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Áreas de trabajo

El Sarcoma de Ewing (SE) es una neoplasia maligna de hueso y de partes blandas que afecta preferencialmente a adolescentes y adultos jóvenes. Gracias a los avances en terapia multimodal en pacientes con enfermedad localizada la tasa de supervivencia actual es del 70% a 5 años. Sin embargo, esta cifra es aún inferior al 20% en los pacientes con enfermedad primaria diseminada o recaída. El SE se define molecularmente mediante translocaciones cromosómicas balanceadas, que dan lugar a genes de fusión, que a su vez se traducen en proteínas quiméricas (EWSR1-ETS) funcionales cuya acción oncogénica es el evento molecular principal del SE, habitualmente EWSR1-FLI1 (85% de los casos), un potente factor de transcripción aberrante. No obstante, existen claras evidencias de que las alteraciones secundarias subyacentes a la fusión juegan un papel fundamental en el desarrollo y progresión tumoral así como en el pronóstico del paciente.

 El objetivo global de la investigación desarrollada en el laboratorio es definir estas alteraciones secundarias así como su relación con el evento primario y la acción conjunta de ambos en la biología del sarcoma. En consonancia con lo anterior, establecer nuevas dianas clínicas, marcadores de diagnóstico así como proponer alternativas de tratamiento para los pacientes con SE mediante estudios preclínicos.

 Objetivos estratégicos:

1. Hallar y validar mecanismos moleculares de iniciación y progresión tumoral en tumores sólidos, especialmente en sarcomas, tomando como modelo el sarcoma de Ewing.

2. Hacer posible que dichos hallazgos puedan aplicarse a la práctica clínica, en forma de marcadores diagnósticos, pronósticos, predictivos, o de monitorización terapéutica.

3. Encontrar y estrechar colaboraciones con grupos académicos o industriales afines a nuestra temática para establecer futuras alternativas clínicas para pacientes con sarcoma de Ewing.

 Líneas de investigación

1. Búsqueda, validación funcional y traslación clínica de nuevas dianas terapéuticas a partir de estudios de genómica y proteómica integrativa en sarcoma de Ewing.

 Nuestro grupo, en un estudio retrospectivo multicéntrico, ha descrito el valor pronóstico de una alteración secundaria mediante estudios de CGH arrays, la ganancia del brazo q del cromosoma 1 (1qG), presente en el 30% de una serie de 67 muestras tumorales. En el mismo trabajo se realizó un estudio transcriptómico con 38 muestras donde se describió la firma 1qGSig, que corresponde a la expresión de una serie de 74 genes del brazo 1q alterados con respecto a 1q normal (1qN). Aquellos casos que presentaban la firma 1qGSig se relacionaron con desregulación de ciclo celular, recaída y peor supervivencia. En el estudio transcriptómico descrito anteriormente, se puso de manifiesto que CDT2 y PARP1 eran genes sobre-expresados formando además parte de la fima 1qGSig.

 2. Diseño y desarrollo de herramientas diagnósticas que permitan la selección de pacientes candidatos para las terapias descritas en sarcoma de Ewing, con especial énfasis en sondas de FISH y firmas moleculares relacionadas con la sobreexpresión de 1q.

Estudios retrospectivos pusieron de manifiesto la relevancia clínica de alteraciones secundarias en SE. Por ejemplo alteraciones en el número de copia (CNAs): ganancia en 1q, 8q, pérdida de16q, etc. El siguiente objetivo es establecer prospectivamente el valor pronóstico de las CNAs en pacientes con SE. Se desarrollaran y validarán sondas FISH para evaluar CNAs (ganancia 1q y pérdida de 16q) y genes como CDT2 y PARP1 para garantizar un estudio efectivo en evaluaciones clínicas. En paralelo se evaluarán los biomarcadores propuestos de forma prospectiva.

3. Validación preclínica de fármacos experimentales/comerciales sobre líneas celulares de sarcoma de Ewing (validadas en el Proyecto Europeo Eurobonet) y en modelos murinos inmunodeprimidos mediante xenoinjertos.

Dado que CDT2 pertenece a un subtipo de complejos con actividad ubiquitina ligasa (conocidas como Cullin-RING ligasas, CRL), y puesto que existe un potente inhibidor específico de estos complejos (MLN4924 de Millennium Pharmaceuticals, Inc (Takeda Oncology Company, Cambridge, MA, USA)) se decidió ensayar la efectividad de MLN4924 en líneas celulares de SE. Los resultaros evidenciaron una alta sensibilidad de las líneas de SE al fármaco con un mediana de IC₅₀ en torno a 81nM y un mecanismo de respuesta al fármaco dual dosis dependiente: a concentraciones inferiores o iguales a IC₇₅ retraso en fase G2 y apoptosis moderada cuyo efector principal es el acúmulo de WEE1. A concentraciones superiores o iguales a IC₉₅ retraso en fase S y apoptosis elevada. Además se demostró una eficiencia antitumoral frente a xenoinjertos en ratones inmunodeprimidos.

Las proteínas PARP contribuyen a la supervivencia de las células tumorales participando de manera decisiva en los mecanismos de reparación del DNA de dichas células y son por tanto potenciales dianas terapéuticas en la terapia oncogénica. Sin embargo la terapia con inhibidores de las proteínas PARP tanto en su uso como monoterapia como en terapia combinatoria con otros fármacos, depende de manera específica del background de la célula tumoral y de la presencia de otras alteraciones  en las rutas de reparación del DNA. En este proyecto, pretendemos identificar algunas de estas alteraciones en las rutas de reparación del DNA que permitan una terapia más efectiva de los inhibidores de PARP en el SE y por extensión en otros sarcomas.

En el marco del proyecto europeo Eurosarc se realizará el estudio preclínico de la combinación de IGF1R/IR TKI con Trabectedina sobre las líneas de SE así como ensayos in vivo mediante xenoinjertos en ratones inmunodeprimidos.

4. Estudios epigenéticos basados en la actividad de la proteína quimérica EWSR1/FLI1 en modelos de expresión ectópica inducible: remodelación de la cromatina, non-coding RNAs y estudio preclínico de fármacos focalizados en la epigenética.

Las alteraciones genéticas secundarias así como alteraciones que no afectan a la secuencia del ADN (el epigenoma) pueden explicar las formas más agresivas del SE y  pueden ser la diana de nuevos tratamientos. En este estudio proponemos la búsqueda ordenada de las alteraciones genéticas y epigenéticas que puedan estratificar a los pacientes en función del riesgo a sobrevivir o no la enfermedad. Desarrollaremos y validaremos herramientas diagnósticas que nos permitan clasificar molecularmente a los pacientes con SE mediante técnicas que se puedan usar fácilmente en un hospital. Finalmente, si las dianas terapéuticas identificadas pueden bloquearse efectivamente con fármacos, se realizarán ensayos preclínicos utilizando los animales con xenoinjertos para establecer las bases de los futuros ensayos clínicos en pacientes. En última instancia, los resultados de nuestra investigación traslacional permitirán proponer fármacos y pautas de administración (dosis, vía y frecuencia) específicos para cada subtipo molecular de SE.

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