Proteína hiperactiva en el carcinoma basal-como ofrece objetivo para nuevas terapias
Dos científicos de la Northwestern University han identificado un biomarcador fuertemente asociado con el cáncer de mama de tipo basal, un carcinoma altamente agresivo que es resistente a muchos tipos de quimioterapia. El biomarcador, una proteína llamada STAT3, proporciona un objetivo inteligente para nuevas terapias diseñadas para tratar este tipo de cáncer a menudo mortal.
El uso de datos de los pacientes de cáncer de mama tomadas de El Atlas del Genoma del Cáncer, los biólogos moleculares Curt M. Horvath y Robert W. Tell utilizan potentes técnicas computacionales y bioinformáticos para detectar patrones de expresión génica en dos subtipos de cáncer. Ellos encontraron que un pequeño número de genes son activados por la señalización de la proteína STAT3 en los cánceres de mama de tipo basal, pero no en los cánceres de mama luminal.
Cáncer basal-like es una categoría que incluye un número de diferentes tipos de cáncer de mama, incluyendo la forma altamente agresiva llamado cáncer triple negativo.
"No se puede tratar el cáncer de mama como una enfermedad", dijo Horvath. "El cáncer se describen muchos de los procesos moleculares que han ido mal. Hemos tomado el pelo a partir de grandes cantidades de datos que la actividad STAT3 se correlaciona con distintos patrones de expresión de genes en un tipo de cáncer de mama, pero no en otro ".
Los resultados se publican hoy (19 de agosto) en la edición temprana en línea de los journalProceedings de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
Los resultados sugieren un estudio clínico debe llevarse a cabo de un fármaco que inhibe la STAT3 en pacientes con cánceres de tipo basal y luminal, dijo Horvath. Actualmente no hay píldoras o inyecciones dirigidas STAT3 para pacientes con cáncer de mama.
Horvath es profesor de biociencias moleculares en Weinberg Colegio de Artes y Ciencias de Northwestern y profesor de microbiología-inmunología y de la medicina de la Northwestern University Feinberg School of Medicine.
Investigaciones anteriores han encontrado la proteína STAT3 a ser hiperactiva en muchos tipos de cáncer de mama, pero su papel no ha sido bien entendido. Investigación Horvath y Tell de es el primer estudio publicado que compare los subtipos de cáncer de mama y los patrones de expresión de genes asociados con STAT3 en los tumores de los pacientes humanos.
Horvath hizo hincapié en que se trata de un análisis estadístico y los resultados deben ser verificados con cuidado de laboratorio y experimentos clínicos. Se planea llevar a cabo un estudio de este tipo con los colegas en el Centro de Cáncer de Lurie Comprehensive Robert H. de la Universidad Northwestern.
"El Atlas del Genoma del Cáncer es una base de datos muy rica y creciente de datos públicos creados para ayudarnos a entender el cáncer", dijo Horvath, que es un programa co-líder de la transducción de señales en el programa de cáncer del Centro Oncológico Lurie. "Permite a los científicos básicos que hacen preguntas interesantes sobre el cáncer y contribuyen a la atención clínica."
Horvath y Tell observó que hay muchos patrones claramente visibles de la expresión génica común - donde ciertos genes se activan y ciertos genes están apagados - en los cánceres de tipo basal. Esos patrones claros no fueron vistos en los cánceres luminal.
"Esto abre la posibilidad de que la señalización de subtipo específico de cáncer se debe a STAT3 y que los inhibidores de STAT3 puede ser más eficaz en pacientes con diagnóstico de cáncer de tipo basal que en aquellos con cánceres luminal", dijo Horvath.
STAT3 significa "transductor de señal y activador de la transcripción 3", un factor de transcripción (una proteína) codificado por el gen STAT3 en los seres humanos. Además de sus papeles conocidos en células cancerosas, STAT3 también es un mediador esencial de las señales de citoquinas y de factores de crecimiento en las células normales que son importantes para diversos procesos, incluyendo la inmunidad y la inflamación.
Dile, un becario postdoctoral en el laboratorio de Horvath, tenía un fuerte interés en el cáncer y era muy hábil en la bioinformática computacionales. Para diseñar el estudio, que combina estos dos elementos con el foco de largo plazo de laboratorio de Horvath en STAT3, que ha sido implicado en el cáncer en general, tanto como un agente causante y un factor de supervivencia.
Horvath y Tell identificó 84 genes que se expresan de forma diferente en los tumores de cáncer de tipo basal, en comparación con los tumores de cáncer luminal. Estos genes son altamente representativos de los procesos de respuesta y la inflamación inmunes, dijo Horvath, y en consonancia con el papel de STAT3.
Envía y análisis intensivo de Horvath utilizó datos de 825 pacientes con cáncer de mama de todo el país, cada uno con cientos de puntos de datos. Los datos incluyen la expresión de proteínas, fosforilación de proteínas, lo que indica que se activan vías de señalización, y el ARN mensajero y la expresión de microARN.
Para ordenar a través de las enormes cantidades de datos, los investigadores se aprovecharon de Quest, un sistema de computación de alto rendimiento en la Northwestern. El cluster de ordenadores que utilizan ofreció el equivalente de los procesadores y memoria de acceso aleatorio (RAM) de ocho computadoras de escritorio potentes unidos entre sí.
El título del artículo es "El análisis bioinformático revela un patrón de expresión del gen STAT3-asociado específico para el cáncer de mama basal-como en tumores humanos." Horvath y Tell son los autores del trabajo.
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