Un solo tumor puede tener millones de células de poblaciones y tipos diversos tumorales entre ellas. Esto hace necesario el análisis de célula única para estudiar la heterogeneidad del tumor, analizar distintas subpoblaciones celulares, descubrir nuevos biomarcadores tumorales para tumores que hasta ahora se consideraban bien caracterizados, comprender mejor la respuesta al tratamiento o investigar la evolución de un tumor a lo largo del tiempo.
En este sentido, en el Campus Vall d’Hebron, concretamente en el Vall d’Hebron Instituto de Oncología (VHIO), se ha instalado una nueva plataforma transversal de secuenciación de célula única de nueva generación: UNderstanding cancer through sIngle cell seQUEncing: the UNIQUE CaixaResearch platform. Dicha plataforma, subvencionada por la Fundación “la Caixa”, permitirá a los investigadores del VHIO abordar nuevas preguntas científicas para comprender mejor la complejidad de los tumores y encontrar nuevas soluciones terapéuticas y biomarcadores.
“Los enfoques actuales de secuenciación masiva de las muestras nos dan una visión general del tumor. Pero lo cierto es que el tumor contiene células con distintas características y potencial maligno que cambian constantemente con la evolución del tumor o en respuesta a los tratamientos”, explica Marcos Malumbres, profesor ICREA, director del Programa de Oncología de Sistemas y jefe del Grupo de Ciclo Celular y Cáncer del VHIO.
Tecnología single-cell
Este tipo de tecnología permite desentrañar programas de expresión genética en muestras de tejido tumoral y sangre periférica y caracterizar los patrones de expresión célula a célula, es decir saber qué genes se expresan o dejan de expresarse en cada célula.
“La secuenciación de célula única permite detectar y caracterizar poblaciones de células madre raras presentes en el microambiente tumoral responsables de la resistencia a la terapia y la recaída del tumor, células tumorales latentes que provocan metástasis, células tumorales circulantes de baja abundancia y células inmunitarias que pueden tener relevancia funcional y significado clínico”, explica Elena Serrano, coordinadora de la Unidad de Alta Tecnología del VHIO.
La plataforma UNIQUE cuenta con tres equipos de última generación que se integran en el ‘core’ de plataformas tecnológicas transversales del VHIO. Incluye un equipo Parsotix capaz de aislar las células tumorales circulantes por biopsia líquida; así como un equipo Chromium X (10x Genomics) que separa una a una las células tumorales entre células de tejido y células circulantes y las prepara para su secuenciación de forma individual. Además, cuenta con un microscopio Leica DMi8 equipado con tecnología Thunder y un equipo CytAssist (10x genomics) que va a permitir, a partir de muestras sólidas del tumor, ubicar la localización de cada una de las células en el tumor conociendo qué genes expresa cada una de ellas.
Investigaciones en marcha
En el laboratorio de Ciclo Celular y Cáncer esta tecnología se está utilizando para estudiar los patrones de expresión célula a célula en células tumorales circulantes en cáncer de mama avanzado con receptores hormonales positivos para tratar de comprender por qué estos tumores se vuelven resistentes.
Por otra parte, el Grupo de Modelización de Terapias Antitumorales utiliza la secuenciación de célula única para identificar poblaciones de células inmunitarias en el microambiente tumoral de cáncer de pulmón de célula no pequeña y melanoma y observar el impacto de la inhibición de la proteína Myc en la supresión inmunitaria tumoral con el objetivo de buscar nuevas fórmulas de reactivar el sistema inmune contra el tumor.
“Nuestro grupo ha realizado una investigación exhaustiva sobre metástasis cerebrales”, afirma Joan Seoane, profesor ICREA y jefe del Grupo de Expresión Génica del VHIO. “La plataforma UNIQUE nos va a permitir estudiar qué genes expresan las células de muestras de metástasis cerebrales de melanoma y cáncer de pulmón de célula no pequeña en pacientes que se van a someter a tratamiento, así como las características de las células inmunitarias que rodean al tumor para tratar de identificar biomarcadores que puedan servirnos como nuevas dianas terapéuticas o para predecir la respuesta al tratamiento”, señala.
Asimismo, el Grupo de Inmunoterapia e Inmunología del Cáncer trabaja en diversos proyectos que utilizan la secuenciación de célula única para analizar los receptores de células T (TCRs) y genes diferencialmente expresados de los linfocitos infiltrantes del tumor (TILs) y linfocitos circulantes que contribuyen al reconocimiento de tumores y neoantígenos.
Esta plataforma también va a permitir poner en marcha proyectos de transcriptómica espacial, es decir, permitirá saber qué genes se expresan en diferentes áreas del tumor y del microambiente tumoral. El Grupo de Investigación Traslacional en Cáncer de Próstata utilizará esta tecnología para estudiar biopsias antes, durante y después del tratamiento hormonal para cáncer de próstata en etapas avanzadas, y así entender mejor como la heterogeneidad del tumor se adapta al tratamiento.
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