Estudio de los perfiles metabolómicos en muestras de suero para el diagnóstico del cáncer de pulmón

Resumen

El cáncer es una de las enfermedades de mayor relevancia en el mundo por su incidencia, prevalencia y mortalidad. De todos los tipos de tumores, el cáncer de pulmón (CP) representa el 15-20% de todas las neoplasias, por lo que se ha convertido en un problema sanitario de gran magnitud, siendo el tabaquismo el factor de riesgo que por sí solo provoca un mayor número de casos. Desafortunadamente, un 75% de los pacientes con este tipo de patología son diagnosticados en un estadio avanzado por la ausencia de síntomas en el inicio de la enfermedad, lo que ensombrece el pronóstico en gran medida. Por tanto, la prevención basada en el diagnóstico precoz y disminución de los factores de riesgo que predispongan al CP son a día de hoy la estrategia más útil para reducir la mortalidad por esta patología. En cuanto a los métodos de cribaje actuales, la publicación de la National Lung Screening Trial (NLST) en la que demuestra el descenso en la mortalidad en pacientes de alto riesgo para padecer cáncer de pulmón sometidos a cribado con Tomografía computarizada con dosis bajas de radiación (con una reducción del riesgo relativo del 20%), ha abierto una importante vía para el diagnóstico precoz de esta enfermedad. Una alternativa al uso de técnicas de imagen, es el estudio de los cambios metabólicos que se producen en el organismo con la aparición de procesos oncológicos, lo cual puede conducir a ia identificación de biomarcadores útiles para la detección precoz de determinados procesos. Aunque en general los resultados son muy alentadores no se puede afirmar la validez de ninguno de los biomarcadores encontrados hasta el momento para la detección precoz del CP. El objetivo principal de esta Tesis ha sido optimizar y aplicar un procedimiento metabolómico basado en infusión directa a un espectrómetro de masas de triple cuadrupolo tiempo de vuelo con fuente de electrospray (DI-ESI-QqQ-TOF-MS), para el análisis de muestras de suero sanguíneo de pacientes diagnosticados de cáncer de pulmón y sujetos sanos (CS), con el objeto de clasificar en base a sus patrones metabolómicos los dos grupos de estudio. En un segundo paso, se determinan los metabolitos causantes de esta discriminación, que pueden usarse como posibles biomarcadores en el CP. Para ello hemos realizado un estudio observacional prospectivo, con la inclusión de 60 muestras de suero (30 de pacientes con CP y 30 de sujetos sanos) basado en las técnicas metabolómicas descritas previamente, y posterior análisis discriminante por mínimos cuadrados parciales (PLS-DA), con el fin de clasificar los grupos a estudio y encontrar las variables (metabolitos) que determinen dicha clasificación. En los resultados obtenidos inicialmente se detectaron sesgos provocados por el alto índice de hemolisis de algunas muestras, el cual actúa como un factor perturbador en los resultados, reduciéndose la capacidad de discriminación con el aumento de las concentraciones de hemoglobina. Por ello se ha realizado un nuevo análisis con muestras con índice hemolítico inferior a 20 g/dl, incluyendo en esta ocasión 15 muestras en el grupo de CP, 16 en CS, y 15 de pacientes con enfermedades respiratorias diferentes a cáncer. Los resultados obtenidos tras el análisis mostraron una clara diferenciación entre los tres grupos a estudio, consiguiendo también la identificación de los siguientes metabolitos: fosfolípidos, glutamina y treonina con niveles sobreexpresados en el grupo de CP; L-Ornitina, Urea, lisofosfolípidos, y triacilglicéridos con niveles disminuidos en CP con respecto al grupo de CS. Todos estos metabolitos han sido relacionados con vías metabólicas conocidas en la patología del cáncer. Por otro lado, se ha realizado un estudio para valorar la influencia de la carga tabáquica en los perfiles metabólicos de pacientes con cáncer de pulmón, en comparación con sujetos sanos. Se han detectado diferencias en metabolitos presentes en ambos grupos, y la mayoría de estas anormalidades metabólicas se acentuaron en pacientes con una carga tabáquica elevada, lo que sugiere la influencia de este parámetro en la aparición de los procesos metabólicos relacionados con el CP. Estos resultados confirman la validez de técnicas metabolómicas utilizadas en la detección de metabolitos relacionados con el cáncer de pulmón, los cuales pueden suponer potenciales biomarcadores para el diagnóstico precoz de esta enfermedad.