Identificar alteraciones cromosómicas en células tumorales

Unos científicos han 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 (QuAntification of Toroidal nuclei in biological imageS), es una herramienta computacional de procesamiento de imágenes biológicas que contribuirá a mejorar la investigación y la clasificación de los tumores gracias a su capacidad para identificar y cuantificar automáticamente fenotipos asociados a la inestabilidad de los cromosomas en el núcleo de las células tumorales.

El trabajo es obra de Carles Pons, del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB Barcelona), y Caroline Mauvezin, de la Universidad de Barcelona (UB).

La inestabilidad cromosómica es muy frecuente en tumores sólidos, y está vinculada tanto al inicio como a la progresión del cáncer y 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 solo 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 es un sistema predictor que ayudará a identificar y cuantificar automáticamente los núcleos toroidales —unos nuevos biomarcadores de la inestabilidad cromosómica— en imágenes biológicas.

«Los núcleos toroidales son fenotípicamente diferentes de los núcleos normales, ya que presentan una forma de anillo y un vacío que contiene material citosólico. En el ámbito de la investigación, han sido caracterizados recientemente 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 solo 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 tanto, integrar la estrategia para evaluar los núcleos toroidales en la investigación y la práctica clínica tienen un inmenso potencial para la estratificación de los tumores y el diseño de tratamientos específicos para los pacientes», detalla Carles Pons, investigador asociado del Laboratorio de Bioinformática Estructural y Biología de Redes del IRB Barcelona.

Actualmente, el sistema QATS ha demostrado su eficacia para identificar y cuantificar los núcleos toroidales en estudios preclínicos de líneas celulares cancerígenas. «De cara 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», concluyen los autores.

Núcleos toroidales marcados en magenta y micronúcleos en verde. (Imagen: Bioinformatics. CC BY)

El programa QATS se puede descargar gratuitamente desde esta página web.

Carles Pons y Caroline Mauvezin exponen los detalles técnicos del programa y de sus aplicaciones en la revista académica Bioinformatics, bajo el título "QATS: An ImageJ plugin for the quantification of toroidal nuclei in biological images". (Fuente: Universidad de Barcelona)