Identificación de nuevas alteraciones genéticas y funcionales en los síndromes mielodisplásicos de bajo riesgo a través del estudio combinado del genoma, epigenoma y transcriptoma

Resumen

Los SMD son un grupo de enfermedades clonales que se caracterizan por una hematopoyesis displásica, que da lugar a una maduración anómala que se manifiesta con citopenias en sangre periférica. Los SMD con pequeña población de blastos y cariotipo normal son, a veces, difíciles de separar de la normalidad, y por lo tanto, son difíciles de diagnosticar. En esta tesis doctoral, hemos tratado de profundizar en el conocimiento de la biología de los SMD de bajo riesgo a través del estudio del transcriptoma, del genoma y del metiloma con el fin de averiguar si otras características, diferentes a las morfológicas y citogenéticas, podrían ayudar a su identificación. Para ello, hemos utilizado metodologías nuevas tales como los microarrays o la secuenciación masiva en el estudio de estas enfermedades. El análisis integrado del perfil de metilación y del perfil de expresión reveló que el 66,7% de los genes hiper-metilados estan infraexpresados en los SMD de bajo riesgo. El estudio identificó genes con la expresión inactivada que participan en la desregulación de vías relacionadas con el desarrollo de los SMD. Dos genes clave para la apoptosis (BCL2 y ETS1) fueron identificados como genes silenciados por metilación. Además, la respuesta inmune y la biogénesis de los miRNA se ven afectados por la hiper-metilación e infraexpresión de IL27RA y DICER1. Nuestro análisis integrado reveló que la regulación epigenética aberrante es un sello distintivo de los SMD de bajo riesgo y podría desempeñar un papel central en estas enfermedades. Por otra parte, fuimos capaces de identificar un conjunto de genes diferencialmente expresados relacionados con la angiogénesis en los SMD. Este hallazgo nos llevó a un estudio más detallado del proceso a través de un análisis combinado en la médula ósea (MO) de los niveles de expresión génica y de los niveles solubles de factores relacionados con la angiogénesis así como a través de estudios funcionales. Nuestros resultados sugieren que los pacientes con CRDM muestran una pérdida del equilibrio entre los factores pro y anti-angiogénicos. De hecho, estos pacientes muestran altos niveles de expresión de factores pro-angiogénicos tales como VEGF, HIF1, y FN1 en células mononucleadas de MO. Sin embargo, este grupo de SMD muestra una baja expresión del factor pro-angiogénico ENG, altos niveles de factores con propiedades anti-angiogénicas (sENG y sFLT-1) en el microambiente de la médula, disminución de sVEGF y una formación de vasos más reducida por parte de dos líneas celulares endoteliales. Los estudios funcionales en SMD de bajo riesgo demostraron una angiogénesis aberrante en pacientes con CRDM que podría estar relacionada con ENG. Finalmente, observamos un perfil de expresión diferencial en el subgrupo de ARSA que fue la base de un análisis global de mutaciones en el que los genes que participan en el metabolismo del hierro y mitocondrial jugaron un papel fundamental. Así los genes SL25A37, SLC25A38 y ALAD están sobreexpresados en pacientes con ARSA. SLC25A38 presentó mutaciones en un caso con RCUD y en un paciente con anemia sideroblástica congénita. Además se encontraron dos variantes no descritas en el gen ALAD en dos pacientes con ARSA. La desregulación de los genes implicados en el metabolismo del hierro y mitocondrial ofrece nuevas perspectivas en el conocimiento de los SMD con sideroblastos en anillo. Además, las nuevas variantes identificadas en el gen ALAD podrían jugar un papel en la predisposición a la enfermedad. En resumen, la investigación llevada a cabo durante el desarrollo de esta tesis doctoral a través de un análisis global (transcriptoma, metiloma, genoma) ha permitido identificar alteraciones que proporcionan nueva información sobre la patogénesis de los SMD de bajo riesgo y puede tener relevancia clínica para la enfermedad. Tomados en conjunto, los genes descritos en esta tesis podrían considerarse como marcadores de diagnóstico e incluso, en algunos casos, como potenciales dianas terapéuticas en el futuro.