilación y expresión génica y microARN, secuenciación de bisulfito, RNAseq y miRNAseq) para generar una matriz predictiva de respuesta al tratamiento. Con estos modelos analíticos, pretendemos identificar “marcadores globales” que definan un perfil predictivo para el tratamiento con platino en cáncer de pulmón y ovario basado en el transcriptoma, microRNome y/o metiloma.