La metilación del ADN es un proceso epigenético que participa en la regulación y modificación de la expresión génica1,2. En el genoma humano se presenta como un evento fisiológico normal durante el desarrollo embrionario, la diferenciación celular, la inactivación del cromosoma X, el proceso de impronta genómica, etc., o como un suceso anormal que permite el desarrollo de una neoplasia1,2. Aunque los detalles precisos del mecanismo de metilación aún son estudiados de forma exhaustiva, el proceso general es bien conocido y ocurre por la adición enzimática (ADN metiltransferasas) de un grupo metilo al carbono 5 de una citosina (5-metilcitosina, 5mC) que precede a una guanina en la secuencia de nucleótidos del ADN (dinucleótido CG) durante el proceso de replicación del ADN; de este modo se mantiene la memoria del estado metilado en la molécula hija de ADN1,2. Esta metilación de novo se vuelve estable y se hereda como un patrón de metilación clonal1.
El genoma humano presenta regiones de ∼1kb ricas en dinucleótidos CG, llamadas islas CpG1,2. En general, las islas CpG se localizan entre la región promotora y el sitio de inicio de transcripción de un gen; el 50-60% de nuestros genes tienen regiones promotoras ricas en islas CpG. Cuando dichas regiones se encuentran hipermetiladas se presenta una disminución o supresión absoluta de la expresión del gen en cuestión1,2.
La metilación del ADN es el proceso epigenético más frecuentemente observado y posiblemente más estudiado en el cáncer. Actúa modificando la expresión génica y por ende la función de genes constitutivos, incluyendo oncogenes y genes supresores de tumores2–4. El estudio de los perfiles de metilación del ADN en genes relacionados con cáncer se ha convertido en un biomarcador diana utilizado en el diagnóstico temprano, respuesta al tratamiento, pronóstico y progresión del cáncer2–4. Se han demostrado patrones específicos de hipermetilación de las regiones promotoras de ciertos genes en pacientes y líneas celulares de algunos tipos de cáncer, entre los que se encuentra el mieloma múltiple (MM)2–5.
Patrones de metilación en el mieloma múltipleEn el MM, la transformación maligna de células plasmáticas normales obedece a mecanismos como: metilación aberrante del ADN, anomalías cromosómicas, alteraciones génicas y expresión anormal de micro-ARN que permiten la aparición y/o progresión de la enfermedad1,3–5. Aún no está claro cuál de estos mecanismos realmente desencadena esta transformación; sin embargo, la metilación del ADN, manifestada como hipermetilación de regiones promotoras en genes supresores de tumores (GST) es considerada uno de los dos«hits» de la hipótesis de Knudson3,4.
Puesto que los GST están involucrados en el control de una amplia variedad de procesos celulares, como la regulación del ciclo celular, la apoptosis, la adhesión celular, la angiogénesis, la diferenciación celular, etc.3–5, la función interrumpida de los GST por silenciamiento génico altera los procesos biológicos normales de diversas vías de señalización3–5. De este modo, en el MM es posible determinar un patrón de metilación analizando los GST u otros genes relacionados con el cáncer que participan en diferentes vías de señalización de manera individual o colectiva2–4. Estos patrones de metilación varían dependiendo de la vía de señalización estudiada, el número de pacientes y el tipo de muestra2–4. Por ejemplo, en la vía de señalización IL-6/JAK/STAT, se ha demostrado que los genes SOCS1 y SHP1 (reguladores negativos de la vía) se encuentran metilados en el 40-74.5% y el 20-84.4% de los pacientes con MM, respectivamente2,3. Aunque la metilación de ambos genes es importante en la patogénesis de la enfermedad, solamente SHP1 se ha correlacionado con la progresión de la enfermedad, más no con la supervivencia de los pacientes2,3. Dicha inactivación epigenética de la vía deriva en la activación constitutiva de JAK y STAT3, lo cual permite una proliferación y supervivencia celular anormal2,3. En relación con el control del ciclo celular, se ha encontrado que los genes p16 y p15 (reguladores negativos del ciclo celular) se encuentran metilados en el 19-58% y el 33% de los pacientes con MM, respectivamente2,3; la metilación concurrente de p16 y p15 solo se presenta en el 6-17% de los pacientes3. Sin embargo, solo p16 metilado se ha correlacionado con la progresión de la enfermedad (gammapatía monoclonal de significado incierto a MM) y se considera un factor pronóstico adverso para la supervivencia2,3 y la respuesta al tratamiento4. Por lo tanto, los pacientes con MM en quienes el gen p16 se encuentra metilado, presentan una cantidad tres veces mayor de células plasmáticas que los pacientes sin el gen metilado2. Esta inactivación epigenética de la familia de proteínas reguladoras INK4 (p15 y p16) promueve el descontrol del ciclo celular y, por ende, proliferación y crecimiento celular anormal2,3. La metilación de otros miembros de la familia de proteínas inhibidoras del ciclo celular (INK4) es poco frecuente3.
En la vía de señalización DAPK1/p14/HDM2/p53/APAF-1, relacionada con procesos apoptósicos, se ha demostrado que la metilación del gen DAPK1 es la principal alteración de la vía, encontrándose metilado en el 12.5-67% de los pacientes con MM2–4. La hipermetilación del gen es un evento temprano y se presenta con similar frecuencia en la gammapatía monoclonal de significado incierto y el MM, de modo que se considera un componente relevante en la patogénesis de la enfermedad2, además de ser un factor pronóstico adverso de supervivencia2–4 y respuesta a tratamiento2. La hipermetilación del gen DAPK1 también se ha correlacionado con parámetros clínicos desfavorables como: incremento de los niveles de β2 microglobulina, conteo bajo de plaquetas2, incremento en los niveles de creatinina sérica y calcio sérico4.
En forma similar, se ha demostrado que el 42% de los pacientes con MM presenta hipermetilación de uno o más genes de la vía de señalización Wnt-β-catenina (WIF1, DKK3, APC, SFRP1, SFRP2, SFRP4, y SFRP5), lo cual altera la regulación de esta vía que ha sido implicada reiteradamente en la carcinogénesis; el 60% de los pacientes con MM presenta más de dos genes metilados3. El silenciamiento génico de uno o varios de estos inhibidores conduce a la activación constitutiva de señales intracelulares que estimulan la proliferación, evasión de la apoptosis y metástasis celular3.
Existen reportes de otros patrones de metilación en genes específicos de diferentes vías de señalización4. Braggio et al. analizaron un grupo de nueve GST en pacientes con MM. Con excepción de MGMT, todos los genes estudiados (CDH1, p15, p16, SHP1, ER, BNIP3, RARβ y DAPK1) se encontraban metilados en dichos pacientes, aunque con diferentes porcentajes de metilación (11.8 a 50%). Sin embargo, solo RARβ se correlacionó con la respuesta al tratamiento4 y BNIP3 se identificó como factor pronóstico adverso de supervivencia3.
ConclusionesEn el MM, la inactivación epigenética en regiones promotoras por hipermetilación aberrante del ADN es un fenómeno común que afecta a uno o varios GST de diferentes vías de señalización o procesos celulares. Datos de diversos patrones de metilación2–4 muestran que la metilación de ciertos GST es común en el 20-75% de los pacientes y que estos se pueden utilizar como biomarcadores de progresión, pronóstico, supervivencia y respuesta al tratamiento. De este modo, la metilación de p16, CDH1 y/o SHP1 se correlaciona con la progresión de la enfermedad; la metilación de RARβ se correlaciona con mala respuesta al tratamiento; la metilación de BNIP3 se correlaciona con disminución de la supervivencia, y la metilación de p16 y/o DAPK1 es considerada un factor pronóstico adverso de supervivencia y respuesta a tratamiento; este último también se ha correlacionado con parámetros clínicos adversos.
Asimismo, debido a que se sabe que el silenciamiento génico por hipermetilación de promotores es un fenómeno reversible por medio de agentes desmetilantes1–4, los cuales ejercen cambios en la actividad clínica de la enfermedad en pacientes con síndromes mielodisplásicos4, en el MM, el estudio de la metilación del ADN servirá en un futuro próximo para considerar posibles dianas terapéuticas, como en el caso del fármaco «Farydak» (Panobinostat), un agente modulador epigenético que inhibe la actividad de las enzimas histonas deacetilasas, provocando condensación de la cromatina y represión de la transcripción, que fue aprobado este año por la Agencia Reguladora de Alimentos y Medicamentos (Food And Drug Administration) de los Estados Unidos para el tratamiento de pacientes con MM.