Resumen de Identification of omic profiles for diagnosis and monitoring of bladder cancer
La presente Tesis titulada Identificación de perfiles ómicos para el diagnóstico y la monitorización del cáncer de vejiga se centra en la identificación de biomarcadores metabolómicos urinarios no invasivos para el diagnóstico y la monitorización del cáncer de vejiga (CaV). Con este fin, se han utilizado dos plataformas analíticas: la Resonancia Magnética Nuclear (Nuclear Magnetic Resonance, 1H NMR) y la Cromatografía Líquida de alta resolución acoplada a la Espectrometría de Masas (Ultraperformance Liquid Chromatography–Mass Spectrometry, UPLC-MS). Además, se han analizado tejidos vesicales mediante la técnica de Resonancia Magnética Nuclear de Alta Resolución con Giro de Ángulo Mágico (High-Resolution Magic Angle Spinning NMR, HRMAS NMR) para obtener más información sobre las vías metabólicas alteradas en el CaV y evaluar su relación con los perfiles metabólicos urinarios alterados. Por otro lado, se han realizado análisis transcriptómicos en tejidos vesicales para identificar genes metabólicos clave en el CaV. Finalmente, se han llevado a cabo estudios integradores con los datos metabolómicos y transcriptómicos para estudiar las conexiones entre genes y metabolitos y establecer su asociación con el metaboloma urinario.
Inicialmente, en el capítulo cuarto se presenta un perfil metabólico capaz de distinguir los tejidos tumorales de los tejidos no tumorales con una sensibilidad y especificidad del 100%, independientemente del estadio y el grado del tumor. Además, se muestran los metabolitos que forman parte de este perfil, así como las vías metabólicas alteradas asociadas a la carcinogénesis vesical. Por otro lado, tras la realización de análisis transcriptómicos en esos mismos tejidos, se detalla como los genes metabólicos están siendo regulados a la baja en los tumores de vejiga mediante la acción de represores transcripcionales, marcas de histonas y procesos de splicing alternativo. Además, mediante un análisis integrativo entre los datos metabolómicos y transcriptómicos, se muestra la concordancia entre los resultados obtenidos a través de estas dos técnicas que representan diferentes niveles de regulación molecular. Finalmente, se muestra un perfil metabólico urinario identificado mediante 1H NMR capaz de distinguir orinas con CaV de orinas control (recogidas después de la cirugía) con una significativa sensibilidad (90,9%) y especificidad (76,9%). Como las muestras de orina y de tejido se recogieron de los mismos pacientes, al final del capítulo se describen las conexiones encontradas entre las rutas metabólicas alteradas en tejidos y orinas Los siguientes dos capítulos de la tesis se centran principalmente en la búsqueda de biomarcadores no invasivos de CaV en muestras de orina para el seguimiento de esta enfermedad a través de dos técnicas analíticas.
Con el objetivo de validar el perfil urinario como biomarcador de monitorización de CaV, se llevó a cabo un estudio con muestras urinarias adicionales de pacientes con CaV no músculo-invasivo (CVNMI). Las muestras urinarias se recogieron mensualmente durante un período de seguimiento activo. El perfil metabolómico urinario detectado mediante 1H NMR presentó sensibilidades y especificidades alrededor del 85% en la clasificación de las orinas tumorales, e incluso detectó las recidivas tumorales en un estado temprano de su desarrollo, anticipándose en algunos casos a la visualización de éstas mediante cistoscopia. Este quinto capítulo también detalla los metabolitos discriminantes que forman parte de este perfil metabolómico y su relación con las rutas bioquímicas alteradas en el CaV.
Finalmente, el sexto capítulo de la tesis muestra los resultados de un estudio clínico llevado a cabo con un gran número de muestras de orina recolectadas de pacientes con CVNMI antes y después de la cirugía, así como durante un periodo de seguimiento posterior. En este caso, las muestras urinarias se analizaron mediante UPLC-MS y se estudiaron las vías metabólicas perturbadas vinculadas al CaV. Algunas muestras de orina fueron comunes a las analizadas por 1H NMR, y en general, los datos de los dos estudios fueron concordantes. El análisis de las trayectorias longitudinales del biomarcador metabólico urinario capaz de discriminar las muestras tumorales de las controles permitió una evaluación preliminar de su utilidad como biomarcador de seguimiento para la detección de las recurrencias en pacientes con CVNMI.
En general, los resultados presentados en esta tesis respaldan la hipótesis de la existencia de una huella metabólica urinaria vinculada a las alteraciones tumorales presentes en los tejidos vesicales, capaz de detectar y predecir las recurrencias durante el período de vigilancia en pacientes con CVNMI. Además, los buenos resultados obtenidos y la concordancia entre ambos estudios urinarios (1H NMR y UPLC-MS) posicionan la metabolómica al frente de las técnicas ómicas para la búsqueda de biomarcadores robustos y dinámicos que reflejen la biología del tumor.
