‘Game of Clones’ Aplicación de la secuenciación masiva en el estudio de la evolución genómica del melanoma

Abstract

Introducción: Tener un mayor conocimiento del inicio de la carcinogénesis a nivel molecular es esencial para definir nuevos biomarcadores que mejoren el diagnóstico, tratamiento y pronóstico del paciente. Objetivos: Definir un protocolo bioinformático para evaluar el proceso mutacional asociado a la evolución carcinogénica del melanoma. Método: Se secuenciaron 46 genes clave en la carcinogénesis en 45 muestras cutáneas procedentes de 15 bloques tumorales de distintos pacientes. De cada bloque, se biopsiaron muestras de piel sana, nevus y melanoma. Tras procesar los datos de secuenciación filtrando las variantes germinales y los artefactos técnicos, se analizó el perfil mutacional y los signos de selección positiva en cada estadio. Los análisis bioinformáticos se realizaron con el software R. Resultados: El 73% de las lesiones precursoras se inician por la adquisición de una mutación oncogénica en BRAF (V600E). Esta alteración parece estar positivamente seleccionada en estadios tempranos de la carcinogénesis. Sin embargo, la inactivación del gen supresor tumoral CDKN2A parece ocurrir exclusivamente en melanomas, siendo una alteración genética seleccionada en la progresión maligna de las lesiones preneoplásicas. La firma mutacional procedente de la RUV (SBS7) es el principal causante de la acumulación de mutaciones somáticas en ambos estadios neoplásicos. Conclusiones: En el nevus y melanoma se observa la firma mutacional relacionada con la radiación ultravioleta demostrando así su efecto mutagénico ya en el estadio preneoplásico. Para la aparición de un melanoma, es necesaria la selección de clones portadores de mutaciones que favorezcan la proliferación celular y que permitan escapar al control del ciclo celular.

Introduction: A greater knowledge of the onset of the molecular genetics in carcinogenesis is essential to define new biomarkers that improve the diagnosis, treatment and prognosis of the patient. Objectives: To define a bioinformatic protocol to evaluate the mutational process involved in the carcinogenic evolution of melanoma. Method: We sequenced 46 cancer-relevant genes in 45 skin samples from 15 tumor blocks from different patients. Samples of healthy skin, nevus and melanoma were biopsied from each block. After processing the sequencing data by filtering the germinal variants and technical artifacts, the mutation profile and signs of positive selection at each stage were analyzed. The bioinformatic analysis was performed using the software R. Results: 73% of precursor lesions are initiated by the acquisition of an oncogenic mutation in BRAF (V600E). This mutation appears to be positively selected in early stages of carcinogenesis. However, inactivation of the tumor-suppressor gene CDKN2A appears to emerge exclusively in melanomas as a result of cancer gene selection in the malignant progression of preneoplastic lesions. The mutational signature from ultraviolet radiation (SBS7) is the main cause of the accumulation of somatic mutations in both neoplastic stages. Conclusions: In nevus and melanoma, the mutational signature related to ultraviolet radiation is observed, thus demonstrating its mutagenic effect already in the preneoplastic stage. For the progression of a melanoma is necessary the selection of clones that carry mutations that favor cell proliferation and allow escaping the control of the cell cycle.