WormVUS

La avalancha de datos resultantes de la secuenciación de células cancerígenas está provocando una limitación a la hora de comprender el impacto funcional de mutaciones o variantes de genes. Es importante tener en cuenta que estas variantes podrían también determinar vulnerabilidades que pueden ofrecer ventajas a la hora de desarrollar terapias. Con este proyecto pretendemos establecer a C. elegans como un modelo preclínico para llevar a cabo rápidos estudios funcionales que determinen la influencia de variantes génicas en procesos y terapias relacionadas con el cáncer. Particularmente, nos centramos en las variantes de significado desconocido o VUS (del inglés, Variants of Unown Significance) del gen supresor de tumores PTEN. PTEN se encuentra frecuentemente alterado en tumores sólidos y alrededor del 50% de sus variantes son VUS. Estas variantes, las cuales son mutaciones de sentido erróneo en aminoácidos conservados, las imitamos en C. elegans usando la técnica CRISPR. Cuando reproducimos una mutación específica cancerígena de PTEN en el gen ortólogo de C. elegans, daf-18, observamos un genotipo sintético junto con la mutación con ganancia de función en cdc-25.1, ortólogo de los oncogenes humanos CDC25. Dado que las proteínas CDC25 pueden ser dianas terapéuticas, queremos investigar si pacientes con otras variantes VUS de PTEN se podrían beneficiar del uso de inhibidores de CDC25. Aunque hoy en día estos inhibidores no se usan clínicamente, hipotetizamos que en un contexto sensible y en combinación con otros agentes terapéuticos podríamos ayudar a que los inhibidores de CDC25 lleguen al ámbito clínico. Para determinar cuáles serían estos otros agentes terapéuticos, planeamos hacer un cribaje de fármacos y una secuenciación del ARN de animales dobles mutantes en PTEN-CDC5 con fenotipo más penetrante.

La secuenciación de tumores humanos evidencia la complejidad de determinar los perfiles genéticos que causan malignidad. En primer lugar, existe un gran número de variantes en genes que están mutados en cáncer cuya significación funcional es incierta; en segundo lugar, un fondo genético específico con mutaciones secundarias puede potenciar el mal funcionamiento de dichas variantes. Además, otros factores, más allá del panorama mutacional, pueden influir en la variabilidad individual de los efectos de las variantes. 

Estudiamos ocho mutaciones de sentido erróneo relacionadas con el cáncer en PTEN, en líneas celulares de mamíferos, levaduras y el nematodo C. elegans. Si bien los experimentos con mutaciones de PTEN en células son informativos sobre la actividad de la fosfatasa PIP, un organismo multicelular es capaz de clasificar las mutaciones según su potencial oncogenicidad. Mediante CRISPR-Cas, imitamos estas ocho mutaciones en el ortólogo daf-18 de PTEN en C. elegans y observamos que se agrupan por penetrancia fenotípica y perfiles transcripcionales, lo que constituye una herramienta rápida para el pronóstico. Además, encontramos algunas variantes de daf-18/PTEN detectadas en tumores humanos que muestran un mayor potencial oncogénico al combinarse con otras mutaciones relacionadas con el cáncer, como la ganancia de función de cdc-25.1/CDC25A, una mutación coexistente con PTEN en ciertos tipos de cáncer. Finalmente, analizamos las características transcripcionales que subyacen a la variabilidad individual intrínseca de los gusanos isogénicos con mutaciones en PTEN y CDC25.