Rev Lab Clin. 2014;7(2):73---79

Revista del Laboratorio Clínico

www.elsevier.es/LabClin

REVISIÓN

Biomarcadores en cáncer. Contribución de laepigenética a la medicina personalizada

Olga Perníaa,b,∗, Olga Veraa,b e Inmaculada Ibánez de Cáceresa,b,∗

a Laboratorio de Epigenética del Cáncer, Instituto de Genética Médica y Molecular, Hospital La Paz, MadridEspanab Terapias Experimentales y Nuevos Biomarcadores en Cáncer IdiPAZ, Hospital La Paz, Madrid, Espana

Recibido el 8 de abril de 2014; aceptado el 15 de abril de 2014Disponible en Internet el 18 de junio de 2014

PALABRAS CLAVEEpigenética;Cáncer;Medicinapersonalizada;Biomarcadores

Resumen En el contexto de la medicina personalizada, la epigenética cobra importancia comobase de prevención, diagnóstico, prognosis y tratamiento de enfermedades como el cáncer. Delos distintos procesos de control epigenético, el silenciamiento génico por metilación del ADNes el más frecuente en esta patología y aporta aplicaciones clínicas muy variadas como predic-ción de respuesta terapéutica, prognosis asociada a las características moleculares del tumory el seguimiento de pacientes tras la intervención quirúrgica o el tratamiento con quimiotera-pia. Una de las principales ventajas clínicas de estas alteraciones epigenéticas es que puedenrevertirse mediante tratamientos farmacológicos, aunque se asocien con múltiples efectossecundarios. Es por ello de gran importancia continuar con el estudio de la regulación epi-genética en cáncer, complementado con la biología de sistemas, lo que aportaría conocimientosobre la implicación biológica real de estos biomarcadores, y la identificación de fármacosespecíficos que disminuyan estos efectos adversos y nos acerquen a la realidad de una medicinapersonalizada.© 2014 AEBM, AEFA y SEQC. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos los derechos reservados.

KEYWORDSEpigenetics;Cancer;Personalised

Biomarkers in cancer. contribution of epigenetics in personalised medicine

Abstract In the context of personalised medicine, epigenetics has an important role as regardsthe prevention, diagnosis, prognosis, and treatment of diseases such as cancer. Of the diffe-

medicine; rent epigenetic control processes, gene silencing by DNA methylation is most frequent in thisdisease, and contributes to a wide variety of clinical applications such as, prediction of the the-

Biomarkers rapeutic response, the prognosis associated with the molecular characteristics of the tumour,and the follow-up pf patients after treatment by surgery or chemotherapy. One of the mainadvantages of these epigenetic alterations is that they can be reversed with pharmacologicaltreatments, although they are associated with multiple side effects. It for this reason, it

∗ Autor para correspondencia.Correo electrónico: inma.ibanezca@salud.madrid.org (I. Ibánez de Cáceres).

http://dx.doi.org/10.1016/j.labcli.2014.04.0041888-4008/© 2014 AEBM, AEFA y SEQC. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos los derechos reservados.

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is of great importance to continue studying epigenetic regulation in cancer, complementingwith biological systems, as well as the identification of specific drugs that may decrease theseadverse effects, and which should help to determine the real biological implications of thesebiomarkers and may lead to achieving personalised medicine.© 2014 AEBM, AEFA y SEQC. Published by Elsevier España, S.L. All rights reserved.

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ntroducción

l Instituto Nacional de Cáncer en Estados Unidos definea medicina personalizada como una forma de medicinaue utiliza la información acerca de los genes y proteínase un individuo y el ambiente que la rodea para pre-enir, diagnosticar y tratar una enfermedad. La medicinaersonalizada utiliza conceptos tradicionales y conceptosmergentes sobre las bases genéticas de una enfermedadara individualizar la prevención, diagnóstico y tratamiento.os resultados de multitud de proyectos de investigaciónobre la relación entre los cambios genéticos y epigenéti-os, así como en las rutas de senalización inducidas por losármacos y aquellos presentes en tumores de los pacientes,an sido esenciales en la determinación de algunos mar-adores de interés que han permitido administrar el mejorratamiento oncológico para cada paciente.

Las aplicaciones de la genética y la epigenética ena medicina personalizada incluyen áreas básicas de laedicina como son la prevención, diagnóstico, prognosis y

ratamiento (tabla 1). El trayecto que va desde un conceptoasta la aplicación clínica en cada una de estas áreas invo-ucra investigación básica, traslacional, clínica y tambiénspectos regulatorios1. En el estudio de la relevancia de laserapias personalizadas en el tratamiento del cáncer y elmpacto de estas nuevas alternativas terapéuticas hay queener en cuenta, por una parte el valor que puede repre-entar para el paciente en términos de sufrimiento (efectosecundarios, faltas de respuesta), para el sistema nacionale salud en términos de coste farmacéutico (terapias tradi-ionales vs. personalizadas que incluyen análisis genéticos,tc.) y por último el coste social y personal que implicanas horas de trabajo no ejercido, horas de ocio no disfru-ado, tiempo y dedicación de los familiares en el cuidadoel paciente, etc.

porte de la epigenómica

pigenómica

os procesos epigenéticos tienen un papel fundamental enenómenos fisiológicos como la embriogénesis, la impronta ya inactivación del cromosoma X, pero también en el desarro-lo de enfermedades, entre ellas el cáncer. En esta última

écada, se han establecido los diferentes niveles meca-ísticos que participan en la regulación epigenética, entreos que se incluyen la metilación del ADN, la modificaciónostraduccional de histonas y los micro ARN regulatorios de

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a expresión génica2. De todos estos mecanismos, el mejoronocido es la metilación del ADN.

etilación y cáncer

a primera vez que se demostró una relación entre la metila-ión del ADN y el cáncer fue en 1983, cuando se observó queas células tumorales tenían un grado de metilación menorue las células originales no tumorales. Este fenómeno estáelacionado con una pérdida de metilación en las regionesepetitivas del genoma provocando inestabilidad cromosó-ica en estas células tumorales. Sin embargo el principal

vento que está involucrado en el origen de un gran númeroe cánceres es la hipermetilación de islas CpG en los pro-otores de genes supresores de tumores (GST)3. Estos genesueden mediar diferentes funciones celulares implicadas enl desarrollo del cáncer, como son la regulación del cicloelular, la reparación del ADN, la interacción célula-célula,a apoptosis y la angiogénesis4.

Hoy en día, no hay duda de que alteraciones en laetilación del ADN tienen un papel importante en la tumoro-

énesis. Una metilación aberrante de las islas CpG de genesspecíficos, es un mecanismo epigenético tan común comoas mutaciones puntuales o pérdidas de heterozigosidadLOH) que causan el silenciamiento de los GST en cánceresumanos. Entre los diferentes genes alterados por la meti-ación en diversos tipos tumorales encontramos, RASSF1,RCA1, GSTP1, CDKN2A, CDH13, MLH1, VHL, APC, MGMT,APK, IGFBP-3 o TIMP3 entre otros (tabla 2).

DN metilado como biomarcador

a contribución de la epigenética al estudio del cáncers evidente, ya que la metilación aberrante de determi-ados genes ocurre muy temprano en la carcinogénesis,ncluso cuando las muestras quirúrgicas son histológica-ente negativas5. Los marcadores para ADN metilado sonor tanto indicadores perfectos para la enfermedad ya esta-lecida.

Además, debido a lo ubicuo que es el ADN hipermeti-ado y gracias a las nuevas tecnologías, capaces de detectarambios de metilación en el ADN en diversos fluidos bio-ógicos, hacen que este área de estudio se considere unae las grandes promesas no solo para la detección del cán-

er, sino como fuente de identificación de biomarcadoresara prognosis e incluso predicción de respuesta a fármacos.a epigenética proporciona gran flexibilidad biológica a laélula tumoral, sin embargo estas características pueden ser

Epigenética y medicina personalizada en cáncer 75

Tabla 1 Biomarcadores genéticos/epigenéticos de uso clínico

Nombre Aplicación clínica Tipo tumoral Resultado

BluePrint® Predictivo Mama Diversas terapias individualesBRCA1/2 Predictivo/pronóstico Mama Medida de riesgo presintomáticoBRAF Predictivo/pronóstico Melanoma Inhibidores de RAFEGFR Predictivo Pulmón (CPNM) Inhibidores tirosina quinasa (TKI) para EGFRK-RAS Pronóstico Colorrectal Elección de uso de cetuximabMammaPrint® Pronóstico Mama Estadio y agresividad del tumorTherascreen

MGMT PyroKit®Predictivo Glioblastoma Decisión clínica sobre agentes alquilantes

OncoTypDX Predictivo/pronóstico Mama, ER+, HER2- ycolon

Quimioterapia sí/no

VeriStrat® Pronóstico Pulmón con bevacizumaby erlotinib en primera

Decisión clínica sobre TKIs para EGFR

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línea

modificadas farmacológicamente gracias al uso de agentesdesmetilantes e inhibidores de acetilasas de histonas. Estaposibilidad nos permite identificar dianas terapéuticas conuso potencial en clínica, ya que existen en la actualidad cua-tro fármacos distintos aprobados con estas características,de los que hablaremos más adelante.

Las características que han de tener las secuencias deADN metilado para poder ser consideradas biomarcadoresclínicos se han definido conjuntamente por el National Can-cer Institute’s y el Early Detection Research Network6.

La mayoría de los marcadores epigenéticos se han

identificado mediante aproximaciones puntuales a genescandidatos; sin embargo en los últimos anos, han surgidonumerosos estudios combinando arrays de expresión con

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Tabla 2 Genes supresores tumorales bajo regulación epigenética

Gen Función

APC Regulatión negativa del ciclo celular

ATM Respuesta a dano en el ADN

BRCA1 Regulatión negativa del ciclo celular

CDH1 Adhesión celular

CDH13 Adhesión celular

CHFR Regulatión mitótica

DAPK1 Apoptosis

ESR1 Receptor de estrógenos

FHIT Regulatión de ciclo celular

GSTP1 Transformatión de sustancias electrofílicas

HIC1 Factor de Transcriptión

hMLHl Reparación del ADN

IGFBP3 Senalización de fatores de crecimiento

MGMT Reparación de guaninas metiladas

pl4NK4a Regulación del ciclo celular

pl5NK4a Regulación del ciclo celularr

pl6NK4a Regulación del ciclo celular

RARbeta Regulación del crecimiento y ciclo celular

RASSF1A Homologo de RASS

S0CS2 Supresor de citoquinas

TIG1 Regulación negativa del proliferation celular

VHL Regulación negativa del ciclo celular

ratamientos epigenéticos de reactivación de la expresiónénica. Estos estudios permiten identificar nuevos genesajo regulación epigenética con significado en progresiónumoral, que pudieran eventualmente comportarse comoiomarcadores en diferentes tipos tumorales como el deejiga, colorrectal esofágico, renal o pulmón7. Recien-emente se han sumado a estas aproximaciones otrosstudios apoyados en técnicas de secuenciación masiva delenoma completo, combinada con perfiles de expresióniferencial, que se han enfocado en tumores de origen epi-elial, identificando marcadores que pudieran iluminar las

utas moleculares involucradas en tumorogénesis. De losiferentes estudios realizados podemos resaltar los siguien-es candidatos: BCN1, MSX1, CCNA1, ALDH1A3, genes cuya

en diferentes tipos tumorales

Tipos tumorales

esofágo, renal, mama, pulmón, colon y otroslinfoma, leucemiamama, ovariogastrico. endmetrio, vejigamama, ovario, pulmónGastrico, ColonPulmón. cervix, próstata, mama, esofágo y otrosProstate, ovarioesofágo, gástrrico, colon, pulmónProstate, gástrico, hígadomama, pulmón, liver, medulloblastomaColorectal, endometrio, astrocitomaPulmón, renal, próstata, ovario, gástrico, hígadopulmón, colon, cabeza y cuelloColon, astrocitoma, mamaLeucemia, linfoma, vejigapulmón, renal, colorectalpróstata, vejiga, mama, pulmónrenal, mamaovario, mama, melanomapróstata, digestivorenal

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xpresión está bajo regulación epigenética, y que han sidoalidados en más de cien muestras quirúrgicas procedentese diferentes tipos tumorales como mama, colon, próstata yulmón. Estos resultados indicarían que diversos tipos tumo-ales de origen epitelial pueden compartir alteraciones enas mismas rutas celulares. Actualmente se argumenta queos patrones de ADN metilado podrían estratificar el cáncere pulmón no microcítico en dos subtipos fenotípicamenteiferentes capaces de predecir respuesta a inhibidores de lauta del EGFR8.

Por otra parte, la eficacia de un ensayo con biomarcado-es viene determinada por su sensibilidad y especificidad.ara un ensayo con biomarcadores de hipermetilación delDN, la sensibilidad se describe como la cantidad mínimae ADN metilado (diana) capaz de ser detectada por elnsayo. En términos clínicos, se describe como la propor-ión de pacientes con enfermedad confirmada, para losuales el test con el biomarcador resulta positivo; mien-ras que la especificidad del ensayo viene determinada pora proporción de sujetos controles para los que el testesulta negativo. La sensibilidad óptima se alcanza cuandol número de falsos negativos se aproxima a cero. Por otraarte, la especificidad es alta cuando el número de falsosositivos es bajo.

Actualmente, la sensibilidad en cuanto a la deteccióne los biomarcadores de metilación de ADN recae princi-almente en las técnicas de PCR de metilación específicaMSP) o en la versión cuantitativa de esta técnica (qMSP),unto con el origen y la calidad del ADN de la muestra deartida. La orina o la saliva, parecen ser los fluidos bio-ógicos que proporcionan mayor sensibilidad clínica paraetectar cánceres de vejiga y de pulmón respectivamente;in embargo, son el suero y el plasma las fuentes que mejo-es datos proporcionan en cuanto a la especificidad tumoral.esafortunadamente, surge un problema inherente asociado

la alta sensibilidad que proporcionan estos biomarcado-es de ADN metilado, y es que esta es mayor que la quectualmente proporcionan los métodos diagnósticos por loue se podrían tener casos de falsos positivos. Por lo que sin caso clínico es detectado por un marcador de metilacióne alta sensibilidad, antes que por cualquier otra tecnologíaxistente, lo más frecuente es que este caso sea clasificadoomo un falso positivo, restándole futura aplicabilidad aliomarcador identificado.

odificación de histonas y cáncer

as modificaciones de histonas consisten en reacciones cova-entes que afectan a sus regiones amino-terminales. Estasodificaciones incluyen la acetilación, la metilación, la

osforilación, la ubiquitinación, la sumoilación, y la ADP-ibosilación y pueden tener efectos directos sobre diferentesrocesos nucleares, incluyendo la transcripción génica, laeparación y replicación del ADN y la organización de cro-osomas. Las enzimas que catalizan estas reacciones son

as histonas acetiltransferasas (HAT), las desacetilasas deistonas (HDAC), las histonas metiltransferasas (HMT) y

as histonas desmetilasas (HDMT). Estas pueden funcionaromo activadores o represores transcripcionales depen-iendo del residuo sobre el que actúen. Generalmentea acetilación de histonas está asociada con la activación

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O. Pernía et al

ranscripcional, en cambio la metilación de histonasepende del tipo de aminoácido que se metile y de su posi-ión. En cáncer, la modificación más común de histonas es laeducción en la acetilación de la lisina 16 de la histona H49,eacción mediada por las HDAC, que se encuentran sobre-xpresadas o mutadas en diferentes tipos tumorales10,11.demás en algunos tipos de cáncer (colon, útero, pulmón

leucemia) se han observado translocaciones que dan lugar la formación de proteínas aberrantes, mutaciones o dele-iones de HAT y de genes relacionados, contribuyendo ana acetilación aberrante de histonas12. Las modificacionesostranscripcionales de histonas están íntimamente relacio-adas con metilación y participan en la regulación de laxpresión génica, mostrando un valor pronóstico y predic-ivo en muchos tipos de cáncer, entre los que se encuentral cáncer de pulmón y ovario. En los últimos anos se ha vistoomo estas modificaciones pueden contribuir a la tumoro-énesis y se ha comprobado la existencia de un patrón dexpresión alterado de enzimas modificadoras de histonas enos tumores humanos.

iARN y cáncer

l control epigenético más recientemente descubierto es laegulación génica postranscripcional mediada por miARN13.sta regulación se lleva a cabo gracias a la unión por comple-entariedad de secuencias del miARN a la región 3’UTR de

us ARNm diana, provocando la degradación de dicho ARNm inhibiendo la traducción proteica. Existen más de 1.000iARN maduros en el genoma humano (mirbase.org), cada

no de los cuales presenta múltiples tránscritos diana. Laspecificidad entre miARN y ARNm diana viene determinadaor la complementariedad de secuencia entre ambas molé-ulas. Un solo miARN puede tener como diana cientos deRN mensajeros que pueden estar implicados en numerososrocesos biológicos incluidos diferenciación, ciclo celular, ypoptosis14. A su vez, un ARNm puede ser diana de distintosiARN. Por lo tanto, la capacidad de alterar la expresión

n una célula que posee un solo miARN depende tanto deu propia concentración como de la concentración de susRNm diana, y pequenos cambios en la expresión de uniARN puede tener efectos importantes sobre el fenotipo,uesto que puede influir simultáneamente en la expresióne cientos de genes.

La primera evidencia de la correlación entre cáncer yiARN apareció en el ano 2002 cuando se observó que eliR-15a y el miR16-1 estaban codificados por una región

recuentemente delecionada del cromosoma 13, en leuce-ia linfocítica crónica de células B. Actualmente se conoceniARN que se expresan de forma aberrante o que estánutados en una gran variedad de tumores, lo cual sugiere

u implicación en iniciación y progresión del cáncer, ademásstos tienen una función dual, ya que pueden actuar comoncogenes o genes supresores de tumores en función de susRNm diana.

Las alteraciones en la expresión de los miARN se hanstudiado en diversos tipos tumorales como en cáncer de

ulmón15 y ovario14, permitiendo distinguir entre subtiposelulares. Los miARN no solo sirven para perfilar distintosipos tumorales, sino que también pueden servir para prede-ir respuesta a fármacos. Se ha comprobado que en tumores

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Epigenética y medicina personalizada en cáncer

de ovario aparecen regulados negativamente el miR-100y miR-214, habiéndose demostrado que este último tienecomo diana al gen supresor tumoral PTEN asociado con laresistencia a platino16. También se ha descrito el papel dedeterminados miARN, como el miR-34c, como posibles bio-marcadores de riesgo en estudios de quimio-prevención encáncer de pulmón17. Es necesario remarcar que la expre-sión de los miARN puede estar regulada epigenéticamente através de la metilación de islas CpG localizadas en regionesreguladoras de la expresión del miARN, pero a su vez, losmiARN pueden actuar regulando la maquinaria epigenética.Por ejemplo, en CNMP se encuentra disminuida la expresiónde la familia miR-29, que tiene como diana el ARNm de lasmetiltransferasas DNMT3A y -3B. Cuando se restablecen losvalores normales de estos miR-29s se obtienen unos patro-nes normales de metilación de ADN, inhibiendo en parte latumorigenicidad celular.

Aplicaciones clínicas

Detección y estratificación del cáncerEntre las aplicaciones clínicas de los marcadores de meti-lación se incluyen la predicción de respuesta terapéutica(marcadores predictivos), la capacidad pronóstica, asociadacon las características intrínsecas de cada tumor (marca-dores pronósticos) y la monitorización de pacientes paraidentificar la presencia de recidivas de la enfermedad trasintervención quirúrgica, o tras tratamiento con quimiote-rapia para evaluar su efectividad, especialmente si se hadefinido el biomarcador de antemano por biopsia.

Se han descrito unos 30 GST regulados epigenéticamente,aunque pocos de ellos son específicos para un tipo tumoralen concreto, por ejemplo, DAPK y p16 son posibles marca-dores pronósticos de fenotipos más agresivos en cáncer depulmón, colorrectal y tumores cerebrales; mientras que VHLpor ejemplo parece específico de carcinoma de células rena-les y BRCA1 de cáncer de mama y de ovario. Sin embargo,algunos genes muestran diferentes grados de metilaciónsegún el tipo tumoral: GSTP1 está metilado en un 90% decáncer de próstata, 30% de cáncer de mama y 25% de cáncerhepático. Esta última característica de algunos marcado-res de metilación ha permitido a los científicos desarrollarpaneles de metilación con GST diferentes, cubriendo en lamayoría de los casos la detección del 100% de las mues-tras tumorales; por ejemplo, para la detección precoz delcáncer de mama se han testado diferentes paneles de meti-lación en muestras con diferente origen como aspirado demama, lavado ductal o suero. Evron et al18, compararon lametilación de los promotores de ciclina D2, Twist y RAR-ˇutilizando células procedentes de lavado ductal. Estos inves-tigadores encontraron metilación anormal en las células dealgunas mujeres sanas, que luego desarrollaron cáncer demama, proporcionando una evidencia directa del uso de losmarcadores de metilación para la detección del cáncer enindividuos asintomáticos. El cáncer de mama también se hapodido identificar a través del análisis de los genes RASSF1A,APC, DAPK, GSTP1, beta RAR, p16 y p14 en muestras de

suero y aspirado de mama. También se han descrito diferen-tes aproximaciones para la detección molecular de cáncerde ovario. El estado de hipermetilación de los genes BRCA1y RASFF1A se ha valorado en 50 pacientes con cáncer de

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vario o con tumores primarios peritoneales. La hipermeti-ación de uno o ambos genes se encontró en un 68% del ADNumoral. Un examen adicional de uno o más de los siguientesST; APC, p14, ARF, p16 y DAPK completó el 100% de cober-ura, encontrándose un patrón idéntico de hipermetilaciónel gen en el ADN de origen sérico (82% de sensibilidad),ncluyendo estadios de enfermedad I y II19.

La alteración epigenética más común en el cáncer deróstata es la pérdida de la expresión del gen GSTP1 aso-iada a la presencia de hipermetilación en su promotor.sta puede valorarse en orina, pudiendo discriminar entreiferentes grados de malignidad tumoral20. También se haescrito la correlación entre metilación del gen RARb y dis-riminación entre tejido neoplásico o no neoplásico.

Uno de los problemas asociados al cáncer de pulmón es elracaso en su diagnóstico temprano. Sin embargo, el mate-ial biológico presente en esputo o en aspirado bronquialermite nuevas aproximaciones diagnósticas. Los genes APC,16 y RAR están frecuentemente metilados en este tipoumoral, lo que ha hecho que se disenen diferentes ensayostilizando la técnica de MSP para diagnóstico temprano enacientes con este tipo tumoral. Por ejemplo, la metilaciónberrante en los genes p16 y MGMT en el ADN de esputoe identificó en un 100% de los pacientes con carcinoma deulmón de células escamosas hasta 3 anos antes de su diag-óstico clínico. Por otra parte, el descenso en la expresiónel gen IGFBP3, mediada por la metilación de su promotors un evento temprano en la carcinogénesis de pulmón. Másecientemente se ha descrito que la metilación de este gen,o solo sirve para detección temprana de cáncer de pulmón,ino que también es un marcador de respuesta terapéutical agente CDDP7.

La alteración epigenética más común en gliomas afecta aa enzima O6-metilguanina-ADN metiltransferasa MGMT,estactúa eliminando el grupo metilo anadido a la posición O6

e las guaninas del ADN. Se ha descrito que la metilación deas islas CpG localizadas en la zona del promotor de este geneprime la expresión génica; en el caso de los gliomas malig-os, el promotor de MGMT está metilado en un 40-68% de losasos por lo que gana eficacia en tratamiento quimioterápicoasado en agentes alquilantes y metilantes21.

La ventaja clínica que tiene la pérdida de la expre-ión génica por metilación del ADN es, en contraste conas mutaciones genéticas, la posibilidad de revertir elstado de metilación mediante tratamiento farmacológicoon inhibidores de la desacetilación de histonas y agentesesmetilantes. En la actualidad hay cuatro medicamentosprobados por la FDA con acción epigenética: los inhibidorese la ADN metiltransferasa 5-azacitidina (Vidaza) y deci-abina (2-desoxi-5-azacitidina, Dacogen) y los inhibidorese acetilasas de histonas (HDAC), ácido hidroxámicosube-oilanilida (SAHA, Zolinza) y romidepsina (Istodax). Variosármacos adicionales desmetilantes e inhibidores de HDACe están evaluando en estudios preclínicos y en ensayos clí-icos. Sin embargo, no hay en la actualidad ningún ensayolínico con fármacos candidatos dirigidos contra otros obje-ivos epigenéticos.

Tanto 5-azacitidina como decitabina han demostrado un

eneficio clínico significativo en el tratamiento del sín-rome mielodisplásico y en leucemia mieloide. Aunque seaya confirmado por varios estudios que se produce unaesmetilación en los pacientes tratados, sin embargo, aún

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o se ha podido demostrar una relación directa entre laesmetilación del ADN y la respuesta clínica, ya que noay establecidos biomarcadores de metilación del ADN queredigan con precisión las respuestas del paciente22. Esteecho tan relevante tiene abiertos muchos frentes de estu-io en busca de biomarcadores para establecer la pruebae concepto que falta con la terapia epigenética de estosármacos.

Los fármacos epigenéticos más utilizados en la clínica son-azacitidina y decitabina. La incorporación de las bases dezacitosina en el ADN y ARN induce la formación de aductosovalentes con las metiltransferasas, resultando en la deple-ión de las DNMT, y en la consecuente reducción global de laetilación del ADN. Este descenso en los niveles globales deetilación tiene efectos antitumorales según se ha descrito

n diferentes modelos murinos. En general se supone quel beneficio terapéutico de la desmetilación global del ADNstá relacionado con la desmetilación y la reactivación de losenes aberrantemente silenciados. Sin embargo, como vere-os más adelante, la desmetilación global no es selectivae los marcadores tumorales que se encuentran metiladosn cáncer, efecto que podría restringir severamente la espe-ificidad de la terapia con estos fármacos.

Los inhibidores de HDAC, SAHA y romidepsina se han apro-ado para el tratamiento de linfoma cutáneo de células T23.n la actualidad hay numerosos inhibidores de HDAC quee están testando en diferentes ensayos clínicos, debido

la gran farmacobilidad de la familia de enzimas HDAC,ue permite el desarrollo de potentes inhibidores específi-os. Es importante resaltar que la desacetilación de histonasnteractúa sinérgicamente con la metilación del ADN en elilenciamiento epigenético en cáncer, por lo que se han jus-ificado diferentes ensayos clínicos combinando inhibidorese HDAC y DNMT. Sin embargo, los estudios no han reveladofectos clínicos sinérgicos, que podrían estar relacionadoson la complejidad de los modos de acción de los fárma-os que aún no se han dilucidado. Por una parte, cada vezstá más claro que la actividad enzimática de HDAC no estáestringida a las proteínas histonas, ya que el tratamientoe líneas celulares de cáncer humano con inhibidores deDAC altamente específicos, inducen la hiperacetilación de.750 proteínas24. Este hallazgo sugiere fuertemente que laran mayoría de los sustratos de los fármacos de HDAC sonroteínas no-histonas.

fectos secundarios sobre la desmetilación global delDNl tratamiento de reactivación epigenética basado en agen-es desmetilantes, puede inducir como efectos secundariosnestabilidad genómica y/o aumento de la expresión de pro-ooncogenes como resultado de la hipometilación inducidaor estos fármacos.

Además, la hipometilación global del DNA se ha asociadoradicionalmente con inestabilidad cromosómica y propen-ión al desarrollo de neoplasias, y también se ha relacionadoás recientemente, una desregulación en los elementos

epetitivos del genoma25. La desmetilación de una región

INE-1 situada en un intrón del protooncogen cMet, resultan un transcrito aberrante de cMET, que se asocia con laeducción de la expresión de la proteína y de la senalizaciónel receptor de cMET. Estos resultados proporcionan una

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mportante fuente de información, por ejemplo sobre lalteración de la regulación transcripcional que se induce pora desmetilación de elementos repetitivos, lo que sugiereue muchos loci genómicos podrían estar sujetos a los efec-os secundarios de la desmetilación epigenética global delDN26. Por otra parte, es bien sabido que la desmetilación deDN está estrechamente controlada durante la diferencia-ión celular, por lo que la desmetilación global que inducenstos fármacos epigenéticos y/o la pérdida de las modifi-aciones de histonas podrían afectar negativamente a lasunciones en las poblaciones de células progenitoras en losacientes27. Por lo que es crítico la identificación de dro-as epigenéticas con dianas más específicas que no actuaranobre las DNMT, sino sobre otros factores o rutas epigenéti-as, como podrían ser enzimas que actúan sobre metilacióne novo específica en cáncer. Por ejemplo, la metiltransfe-asa EZH2 es una enzima crítica en la metilación de la lisina7 de la histona 3, involucrada en el desarrollo de distin-os tipos tumorales. Una terapia dirigida contra esta dianaodría redirigir el establecimiento de programas epigenéti-os específicos en cáncer28.

La medicina personalizada está tomando cada vez másuerza dentro de los sistemas hospitalarios público y pri-ados, ya que su uso permite optimizar e implementarratamientos que disminuyen tanto el coste de los gastosédicos asociados a la quimioterapia como al coste personal

social que deriva de estos tratamientos y del desarrollo dea enfermedad. Gracias a la introducción de las nuevas téc-icas genómicas y epigenómicas de nueva generación comoa secuenciación masiva, se está acelerando exponencial-ente la identificación de nuevos parámetros moleculares;

in embargo sigue siendo de gran importancia dedicarleiempo y esfuerzo al estudio de la biología de sistemas, yaue puede explicar la implicación biológica real de cada unoe estos potenciales biomarcadores, así como las rutas celu-ares que se alteran en cada caso, que en definitiva es loue puede permitir la identificación y selección de fármacosspecíficos.

inanciación

inanciado por FIS PS09/00472 y PI12/00386, Ibanez deáceres I, disfruta de un contrato «Miguel Servet» del

SCIII (CP 08/000689; PI-717). O. Pernía disfruta de unontrato con el Ministerio de Economía y CompetitividadTA2012/7141-I.

onflicto de intereses

os autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

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