Identificación y caracterización funcional de genes supresores de metástasis

Resumen

La metástasis es la característica más devastadora de los procesos neoplásicos, siendo responsable del 90% de las muertes relacionadas con el cáncer. Los estudios dirigidos a caracterizar las alteraciones moleculares que favorecen la difusión de células cancerosas fuera del nicho primario, han identificado una serie de eventos genéticos que contribuyen a la diseminación metastásica. Sin embargo, los procesos de regulación epigenética, alterados en prácticamente todos los tipos tumorales, permanecen poco estudiados en relación con metástasis. La metilación del ADN tiene una influencia directa sobre la transcripción génica, habiéndose descrito alteraciones en todas las vías de señalización conocidas. Es el proceso epigenético mejor caracterizado, y un gran número de estudios ha definido un catálogo en continua expansión de biomarcadores epigenéticos con potencial aplicación clínica. Perfiles bien definidos de alteraciones epigenéticas se han atribuido a tipos específicos de tumores. Asimismo, firmas basadas en cambios de metilación del ADN en genes concretos, son capaces de predecir la agresividad tumoral, la respuesta a terapia o la recidiva en diversos tipos de cánceres. En el presente estudio hemos investigado las alteraciones de metilación del ADN en la progresión tumoral, con especial énfasis en la diseminación metastásica. Para lograr esto, se estudiaron tanto en modelos in vitro como en muestras clínicas, para conocer la implicación de las alteraciones en la metilación del ADN en el fenotipo metastásico. En una primera aproximación, identificamos una molécula de adhesión celular, Cadherina-11 (CDH11), cuya inactivación epigenética en melanoma y cáncer de cabeza y cuello favorece la metástasis. Este estudio subrayó la fiabilidad de las plataformas de metilación del ADN y los modelos in vitro empleados para desenmascarar alteraciones epigenéticas clínicamente relevantes. Para profundizar en los mecanismos que conducen a la adquisición de propiedades malignas, aplicamos un enfoque similar para detectar alteraciones de metilación del ADN que contribuyen a la progresión del melanoma. Con este fin se examinaron cohortes clínicas de melanoma, y los resultados fueron cruzados con los datos de expresión génica para evaluar las implicaciones funcionales de los cambios en la metilación del ADN. Curiosamente, se demostró una gran implicación de la dinámica de metilación del ADN en la delineación del fenotipo maligno a través de la secuencia de progresión tumoral. En las etapas iniciales, la inactivación epigenética produce la pérdida de adhesión e identidad celular, que son consistentes con resultados obtenidos a partir de estudios de transcriptómica. Posteriormente, en la diseminación metastásica, la hipometilación del ADN provoca la activación aberrante de los procesos inflamatorios e inmunes que también han sido vinculados a la progresión metastásica y a mal pronóstico. Por otra parte, a partir de este estudio se identificó un conjunto de biomarcadores de metilación de ADN, potencialmente transferibles a la clínica para el diagnóstico del melanoma, el seguimiento de la progresión, y la evaluación de la supervivencia de los pacientes de forma independiente a otros factores. En conjunto, los resultados obtenidos durante esta tesis doctoral ponen de relieve la importancia de los cambios de metilación del ADN para la diseminación metastásica de las células cancerosas, y en particular para la historia natural del melanoma cutáneo. Palabras clave: Metilación ADN; Infinium; epigenética; metástasis; caderina; biomarcadores; melanoma; cáncer de cabeza y cuello