La medicina personalizada frente al cáncer

1 UNIVERSIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE FARMACIA LA MEDICINA PERSONALIZADA FRENTE AL CÁNCER ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- TRABAJO FIN DE GRADO Ana Belén Rosa Ancio G ado en Fa macia 2 ………………………………………… TRABAJO FIN DE GRADO …………………………………………………. LA MEDICINA PERSONALIZADA FRENTE AL CÁNCER GRADO EN FARMACIA UNIVERSIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE FARMACIA Luga de exposición: Aula 1.1 Alumna: Ana Belén Rosa Ancio Fecha de exposición: 4 de Julio 2022 Tu o : Sand o A güelles Cas illa T abajo Fin de G ado bibliog á ico Depa amen o de Fisiología 3 RESUMEN El cánce es una de las en e medades que más mue es p o oca ac ualmen e y se p e é que en los p óximos años, si no se desa ollan a amien os más e ec i os, su mo alidad siga aumen ando. Los p incipales a amien os con a el cánce incluyen la quimio e apia, ci ugía, adio e apia e inmuno e apia los cuales no son comple amen e e icaces. Es po ello, que se buscan o as al e na i as, siendo una de ellas la medicina pe sonalizada que se basa en la p edicción y la p e ención de la en e medad haciendo posible un diagnós ico p ecoz y po an o un mejo a amien o al se indi idualizado. En es e abajo de in de G ado se mues an los p incipales bene icios que apo a la medicina pe sonalizada ales como mejo es a amien os a los pacien es o educi los e ec os ad e sos que puedan ocasiona o as e apias como la quimio e apia. Además, se mues a la con ibución de la medicina pe sonalizada en e al cánce median e el uso de las ciencias ómicas como son la genómica, la ansc ip ómica y la p o eómica que ecolec an la in o mación indi idual de cada pacien e a ni el de ADN, ARN y p o eínas, lo que hace posible la iden i icación de bioma cado es que nos indican de la p esencia y clasi icación de los umo es pa a un mejo diagnós ico y a amien o del cánce educiendo la mo alidad a ni el mundial. Todo es o da á bene icios a los sis emas de salud y a la sociedad educiendo los gas os sani a ios, haciendo un diagnós ico más ápido y medicamen os más e icien es. Es o úl imo es posible educiendo el núme o de pe sonas del ensayo clínico que es la e apa más ca a y eligiendo median e p uebas gené icas los pacien es que mejo se adap en a la e apia p opues a. PALABRAS CLAVE: Medicina pe sonalizada, cánce , bioma cado es, ciencias ómicas. 4 ÍNDICE Página 1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………. 5. 2. OBJETIVOS………………………………………………………………………………………… 11. 3. METODOLOGÍA………………………………………………………………………………… 11. 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………………… 12. 4.1. P incipales bene icios de medicina pe sonalizada en e al cánce ……………………………………………………………………………………………..... 12. 4.2. Con ibución de la medicina pe sonalizada al a amien o con a el cánce ………………………………………………………………………………… 18. 5. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………… 25. 6. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………… 26. 5 1. INTRODUCCIÓN En la ac ualidad, a ni el mundial una de las en e medades que mayo núme o de mue es causa es el cánce . Según la Agencia In e nacional pa a la In es igación en cánce (In e na ional Agency o Resea ch on Cance ), en 2020 se diagnos ica on 19,3 millones de nue os casos. Es e da o puede e se al e ado debido a la pandemia de la COVID-19, la cual nos ha impedido diagnos ica algunos casos. Po an o, podemos deci que el núme o de diagnós icos hab ía sido mayo . En el año 2040, según indican las es imaciones aumen a á el núme o de casos en ap oximadamen e 30,2 millones (Figu a 1) (Fundación SEOM, 2021). Figu a 1. Núme o de casos de cánce a ni el mundial de 2020 a 2040 en ambos sexos (Fundación SEOM, 2021). 6 En el año 2020 los umo es que más se die on en el mundo ue on el de mama, pulmón, colon, ec o, p ós a a y es ómago (Fundación SEOM, 2021) Figu a 2. Figu a 2. Tumo es más ecuen es en el mundo en 2020 (Fundación SEOM, 2021). Las igu as 3 y 4 mues an los cance es más comunes en España an o en muje es como en homb es. 7 Figu a 3. Cánce es más ecuen es en muje es en España en e 2003 y 2021 (Fundación SEOM, 2021). 8 Figu a 4. Cánce es más ecuen es en homb es en España en e 2003 y 2021 (Fundación SEOM, 2021). Pa a comba i el cánce , se ecu en a dis in os a amien os. Se hace uso de ci ugías, adio e apia, quimio e apia e inmuno e apia. La ci ugía oncológica se a a de elimina el ejido umo al y sus bo des median e una ope ación lle ada a cabo no malmen e po un ci ujano oncólogo. Es a es la écnica más an igua pa a a a el cánce y aún se sigue usando y sigue siendo p ác ico (Ame ican socie y o clinical oncology [ASCO], 9 2021). La adio e apia an i umo al consis e en suminis a en un olumen co po al adiación ionizan e pa a des ui o acaba con las células umo ales sin pe judica demasiado las que es án bien (Rizo y col., 2016). La quimio e apia es el a amien o del cánce median e la adminis ación de sus ancias químicas con el obje i o de ena el cánce bien po el des ozo de células cance osas o bien po impedi su mul iplicación (Sociedad Española de Oncología Médica [SEOM], 2019). La más ecien e e apia con a el cánce es la inmuno e apia, la cual es un ipo de e apia en la que ac úa el sis ema inmune con a en e medades e in ecciones cuyo obje i o es que el sis ema inmuni a io del pacien e pueda ac ua sob e las células cance ígenas, las des uya y ene el c ecimien o del cánce (Ins i u o Nacional de Cánce [NIH], 2019). La abla 1 mues a los ipos de inmuno e apia más comunes usadas en la ac ualidad. Tabla 1. P incipales ipos de inmuno e apia usadas en la ac ualidad (Ins i u o Nacional de Cánce [NIH], 2019; Ame ican cance socie y, 2019). TIPO DE INMUNOTERAPIA EJEMPLO MECANISMO EFECTOS SECUNDARIOS Inhibido es de pun o de con ol inmuni a io A elumab Du alumab Bloquean p o eínas del pun o de con ol y células T lis as pa a des ui cánce Sa pullido Dia ea Cansancio Te apia de ans e encia de células T Te apia de Lin oci os in il an es umo ales (LIT) Te apia de células T con ecep o de Modi icación de células T en el labo a o io e in usión al pacien e Sínd ome de uga capila Sínd ome de libe ación de ci ocinas: Fieb e Nauseas Dolo de cabeza 16 Tabla 2. La p obabilidad de su i cánce de mamá, o a io o mama con ala e al aumen a cuando el pacien e es po ado an o de BRCA1 como BRCA2 (Mandel, 2019). *Riesgos acumulados a los 80 años; ** Riesgo acumulado 20 años pos e io es al p ime diagnós ico. El iesgo de cánce de mama pa a pacien es con mu aciones en los genes BRCA 1 y 2 aumen a cuando es os ienen amilia es de p ime y segundo g ado de consanguinidad que han su ido dicha en e medad (Mandel, 2019). La p ueba BRCA es á ecomendada po el médico a cualquie pe sona que enga an eceden es amilia es, de es a o ma la cub i ía la Segu idad Social. Sin emba go, si se hace po olun ad p opia sin que un p o esional se lo ecomiende, dicha pe sona debe cos ea se los gas os. La p ueba es simple, consis e en un análisis de sang e po lo que los iesgos son escasos; ma eos, sang ado o o mación de hema omas (Mayo Founda ion o Medical Educa ion and Resea ch [MFMER], 2022). La medicina pe sonalizada ambién ayuda a que el pacien e enga menos eacciones ad e sas, menos sin oma ología que le pe judiquen a la ho a de ealiza sus ac i idades no males ya que no se le adminis a e apia ci o óxica que le pueda de e io a ísica y men almen e (Wilsdon y col, 2018). 17 b. Desa olla medicamen os nue os de mane a más e icien e. Los medicamen os ac uales que hay con a el cánce son poco e icien es o muy óxicos. Median e la medicina pe sonalizada se pueden hace medicamen os menos pe judiciales y de mane a más económica. La e apa más cos osa a la ho a de la elabo ación de un medicamen o es el ensayo clínico. Pa a educi el cos o, hacemos uso de la medicina pe sonalizada. Es o se basa en sepa a a los pacien es en g upos pequeños y elegi median e p uebas gené icas la población que mejo se aya a adap a a la e apia p opues a. Así, al educi el núme o de pe sonas en el ensayo esul a más ba a o y al elegi a la población con más p obabilidad de esponde bien al a amien o se aho a iempo que end ía que in e i se en ol e a epe i lo y se educen posibles e ec os óxicos (K zyszczyl y col, 2018). El empleo de p uebas gené icas hace posible sabe cuál es el pacien e que a a esponde al a amien o y a quienes no les a a a o ece en nada. Además, nos ayuda a busca el a amien o que mejo se ajus e al pacien e en el meno iempo posible. Es o esul a bene icioso an o pa a los pacien es espondedo es como pa a los que no, ya que se les busca lo an es posible una al e na i a (Wilsdon y col, 2018). La población se p eocupa de si un á maco es segu o o po el con a io p esen a una g an lis a de e ec os ad e sos. Es o es el esul ado de que cada ez buscan más po su cuen a in o mación po in e ne , lo cual puede esul a ala man e si no se sabe selecciona bien la in o mación (Scheen, 2015). Los medicamen os pa a pode se come cializados o bien inclui una nue a indicación, equie en de un pe il bene icio- iesgo posi i o espaldado po los esul ados en el es udio clínico (Ja ow, 2018). Las p uebas de diagnós ico complemen a io, las cuales miden bioma cado es, se án las que den in o mación de si un medicamen o es segu o y e icaz y los pacien es que pueden bene icia se de dicho medicamen o (Mo and du Puch, 2021). Aho a, g acias a los a ances y po an o al nue o a amien o, el pacien e ha ganado en calidad de ida. An es, con las an iguas e apias, los pacien es es aban en el hospi al al ededo de una semana. Aho a con las nue as e apias de 3-4 días, con lo que se educe el núme o de camas ocupadas y la necesi ad de cuidados sani a ios 18 (Wilsdon y col, 2018). En la abla 3 se mues an las p incipales en ajas y des en ajas que conlle a la aplicación de la medicina pe sonalizada. Tabla 3. P incipales en ajas y des en ajas del uso de la medicina pe sonalizada (Pie na y col, 2018; Heal hViewX, 2022; Ni uja Heal hTech, 2018-2021). VENTAJAS DESVENTAJAS Reducción de eacciones ad e sas a medicamen os Reducido núme o de labo a o ios que ealicen el es udio de o ma ápida Disminución del iempo pa a alida el medicamen o Los es udios a macogenómicos equie en de mucho iempo, son len os Hace más ápido y más ácil el abajo sani a io Fal a de p o esionales que in e p e en los esul ados Meno núme o de camas ocupadas y po menos iempo Obligación de dis ingui nue os bioma cado es de oxicidad de medicamen os y su espues a Mejo diagnós ico y a amien o Algo i mos que con engan a iabilidad biológica y ac o es no gené icos Mejo a ísica y men al Ca o Calidad de ida P oblemas legales A ención sani a ia e icien e La pe inencia de la in o mación P e en i a Necesa ios g an can idad de da os del pacien e Uso de in o mación gené ica y molecula del pacien e po pa e del médico Conoce an eceden es amilia es 4.2. Con ibución de la medicina pe sonalizada al a amien o con a el cánce . La medicina pe sonalizada se basa en la gené ica, es ilo de ida y el en o no de cada pacien e y es po ello po lo que necesi amos la in o mación indi idual de cada uno pa a su desa ollo; po ejemplo, cambios en ADN, ARN y p o eínas que se ob end á de la aplicación de las ciencias ómicas y que inalmen e y as encon a los 19 bioma cado es acili a án el diagnós ico y a amien o del cánce (P oxza , 2019). En la igu a 6 se mues a el ol de los bioma cado es en la medicina pe sonalizada. Figu a 6. La impo ancia de la iden i icación de bioma cado es en luidos biológicos a a és de análisis molecula es y po consiguien e la posibilidad de aplicación de la medicina pe sonalizada (P oxza , 2019). Los bioma cado es son moléculas biológicas p esen es en sang e y o os luidos (o ina, sali a...) o ambién en ejidos, indica i os de la p esencia de cánce (Rangel, 2018). Es os cambian su exp esión en unción de la e olución del cánce , pe o g acias a los a ances en las ciencias ómicas se localizan bioma cado es que pe mi en de ec a el ipo de cánce especí ico y hace posible la pe sonalización de la e apia. Sin emba go, es di ícil elaciona un único bioma cado con un único ipo de cánce . El obje i o de los bioma cado es es de ec a la en e medad en sus inicios pa a así aumen a la p obabilidad de supe i encia. Sin emba go, algunos de es os se exp esan cuando el cánce es á a anzado. En la igu a 7 se puede ap ecia la e olución de bioma cado es desde su o ma más gene al, en sang e, has a su o ma más especí ica, basados en p o eómica (Rangel, 2018). 20 Figu a 7. E olución del es udio de Bioma cado es pa a la mejo a de exac i ud en la elación cánce -bioma cado (Rangel, 2018). Cuando dos pe sonas ienen el mismo ipo de cánce , se les p opo ciona el mismo a amien o. Es o es lo que se ha hecho siemp e y lo que oda ía se hace. Con la medicina pe sonalizada, lo que se p e ende es da una e apia di igida al pacien e, pues g acias a es a, con la aplicación de las ciencias ómicas conocemos los dis in os genes/p o eínas/me aboli os que ienen di e en es pe sonas. Es o explica que un mismo a amien o con a el mismo ipo de cánce , no uncione igual en una pe sona que en o a (Ame ican Socie y o Clinical Oncology [ASCO], 2020). Cada umo iene ca ac e ís icas molecula es di e en es, es deci , p esen a un gen mu ado o 21 bioma cado pa a el cual hay un medicamen o di igido que ac úa especí icamen e. Po ejemplo, el gen BCR-ABL, es una mu ación que apa ece en las pe sonas suscep ibles a Leucemia Mieloide c ónica en e al que ac úa Ima inib, á maco di igido a dicho gen (Gamba della y col., 2020). Las ciencias ómicas son un ipo de he amien a que a a pe mi i el es udio de un g an núme o de moléculas que o man pa e de un o ganismo i o, ales como ADN, ARN y p o eínas. El a ance en las nue as ecnologías ha pe mi ido que a a és de ellas se haga posible un diagnós ico p ecoz y po consiguien e p e eni el desa ollo de en e medades como el cánce . Además, es as ciencias ayudan a en ende la causa del cánce (F igole y Gu ié ez, 2017). De odas ellas se an a menciona la genómica, ansc ip ómica y p o eómica, las cuales an a apo a la in o mación necesa ia pa a lle a a cabo la medicina pe sonalizada como se puede ap ecia en la Figu a 8. Figu a 8. Ciencias ómicas que juegan un papel impo an e en la medicina pe sonalizada (Rod íguez y col.,2021). Genómica. Se a a del es udio del ADN o genoma (Be nal, 2015). El genoma se di ide en genes no codi ican es y codi ican es que son los que se aduci án a p o eínas. Pa a e las a ian es gené icas, mu aciones o eliminaciones en el ADN se hace uso de la écnica de secuenciación de p óxima gene ación (SNP), la cual a a se muy impo an e cuando exis e una en e medad gené ica y en a macogenómica, cuando se busca la espues a de un pacien e a un á maco (Ciocan-Ca i a y col., 2019). La écnica de 22 secuenciación se hace sob e odo median e una mues a de ejido o biopsia, pe o ac ualmen e cada ez cob a más impo ancia el análisis de ADN lib e de células de i adas de sang e y el análisis de células umo ales ci culan es de i adas de sang e (CTC). El p ime o, mues a la he e ogeneidad del umo , no es in asi a y cada ez se usa más pa a elegi la e apia di igida al pacien e. El segundo, se elaciona con un mayo g ado de mo alidad de los pacien es en algunos ipos de cánce . Po ejemplo, un es udio p ospec i o, mul icén ico, doble ciego mos ó que las pe sonas que su ían un cánce de mama me as ásico no a ado con g an can idad de CTC enían una supe i encia meno en e a pe sonas con menos can idad de es as células (Tsimbe idou y col., 2021). Algunos bioma cado es gené icos y epigené icos de uso clínico se mues an en la abla 4. Tabla 4. Bioma cado es gené icos y epigené icos de uso clínico (Pe nía y col, 2014). NOMBRE TIPO TUMORAL BlueP in ®, BRCA1/2, MammaP in Cánce Mama EGFR Cánce Pulmón (CPNM) K-RAS Cánce colo ec al The asc een MGMT Py oKi ® Glioblas oma OncoTypDX Cánce Mama, ER+, HER2- y colon Ve iS a ® Cánce Pulmón BRCA: B eas Cance , EGFR: Epide mal C ow h Fac o Recep o , CPNM: Non-small cell lung ca cinoma, K-RAS: Ki s en a sa coma i al oncogene, MGMT: Me hylguanine- ADN me hyl ans e ase, ER: Es ogen ecep o , HER2: Human epide mal g ow h ac o ecep o 2. 23 T ansc ip ómica. La secuenciación de ARN de una sola célula (scRNA-seq), se a a del es udio del ARN comple o o ansc ip oma en una sola célula (Figu a 9), el cual ayuda al pe sonal médico a en ende el desa ollo del cánce median e di e en es écnicas, siendo la más impo an e la mic o ay de ADN (Be nal, 2015). Es a écnica lo que hace es u iliza el ARN mensaje o pa a ansc ibi genes (Ciocan-Ca i a y col., 2019). G acias a es a, se puede, po ejemplo, ene in o mación ace ca de las células mad e cance osas, la esis encia al a amien o y la me ás asis del cánce . Se hicie on expe imen os uncionales en cánce de mama y sus me ás asis ce eb ales, cánce enal y su me ás asis al pulmón y cánce de cabeza y cuello y su me ás asis a los ganglios lingá icos, que de e mina on que células con eno ipos híb idos y mesenquimales e an capaces de pasa a la ci culación y da luga a ejido me as ásico (Li, 2021). Además, se demos ó que la ansición epi elial-mesenquimal se elaciona con el p og eso del cánce , haciendo que se uel an malignos y más in asi os (Riba i, 2020). Los da os que se ecopilan del RNA-seq, se some en a análisis compu acional de da os de secuenciación de ARN (Hong, 2020). Algunos bioma cado es iden i icados median e ansc ip ómica se mues an en la abla 5. 24 Figu a 9. El mic oambien e umo al es á o mado po di e sos ipos de células que pueden sepa a se. Pa a el análisis de una única célula es p e e ible usa la ansc ip ómica de e minando la he e ogeneidad del umo , su mic oambien e y su eno ipo pa a así pode implan a la inmuno e apia que mejo se ajus e al pacien e (Gohil y col., 2021). Tabla 5. Bioma cado es iden i icados median e ansc ip ómica pa a diagnos ico o a amien o del cánce (La son y col., 2021; Gohil y col., 2021; Hong, 2020) NOMBRE TIPO TUMORAL FABP7, CSN1S1 Mama BPIFA1, SFTA3 Pulmón CASP14, OPN1SW Mama, pulmón CDK4 Melanoma PSLNR P ós a a CRCAL-1/2/3/4 Colo ec al MEF2C-AS, FENDRR Gás ico FABP7: Fa y acid-binding p o ein 7, CSN1S1: Alpha-s1-casein, BPIFA1: BPI old- con aining g oup A membe 1, SFTA3: Su ac an Associa ed 3, CASP14: Caspase 14, OPN1SW: opsin 1, sho wa e sensi i e, CDK4: Cyclin-Dependen Kinase 4, PSLNR: P os a e En iched LncRNA, CRCAL 1/2/3/4: Colo ec al cance , MEF2C-AS: Myocy e- speci ic enhance ac o 2C, FENDRR: FOXF1 Adjacen Non-Coding De elopmen al Regula o y RNA. P o eómica. Es el es udio de la es uc u a y unción de las p o eínas (Be nal, 2015). La p o eómica es compleja pues aba ca la sín esis de p o eínas, su deg adación y sus pos e io es modi icaciones pos aduccionales. Juega un papel muy impo an e en el cánce pues o que ayuda a encon a nue os bioma cado es que acili a an el diagnós ico y a amien o de los dis in os ipos de cánce (Ciocan-Ca i a y col., 2019). En gene al, los mé odos que se usan en p o eómica son más p ecisos que los que se 25 usan en ansc ip ómica ya que la ida media de la p o eína es mayo que la del ARN y po ello la p obabilidad de luc uaciones es meno (Gohil y col., 2021). Algunos bioma cado es iden i icados median e p o eómica se mues an en la abla 6. Tabla 6. Bioma cado es p o eicos (Mayoclinic, 2021; Pan y col., 2015; Geo gila, 2019; Biblio eca Nacional de medicina, [NIH] 2021; Sociedad adiológica de Amé ica del No e, 2020). NOMBRE DE LA PROTEÍNA TIPO TUMORAL CA125 Cánce de o a ios p ealbúmina Cánce eso ágico Apolipop o eína A1 O a io, hepa ocelula , colon β 2-mic oglobulina Mieloma múl iple, lin oma o leucemia T ans e ina Hepá ico PRDX1 Cánce de pulmones de células no pequeñas (NSCLC) CA 125: cance an igen 125, PRDX1: Pe oxi edoxin 1, NSCLD: Non smal cell lung cance . 5. CONCLUSIONES Según las es adís icas de la Fundación SEOM los casos de cánce an a aumen a de 2020 a 2040 exponencialmen e lo que nos lle a a pensa que hay algo que no es amos haciendo bien. Después de an as in es igaciones y a ances que hay en el mundo del cánce , lo no mal se ía que los casos se ue an educiendo con los años. Po an o, enemos que cambia la me odología y op a po o o ipo de a amien os como puede se la medicina pe sonalizada. La medicina pe sonalizada es un p og eso en la ida de las pe sonas en e mas, sus amilia es y el equipo de a ención médica que le aseso a, cuida y hace en la medida de lo posible odo po su comodidad, po que pe du e lo máximo posible y po su supe i encia. Como es una medicina que se cen a en la p e ención y p edicción de la en e medad se aho a en iempo y dine o pues se adelan a a lo que pueda sucede . 32 h ps://www.p oxza .ai/blog/using-ai- o-iden i y-bioma ke s- ha - acili a e- pe sonalized-medicine/ Medicine.