Unidad de Biomarcadores y Medicina de Precisión (UBYMP)

La Unidad de Biomarcadores y Medicina de Precisión (UBMP) es un grupo de investigación con interés en el estudio del metabolismo, la epigenética y su interrelación en la biología del cáncer. La UBMP reúne a investigadores clínicos y básicos que comparten una fuerte motivación por llevar a cabo una investigación traslacional que sirva de puente entre el laboratorio y la clínica, con el objetivo final de promover la medicina de precisión. El cáncer es una enfermedad muy compleja, que no puede ser comprendida en su totalidad mediante el uso exclusivo de enfoques genéticos. En el microambiente tumoral (MT), las células experimentan un reajuste metabólico complejo que les permite mantener el crecimiento y la proliferación celular (dos rasgos comunes en cáncer). La adaptación metabólica se produce principalmente mediante la modulación de la expresión de genes implicados en el metabolismo, que a su vez mantienen una estrecha conexión con mecanismos de regulación epigenéticos. La disponibilidad de nutrientes y metabolitos en el MT tiene un alto impacto en el epigenoma, ya que estos sirven de sustratos y/o coenzimas de enzimas que modulan los cambios epigenéticos. Por el contrario, determinados factores epigenéticos pueden modular la expresión de genes metabólicos y reajustar el metabolismo. El estudio de la interrelación bidireccional metabolismo-epigenoma, junto a estudios genómicos y trasncriptómicos, abre una nueva vía para comprender mejor los procesos moleculares que conducen al cáncer y podría conducir al descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas. Actualmente, nuestro trabajo se centra en estudiar las relaciones entre metabolismo celular y epigenoma en cáncer. Para abordar esta cuestión combinamos la bioquímica, la epigenómica, y la metabolómica, tanto con el uso de modelos in vitro (líneas celulares, cultivos primarios) como in vivo (modelos murinos) y de muestras humanas. El estudio de la epigenómica (principalmente metilación del DNA) permite conocer el vínculo entre el entorno ambiental y las alteraciones en la expresión génica que pueden conducir a los fenotipos de la enfermedad. Además, la identificación de cambios aberrantes en la expresión de genes mediados por un factor epigénetico permiten potencialmente aumentar las opciones terapéuticas para el enfermo. Así pues, estudiamos por un lado los perfiles globales de metilación del DNA a una resolución de una sola CpG, mediante el análisis de más de 850.000 CpGs (“Infinium EPIC DNA methylation beadchip” de Illumina), incluyendo las diferentes características epigenéticas (Islas, Shores, Promotores, enhancers, etc) y por otro, analizamos de un modo cuantitativo zonas específicas de metilación del genoma (pirosecuenciación de Quiagen) que es la técnica gold standard para la validación de los candidatos obtenidos con la plataforma anterior. Por otro lado, la metabolómica permite el estudio del metabolismo celular a un nivel sin precedentes, no solo aportando información sobre la relación genotipo-fenotipo, sino también sobre la influencia del exposoma en el fenotipo. Para llevar a cabo los estudios metabolómicos utilizamos dos aproximaciones: i) análisis untargeted o no dirigido, para la caracterización global del metaboloma y/o lipidoma, mediante el uso de espectrómetros de masas tipo cuadrupolo tiempo de vuelo u orbitrap, ii) análisis targeted o dirigido, para la determinación cuantitativa de metabolitos, biomarcadores o mapeo de rutas metabólicas concretas, en esta aproximación utilizamos espectrómetros de masas de tipo triple cuadrupolo. En ambas casos, los espectrómetros de masas pueden combinarse con diferentes técnicas de fraccionamiento de la muestra como la cromatografía de gases o la cromatografía líquida. La elección de la técnica analítica previa al espectrómetro viene determinada por las características fisicoquímicas de los metabolitos de interés y por la cobertura metabolómica deseada. Además de la investigación, la UBMP está muy implicada en la formación de estudiantes universitarios pre-doctorales y posdoctorales. El Dr. Agustín Lahoz es el Investigador Principal de la UBMP y Director Científico de la Unidad de Analítica (Metabolómica) del IIS-La Fe. Tiene una amplia experiencia tanto en la aplicación de espectrometría de masas para el estudio del metabolismo celular, como en la aplicación de herramientas de bioinformática y bioestadística en el tratamiento de datos -ómicos.