Descripció del projecte
Segons l’Organització Mundial de la Salut (OMS), el càncer és una de les principals causes de mort a tot el món, amb prop de 10 milions de morts el 2020, aproximadament una de cada set morts a tot el món. També imposa una càrrega financera significativa a les economies, amb un cost anual estimat d’1,16 bilions de dòlars el 2010, incloses les despeses sanitàries i la pèrdua de productivitat. A causa de la detecció tardana, la taxa de mortalitat per a molts càncers continua sent alta, fins i tot en països amb un Índex de Desenvolupament Humà (IDH) molt alt com Espanya. L’Institut Nacional del Càncer dels Estats Units estima que fins al 35% de les morts prematures per càncer podrien prevenir-se mitjançant la detecció precoç.
Diversos estudis científics s’han centrat en el desenvolupament de diagnòstics de detecció precoç, sent l’ús de biomarcadors en fluids perifèrics per biòpsia líquida una de les solucions més prometedores. Històricament, la comunitat científica s’ha centrat en la recerca de mutacions en ADN tumoral circulant (ctDNA) en plasma per al diagnòstic de certs càncers. No obstant això, estudis recents han posat de manifest les dificultats per detectar ctDNA durant les fases inicials de la malaltia de la patologia, fent que aquest mètode diagnòstic sigui difícil d’implementar per a la detecció precoç del càncer. En canvi, la detecció de diferències en l’abundància d’ARN circulant (ARNc), en lloc de ctDNA, té el potencial de millorar significativament la nostra comprensió de diversos estats de malalties com el càncer. Les cèl·lules sotmeses a processos patològics necròtics o apoptòtics llancen vesícules i àcids nucleics a la sang, que es poden detectar en plasma i portar una “empremta molecular” del teixit d’origen (TOO). Es dedueix lògicament que la composició de la transcripció del plasma ha de variar segons l’estat dels òrgans i teixits regats. Aquesta informació només s’ha desbloquejat en els últims anys gràcies al desenvolupament d’eines capaces de desconvocar perfils de transcriptoma en els seus teixits o cèl·lules originàries. En oncologia, les eines de desconvolució s’han utilitzat amb cert èxit per identificar el TOO de diversos tumors, però rarament específicament en mostres de plasma. L’ús d’RNA-seq en plasma té el potencial d’identificar anomalies i ajudar en el diagnòstic de qualsevol tipus de càncer. No obstant això, fins avui no existeix un mètode robust que integri els diferents tipus d’informació biològica esmentats anteriorment amb finalitats diagnòstiques.
L’objectiu general d’aquest projecte és desenvolupar un enfocament de detecció de càncer no invasiu i rendible amb una major sensibilitat i especificitat utilitzant només dades de seqüenciació d’ARN sense cèl·lules, integrant, juntament amb altres característiques, la informació TOO explicada anteriorment. Aquest mètode té com a objectiu facilitar la detecció del càncer mitjançant l’aplicació de desconvolució de dades i algorismes d’aprenentatge automàtic. El projecte començarà amb una fase inicial centrada en un ampli benchmarking, on es provaran diverses dades d’entrada i paràmetres, inclosos els conjunts de dades de referència, els procediments de normalització de dades RNA-seq, les eines de desconvolució i els algorismes de classificació de l’aprenentatge automàtic. Aquesta exploració sistemàtica té com a objectiu determinar el flux de treball òptim per a la integració de característiques derivades de tècniques de desconvolució i altres mètodes d’extracció de característiques en un model de classificació d’aprenentatge automàtic multi-cancer. Aquest model s’integrarà en un pipeline d’anàlisi bioinformàtic d’extrem a extrem. Combinant l’excel·lència de Flomics en biòpsies líquides amb l’àmplia experiència genòmica i bioinformàtica del grup de Biologia Computacional del Processament d’ARN liderat pel professor Roderic Guigó al Centre de Regulació Genòmica (CRG), pretenem desenvolupar un mètode de diagnòstic precoç robust i rendible adequat per a iniciatives de cribratge a tota la població.
Actualment, Flomics està desenvolupant una eina similar per al diagnòstic del càncer, amb resultats prometedors. El pla és incloure altres malalties en els pròxims anys per augmentar la comercialització i utilitat de l’eina. L’objectiu final de Flomics és proporcionar una prova integral capaç d’avaluar múltiples patologies en cada pacient. S’espera que aquest enfocament condueixi a un diagnòstic més primerenc, que permeti tractaments menys agressius i una millor qualitat de vida per als pacients.
