Análisis de la implicación de los ARN largos no codificantes y el complejo SWI/SNF en cáncer

Abstract

A pesar de los avances médicos que se han producido en las últimas décadas en cuanto a prevención, diagnóstico y terapia, la incidencia del cáncer y sus tasas de mortalidad continúan siendo elevadas a nivel mundial. En la actualidad, el campo de la genómica y la bioinformática están experimentando un período de marcado crecimiento en la investigación de esta patología. El objetivo fundamental que persiguen estas disciplinas consiste en el esclarecimiento de los mecanismos moleculares subyacentes del desarrollo tumoral, así como la aplicación práctica de tales descubrimientos en el ámbito clínico, con el propósito de mejorar el proceso de diagnóstico, el pronóstico y el tratamiento del cáncer. Específicamente, el cáncer es la principal causa de muerte infantil relacionada con enfermedades, siendo la leucemia linfoblástica aguda la neoplasia hematológica con mayor incidencia. Aunque se ha alcanzado una tasa de cura elevada con la mejora de la quimioterapia, aquellos pacientes pediátricos que no responden al tratamiento aún siguen representando una de las principales causas de muerte infantil. Hasta ahora, numerosos estudios han identificado alteraciones genéticas en genes codificantes de proteínas que han permitido clasificar molecularmente el cáncer. Sin embargo, el estudio de los genes no codificantes de proteínas y la investigación sobre las alteraciones epigenéticas en cáncer, que no implican cambios en la secuencia del ADN, han experimentado un notable avance en los últimos años que ha fundamentado su vinculación con esta enfermedad. Aunque la gran mayoría de estudios se han centrado preferentemente en genes codificantes de proteínas, existe otro tipo de moléculas reguladoras del control de la expresión génica denominadas ARN largos no codificantes, que aparecen alteradas en un gran número de enfermedades. A pesar de la comprensión actual de las bases genéticas de la leucemia linfoblástica aguda, la detección de alteraciones en los ARN largos no codificantes podría mejorar el diagnóstico de los pacientes y estratificarlos de una manera más precisa para el tratamiento. Así, en esta tesis, se ha descubierto que los niveles del ARNlnc AL133346.1 y su gen codificante de proteína solapante CCN2 se encontraban sobre-expresados transcripcionalmente en la leucemia linfoblástica aguda de subtipo celular B en comparación con muestras sanas y muestras de leucemia linfoblástica aguda de subtipo celular T, por lo que podrían ser utilizados como biomarcadores para el diagnóstico de esta enfermedad. Aunque no se pudo demostrar a nivel mecanístico, se hipotetizó que la sobre-expresión correlacionada de ambos genes podría estar justificada por la presencia de elementos reguladores comunes o por la acción reguladora en cis que ejerce el ARNlnc AL133346.1 sobre CCN2. Desde un punto de vista relevante para la clínica, en relación con el pronóstico de los pacientes con leucemia linfoblástica aguda pediátricos, se ha demostrado que los niveles de sobre-expresión de CCN2 podría considerarse un factor pronóstico independiente que mejora la supervivencia global de los pacientes (Cociente de Riesgo: 0,566; Intervalo Confianza del 95%: 0,328-0,980). En otro contexto, en relación con la epigenética, cabe destacar el control regulatorio de la expresión génica ejercido por el complejo remodelador de la cromatina SWI/SNF. Los avances en las tecnologías de secuenciación han permitido identificar mutaciones en las subunidades que componen el complejo SWI/SNF en hasta el 25% de los casos de cáncer, lo que pone de manifiesto su importancia en la carcinogénesis. En esta línea, se ha analizado los niveles de transcripción de las distintas subunidades y su correlación con la supervivencia en pacientes pediátricos con leucemia linfoblástica aguda de células B. ARID2, reconocido como un gen supresor tumoral, fue la que mostró el impacto más significativo en la supervivencia de los pacientes, asociándose sus mayores niveles de expresión con tiempos de supervivencia global más largos. Por otro lado, ARID2 se encontraba sobre-expresado en comparación con muestras sanas, lo que sugería que podía poseer un papel dual como supresor tumoral y factor en el mantenimiento tumoral. Esta hipótesis fue evaluada en experimentos in vitro, donde la inhibición de ARID2 mediante ARN de silenciamiento redujo la viabilidad celular de líneas en las líneas de LLA-B RS4;11 y SUP-B15. Por último, con el fin de caracterizar cómo los complejos SWI/SNF defectuosos contribuyen a la carcinogénesis, se evaluó el impacto biológico que podría producir la deleción de las subunidades parálogas Arida y Arid1b del subtipo de complejo SWI/SNF cBAF en modelos animales. La eliminación de ambos genes produjo una mortalidad acelerada de estos ratones doble knockout en comparación con los silvestres. A nivel tisular, los ratones doble knockout mostraron signos patológicos tanto en el hígado como en las criptas del intestino delgado. La secuenciación ARN-Seq de muestras de estos tejidos mostró un gran número de genes expresados diferencialmente que enriquecían rutas biológicas relacionadas con la apoptosis, la alteración del metabolismo de los nutrientes y la señalización de la inflamación. En futuros experimento, se pretende estudiar los elementos reguladores controlados de manera específica por estas subunidades con el fin de conocer las rutas biológicas que controla de manera directa el complejo cBAF.