Ingenieros biomédicos de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte (Estados Unidos) han ideado un algoritmo para extraer la información genética microbiana contaminada de las muestras del Atlas del Genoma del Cáncer, lo que implica que ahora se podrán encontrar nuevos biomarcadores de la enfermedad y se entenderá mejor cómo numerosos cánceres afectan al cuerpo humano.

En el primer estudio en el que se ha usado el conjunto de datos recién descontaminado, los investigadores ya han descubierto que los tejidos de los órganos normales y cancerosos tienen una composición de microbiota ligeramente diferente, de tal forma que las bacterias de las células afectadas pueden entrar en el torrente sanguíneo. Así, esta información bacteriana podría ayudar a diagnosticar el cáncer y predecir los resultados de los pacientes.

EL ATLAS DEL GENOMA DEL CÁNCER

El Atlas del Genoma del Cáncer es un programa de genómica del cáncer de referencia que caracterizó molecularmente más de 20.000 cánceres primarios y emparejó muestras sanas que abarcaban 33 tipos de cáncer. Ha producido más de 2,5 millones de gigabytes de datos "ómicos". Así, el atlas incluye qué ADN está presente, qué marcadores epigenéticos hay en el ADN, qué ADN está activado y qué proteínas se están produciendo. Está disponible gratuitamente para el uso público.

En este sentido, un estudio anterior de los datos del atlas reveló una abundancia de 'Fusobacterium nucleatum' en el cáncer colorrectal, que desde entonces ha demostrado ser indicativo de la estadio, la supervivencia, la metástasis e incluso las respuestas a los medicamentos de este tipo de cáncer. Muchos más estudios han buscado tales biomarcadores bacterianos, sin embargo, se han descubierto muy pocos. Esto podría deberse a la contaminación de las muestras; es decir, cuando las bacterias son introducidas en las muestras accidentalmente por los laboratorios, se hace difícil discernir qué especies estaban realmente en las muestras desde el inicio.

Mientras que estudios microbianos similares que utilizan material rico en microbios, como las heces, pueden superar pequeñas cantidades de contaminación, las muestras relativamente minúsculas tomadas de órganos humanos vivos y las muestras de tumores no pueden. Así, al examinar un subconjunto de datos de la secuenciación del Atlas del Genoma del Cáncer, los análisis anteriores descubrieron que el ADN microbiano de varias especies era el resultado de la contaminación en el laboratorio.

"Todos los estudios de microbiota están afectados por la duda de que, si encuentras un microbio, ¿estaba realmente en el tejido o fue la contaminación introducida durante el proceso?" ha expresado el profesor asociado de la familia Hawkins de Ingeniería Biomédica en Duke, Xiling Shen. "Sin emabrgo, hemos inventado un método que puede extraer los microbios que realmente estaban en cada muestra desde el principio y lo hemos usado para construir lo que hemos llamado el Atlas del Microbioma del Cáncer, que será un gran recurso para la comunidad y nos permitirá entender cómo el cáncer altera el microbioma de un órgano", ha expresado.

Concretamente, el método para eliminar la contaminación de los datos del atlas fue inventado por Anders Dohlman, un estudiante graduado en el laboratorio de Shen. Dohlman comparó primero las firmas de los microbiomas entre los tejidos cancerosos de diferentes órganos y sangre, y descartó las especies contaminantes que aparecieron indiscriminadamente.

Después, comparó las firmas microbianas de muestras idénticas que fueron procesadas en sitios separados, desde Harvard hasta Baylor. Entonces, el estudiante llegó a la conclusión de que las especies microbianas que solo se pueden detectar en un sitio específico serían los contaminantes, lo que le permitió asignar una firma de contaminación única para cada sitio.

"Un gran desafío en este proceso fue la mezcla de especies de evidencia, que son bacterias que son tanto un contaminante como endógenas al tejido", ha detallado Dohlman. "Pero debido a que el atlas tiene tantos tipos diferentes de datos, fuimos capaces de sacarlos", ha añadido, defendiendo que los grandes datos "realmente ayudan".

APLICACIONES DEL HALLAZGO

El esfuerzo ya está dando sus frutos de varias maneras. Después de usar el algoritmo de descontaminación de Dohlman, los investigadores observaron de cerca las firmas de microbiota de las muestras tomadas de pacientes con cáncer colorrectal. Descubrieron dos grupos únicos de bacterias que se encuentran frecuentemente juntas, una de las cuales parece estar asociada con la supervivencia del paciente.

Los investigadores también descubrieron que algunos cánceres sí alteran el microbioma de sus órganos residentes. Podría ser, según Shen, que los tumores alteren el microambiente de un órgano, haciéndolo más o menos acogedor para diferentes especies microbianas. Y al buscar firmas microbianas en las muestras de sangre de los pacientes, también descubrieron que, a pesar de la sabiduría convencional de lo contrario, algunas bacterias encuentran su camino en el torrente sanguíneo, lo que también podría proporcionar una indicación del progreso de un cáncer.

"Ha habido una especie de crisis en el campo sobre si se pueden reproducir o no informes de alto impacto, debido al desafío de la contaminación", ha explicado Shen. "Por ejemplo, mientras que un centro podría reproducir sus resultados, otro centro no lo haría, ya que cada centro tiene su propio sesgo muy consistente, esto es, sus propios microbios contaminantes residentes", ha precisado. Sin embargo, ha destacado que, en el futuro, otros nuevos estudios pueden usar su método para eliminar este sesgo y reproducir los resultados; "así, los centros de investigación podrían usar el sesgo que hemos identificado para mitigar su contaminación", ha concluido.