Cada máquina tiene capacidad para secuenciar el genoma completo de una persona en hasta 10 días - algo inimaginable hasta hace unos pocos años-. Pero no es en esto exactamente en lo que los investigadores están interesados, a pesar de que hay muchas empresas por ahí vendiendo secuenciación como si fuera una póliza de seguro contra todo tipo de enfermedades. Las muestras de ADN entregadas a Frederick y a Griselda son oriundas de células tumorales, en el que los científicos buscan mutaciones específicas que pueden servir como marcadores genéticos de la enfermedad.
Marcadores específicos no sólo para cada paciente, sino para cada tumor individual. "El tumor ya está personalizado por naturaleza. Falta que personalicemos el tratamiento", dice el bioquímico Luiz Fernando Lima Reis, director del IEP. Se refiere al hecho de que cada paciente tiene un tumor diferente de otro, lo que refleja una combinación única de interacciones genéticas y bioquímicas del genoma con el organismo y con el entorno de cada individuo.
Algunas mutaciones son heredadas, otras son una consecuencia natural del envejecimiento, otras son inducidas por "factores ambientales", como el tabaquismo o la exposición excesiva a la radiación solar. Independientemente de cómo se plantó la semilla, sin embargo, la raíz del cáncer es siempre genética.
Y al igual que dos árboles de la misma especie son muy similares y pueden tener raíces distribuidas de manera muy diferente por el suelo, dos pacientes diagnosticados con la misma enfermedad y con síntomas muy similares, pueden tener tumores con raíces genéticas completamente diferentes repartidas en sus genomas. Esto significa que sus enfermedades, aunque se le dé el mismo nombre, va a evolucionar de manera diferente y a responder a ciertos medicamentos de formas diferentes.
Un concepto que se ha vuelto evidente para los médicos y científicos en los últimos diez años, a medida que la tecnología desarrolladas para la secuenciación del genoma humano fueron haciéndose cada vez más rápidas, eficientes, asequibles y accesibles. De ahí nació la promesa de la "medicina personalizada", que adopta la secuenciación genética como herramienta básica de trabajo.
En muchas situaciones, ya es posible personalizar el tratamiento de pacientes con cáncer con base en la presencia o ausencia de alteraciones genéticas determinadas. En el cáncer de pulmón, por ejemplo, se sabe que los pacientes con una mutación en el gen EGFR responden muy bien a los fármacos inhibidores de EGFR (receptor del factor de crecimiento epidérmico, en Inglés), mientras que los tumores con mutaciones en el gen K-RAS son resistentes a estos mismos fármacos. "En lugar de probar varios remedios, se le da sólo el remedio correcto desde el primer momento", explica Reis.
Bueno, pero no lo suficiente. Además de elegir el mejor tratamiento, los científicos ahora quieren utilizar la genómica para controlar la recuperación de los pacientes y garantizar que el cáncer, una vez "curado", no regrese más tarde de forma sigilosa, sin ser detectado, como muchas veces sucede.
El cáncer
El cáncer es una enfermedad de base genética, causada por mutaciones que pueden ser heredadas, espontáneas o inducidas por factores externos tan diversos como el tabaco y la exposición excesiva al sol.
1. Mutaciones en genes que controlan los procesos de división muscular hacen que una célula comience a multiplicarse descontroladamente.
2. La multiplicación descontrolada da origen a un tumor. En ese proceso, las mutaciones acumularse en las células formadas.
3. A medida que crece, el tumor daña el órgano en el cual reside, pudiendo interferir en funciones vitales del organismo.
4. Algunas células se sueltan en la corriente sanguínea, pudiendo alojarse en otros tejidos y sembrar nuevos tumores (metástasis).
5. La única manera de curar el cáncer es eliminar todas las células tumorales del organismo, muchas veces, sin embargo, es difícil estar seguro de eso.
6. Científicos quieren usar la detección del ADN o células tumorales en la sangre como indicador para saber si el cáncer fue realmente eliminado.
Monitoreo
En ese escenario, uno de los proyectos del Centro de Oncología Molecular es utilizar la genómica personalizada para desarrollar métodos de detección supersensibles, capaces de informar de la presencia de tumores "invisibles" - demasiado pequeños para ser vistos por una tomografía computarizada – con base en una la muestra de sangre. La denuncia en este caso no es anónima: viene con el nombre e imagen del sospechoso, identificado por las mutaciones específicas que usa aquel tumor para funcionar.
Imagine la siguiente situación: Un paciente con cáncer de recto hace quimioterapia y radioterapia y al final del tratamiento, un análisis clínico concluye que no hay más indicios de tumor en ese sitio. Desde un punto de vista clínico, el paciente está curado.
Lo que sería motivo de celebración solamente, sin embargo, también marca el inicio de un dilema. El procedimiento estándar consiste en retira el recto, por precaución - una cirugía complicada y con profundos impactos en la calidad de vida del paciente. La persona puede decidir por no operar, pero siempre existe el riesgo de que el cáncer regrese, porque siempre pueden quedar algunas células tumorales que el examen clínico puede no detectar.
Es con este tipo de caso que los investigadores están trabajando para desarrollar un método para la detección temprana de los tumores a través de la secuenciación. "El objetivo es predecir el retorno del tumor antes de que sea clínicamente detectable", explica la genetista Anamaria Aranha Camargo, coordinadora del centro y directora del Instituto Ludwig para la Investigación del Cáncer en Brasil.
El primer paso es obtener una muestra del tumor. El segundo es secuenciar el genoma de las células tumorales. El tercero, y más trabajoso, es identificar, sobre la base de esta secuencia, los marcadores moleculares que sean específicos para el tumor y permitan diferenciarlo de las células sanas del cuerpo. "Tomamos una huella molecular del tumor, como si fuera la huella dactilar de una persona enferma", compara Anamaria.
Los marcadores seleccionados no son mutaciones puntuales en la secuencia de ADN, pero las alteraciones cromosómicas llamadas translocaciones, en el que pedazos de cromosoma se funden con otros cromosomas - algo que no ocurre en las células sanas y se puede detectar con facilidad a través de la secuenciación.
Detección
Sin importar lo pequeño, a medida que un tumor crece libera ADN y células tumorales en el torrente sanguíneo, que cargan la "impresión molecular" de la enfermedad. Con las técnicas modernas de la biología molecular, es posible realizar un seguimiento y amplificar (producir millones de copias) de "ADN circulante" de la sangre, fácilmente. Si la impresión molecular del tumor estuviera circulando por allí, lo cierto es que va a ser detectada.
"Con el costo para secuenciar cayendo cada vez más, es el momento de empezar a hacerlo", argumenta Anamaria. Su grupo, que trabaja en colaboración con la médica Angelita Habr-Gama, está poniendo a prueba la metodología en muestras de tumores y de sangre de siete pacientes con cáncer rectal. Uno de ellos pasó por terapia, continuó con el tumor, y tuvo una cirugía para extirpar el recto. Otra pasó por terapia, quedó sin evidencia clínica de tumor, pero optó para remover el recto de todos modos. (En este caso, un análisis posterior del organismo eliminado confirmó que el tumor realmente había desaparecido - es decir, la cirugía no era necesaria y podría haberse evitado si la prueba molecular ya estuviera disponible.)
Los otros cinco pacientes tuvieron una respuesta clínica positiva al final del tratamiento y después de varios meses, tres permanecen sin signos clínicos de la enfermedad y dos habían sufrieron recaídas y se vieron obligados a operarse.
Con el apoyo de Frederico y Griselda - y un equipo sólido de biólogos y bioinformáticos - Anamaria ya dibujó las translocaciones de los siete pacientes y espera la confirmación de esta información en las próximas semanas. A continuación, buscará esta "huella digital" en las muestras de sangre y verá si los resultados moleculares coinciden con lo que se observa clínicamente. En la sangre del paciente al que se le retiró el recto sin necesidad, por ejemplo, se espera no encontrar ningún rastro de ADN circulante del tumor. "La evaluación de la eficacia del tratamiento es fundamental en una situación como esta", señala Anamaria.
Aunque la metodología está siendo probada en cáncer de recto, de comprobarse, tiene potencial para ser aplicada en una amplia variedad de tumores. Esencialmente, en cualquier situación clínica donde hay riesgo de recurrencia. Y también para detectar la presencia de metástasis - tumores secundarios derivados del tumor principal, que pueden permanecer ocultos en otros órganos, después de que el brote de la enfermedad fue eliminada. Una vez registrada la impresión molecular sospechosa, sólo la búsqueda de ella - o por sus hijos – en una muestra de sangre. "Si el ADN del tumor está en la sangre, se puede buscar que en algún lugar todavía hay tumor", concluye Reis.
