Una nueva técnica de mapeo ayuda a los científicos a dar vueltas alrededor del cáncer al revelar las raíces de los cánceres de esófago y estómago

La inflamación desenfrenada se ha relacionado durante mucho tiempo con el cáncer, pero sigue siendo un misterio exactamente cómo empuja a las células sanas a transformarse en malignas.

Ahora, los científicos del Instituto Van Andel han encontrado un culpable detrás de esta conexión: el estrés oxidativo, un proceso que interrumpe el código genético al dañar el ADN. Los hallazgos, publicados en Avances de la cienciaproporciona nuevos conocimientos cruciales sobre los roles de la inflamación y el estrés oxidativo en ciertos tipos de cáncer y ofrece nuevas oportunidades para posibles estrategias de prevención.

«Nuestros hallazgos proporcionan una importante evidencia de cómo la inflamación y el estrés oxidativo pueden causar cáncer», dijo Gerd Pfeifer, Ph.D., profesor en el Departamento de Epigenética de VAI y autor principal del estudio. «El cuerpo tiene un buen sistema de defensa que repara el daño del ADN y reduce el estrés oxidativo, pero nada es infalible. Cuanto más sepamos sobre los vínculos precisos entre la inflamación y el cáncer, mejor equipados estaremos para diseñar estrategias de prevención más efectivas».

La inflamación es una parte normal de las defensas inmunitarias naturales del cuerpo. Cuando se presenta una amenaza, como una infección o lesión, el cuerpo reúne recursos en forma de inflamación para combatir el problema y promover la curación.

Parte de este proceso es la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), moléculas inestables que juegan un papel importante en la función y comunicación celular normal. Ocasionalmente, algo sale mal y hace que la respuesta inflamatoria continúe más tiempo del necesario. Los resultados pueden ser dañinos, incluida una acumulación de exceso de ROS que puede elevar el estrés oxidativo.

Usando una nueva técnica desarrollada por su laboratorio llamada secuenciación de daños circulares, Pfeifer y sus colegas mapearon dos tipos de daños en el ADN causados ​​por el estrés oxidativo. Luego compararon sus resultados con las firmas de mutación de los genomas del cáncer alojados en la base de datos COSMIC, la base de datos más grande del mundo de mutaciones somáticas del cáncer. Encontraron una coincidencia: los patrones de daño identificados por el equipo coincidían con las firmas de mutación encontradas en los cánceres del tracto gastrointestinal (GI) superior, como el cáncer de esófago y el cáncer de estómago.

Los cánceres del GI superior con frecuencia están precedidos por condiciones precursoras inflamatorias. Por ejemplo, la infección con la bacteria Heliobacter pylori puede dañar el revestimiento del estómago y causar inflamación y úlceras. En el esófago, el reflujo ácido severo puede conducir a una condición llamada esófago de Barrett, en la que el revestimiento del esófago se inflama. En ambos casos, la inflamación a largo plazo se asocia con un mayor riesgo de cáncer.

Gracias a los hallazgos del equipo, ahora está claro el motivo de este riesgo elevado. El ADN comprende cuatro bases químicas que existen en pares: adenina (A) y timina (T), y citosina (C) y guanina (G). Diferentes secuencias de estos pares codifican todas las instrucciones para la vida. Los hallazgos del equipo revelan que en los cánceres del tracto gastrointestinal superior, el estrés oxidativo causado por la inflamación daña partes específicas del ADN, lo que hace que las G se reemplacen con G oxidadas. Estos errores impiden que el ADN se copie con precisión, un sello distintivo clave del cáncer.

«Nuestro ADN es nuestro manual de instrucciones genéticas. Cuando las letras se mezclan, las instrucciones no se pueden llevar a cabo correctamente y el resultado puede ser cáncer», dijo Pfeifer. «Ha habido mucho debate a lo largo de los años acerca de cómo la inflamación y el estrés oxidativo contribuyen exactamente a la enfermedad, pero no teníamos las herramientas adecuadas para estudiar el vínculo. Nuestra nueva técnica de secuenciación del daño circular nos permite mirar de nuevo en viejos problemas. Espero que sea un cambio de juego».

La secuenciación del daño circular permite a los científicos «romper» el ADN en cada punto donde se produce el daño. Engatusan al ADN en círculos, que se replican miles de veces utilizando una tecnología llamada reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Una vez que tienen suficiente ADN, usan la secuenciación de próxima generación para identificar qué bases de ADN están presentes en las rupturas. El año pasado, el laboratorio de Pfeifer utilizó la secuenciación de daño circular para determinar que las mutaciones que dan lugar al melanoma son el resultado de una conversión química en el ADN dañado por la luz solar, no solo un error de copia del ADN como se creía anteriormente.

Los autores incluyen a Seung-Gi Jin, Ph.D., Yingying Meng, Ph.D., Jennifer Johnson, MS y Piroska E. Szabó, Ph.D., del Instituto Van Andel.

Proporcionado por el Instituto Van Andel