Un equipo de la Universidad de Barcelona (UB) y el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) ha diseñado una nueva herramienta bioinformática para facilitar la identificación de las alteraciones cromosómicas que son características de las células tumorales. Este nuevo sistema de detección, conocido como QATS, es una herramienta computacional de procesamiento de imágenes biológicas que contribuirá a mejorar la investigación y la clasificación de los tumores gracias a la capacidad que tiene para identificar y cuantificar automáticamente fenotipos asociados a la inestabilidad de los cromosomas en el núcleo de las células tumorales.
El trabajo, publicado en la revista Bioinformatics, está firmado por la profesora Caroline Mauvezin, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la UB y el IDIBELL, y el investigador Carles Pons, miembro del IRB Barcelona.
Identificar cambios cromosómicos en células tumorales
La inestabilidad cromosómica es muy frecuente en tumores sólidos y está vinculada tanto al inicio como a la progresión del cáncer, así como a la metástasis de las células tumorales. Este fenómeno, causado por los cambios en el número y la estructura de los cromosomas durante la división celular, puede inducir cambios en el ADN y afectar también a toda la maquinaria celular. Además, la inestabilidad cromosómica no sólo favorece el origen y la progresión del tumor, sino que también potencia la heterogeneidad intratumoral y la resistencia a los tratamientos antitumorales.
Las células tumorales son capaces de sobrevivir con altos niveles de inestabilidad cromosómica. La nueva herramienta QATS (QuAntification of Toroidal nuclei in biological imageS) es un sistema predictor que ayudará a identificar y cuantificar automáticamente los núcleos toroidales —unos nuevos biomarcadores de la inestabilidad cromosómica— en imágenes biológicas.
Integrar la estrategia para evaluar los núcleos toroidales en la investigación y la práctica clínica tiene un potencial inmenso para la estratificación de los tumores
«Los núcleos toroidales son fenotípicamente diferentes de los núcleos normales, ya que presentan una forma de anillo y un hueco que contiene material citosólico. En el ámbito de la investigación, recientemente han sido caracterizados como biomarcadores importantes de la inestabilidad cromosómica y representan una vía innovadora para comprender y combatir el cáncer», detalla la profesora Caroline Mauvezin, del Departamento de Biomedicina de la UB.
«Tradicionalmente, el nivel de inestabilidad cromosómica en células cancerosas sólo se evaluaba mediante la cuantificación de micronúcleos, que son estructuras irregulares derivadas del núcleo celular que pueden contener cromosomas o fragmentos cromosómicos», añade la investigadora. «Por lo tanto, integrar la estrategia para evaluar los núcleos toroidales en la investigación y la práctica clínica tiene un potencial inmenso para la estratificación de los tumores y el diseño de tratamientos específicos para los pacientes», explica Carles Pons, investigador asociado del Laboratorio de Bioinformática Estructural y Biología de Redes del IRB Barcelona.
Actualmente, el sistema QATS ha demostrado la eficacia para identificar y cuantificar los núcleos toroidales en estudios preclínicos de líneas celulares cancerosas. «Con vistas al futuro, la aplicación de QATS en escenarios biológicos más complejos —muestras de tejidos humanos de biopsias de pacientes— representará un gran avance para las comunidades científica y médica para mejorar el diagnóstico y los tratamientos del cáncer en los pacientes», cierran los autores.