EMBL – Laboratorio Europeo de Biología Molecular

Preguntas frecuentes sobre el proyecto Pan-Cancer

• ¿Qué es el proyecto Pan-Cancer?
• ¿Cuáles eran los objetivos del proyecto Pan-Cancer?
• ¿Por qué era necesario el proyecto Pan-Cancer?
• ¿Cuáles fueron las instituciones líderes?
• ¿Qué cánceres se estudiaron?
• ¿Cuáles fueron las dificultades técnicas para analizar los datos?
• ¿De dónde procedían los datos?
• ¿Cuál es el principal hallazgo del proyecto Pan-Cancer?
• ¿Qué más ha revelado el proyecto Pan-Cancer?
• ¿Cómo ayudarán los resultados a la investigación sobre el cáncer?
• ¿Cómo ayudará el proyecto Pan-Cancer a los pacientes con cáncer?
• ¿Cuáles son los próximos pasos?

¿Qué es el proyecto Pan-Cancer?

El proyecto ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes, conocido como proyecto Pan-Cancer, es una colaboración internacional con el objetivo de identificar patrones comunes de mutación en más de 2600 genomas completos de cáncer del Consorcio Internacional del Genoma del Cáncer (ICGC) y el Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA). Se basa en el trabajo previo de esas iniciativas, que se centró principalmente en las regiones del genoma que codifican proteínas.

¿Cuáles eran los objetivos del proyecto Pan-Cancer?

El objetivo del proyecto Pan-Cancer es comprender los cambios genómicos en muchas formas de cáncer en todo el mundo, con vistas a permitir una mayor investigación sobre las causas, la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de los cánceres.

Los cambios en el ADN pueden ser heredados (conocidos como variaciones de la línea germinal) o pueden aparecer durante la vida de una persona (variaciones somáticas). El proyecto Pan-Cancer investigó ambos tipos de variaciones en el ADN de las células cancerosas. Los científicos estudiaron los sitios reguladores (regiones del genoma que afectan a la actividad de otros genes), el ARN no codificante (moléculas que pueden tener funciones como regular la expresión de los genes) y las alteraciones estructurales a gran escala del genoma.

¿Por qué era necesario el proyecto Pan-Cancer?

El proyecto Pan-Cancer es el mayor y más completo análisis de los genomas del cáncer realizado hasta la fecha. Para entender los complejos cambios en el genoma que pueden conducir al desarrollo del cáncer, se necesitaba una enorme cantidad de datos. Esto sólo podía conseguirse trabajando en colaboración y compartiendo datos. El proyecto analizó casi todos los genomas del cáncer del mundo que estaban disponibles públicamente cuando se inició el proyecto.

¿Cuáles fueron las instituciones líderes?

El proyecto Pan-Cancer fue una colaboración en la que participaron más de 1300 científicos y clínicos de 37 países y más de 70 instituciones. El comité directivo científico incluía representantes de las cinco instituciones principales: el Laboratorio Europeo de Biología Molecular, el Instituto de Ontario para la Investigación del Cáncer, el Instituto Broad del MIT y Harvard, el Instituto Wellcome Sanger y la Universidad de California en Santa Cruz.

¿Qué tipos de cáncer se estudiaron?

El proyecto Pan-Cancer estudió 38 tipos de tumores distintos de más de 2658 donantes. El estudio incluyó:

• Cáncer del sistema nervioso central (SNC) (glioblastoma, meduloblastoma, oligodendroglioma, astrocitoma pilocítico, y melanoma maligno)

• Cáncer de piel

• Cáncer biliar

• Cáncer de vejiga

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• Cáncer colorrectal

• Cáncer de esófago

• Cáncer de hígado

• Cáncer de pulmón (carcinoma hepatocelular, carcinoma hepatocelular combinado/colangiocarcinoma, carcinoma hepatocelular fibrolamelar, adenocarcinoma, adenocarcinoma in situ, adenocarcinoma mucinoso, carcinoma de células escamosas; carcinoma escamoso basaloide

• Cáncer de páncreas (adenocarcinoma, cáncer de células acinares, adenocarcinoma mucinoso, cáncer adenoescamoso, carcinoma neuroendocrino)

• Cáncer de próstata

• Cáncer de estómago

• Cáncer de tiroides

• Cáncer de huesos (osteoblastoma, displasia osteofibrosa, condroblastoma, fibroma crondromixoide, adamantinoma, cordoma, osteosarcoma, leiomiosarcoma, liposarcoma)

• Cáncer de cuello uterino (adenocarcinoma, carcinoma de células escamosas)

• Cáncer de cabeza/cuello

• Cáncer de riñón (adenocarcinoma, tipo cromófobo; adenocarcinoma, tipo de células claras; adenocarcinoma, tipo papilar)

• Cáncer linfoide (Burkitt, células B grandes difusas, folicular, zona marginal, post-trasplante, leucemia linfocítica crónica)

• Cáncer mieloide (leucemia mieloide aguda, leucemia mielomonocítica crónica, síndrome mielodisplásico con sideroblastos en anillo, trombocitemia esencial, policitemia vera, mielofibrosis)

• Cáncer de ovario

• Cáncer de útero

• Cáncer de mama (carcinoma de conducto infiltrante, carcinoma medular, adenocarcinoma mucinoso, carcinoma micropapilar de conducto, carcinoma lobular)

¿Cuáles fueron las dificultades técnicas para analizar los datos?

El conjunto de datos de más de 5000 genomas de 2658 donantes (dos muestras por donante: una de cáncer y otra de célula sana) creó 800 terabytes de datos. Los cálculos se realizaron en la nube o en clusters de computación de alto rendimiento proporcionados por varias instituciones. A continuación, se combinaron los conjuntos de datos para poder realizar estudios de investigación específicos con los datos combinados.

¿De dónde proceden los datos?

Todos los genomas utilizados en el proyecto Pan-Cancer se habían recogido previamente para otros proyectos. Los investigadores procesaron los datos del genoma completo de 2658 donantes de 48 proyectos sobre el cáncer de todo el mundo.

¿Cuál es el principal hallazgo del proyecto Pan-Cancer?

El proyecto Pan-Cancer exploró la naturaleza y las consecuencias de las variaciones del ADN en el cáncer, en todo el genoma, tanto de los genes que codifican proteínas como de las áreas del ADN que no codifican proteínas. Esto convierte al proyecto Pan-Cancer en el análisis más exhaustivo realizado hasta la fecha de las regiones no codificantes de los genomas del cáncer.

La principal conclusión es que el genoma del cáncer es finito y conocible, pero enormemente complicado. Al combinar la secuenciación de todo el genoma del cáncer con un conjunto de herramientas de análisis, es posible caracterizar cada cambio genético encontrado en un cáncer. Esto incluye todos los procesos que han generado esos cambios, todas las vías biológicas afectadas por los cambios, los tipos de células que se transformaron originalmente e incluso el orden de los acontecimientos clave durante la historia de un cáncer.

¿Qué más ha revelado el proyecto Pan-Cancer?

La primera oleada de resultados se ha publicado en más de 20 publicaciones científicas en Nature y sus revistas afiliadas. Los aspectos científicos más destacados son:

• Científicos del EMBL presentan una herramienta para el análisis a gran escala de datos genómicos con computación en la nube.Más información aquí.

• El líder del grupo del EMBL, Jan Korbel, aborda los retos de trabajar con conjuntos de datos más allá de las fronteras nacionales. Más información aquí.

• Investigadores, entre los que se encuentran científicos del EMBL-EBI, han creado el mayor y más completo catálogo de alteraciones de ARN específicas del cáncer, que revela nuevos conocimientos sobre el genoma del cáncer. Más información aquí.

• El análisis de los genomas completos del cáncer proporcionó información clave sobre los impulsores genéticos del cáncer. Más información aquí.

• Los científicos han descubierto que los reordenamientos genómicos masivos que se producen en el proceso conocido como cromotripsis son mucho más comunes en los cánceres de lo que se pensaba. La cromotripsis (o «rotura de cromosomas») es un proceso mutacional en el que grandes tramos de un cromosoma sufren grandes reordenamientos genómicos en un único evento catastrófico. Comprender plenamente cómo estas alteraciones impulsan la evolución del genoma del cáncer y qué mecanismos moleculares intervienen en su generación es un paso importante para entender la evolución del genoma del cáncer. Más información aquí.

• Al analizar la progresión de los tumores, los científicos descubrieron que muchos cánceres tienen un resultado típico y predecible en sus primeros patrones de mutación. También descubrieron que las mutaciones que impulsan la progresión del cáncer se producen años, o incluso décadas, antes del diagnóstico. Más información aquí.

¿Cómo ayudarán los resultados a la investigación del cáncer?

El proyecto Pan-Cancer ha establecido un enorme recurso para la comunidad científica; un recurso que apuntalará el desarrollo continuo de los métodos de análisis, proporcionará un campo de pruebas para nuevas ideas sobre el desarrollo del cáncer y actuará como punto de referencia para la comparación de futuros estudios de secuenciación.

Los datos de Pan-Cancer están a disposición de la comunidad investigadora en general y contribuirán a acelerar nuevos descubrimientos. Con el tiempo, estos descubrimientos conducirán a la mejora del diagnóstico, la gestión y el tratamiento del cáncer.

El conjunto de herramientas de análisis generadas por el proyecto se ha puesto a disposición de las comunidades científicas y clínicas, y es de libre uso y desarrollo – esto es importante porque el análisis de datos ha sido una barrera importante para mejorar el acceso a la secuenciación del genoma del cáncer. Los datos de secuenciación en bruto y los análisis posteriores también están abiertos a la comunidad bajo los controles adecuados para salvaguardar la privacidad de los participantes.

¿Cómo ayudará el proyecto Pan-Cancer a los pacientes con cáncer?

Los resultados del proyecto Pan-Cancer permitirán una medicina más personalizada en el futuro, una vez que la secuenciación clínica del genoma completo de un paciente se generalice. Esto incluirá un diagnóstico preciso del tipo de tumor, una mejor predicción del resultado clínico y la capacidad de elegir el tratamiento óptimo para el paciente.

Los investigadores de Pan-Cancer han desarrollado un método para averiguar de dónde proceden los cánceres (la «célula de origen») en pacientes en los que no se ha podido identificar mediante técnicas de diagnóstico estándar. Esto podría repercutir en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer en el futuro.

Gracias al estudio, los investigadores pueden ahora identificar mutaciones en el genoma que se produjeron años, o a veces incluso décadas, antes de que apareciera un tumor, lo que permite a los científicos calcular la edad de los tumores y las etapas genómicas clave por las que pasan. Esto permite determinar los cambios más tempranos en la evolución de muchos tipos de cáncer, con el potencial de desarrollar nuevas estrategias para diagnosticar o intervenir en los tumores en etapas más tempranas. Todavía no lo hemos conseguido, pero éste es el objetivo.

Hasta ahora, los científicos habían estudiado principalmente la parte del genoma del cáncer que codifica las proteínas, dejando el 99% del genoma sin estudiar. El proyecto Pan-Cancer ha llenado las lagunas en nuestro conocimiento de lo que impulsa el cáncer. Se encontró al menos un cambio genético causante en más del 95% de todos los cánceres del estudio, y en muchos tumores individuales se identificaron entre 5 y 10 o más mutaciones causantes. Esta información nos ayudará a encontrar mejores métodos de diagnóstico, ya que las mutaciones causantes determinan el tipo de tumor que se desarrolla. También pueden indicar objetivos farmacológicos útiles para futuras terapias. Uno de los principales objetivos de los investigadores es identificar, para cualquier paciente, todas las mutaciones específicas que impulsan su cáncer.

Como parte del proyecto, los investigadores han descrito muchos procesos nuevos que generan mutaciones en los genomas del cáncer. Estos procesos dejan «firmas mutacionales» distintivas en el genoma, y estas firmas pueden dar pistas sobre lo que puede haber causado el cáncer. Por ejemplo, las exposiciones al estilo de vida, como fumar o tomar el sol, pueden causar patrones de mutación muy característicos; asimismo, los trastornos cancerosos heredados pueden dar lugar a firmas distintivas. Estas firmas pueden leerse a partir del genoma del cáncer de un paciente y compararse con el catálogo de firmas identificadas en este proyecto.

Se espera que los datos de Pan-Cancer y las herramientas de software relacionadas que se han puesto a disposición de la comunidad mundial de investigación del cáncer permitan obtener más información sobre la biología del cáncer.