Caracterización de la pérdida del gen NOMO1 en cáncer colorrectal

Resum

El cáncer colorrectal (CCR) es el tercer tumor más frecuente y la segunda causa de muerte por cáncer en el mundo. El CCR se considera una enfermedad del adulto mayor donde la edad es el factor más influyente para su aparición, en consonancia con la mayoría de las enfermedades neoplásicas. Sin embargo, aunque la incidencia del CCR está en aumento debido al envejecimiento poblacional, la mortalidad por este tipo de tumor ha ido disminuyendo. Esto se debe a la implementación y mejora de los programas de cribado para el diagnóstico precoz a los que se someten las personas mayores de 50 años, así como a la aparición de estrategias terapéuticas más eficaces. Sin embargo, la incidencia del cáncer colorrectal en pacientes menores de 50 años (EOCRC) ha aumentado considerablemente en las últimas décadas, representando en el momento actual el 10% del total de casos de CCR. Así, el EOCRC esporádico (75-80% de todos los casos de EOCRC) presenta importantes limitaciones, tanto para su diagnóstico precoz como para la identificación de biomarcadores específicos que permitan diagnosticar, pronosticar y diseñar planes de tratamiento eficientes. Este subgrupo de pacientes se caracteriza por un diagnóstico de la enfermedad en estadio avanzado, peor pronóstico y con fenotipos más agresivos del tumor. Sin embargo, a diferencia del CCR de aparición tardía, las bases genéticas y los mecanismos de carcinogénesis implicados en el EOCRC son, hoy en día, una incógnita por resolver. Recientemente, se ha identificado una pérdida recurrente en la región cromosómica 16p13.11-p13.12, mayoritaria en EOCRC, que genera la pérdida de los dos alelos del gen NOMO1 de manera somática en más del 80% de los casos. Además, el 30% de los tumores con deleción heterocigota de NOMO1 presentan mutación patogénica de este gen en el otro alelo. También, se ha observado la pérdida en heterocigosis del gen NOMO1 en el 45% de los sujetos menores de 50 años con pólipos. NOMO, junto a Nicalina y TMEM147, forma un complejo proteico que antagoniza la ruta de señalización Nodal, la cual está implicada fundamentalmente en desarrollo embrionario y cáncer. En este sentido, nuestro grupo también ha observado la presencia de mutaciones patogénicas de este gen en una serie de tumores colorrectales. Por tanto, la deleción de NOMO1 se posiciona como una alteración recurrente en EOCRC, aunque se desconocen los mecanismos moleculares alterados en tumores con este perfil genómico. Por ello, en este trabajo de tesis doctoral se ha hipotetizado que la pérdida de NOMO1 podría ser un evento precoz en el desarrollo del EOCRC, por lo que podría utilizarse como un biomarcador de malignización. En primer lugar, se reprodujo la pérdida de NOMO1 en una línea celular tumoral (HCT-116; EOCRC) y una línea no tumoral (HS-5; médula ósea), utilizando la herramienta de edición génica CRISPR/cas9. La caracterización fenotípica de las líneas celulares knockout para NOMO1 reveló que la inactivación de este gen no modifica la actividad de la vía Nodal, ni tampoco afecta a la viabilidad celular y al estado de diferenciación o stem cell. Sin embargo, las líneas celulares carentes de NOMO1 mostraron un perfil transcriptómico y proteómico diferencial, donde aparecían afectados los procesos de transición epitelio-mesénquima (EMT), migración celular y metástasis. En este sentido, se demostró que la pérdida de NOMO1 promueve la migración celular y afecta a la EMT en CCR. Además, la inactivación de este gen en líneas celulares no modificó la sensibilidad ni la resistencia al tratamiento con 5-fluorouracilo, irinotecán y oxaliplatino. Interesantemente, las células carentes de NOMO1 si ofrecieron resistencia al tratamiento con cisplatino, por lo que el estado mutacional de NOMO1 podría ser considerado como un posible mecanismo de resistencia a este fármaco, más allá del CCR. Por tanto, estos datos sitúan a NOMO1 como un potencial biomarcador y como un posible evento driver secundario en EOCRC. En segundo lugar, se indujo la pérdida de función de NOMO1 en un modelo murino condicionado con el fin de estudiar su papel como mutación driver o passenger del CCR. En este sentido, se ha observado que la pérdida somática de este gen no conduce a la formación de tumores en el colon de ratones, pero si facilita la progresión hacia estadios más avanzados de la enfermedad en modelos de carcinogénesis colorrectal. En tercer lugar, más allá del posible papel que ejerce NOMO1 en la carcinogénesis colorrectal, se exploraron nuevos marcadores predictivos para el CCR, debido a las importantes limitaciones que tienen los sujetos menores de 50 años para ser incluidos en los programas de cribado de esta enfermedad. En este sentido, se analizó la longitud telomérica en línea germinal, dada su estrecha relación con la carcinogénesis, en una serie de casos de EOCRC esporádico y de individuos sanos menores de 50 años. Nuestros resultados mostraron que los pacientes menores de 50 años con CCR tienen los telómeros significativamente más cortos que la población control de su mismo rango de edad. Por tanto, el acortamiento telomérico predispone al desarrollo de EOCRC. Este hecho sitúa la longitud telomérica como una herramienta no invasiva de gran utilidad que podría ser incluida en las estrategias de prevención del CCR, permitiendo incluso adelantar las técnicas de cribado en aquellos sujetos con acortamiento telomérico en línea germinal a edades tempranas.