Desarrollo de metodologías ómicas para el estudio y diagnóstico precoz del cáncer de pulmón

Laburpena

El cáncer de pulmón (CP) constituye una de las muertes más comunes por neoplasia en el mundo provocando más de 1.300.000 muertes al año. La supervivencia a 5 años comprende un 20% cuando la enfermedad se diagnostica en estudios precoces, disminuyendo a un 3% cuando se encuentra en estudios avanzados. Por ello, la búsqueda de biomarcadores capaces de detectar de forma precoz el CP, así como capaces de evaluar la progresión del mismo, constituye un importante reto en medicina. En este sentido, las metodologías ómicas son herramientas de análisis muy poderosas que permiten determinar un gran número de moléculas, como metabolitos, proteínas o metales unidos a proteínas. Estas biomoléculas pueden sufrir alteraciones en respuesta a una enfermedad, por lo que podrían servir como marcadores de diagnóstico. Así, en esta Tesis Doctoral se han explicado tres metodologías ómicas (metabolomica, ionómica y metalómica), basadas en la espectrometría de masas, a muestras biológicas humanas de pacientes con cáncer de pulmón con el fin de identificar biomoléculas alteradas en esta enfermedad que puedan servir como marcadores de diagnóstico. Con el fin de abarcar una mayor cobertura de metabolitos se optimizó una plataforma metabolómica "no dirigida" basada en dos técnicas analíticas: la cromatografía de gases (GC-MS) y la infusión directa (DI-MS) acopladas a espectrometría de masas. Esta plataforma fue aplicada a muestras de pacientes con CP, pacientes control y pacientes con diversas enfermedades pulmonares no cancerosas como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica EPOC. Las muestras empleadas en el estudio fueron muestras de suero sanguíneo, de orina y como principal novedad del estudio, muestras de lavado broncoalveolar (LBA), de las que no había antecedentes en bibliografía. Para ello, se compararon estadísticamente mediante el análisis multivariante de mínimos cuadrados parciales (PLS.DA) los perfiles metabolómicos de pacientes CP con los de personas sanas con el fin de encontrar metabolitos diferentes de forma significativa entre los grupos. El análisis PLS-DA también fue aplicado para comparar la existencia de metabolitos alterados en pacientes con EPOC y evaluar su posible relación con el CP. Así mismo, se evaluó la diferenciación metabolómica entre estadios tempranos y avanzados de la enfermedad. Por otro lado, se desarrolló una metodología ionómica basada en ICP-QQQ-MS para la determinación multielemental en muestras de suero, orina y LBA con el fin de evaluar la distribución de oligoelementos y metales tóxicos en CP. Además, a las muestras de suero sanguíneo se les aplicó un método de fraccionamiento para la separación de la fracción de alta (HMM) y baja (LMM) masa molecular y determinar la concentración de elementos en cada fracción. Finalmente, se desarrolló una metodología metalómica basada en la técnica de dilusión isotópica por ICP-QQQ-MS para terminar la concentración de 3 selenoprotreínas importantes presentes en suero: glutatión peroxidasa (eGPx), selenoproteína P (SELENOP) y selenoalbúmina (SeAlb). Esta metodología también permitió la separación de moléculas pequeñas de selenio. De esta forma, la aplicación de estas plataformas metabolómicas, ionómicas y metalómicas en diferentes muestras biológicas de pacientes con CP, han permitido estudiar la alteración de metabolitos, metales y biomoléculas de selenio asociadas a la enfermedad del CP aportando nuevas contribuciones a la patología de esta enfermedad.