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PUNTOS CLAVE
• Las mutaciones genéticas presentes en los adenocar cinomas pancreáticos son responsables de la aparición de estos tumores, pero no son responsables de la he terogeneidad tumoral observada en la clínica.
• La heterogeneidad tumoral se justifica por las variaciones en la expresión génica.
• La expresión génica permite predecir la evolución clínica y la selección del tratamiento mejor adaptado a cada paciente.
• En un futuro próximo, el tratamiento de los cánceres pancreáticos, y probablemente de los otros, estará pre cedido por una caracterización transcriptómica extensa con el fin de seleccionar los tratamientos “a la carta” más adecuados a cada paciente.
El adenocarcinoma pancreático es el tipo más común de los cánceres de páncreas y una de las neoplasias malignas más letales debido a su alta capacidad metastá sica y su escasa respuesta a los tratamientos disponibles en la actualidad1. El evento genético más temprano en el pasaje del epitelio sano a la neoplasia intraepitelial pancreática premaligna (PanIN) es la mutación del oncogén Kras2. La activación mutacional de la proteína KRAS desencadena la activación de diversas cascadas de señalización que promueven de manera perdurable la proliferación celular, la reprogramación metabólica, la antiapoptosis, la evasión de la respuesta inmunitaria y la remodelación del microambiente tumoral. Luego de esto, los reordenamientos cromosómicos, la inactivación genética o las mutaciones en los genes supresores de tumor como CDKN2A, TP53, SMAD4 y otros, provocan la progresión de las PanINs de bajo grado a las PanINs de alto grado que de a poco van a conducir infaliblemente al desarrollo del adenocarcinoma pancreático3,4. Una masa tumoral está rodeada por un microambiente complejo y enriquecido en fibroblastos asociados al cáncer, linfocitos T reguladores, células estrelladas, macrófagos, células endoteliales y células madre cancerosas5,6. Estos tipos de células juegan un rol activo en el mantenimiento de un microambiente tumoral que favorece la supervivencia de las células cancerosas promoviendo a su vez el desarrollo y la progresión tumoral.
Durante las últimas décadas, el análisis genético de los tumores pancreáticos permitió la identificación de mutaciones en varios genes que resultan en la desregu lación de las vías celulares en las que están implicados. Este hecho puso en claro la total dependencia genética en el proceso de aparición de estos tumores. Además, esto estimuló la idea que las mutaciones de estos genes podrían ser aprovechadas como posibles dianas tera péuticas en el caso que pudieran encontrarse fármacos específicos. Desafortunadamente, después de un período de gran entusiasmo, debemos aceptar que este tipo de estrategia terapéutica se ha podido aplicar eficazmente sobre un muy pequeño porcentaje de pacientes. En primer lugar, porque esos fármacos no están aún desarrollados y, en segundo lugar, porque la gran mayoría de los genes mutados no son drogables. Se consideran no drogables aquellos genes que son total o parcialmente eliminados y aquellos que codifican para proteínas sin actividad enzi mática. En el adenocarcinoma pancreático las mutaciones en los genes KRAS, TP53, SMAD4, CDKN2A, MLL3, TGFBR2, ARID1A y SF3B1 están presentes en la mayoría de los tumores, pero estos genes no son buenas dianas ya que la gran mayoría de ellos no presentan actividad enzimática para poder ser inhibidos o porque su actividad está basada en la interacción proteína-proteína por lo cual su inactivación permanece técnicamente inalcanzable, o al menos muy difícil, por el momento. Para tratar los adenocarcinomas pancreáticos utilizando estos genes como dianas se deberán desarrollar estrategias alterna tivas mediante el uso, por ejemplo, de estrategias a base de la edición del genoma aprovechando la técnica de la CRISPR-Cas9 con la que probablemente un día podrán corregirse específicamente las mutaciones en los tumo res. Esto parece ser prometedor, pero por el momento solo una alternativa aún muy teórica.
El adenocarcinoma pancreático es una enfermedad altamente heterogénea
El adenocarcinoma pancreático es una de las neoplasias malignas humanas más letales y uno de los principales problemas de salud que causa alrededor de 450 000 muertes al año en todo el mundo7. El pronóstico es malo en general, con solo el 5% de los pacientes que quedan vivos a los 5 años que siguen al momento del diagnós tico7. Lamentablemente, casi todos los ensayos clínicos de fase II y III recientes, implementados en poblaciones no seleccionadas, no mostraron ningún beneficio en la supervivencia de los pacientes8-10. Una característica singular de esta enfermedad es su particular heteroge neidad que se ve reflejada en sus diversos patrones de evolución, con una supervivencia que puede variar de 2 a 3 meses a más de 5 años después del diagnóstico, o de su inconstante respuesta a las terapias. Esto podría explicarse por el hecho de que cada adenocarcinoma pancreático está controlado por la combinación de varias alteraciones de las vías intracelulares, aunque diferentes entre los pacientes, que resultarán en una susceptibilidad variable a las drogas, al desarrollo más o menos rápido de las metástasis y por tanto, de su supervivencia11-13. Desa fortunadamente, hasta el momento no se han propuesto tratamientos que tengan en cuenta esta heterogeneidad molecular entre los tumores. De hecho, las drogas que se administran a los que padecen un adenocarcinoma pancreático, se las elige de acuerdo a su estado general y su capacidad a tolerarlas, más que al subtipo tumoral. En ningún caso se ha estudiado si las características moleculares del tumor pueden predecir su respuesta a los tratamientos. Por ejemplo, la respuesta objetiva de los tratados con FOLFIRINOX es del 31.6% y es del 9.4% en aquellos tratados con gemcitabina, lo que significa que alrededor del 70% y del 90%, respectivamente, de los pacientes no responden14,15. Pero, ¿quiénes son estos pacientes? ¿Cómo podrían ser identificados? Parece entonces indiscutible que, para aumentar la eficacia del tratamiento, los sujetos deberían ser seleccionados para recibir el fármaco o la combinación de fármacos más eficaces para cada uno.
El transcriptoma del adenocarcinoma pancreático se correlaciona con la evolución clínica y puede predecir la respuesta a los fármacos
La acumulación progresiva de mutaciones genéticas indu ce el desarrollo del adenocarcinoma pancreático, pero el análisis genético de los tumores (mutaciones, amplificacio nes o deleciones) no ayuda a predecir la evolución de los pacientes ni a seleccionar tratamientos específicos para cada uno. Este hecho demuestra que el comportamiento de cada adenocarcinoma pancreático está regulado en un nivel post-genético. En otras palabras, el fenotipo de los adenocarcinomas pancreáticos es extremadamente hete rogéneo a pesar de que solo un pequeño número de mu taciones controlan la transformación maligna. Por lo tanto, debemos asumir que estas diferencias están controladas a nivel epigenético, transcriptómico y a nivel de la traduc ción y post-traduccional de las proteínas. Por lo tanto, en términos prácticos, para estratificar los adenocarcinomas pancreáticos se debe caracterizar el nivel de la expresión de los ARNs o de las proteínas y sus modificaciones post-traduccionales. Fue en este contexto que surgió la hipótesis según la cual nosotros postulamos que el transcriptoma de los adenocarcinomas pancreáticos puede ser informativo sobre la predicción de la evolución clínica y también podría ser informativo acerca de la quimio-sensibilidad de las células tumorales a los diferentes fármacos.
El transcriptoma tumoral predice la evolución del adenocarcinoma pancreático
Durante mucho tiempo se ha intentado identificar marca dores biológicos que pudieran estratificar los adenocar cinomas pancreáticos con la intención de poner a dispo sición de la medicina ciertas herramientas que pudieran guiar mejor los tratamientos personalizados, más allá de las mutaciones genéticas conocidas. Durante los últimos años se han propuesto diferentes subtipos moleculares para los adenocarcinomas pancreáticos: Collisson y col. definieron los subtipos clásico, cuasi-mesenquimatoso y exocrino-like16; Moffitt y col. definieron los subtipos basal-like y clásico, normal y con estroma activado17; y el Consorcio Internacional del Genoma del Cáncer definió los subtipos escamoso o basal-like, progenitor pancreático o clásico, exocrino-like e inmunogénico18. Si uno resume, estos autores postularon que hay dos grupos de tumores, uno con mejor pronóstico (llamados por cada uno respec tivamente clásico, exocrino-like y progenitor pancreático) que otro (llamados respectivamente cuasi-mesenquima toso, escamoso o basal-like). Estos autores reivindicaron básicamente un sistema binario de clasificación, con alguna excepción que no encontraba su lugar ni en uno ni en otro grupo. Al contrario, utilizando una estrategia basada en la producción masiva de xenoinjertos derivados directamente de pacientes, lo que nos permitió concentrar los estudios sobre las células epiteliales transformadas, y un algoritmo complejo basado en la inteligencia artificial, hemos podido demostrar que los adenocarcinomas pan creáticos pueden estratificarse con mayor precisión en un gradiente continuo y que este gradiente molecular se correlaciona perfectamente con la evolución clínica de los pacientes19. Por ejemplo, en un estudio univariado de co rrelación entre el gradiente molecular y la sobrevida de los pacientes la significación estadística de esta correlación fue de p = 1.29 × 10-4 en una cohorte de 267 pacientes resecados y de p = 4.97 × 10-7 en otra cohorte de 309 pacientes resecados19. Más allá de las divergencias en cuanto a la terminología empleada en esta clasificación, el concepto que debe retenerse es la existencia de una enorme heterogeneidad entre estos tumores. Lo que se desprende de esto es que si los tumores son heterogéneos los tratamientos debieran adaptarse a cada subtipo, lo que por el momento se hace raramente.
La utilización del transcriptoma como herramienta de estratificación de tumores ha sido utilizado en otro tipo de tumores (próstata, mama y colon), de los cuales varios están en utilización clínica como por ejemplo: PAM5020, MammaPrint21 Oncotype Dx® Breast22 o el Oncotype Dx® Colon23. Esto presagia que con el tiempo las decisiones terapéuticas para el adenocarcinoma pancreático podrán ser ayudadas con los análisis transcriptómicos de los tumores.
El transcriptoma tumoral predice la quimio-sensibilidad del adenocarcinoma pancreático
La práctica oncológica se enfrenta continuamente al de safío de hacer coincidir el régimen terapéutico adecuado con el individuo adecuado, y tratar de equilibrar los riesgos con los beneficios esperados para lograr el resultado más favorable. Depender de los perfiles moleculares de los tumores para personalizar los tratamientos es importante en oncología, ya que hasta ahora se cen traba principalmente en la identificación de mutaciones o translocaciones genómicas raras. Más importante que predecir los riesgos de recurrencia, es decir la resistencia que será adquirida a lo largo del tratamiento, es que se prediga la sensibilidad a la quimioterapia, o sea las terapias sin dianas específicas. En la literatura no se habían comunicado indicadores de sensibilidad a los tratamientos. Solo nuestros trabajos recientes sobre el adenocarcinoma pancreático informan ese tipo de resultados24. A partir de allí se abre la puerta a un nuevo tipo de medicina para el tratamiento del adenocarcinoma pancreático. Un tipo de medicina “a la carta”, es decir adaptada a cada uno de los pacientes. Nosotros hemos definido un conjunto de transcriptos capaces de predecir la sensibilidad a la gemcitabina para pacientes con ade nocarcinoma pancreático como prueba de concepto24. Es importante destacar que la estrategia para identificar esos marcadores moleculares capaces de definir la sensibilidad a los tratamientos necesita en primer lugar, obtener nu merosas muestras tumorales de pacientes bajo forma de modelos de estudio in vitro (organoides, cultivos primarios de células cancerosas) e in vivo (xenoinjertos); en se gundo lugar, establecer para cada uno de estos modelos un ranking de sensibilidad a la droga quimioterapéutica estudiada; en tercer lugar, tener a disposición todas las características transcriptómicas de esos modelos; y por último, buscar la mejor correlación entre la expresión del conjunto de genes y la sensibilidad de esos modelos y desarrollar un algoritmo basado en la inteligencia artificial, que permita comparar la expresión de un nuevo paciente a los datos de la base de referencia. La aplicación de esta estrategia permitió desarrollar un algoritmo, denominado GemPred, capaz de predecir la respuesta al tratamiento por gemcitabina24. Este algoritmo fue primero probado en una cohorte monocéntrica y luego validado en un estudio multicéntrico con un gran número de pacientes. En ese estudio GemPred fue capaz de estratificar los pacientes y predecir su respuesta al tratamiento. Por ejemplo, los pacientes definidos como respondedores al tratamiento sobrevivieron 91,3 meses en promedio mientras que los definidos como no respondedores solo 33 meses24.
Indudablemente se podrán realizar estudios similares y establecer nuevos marcadores con otras drogas para el adenocarcinoma pancreático, pero probablemente se podrá aplicar la misma estrategia (o por lo menos una similar) para predecir los tratamientos más apropiados para quienes padezcan otros tipos de tumores difíciles de tratar y con alta heterogeneidad.
Conclusiones y perspectivas
La identificación de las alteraciones genéticas en el adenocarcinoma pancreático es claramente ineficaz para orientar un enfoque terapéutico para estos pa cientes. El análisis transcriptómico total o parcial del adenocarcinoma pancreático parece ser una estrategia prometedora para revelar el fenotipo molecular de esta enfermedad, precisar su probable evolución clínica y ayudar a definir la mejor opción terapéutica. Es im portante destacar que la obtención de los predictores moleculares de ARN es de fácil aplicación y de relativo bajo costo. Esto es particularmente beneficioso en los tumores no operables, que representan alrededor del 85% de los adenocarcinomas pancreáticos. Actualmen te, en los pacientes no operables se toma una biopsia por eco-endoscopia con el objetivo de confirmar el diagnóstico antes de comenzar cualquier tratamiento quimioterapéutico. Estas biopsias representan una fuente valiosa de células cancerosas, que sirven como fuente de macromoléculas tumorales tales como ARN. A su vez, este ARN se puede utilizar para medir la ex presión de conjuntos de ARN de interés para definir un fenotipo particular. Es importante destacar que todas estas manipulaciones toman entre una o dos semanas de trabajo adicionales. Es muy probable que, en un futuro próximo, el tratamiento de este tipo de cáncer, y quizás también de otros, vaya precedido de una carac terización molecular extensa de las células cancerosas con el fin de seleccionar el tratamiento más apropiado, entrando al tan esperado enfoque de la medicina “a la carta” para el tratamiento de pacientes con adenocar cinoma pancreático (ver Figura 1). El adenocarcinoma pancreático es sin duda una de las enfermedades malignas que más urgentemente necesita este tipo de enfoque, ya que el tratamiento con medicamentos estándar es en gran parte ineficaz.
Fig. 1 Representación esquemática del procedimiento para predecir el mejor tratamiento para cada paciente con un adenocarcinoma pancreático. Las muestras de tejido tumoral pueden ser obtenidas a partir de muestras quirúrgicas (alrededor del 15% de los casos) o de biopsias (alrededor del 85% de los casos). Esas muestras servirán como fuente para extraer el ARN total. El ARN obtenido se utiliza para estudiar la expresión génica global por secuenciación del ARN. Los datos de expresión obtenidos se procesan gracias a los algoritmos establecidos y cada paciente nuevo será estratificado y seleccionado para un tratamiento “a la carta”
