El treball l’ha desenvolupat el grup de genòmica computacional del Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), liderat pel Dr. David Torrents, en col·laboració amb l’equip del Dr. Elías Campo, cap del grup IDIBAPS Oncomorfologia funcional humana i experimental i director de recerca del Clínic. També hi han participat el Instituto de Oncología de la Universidad de Oviedo (IUOPA), l’European Molecular Biology Laboratory (EMBL, Heidelberg) y el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG).
Una nova manera d’analitzar genomes
Una de las principals novetats que aporta SMUFIN és que suposa un canvi radical en el mètode d’anàlisi de genomes. Fins avui, la identificació de mutacions responsables de l’aparició de tumors ha implicat comparar genomes extrets del tumor amb genomes de cèl·lules sanes del mateix pacient, a través d’un genoma humà de referència que s’utilitza coma guia. Aquest lent i complex procés comporta una pèrdua d’informació i dificulta la identificació de molts tipus de mutacions rellevants per al tumor. L’anàlisi, a més,s’executa successivament amb diferents programes informàtics, cadascun dels quals és capaç de detectar només determinats tipus de variacions. SMUFIN, en canvi, realitza una comparació directa entre el genoma de cèl·lules sanes i el genoma de cèl•lules tumorals d’un mateix pacient i localitza pràcticament totes les mutacions detectables alhora, sense tenir que recórrer a diferents programes. D’aquesta manera l’anàlisi resulta molt més ràpid i més complert.
Avenços en l’estudi de tumors agressius Amb aquest mètode, a més, s’han descobert alteracions genètiques en tumors agressius que, fins ara, eren difícils de detectar. Es van analitzar de dos tipus de tumors agressius: un de sanguini, el limfoma de cèl·lules del mantell, i un altre del sistema nerviós, el meduloblastoma pediàtric. Així s’ha trobat, per primera vegada i amb una precisió superior al 90%, gairebé tots els tipus de mutacions que tenen lloc als seus genomes, incloses aquelles alteracions en l’organització dels cromosomes que havien quedat ocultes amb els mètodes utilitzats fins ara. Això suposa un primer pas necessari per poder entendre com afecten aquestes alteracions cromosòmiques a l’evolució i a l’agressivitat del tumor.
Impuls a la investigació biomèdica i a la medicina personalitzada
Les característiques de SMUFIN faran possible per a un gran nombre de grups d’investigació poder estudiar els genomes dels seus pacients d’una manera que fins ara no els era accessible. Per altra banda, en mans de centres de supercomputació, SMUFIN permetrà detectar mutacions en centenars i milers de genomes tumorals en pocs dies. En aquest sentit, el BSC ja participa en la més gran iniciativa mundial de genòmica del càncer, a través del International Cancer Genome Consortium (ICGC) (www.icgc.org) amb la que es pretenen analitzar els genomes de milers de pacients per estudiar les bases genètiques de l’aparició i l’evolució d’un gran nombre de tipus tumorals.
A més, SMUFIN suposa un pas ferm i realista en l’horitzó de la medicina personalitzada, en la que l’anàlisi del genoma de cada pacient facilitarà el seu diagnòstic de forma més ràpida i precisa, i permetrà el desenvolupament i l’aplicació de tractaments personalitzats més eficaços i menys agressius que els actuals.
Un desenvolupament en el marc del CLL i el Programa Severo Ochoa
SMUFIN va començar a desenvolupar-se al Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación, el 2011, de la mà de l’equip de genòmica que és part del Programa Conjunt BSC-CRG-IRB (Barcelona Supercomputing Center, Centre de Regulació Genòmica i Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona) de Biología Computacional.
El desenvolupament s’ha produit en dos entorns d’investigació en els que participa el centre. Un és el Projecte Genoma de la Leucèmia Limfàtica Crònica, del que en són directors científics el Dr. Elías Campo (Hospital Clínic, IDIBAPS) i el Dr. Carlos López-Otín (Universidad de Oviedo) i que té com a objectiu l’estudi de la leucèmia a través de l’anàlisi genòmica de més de 500 pacients. Aquest desenvolupament també forma part del Programa Nacional Severo Ochoa, amb el que el Barcelona Supercomputing Center impulsa, entre altres, la creació d’eines bioinformàtiques capaces de gestionar i analitzar grans quantitats de dades biomèdiques, necessàries per a fer possible la medicina personalitzada.
Referencia de l’article:
Moncunill V, Gonzalez S, Beà S, Andrieux LO, Salaverria I, Royo C, Martinez L, Puiggròs M, Segura-Wang M, Stütz AM, Navarro A, Royo R, Gelpí JL, Gut IG, López-Otín C, Orozco M, Korbel JO, Campo E, Puente XS, Torrents D.
Nat Biotechnol. 2014 Oct 26. doi: 10.1038/nbt.3027. [Epub ahead of print]