Biología de sistemas aplicada a la resistencia a fármacos

Los biomarcadores se han convertido en herramientas fundamentales para el diagnóstico y pronóstico de enfermedades y también como indicadores de la eficacia de los tratamientos. La predicción de la respuesta a los fármacos anticáncer es muy importante desde el punto de vista clínico, y para ello es necesario comprender los orígenes del carácter heterogéneo del cáncer.

Salud

Diversas innovaciones en la investigación en los últimos años han permitido descubrir diferentes biomarcadores que predicen los resultados terapéuticos del cáncer. No obstante, actualmente existe un consenso generalizado de que no existe un único gen o proteína que determine el comportamiento del cáncer ni que sirva para unificar las diferentes respuestas al tratamiento. Además, los estudios a gran escala de diferentes marcadores genéticos no explican la respuesta heterogénea a los fármacos anticáncer como consecuencia de la naturaleza clonal del cáncer. En vistas de ello, se puso en marcha el proyecto financiado por la Unión Europea SYSBIODREZ (Systems biology approach to predicting outcomes of lung cancer therapies and strategies to overcome drug resistance in vitro) con el fin de combinar el cribado de alto contenido con métodos teóricos e informáticos para obtener conocimientos globales sobre los orígenes de la heterogeneidad de las células tumorales en su respuesta a los fármacos anticáncer. En este contexto, los científicos llevaron a cabo operaciones de farmacología de sistemas con células individuales para realizar análisis de alto rendimiento de las respuestas a los fármacos anticáncer. Aplicaron esta estrategia para predecir las respuestas a los fármacos en el cáncer de pulmón. En particular, cuantificaron la importancia relativa de diferentes mecanismos de resistencia a ligandos que inducen la apoptosis asociados al TNF (TRAIL) en diferentes genotipos de células neoplásicas. A diferencia de la mayoría de los estudios, SYSBIODREZ utilizó células individuales para producir más de seiscientas mil características de receptores dinámicos tras la activación de TRAIL y para cuantificar las proteínas reguladoras. Se estudiaron diferentes fármacos y ligandos naturales, y los científicos determinaron las relaciones entre los fenotipos y concentraciones de proteína en células individuales. Además, el estudio proporcionó pruebas contundentes de por qué los estudios clínicos con diferentes anticuerpos terapéuticos contra receptores de muerte no han alcanzado los resultados esperados. Se demostró que los anticuerpos apomab presentan una excepcional incapacidad para inducir la apoptosis de células neoplásicas en comparación con los ligandos endógenos recombinantes para los receptores de muerte. En resumen, el estudio SYSBIODREZ demostró la capacidad de una plataforma de biología de sistemas para identificar los mecanismos responsables de la heterogeneidad del cáncer. Además, esta herramienta podría aplicarse en diferentes tipos de cáncer para determinar el mecanismo de resistencia a diversos fármacos.