Proteomic changes in a childhood acute lymphoblastic leukemia cell line during the adaptation to vincristine / Cambios en el proteoma de una línea celular de leucemia linfoblástica aguda infantil durante la adaptación a vincristina

Abstract: Introduction: Relapse occurs in approximately 20% of Mexican patients with childhood acute lymphoblastic leukemia (ALL). In this group, chemoresistance may be one of the biggest challenges. An overview of complex cellular processes like drug tolerance can be achieved with proteomic studies. Methods: The B-lineage pediatric ALL cell line CCRF-SB was gradually exposed to the chemotherapeutic vincristine until proliferation was observed at 6 nM, control cells were cultured in the absence of vincristine. The proteome from each group was analyzed by nanoHPLC coupled to an ESI-ion trap mass spectrometer. The identified proteins were grouped into over-represented functional categories with the PANTHER classification system. Results: We found 135 proteins exclusively expressed in the presence of vincristine. The most represented functional categories were: Toll receptor signaling pathway, Ras Pathway, B and T cell activation, CCKR signaling map, cytokine-mediated signaling pathway, and oxidative phosphorylation. Conclusions: Our study indicates that signal transduction and mitochondrial ATP production are essential during adaptation of leukemic cells to vincristine, these processes represent potential therapeutic targets.

Resumen: Introducción: Aproximadamente el 20% de los pacientes mexicanos con leucemia linfoblástica aguda (LLA) infantil presentan recaídas. En este grupo, la quimiorresistencia es uno de los principales desafíos. Los estudios proteómicos pueden dar un panorama general de procesos celulares complejos como la tolerancia a fármacos. Métodos: La línea celular de LLA de linaje B, CCRF-SB, fue expuesta de manera gradual al fármaco quimioterapéutico vincristina hasta observar proliferación celular en presencia de 6 nM, como control se cultivaron células en ausencia del fármaco. Se analizó el proteoma de cada grupo mediante nanoHPLC acoplado a un espectrómetro de masas de tipo trampa de iones. Las proteínas identificadas se agruparon en categorías funcionales sobre-representadas con el sistema de clasificación PANTHER. Resultados: Encontramos 135 proteínas expresadas exclusivamente en presencia de vincristina. Las categorías funcionales más representadas fueron la señalización asociada a los receptores tipo Toll, señalización dependiente de Ras, activación de células B y T, mapa de señalización CCKR, señalización mediada por citoquinas y la fosforilación oxidativa. Conclusiones: Nuestro estudio indica que la transducción de señales y la producción de ATP mitocondrial son procesos esenciales durante la adaptación de células leucémicas a vincristina por lo que estos procesos representan potenciales blancos terapéuticos.

Omics-based biomarkers: current status and potential use in the clinic / Biomarcadores basados en tecnologías ómicas: estado actual y su potencial uso en la clínica

Abstract: In recent years, the use of high-throughput omics technologies has led to the rapid discovery of many candidate biomarkers. However, few of them have made the transition to the clinic. In this review, the promise of omics technologies to contribute to the process of biomarker development is described. An overview of the current state in this area is presented with examples of genomics, proteomics, transcriptomics, metabolomics and microbiomics biomarkers in the field of oncology, along with some proposed strategies to accelerate their validation and translation to improve the care of patients with neoplasms. The inherent complexity underlying neoplasms combined with the requirement of developing well-designed biomarker discovery processes based on omics technologies present a challenge for the effective development of biomarkers that may be useful in guiding therapies, addressing disease risks, and predicting clinical outcomes.

Resumen: En los últimos años, el uso de las tecnologías ómicas de alta densidad de datos ha permitido el rápido descubrimiento de posibles biomarcadores. Sin embargo, esto no ha tenido un impacto notable en la clínica ya que se han implementado muy pocos de esos biomarcadores. En el presente documento se describe el potencial de las tecnologías ómicas en el desarrollo de nuevos biomarcadores. Con el objetivo de dar a conocer un panorama general de la situación actual, se comentan algunos ejemplos ilustrativos de biomarcadores genómicos, transcriptómicos, proteómicos, metabolómicos y microbiómicos en el campo de la investigación en oncología. Asimismo, se señalan algunas de las recomendaciones que se han propuesto para acelerar su validación e implementación, y se comenta sobre cómo la complejidad inherente a las enfermedades se combina con la complejidad de las tecnologías ómicas, de tal modo que el desarrollo de biomarcadores predictivos, pronósticos y diagnósticos eficientes plantea retos importantes.

Omics techniques and biobanks to find new biomarkers for the early detection of acute lymphoblastic leukemia in middle-income countries: a perspective from Mexico / Técnicas ómicas y biobancos para el hallazgo de nuevos biomarcadores para la detección temprana de leucemia linfoblástica aguda en países de ingresos medios: una perspectiva mexicana

Abstract: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) affects the quality of life of many children in the world and particularly in Mexico, where a high incidence has been reported. With a proper financial investment and with well-organized institutions caring for those patients, together with solid platforms to perform high-throughput analyses, we propose the creation of a Mexican repository system of serum and cells from bone marrow and blood samples derived from tissues of pediatric patients with ALL diagnosis. This resource, in combination with omics technologies, particularly proteomics and metabolomics, would allow longitudinal studies, offering an opportunity to design and apply personalized ALL treatments. Importantly, it would accelerate the development of translational science and will lead us to further discoveries, including the identification of new biomarkers for the early detection of leukemia.

Resumen: La leucemia linfoblástica aguda (LLA) afecta la calidad de vida de una gran cantidad de individuos en edad pediátrica en todo el mundo; particularmente en México, donde se ha reportado una alta incidencia. Con un apropiado fondo de inversión financiera, así como instituciones adecuadamente organizadas al cuidado de los pacientes con LLA, en conjunto con plataformas sólidas para llevar a cabo análisis globales y de alto rendimiento, se propone la creación de un repositorio para la conservación de suero y células provenientes de médula ósea y sangre derivadas de pacientes pediátricos con LLA al diagnóstico. Estos recursos, en combinación con las tecnologías ómicas, en particular la proteómica y la metabolómica, podrían permitir el establecimiento de estudios longitudinales y ofrecer una oportunidad para el diseño y aplicación de tratamientos personalizados para la LLA. Esta estrategia permitiría acelerar el desarrollo de la ciencia traslacional, favoreciendo el hallazgo de importantes descubrimientos, incluyendo la identificación de nuevos biomarcadores para la detección temprana de la leucemia.