Bases moleculares de la cromotripsis en osteosarcoma

Abstract

El osteosarcoma (OS) es el tumor óseo maligno más común en niños y adolescentes. Hasta la fecha, la búsqueda de dianas terapéuticas moleculares en OS no ha dado grandes resultados y las tasas de supervivencia oscilan entre un 55¿75%, reduciéndose hasta el 10-30% en el caso de pacientes con enfermedad metastásica. Sin embargo, estudios recientes han identificado un fenómeno generalizado en OS, la cromotripsis, que resulta en reordenamientos genómicos masivos y el cual representa un importante mecanismo de carcinogénesis. La cromotripsis se ha observado en el 2%-3% de los cánceres, abarcando una amplia variedad de tipos de tumores, aunque la frecuencia aumenta hasta el 25% en OS y cordoma. A pesar de ello, su etiología es desconocida. Por lo tanto, existe una necesidad de identificar la base molecular de dicho proceso, lo que podría dar lugar a la identificación de nuevas dianas terapéuticas y/o marcadores pronósticos para estos tumores. En el presente trabajo se ha identificado la asociación entre la pérdida de heterocigosidad de la región cromosómica 3q y el proceso de cromotripsis a partir del estudio del cariotipo molecular de 30 muestras tumorales de pacientes con OS. Tras la secuenciación de un panel de genes pertenecientes a esa región, se extrajo una lista de los genes potencialmente causantes de la cromotripsis. A partir de dichos resultados, se procedió a la demostración in vitro de su relevancia funcional. Para ello, se empleó la tecnología CRISPR/Cas9 con el objetivo de producir un knockout del gen candidato en la línea celular humana MRC-5 y estudiar el fenotipo resultante.

Osteosarcoma (OS) is the most common malignant bone tumor in children and adolescents. To date, the search for molecular therapeutic targets in OS has not yielded great results and the survival rates range between 55-75%, being reduced to 10-30% in the case of patients with metastatic disease. However, recent studies have identified a generalized phenomenon in OS, chromothripsis, which results in massive genomic rearrangements and which represents an important mechanism of carcinogenesis. Chromothripsis has been observed in 2%-3% of cancers, covering a wide variety of tumor types, although the frequency increases up to 25% in OS and chordomas. Despite this, its etiology is still unknown. Therefore, there is an urgent need to identify the molecular basis of this process, which could lead to the identification of new therapeutic targets and prognostic markers for this tumors. In the present project, the possible association of the loss of heterozygosity of 3q chromosomal region to the chromothripsis process has been identified from the study of the molecular karyotype of 30 tumor samples from OS patients. After sequencing a panel of genes belonging to that region, a list of genes potentially causing chromothripsis was extracted. From these results, an in vitro validation of its functional relevance was performed. For this, the CRISPR/Cas9 technology was used with the aim of producing a knockout of the candidate gene in the human MRC-5 cell line and studying the resulting phenotype.