Genética de las hemopatías malignas y complicaciones asociadas

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Dr. Manuel Jurado Chacón

Investigador Principal

Áreas científicas de interés

En las últimas décadas numerosas evidencias científicas han demostrado la presencia de un componente genético en la etiología de hemopatías malignas como las leucemias agudas (LLA y LMA), las gammapatías monoclonales (GMSI y MM) y los síndromes linfoproliferativos y mielodisplásicos (SLP y SMD). Estas neoplasias están causadas por una gran variedad de mecanismos como la inactivación de genes supresores de tumores, la activación de oncogenes o la inestabilidad genómica.

Aunque las técnicas convencionales de análisis citogenético (cariotipado y FISH) han demostrado ser de gran utilidad en diagnóstico y pronóstico de estas patologías, su uso ha puesto de manisfiesto la existencia de importantes limitaciones. Además del estudio de las aberraciones cromosómicas, el análisis simultáneo de miles de las variaciones genéticas y epigenéticas con las nuevas tecnologías desarrolladas en el campo de la genómica, ha llegado a tener un valor práctico en el diagnóstico y clasificación de neoplasias hematológicas y, recientemente, se ha sugerido que, a difierencia del análisis citogenético, este tipo de aproximaciones puede además dar lugar al desarrollo de nuevas herramientas pronósticas, al descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas y a la implementación de estrategias de tratamiento más individualizadas.

No obstante, a pesar del espectacular avance tecnológico en el área de la genómica funcional y estructural, todavía son pocas las variaciones genéticas que han sido identificadas de forma inequívoca como asociadas a la susceptibilidad a dichas patologías o a su progresión. Es por ello que nuestro grupo de investigación centra sus esfuerzos en esta línea y trata de identificar variaciones genéticas (SNPs, ins/del, CNVs, etc…) implicadas en esos procesos así como en el desencadenamiento de algunas complicaciones clínicas asociadas como la enfermedad injerto contra huesped y las infecciones por patógenos oportunistas (en particular Aspergillus). En paralelo, nuestro grupo además se plantea el análisis de la interacción de las variaciones genéticas con factores ambientales y el estudio del papel que tienen dichas variaciones genéticas en la respuesta a fármacos con especial atención a los usados en los tratamientos quimioterápicos.

Las estrategias elegidas para nuestros estudios son fundamentalmente aquellas basadas en el estudio de genes candidato seleccionados de acuerdo a una hipótesis de partida y los estudios de genómica estructural orientados al análisis masivo de variaciones en el genoma como los GWAS (Genome-wide association studies), el análisis de variaciones en el número de copias de los genes como los CGH-A (comparative genomic hybridation arrays) y las técnicas de secuenciación masiva (next-generation sequencing).

El uso de estas técnicas moleculares junto con los estudios de expresión génica de genoma completo, está permitiendo la identificación de genes implicados en la susceptibilidad y la mejora en el entendimiento de la biología y la etiopatogenia de muchas enfermedades multifactoriales así como en el manejo de la terapia en base a una gran cantidad de información genética disponible. Asimismo, el uso de las estas nuevas tecnologías está posibilitado un análisis más profundo del genoma tumoral y facilitando la identificación de mutaciones específicas de ciertos tipos de tumores lo que, indudablemente, acerca aún más la posibilidad de identificar nuevas dianas terapéuticas y adaptar las estrategias de tratamiento.

Líneas de investigación

  • Línea 1: Genética de las Gammapatías Monoclonales: GMSI, MMI Y MM

    El mieloma múltiple (MM) es una neoplasia hematológica muy heterogénea que se desarrolla a partir de una estadío premaligno, la gammopatía monoclonal de significado incierto (GMSI) o de un estadío intermedio llamado mieloma indolente (MMI). Aunque en los últimos años se ha avanzado notablemente en el conocimiento de la etiopatogenia de esta enfermedad, aún se desconocen los mecanismos moleculares que subyacen al proceso de transformación a MM desde estadíos previos. La hipótesis más aceptada es que pueda deberse al acúmulo de ciertas alteraciones genéticas como son traslocaciones en las regiones variables de las cadenas pesadas de las inmunoglobulinas (IgH) (11q13, 4p16, 16q23, 21q12, and 6p21), delecciones en el cromosoma 13 y trisomías de los cromosomas 3, 5, 9, 11, 15, 19 y 21 así como una desregulación de la expresión de los genes de las ciclinas D. No obstante, estudios recientes han demostrado que, además de estas alteraciones cromosómicas, la presencia de polimorfismos de un único nucleótido (SNPs) puede influir en el desarrollo de la enfermedad así como en el grado de progression de la misma. Sobre la base de esta hipótesis, el objetivo principal de nuestro grupo consiste en identificar variaciones genéticas asociadas a MM y su progression así como las variaciones genéticas que determinan la respuesta a fármacos. Esta línea de trabajo se está llevando acabo en el contexto del consorcio internacional IMMEnSE (International Multiple Myeloma rESEarch consortium) del que nuestro grupo forma parte.

  • Línea 2: Bases Genéticas de Hemopatías Malignas.

    La mayoría de las hemopatías malignas están muy bien caracterizadas desde el punto de vista genético y, aunque se conoce con profundidad qué alteraciones cromosómicas ocurren en cada una de ellas y cual es el valor pronóstico de las mismas, cada vez resulta más evidente que dichas alteraciones no explican totalmente las bases genéticas de estas enfermedades y que son necesarias otras alteraciones genéticas y epigenéticas para la aparición de estas enfermedades. Considerando estos hechos y de manera similar a la línea de investigación desarrollada en mieloma, nuestro grupo de investigación, en colaboración con otros investigadores a nivel nacional, pretende encontrar aquellos polimorfismos genéticos que determinan el riesgo a desarrollar hemopatías malignas, así como determinar la influencia que tiene la interación de dichas alteraciones genéticas con factores ambientales. Por otra parte, esta línea de investigación pretende además caracterizar el perfil genético asociado a la respuesta a las diferentes terapias utilizadas en primera y sucesivas líneas de tratamiento así como establecer las consecuencias biológicas que tienen dichas alteraciones mediante ensayos funcionales.

  • LÍNEA 3: Infecciones Relacionadas con Cáncer: Aspergilosis Pulmonar Invasiva.

    La Aspergilosis Pulmonar Invasiva (API) es una infección mortal causada principalmente por hongos del género Aspergillus, un patógeno oportunista que con frecuencia coloniza las vías respiratorias y se propaga rápidamente a los vasos sanguíneos y los tejidos. La incidencia de esta infección se ha incrementado en los últimos años debido al uso de potentes inmunosupresores y fármacos inmunomoduladores y actualmente sigue teniendo una elevada morbimortalidad a nivel mundial sobre todo en pacientes inmunodeprimidos y sometidos a trasplante de precursores hematopoyéticos. A pesar de que durante las últimas décadas se han identificado varios factores de riesgo relacionados con el desarrollo de API (defectos en la función fagocitaria, el uso de corticoides y antibióticos de amplio espectro, la neutropenia prolongada inducida por quimioterapia, así como la existencia de episodios previos de infección), todavía hoy resulta extraordinariamente dificil prevenir y diagnosticar de forma precoz esta enfermedad infecciosa. Estudios epidemiológicos han puesto de manifiesto que pacientes onco-hematológicos con la misma patología de base y similares factores de riesgo y condiciones clínicas, presentan muy diferentes grados de susceptibilidad a infeciones fúngicas invasivas como la API, lo que sugiere la existencia de una predisposición genética a desarrollar este tipo de enfermedades. Este hecho junto con la dificultad de diagnosticar las enfermedades fúngicas invasivas en sus primeros estadíos, muestra la enorme utilidad que supondría la identificación de biomarcadores genéticos que permitieran predecir qué pacientes son potencialmente susceptibles de contraer la enfermedad ya que nos daría la oportunidad de diseñar una estrategia profiláctica adecuada para cada paciente.

    En el contexto de un consorcio internacional, AspBIOmics, nuestro grupo de investigación está desarrollando esta línea de investigación que se basa en el estudio polimorfismos genéticos a gran escala y el desarrollo de ensayos funcionales para la identificación de biomarcadores genéticos que, según nuestra hipótesis de partida, condicionan el grado de susceptibilidad y la respuesta frente a antifúngicos. En dicho consorcio los esfuerzos no sólo van orientados a la búsqueda de biomarcadores genéticos que permitan predecir la susceptibilidad o la respuesta a fármacos sino que además tratamos de evaluar una serie de ensayos para la detección de elementos del hongo Aspergillus (RNA, polisacáridos o proteinas) o del paciente (perfil de citoquinas, quemoquinas, etc…) en una estrategia multiparamétrica que nos esperamos nos permita caracterizar la enfermedad para el posterior desarrollo de reactivos y/o kits comerciales. En la página web de nuestro consorcio (www.aspBIOmics.eu) se puede encontrar información más detallada de la actividad que estamos desarrollando así como de los grupos científicos que formamos parte de esta iniciativa.

  • LíNEA 4: Células Madre Mesenquimales como Tratamiento de la Eich Crónica en Pacientes con Transplante Alogénico de Precursores Hematopoyético.

    El trasplante alogénico de precursores hematopoyéticos (allo-TPH) como procedimiento curativo para el control de determinadas hemopatías está asociado a una elevada toxicidad como consecuencia del desarrollo de la Enfermedad Injerto Contra Huésped (EICH) aguda y crónica. En los últimos años, diferentes factores han contribuido a mejorar la supervivencia de los pacientes trasplantados con el resultado de que un alto porcentaje de los mismos, en torno a un 60%, desarrollan una EICH crónica. La profunda inmunosupresión derivada de esta complicación junto con las infecciones graves asociadas, determinan que un elevado número de enfermos con EICH no controlada tenga un mal pronóstico a pesar de ser pacientes que se consideran curados de su hemopatía. La patogénesis, la presentación clínica, el efecto injerto contra leucemia, las complicaciones a largo plazo (neoplasias, trastornos del crecimiento y nutrición, etc.) y la histología de la EICH crónica están bien establecidas, sin embargo, aún no se ha definido con exactitud cuál es la terapia óptima para este tipo de complicación clínica.

    Estudios recientes ha demostrado que el uso de células madre mesenquimales (CMM) puede ser una buena alternativa para el tratamiento de la EICH ya que estás células constituyen un componente del microambiente medular que, junto con otros elementos celulares como macrófagos, fibroblastos, adipocitos, osteoprogenitores y células endoteliales reticulares, contribuye a soportar la hematopoyesis y la homeostasis ósea.

    Las CMM juegan un papel crucial en el desarrollo y diferenciación del sistema linfohematopoyético ya que secretan factores de crecimiento y citoquinas reguladoras y promueven ciertas interacciones celulares. Sus propiedades inmunomoduladoras las ha hecho además atractivas como herramienta terapéutica de enfermedades autoinmunes ya que reducen la proliferación linfocitaria a través de la inhibición de la división celular (manteniendo a estas células en estado quiescente) y el bloqueo (al menos in vitro) de la activación de linfocitos citotóxicos. No obstante, todavía son muchos los aspectos que deben ser esclarecidos para optimizar su uso terapéutico. Entre ellos, el número de infusiones a realizar, la dosis óptima de células que debe ser administrada en cada infusión y el posible sinergismo con otras terapias; además, es importante determinar el papel que las CMM tienen en el proceso de recaida de la enfermedad neoplásica o en la aparición de infecciones potencialmente letales. En esta línea, nuestro grupo está interesado en analizar la seguridad y factibilidad de la infusión de CMM en pacientes con EICH crónica asociada al tratamiento estándar, optimizar y estándarizar los procesos derivados de la obtención, producción y expansión de este tipo de células así como evaluar los cambios en poblaciones linfocitarias y los niveles de citoquinas pro-inflamatorias y anti-inflamatorias así como otras moléculas inmunes en los pacientes tratados con esta novedosa terapia.

Otras áreas de interés

    • BASES GENÉTICAS DE ENFERMEDADES AUTOINMUNES: ARTRITIS REUMATOIDE

      La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad autoinmune caracterizada por una inflamación crónica de las articulaciones sinoviales que a menudo conduce a una progresiva destrucción del cartílago y el hueso. La AR es tres veces más frecuente en mujeres que en hombres y en ellas la enfermedad suele manifestarse de forma más agresiva presentando una peor evolución que con mayor frecuencia da lugar a discapacidades físicas graves. Aunque durante la última década ha habido diversas hipótesis tratando de explicar las diferencias de incidencia de AR entre sexos, la hipótesis que sugiere la existencia de un dimorfismo sexual en la respuesta inmune se mantiene como una de las explicaciones más plausibles. En apoyo de esta hipótesis se ha observado que las mujeres tienen mayores niveles de inmunoglobulinas que los hombres, una respuesta Th1 mediada por células más potente, un mayor número absoluto de linfocitos CD4+ así como un perfil de citoquinas más proactivo, lo que probablemente contribuye al desarrollo de respuestas autoinmunes. Estudios experimentales en modelo murino han confirmado las diferencias en la respuesta inmune entre animales de ambos sexos y la existencia de un dimorfismo sexual equivalente al observado en humanos. Los mecanismos moleculares que subyacen a estas diferencias de género en la respuesta inmune todavía se desconocen, pero estudios en gemelos monocigóticos han sugerido que los factores genéticos pueden, al menos en parte, ser responsables de la aparición de dichas diferencias y, por consiguiente, de las diferencias en la susceptibilidad a enfermedades autoinmunes. Los factores genéticos implicados en el desecadenamiento de la AR han sido objeto de intensa investigación pero, hasta la fecha, sólo unos pocos estudios han investigado la relación entre la presencia de alteraciones genéticas y las diferencias asociadas al género en la susceptibilidad a la AR. Teniendo en cuenta estos hechos, nuestro grupo de investigación se centra en la identificación de variaciones genéticas en genes del sistema inmune que están asociadas con un mayor riesgo de desarrollar AR en hombres y mujeres. Además, nuestro grupo está estudiando si la interacción de dichas alteraciones genéticas y factores ambientales modula el riesgo a desarrollar la enfermedad.

    • GENÉTICA DE TUMORES SÓLIDOS

      En el contexto de varias colaboraciones nacionales e internacionales, nuestro grupo trata de investigar la influencia de factores genéticos y su interacción con factores ambientales en la aparición de los tumores sólidos más frecuentes en nuestro país (cáncer colorectal, de estómago, de mama y de próstata). Para ello, nuestro grupo está reclutando casos de los distintos tipos de cáncer así como una población control que será utilizada como población de referencia para la realización de tanto estudios de genes candidato como de estudios de asociación de genoma completo (GWAS) que han demostrado en los últimos años ser aproximaciones útiles para la identificación de genes relacionados con la susceptibilidad a estos tipos de enfermedades.

Plataformas tecnológicas

    • Técnicas de genotipado a gran escala

      Genotipado Masivo – Infinium® HD Beadchips, Illumina® Technology
      iSelect HD Custom Genotyping, Illumina® Technology
      Genotipado a pequeña escala – Tecnología 7500 Real Time PCR System (TaqMan® Applied Biosystems, KASPar® KBiosciences)
      ImmunoChip (Illumina® Technology).

    • Secuenciación Masiva

      Secuenciación
      IIlumina® Sequencing Technology

    • Expresión Génica

      CodeLink Plataform (Applied Microarrays)
      CodeLink Human Whole Genome Arrays
      CodeLink Mouse Whole Genome Arrays

    • Cultivos Primarios (monocitos, macrófagos y células dendríticas) Ensayos funcionales

      Ensayos con vectores de expresión
      Ensayos con vectores reporter (ensayos luciferasa)
      EMSA

Agencias financiadoras de los proyectos del grupo

    • ERA-NET Pathogenomics
    • Instituto de Salud Carlos III
    • Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa. Junta de Andalucía (Proyectos de Excelencia, Proyectos del Servicio Andaluz de Salud)
    • CELGENE
    • ROCHE-PHARMA
    • Fundación Andaluza de Reumatología

Información complementaria

    • CONSORCIOS Y ESTUDIOS MULTICÉNTRICOS:

      AspBIOMics (Invasive aspergillosis: Biomarkers for prevention, diagnosis and treatment response; www.aspbiomics.eu) Información acerca de los investigadores y centros científicos que participan en este consorcio hasta la fecha está disnible en la Web oficial del Consorcio (www.aspbiomics.eu) Miembros del Consorcio:

      PROF. DR. HERMANN EINSELE, Medizinische Klinik und Poliklinik II, University of Würzburg, Germany DR. Juergen Löffler, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Medizinische Klinik & Poliklinik II, Würzburg, Germany. PROF. DR. AXEL A. BRAKHAGE, Molecular and Applied Microbiology, Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology, Hans-Knöll-Institue (HKI) and Microbiology and Molecular Biology, Friedrich-Schiller-University, Jena PROFESSOR JEAN PAUL LATGÉ, Institute Pasteur, Paris, France DR. ALAIN TROESCH, Global Executive Director – R&D Molecular Biology bioMérieux, Centre Christophe Mérieux, Grenoble, France DR. CORNELIA LASS-FLÖRL, Division of Hygiene and Medical Microbiology, Innsbruck Medical University, Innsbruck. BIOMÉRIEUX, Institut Mérieux group, France.

    • IMMEnSE (International Multiple Myeloma rESEarch) Miembros del Consorcio:DR. FEDERICO CANZIAN, DR. DANIELE CAMPA Y DR. ALESSANDRO MARTINO Genomic Epidemiology Group, German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany. DR. GABRIELE BUDA, Department of Oncology, Transplants and Advanced Technologies, Section of Hematology, Pisa University, Via Roma 67, 56100, Pisa, Italy DR. FELIPE DE ARRIBA DE LA FUENTE, Servicio de Hematología, Hospital Morales Meseguer, Murcia, Spain DR. RAMÓN GARCÍA-SANZ, Servicio de Hematología, Hospital de Salamanca, Univesidad de Salamanca-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Salamanca, Spain. DR. KRZYSZTOF JAMROZIACK, Department of Hematology, Medical University of Lodz, Lodz, Poland. DR. RUI MANUEL VIEIRA REIS, Life and Health Sciences Research Institute (ICVS), School of Health Sciences, University of Minho, Braga, Portugal. DR. HERLANDER MARQUES, Life and Health Sciences Research Institute (ICVS), School of Health Sciences, University of Minho, Braga, Portugal DR. NIELS WEINHOLD, Medizinische Klinik V, Universitaetsklinikum Heidelberg, Heidelberg, Germany DR. RAJIV KUMAR, Molecular Genetic Epidemiology Group, German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany. DR. ENRICO ORCIUOLO, Department of Oncology, Transplants and Advanced Technologies, Section of Hematology, Pisa University, Pisa, Italy DR. FEDERICA GEMIGNANI, Department of Biology, Section of Genetics, University of Pisa, Pisa, Italy DR. STEFANO LANDI, Department of Biology, Section of Genetics, University of Pisa, Pisa, Italy DR. HARTMUT GOLDSCHMIDT, Medizinische Klinik V, Universitaetsklinikum Heidelberg, Heidelberg, Germany DR. MARIO PETRINI, Department of Oncology, Transplants and Advanced Technologies, Section of Hematology, Pisa University, Pisa, Italy DR. CHARLES DUMONTET,INSERM U590, Laboratoire de Cytologie Analytique, Faculte de Medecine Rockefeller, Universite Claude Bernard Lyon I, Lyon, France. DR. ANNA MARÍA ROSSI, Department of Biology, Section of Genetics, University of Pisa, Pisa, Italy DR. JOAQUIN MARTÍNEZ, Servicio de Hematología, Hospital 12 de Octubre, Madrid, Spain DR. JOSÉ HERNÁNDEZ MARTÍN, Servicio de Hematología, Hospital General de Segovia, Segovia, Spain.
    • OTROS COLABORADORES:

      GRUPO DE ARTRITIS REUMATOIDE DR. RAFAEL CÁLIZ CÁLIZ, Sección de Reumatología, Hospital U. Virgen de las Nieves, Granada, Spain.
      MCC-SPAIN (ESTUDIO MULTICASO-CONTROL POBLACIONAL): Iniciativa científica para investigar la influencia de factores ambientales y su interacción con factores genéticos en los tumores más frecuentes (cáncer colorrectal, cáncer de mama, el cáncer gástrico, cáncer de próstata y leucemia linfática crónica) o con características epidemiológicas peculiares en nuestro país, en las que los factores ambientales implicados no son suficientemente conocidos. Para obtener una información más detallada, visitar la página oficial del MCC DR. JOSÉ JUAN JIMÉNEZ MOLEÓN, Profesor titular del Departamento de Medicina Preventiva y Salud Pública de la Universidad de Granada, Spain.
      GERMAN CANCER RESEARCH CENTER PROF. KARI HEMMINKI AND DR. ASTA FÖRSTI, Molecular Genetic Epidemiology Group, German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany.
      GRUPO ESPAÑOL DE TRASPLANTE HEMATOPOYÉTICO (GETH) DR. LOURDES VÁZQUEZ (Coordinator of the Spanish Group of Infections; University Hospital of Salamanca)
      CENTRO REGIONAL DE TRASFUSIONES SANGUÍNEAS Y BANCO SECTORIAL DE TEJIDOS GRANADA-ALMERÍA DR. SALVADOR OYONARTE, Facultativo Especialista de Área, Centro Regional de Transfusiones Sanguíneas y Banco Sectorial de Tejidos Granada-Almería, Spain.

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