De acuerdo con la OMS el cáncer pulmonar representa la primera causa de muerte por neoplasias malignas a nivel mundial; debido en parte al diagnóstico tardío y alto índice de recurrencia (recidiva) post-cirugía, contribuyendo al pobre (10%) índice de sobre-vida a 5 años. Ello, pese al empleo de diversos esquemas de tratamiento tanto fármaco-oncológico adyuvante vs neoadyuvante, como mediante el uso de radioterapia. _x000D_ El cáncer pulmonar por su localización anatómica, es probablemente el resultado de la continua exposición a factores ambientales externos, entre ellos, el tabaco. Pese a ello, el desarrollo de tumores pulmonares en pacientes libres de exposición a factores de riesgo ambiental, se propone participan mecanismos de predisposición genética y/o reprogramación epigenética._x000D_ Bajo este contexto, identificar y caracterizar aquellos mecanismos de regulación epigenética y transcripcional en la expresión de marcadores tumorales de diagnóstico temprano, pronóstico y/o potencial uso terapéutico en la oncología pulmonar, se convierte en tema central para el desarrollo de nuevo conocimiento y/o tecnología con miras al control de esta enfermedad, actualmente lejos de contar con tratamiento curativo a nivel mundial._x000D_ El estudio funcional de los mecanismos de remodelación de la cromatina en cáncer pulmonar, ofrece la posibilidad de profundizar en la expresión de marcadores tumorales, involucrados en el grado de malignidad, invasión, metástasis, quimioresistencia, y relapsos (recidiva) del tumor en pacientes con cáncer pulmonar. A este respecto, los estudios enfocados al análisis de la reprogramación epigenética en poblaciones celulares especializadas del tumor pulmonar sólido como las llamadas Células Tipo Stem del Cáncer (CSCs), permitirán comprender el diseño de estrategias de uso terapéutico en el control metastásico y de quimioresistencia, como posibles blancos celulares de la oncología pulmonar._x000D_ El análisis global epigenético (epigenóma) y transcripcional de tumores sólidos pulmonares y poblaciones de CSCs quimio-resistentes del Cáncer Pulmonar abre la puerta para el estudio sistemático y funcional en el diseño de nuevas estrategias terapéuticas para contra-restar la capacidad de invasión-metástasis, relapsos neoplásicos y resistencia al tratamiento farmacológico en pacientes con cáncer pulmonar._x000D_ Para los institutos nacionales de salud (INER, INCan,. Etc.,), en colaboración con universidades públicas como la UNAM, resulta obligado la generación de nuevo conocimiento basado en la investigación biomédica básica y clínica en el campo de la regulación genética-epigenética en neoplasias pulmonares, lo cual permita a mediano plazo el desarrollo de mejores abordajes terapéuticos, y de valoración pronostica, así como la selección de mejores esquemas fármaco-oncológicos, en base en características moleculares- epigeneticas de los pacientes afectados de nuestra población. _x000D_

En términos generales la presencia de CSCs en tumores sólidos pulmonares, representan del 0.2 al 16% (Población CD133+); así como del 0.2 al 9.5% (población CD133+, CD326+) (Tirino V, et al., 2009) del total celular que integra la neoplasia. Sin embargo, presente en una frecuencia de 71-75% de todos los casos de cáncer pulmonar NSCLC, independientemente del estadio clínico del paciente (Tirino V, et al., 2009), capaces de iniciar procesos de invasión y metástasis de nuevos focos neoplásicos (Pardal R, et al., 2003). Siendo, posible de expandirse in vitro mediante factores de crecimiento como EGF y bFGF (Ricci V, et al., 2006, Eramo A, et al., 2006). No obstante las CSCs, no han sido plenamente analizadas en su epigenóma funcional de quimioresistencia, que permita describir y/o predecir con alta certeza el comportamiento funcional in vitro, ex vivo, e in vivo asociado con la evolución clínica y la respuesta al tratamiento de los pacientes con cáncer pulmonar. _x000D_ El potencial oncológico de las CSCs en parte se explica asociado a la expresión del marcador CD133+, en estrecha correlación in vitro de la formación de cuerpos esferoides tridimencionalmente sólidos, recientemente descritos con alta tasa proliferativa y capacidad de establecimiento de nuevos focos neoplásicos in vivo (Eramo A, et al 2008, Chen YC, et al., 2008). No obstante destaca la presencia de CSCs CD133-, Oct-4+ (Che YC, et al,. 2008) en pacientes NSCLC, donde se presumen eventos de reprogramación epigenética semejantes a los ocurridos en etapas del desarrollo embrionario conducidos por el factor transcripcional Oct-4. _x000D_ Adicional con lo anterior, poblaciones CSCs derivadas de tumores SCC, poseen mayor sensibilidad al tratamiento por Gemcitabine. En contraste con tumores tipo AD, los cuales poseen mayor resistencia a Cisplatino, Gemcitabine, Etoposido y Paclitaxel (Eramo A, et al., 2008)._x000D_ Bajo este contexto, en los últimos años destaca su alta capacidad de quimioresistencia y proliferación de las CSCs constituyéndose como importantes blancos terapéuticos a mediano plazo (Perona R, et al., 2011). Sin embargo, al respecto, destacan la importancia de los mecanismos de remodelación de la cromatina en particular la participación de miembros que integran y dan funcionalidad al grupo Policomb 2 reprimiendo la transcripción genes supresores de tumor aumentando la malignidad de la neoplasia basado en alto potencial metastásico de tumores de origen epitelial (Gupta RA, et al., 2010), sin embargo no reportados en las neoplasias pulmonares, lo cual exige profundizar en el análisis del epigenóma de poblaciones tipo CSCs del cáncer pulmonar._x000D_ _x000D_ Epigenómica del Cáncer Pulmonar_x000D_ Entre el año 2007 y 2008 destacan los primeros trabajos sobre el análisis epigenómico de metilación global del DNA genómico en cáncer pulmonar. Dichos estudios promovidos por la empresa NimbleGen (Roche NimbleGen, Inc. Madison WI, USA) han permitido el estudio masivo de eventos de regulación epigenética en distintos estadios de evolución clínica de pacientes NSCLC. _x000D_ El primer estudio (2007) empleando el método de purificación de DNA metilado llamado MIRA (Methylated-CpG Island Recovery Assay). Basado en la técnica Methyl Binding Domain (MBD), e hibridación en arreglos que contienen a los cromosomas 2, 7, 12 y 17, con 385,000 oligonucleótidos impresos (50 bases c/u), con resolución de 38pb, entre sonda (NimbleGen ENCODE array). Fue posible identificar hipermetilación, tanto en líneas celulares tipo AD comparado con líneas celulares de tejido bronquial normal, como en carcinomas pulmonares tipo AD y SCC de estadios clínicos tempranos, para los segmentos génicos que contienen clusters de genes HoxA y HoxD, cromosomas 7 y 2, respectivamente. Dentro de los que destacan HoxA3 y HoxA5, con alto grado de metilación 75-100%, en carcinomas tipo SCC. Mientras que HoxA7 y HoxA9, mostraron alto nivel de metilación (80%) en carcinomas estadio clínico I, comparado con tejido normal pulmonar adyacente. Ubicándose HoxA9 como un potencial biomarcador de estadios clínicos tempranos en NSCLC (Rauch t, et al., 2007). Lo cual, quedo confirmado mediante el uso de una segunda plataforma de micro-arreglos integrado por secuencias de islas CpGs, que contienen 237,000 oligonucleótidos cubriendo aprox. 27,800 islas CpGs de secuencias promotoras (Agilent, Sta Clara, CA)._x000D_ _x000D_ Por otro lado, en 2008 un segundo trabajo empleando micro-arreglos de DNA con una resolución de hasta 100pb (NimbleGen, HG18Tiling Set 17, 19) para el estudio de los cromosomas 6, 7 y 8. Permitió analizar diferencias en los perfiles de metilación del DNA genómico, entre distintos estadios clínicos de carcinomas pulmonares tipo SCC. Logrando identificar mayor grado de metilación hacia la región telomérica y subtelomerica del brazo corto del cromosoma 8, tumores SCC estadios clínicos tempranos I, comparado con tejido pulmonar normal adyacente. Permitiendo identificar y proponer 3 biomarcadores hipermetilados en sus secuencias CpGs promotoras, entre ellos: OTX1, OSR1 y NR2E1, con 100% de frecuencia de un total de 20 carcinomas tipo SCC comparado con tejido pulmonar normal. Ubicándose como nuevos marcadores, a ser validados en estudios de diagnóstico para estadios clínicos tempranos I, II y III en cáncer pulmonar (Rauch et al., 2008). Sin embargo, hasta el momento se desconoce su posible correlación con la capacidad de quimioresistencia en tumores sólidos pulmonares o CSCs de pacientes NSCLC. No obstante, de forma reciente se insiste en la pertinencia de estudios epigenómicos sobre modelos in vivo de carcinogenesis pulmonar, con el fin romper la capacidad funcional de quimioresistencia que obtienen las CSCs ligadas con su alto potencial de malignidad metastasico en tumores pulmonares del grupo NSCLC (Gomperts BN, et al., 2011), probablemente ligados al balance funcional del grupo Policomb y trithorax en condiciones de normalidad fisiológica (Rinn JL, et al., 2007), o en cáncer (Gupta RA, et al., 2010)._x000D_ Planteamiento:_x000D_ Epigenómica en CSCs_x000D_ A la fecha son prácticamente nulos los estudios enfocados al estudio del epigenóma que incluyan el análisis de la "Inmunoprecipitación de la cromatina y los complejos que remodelan a esta, en combinación con herramientas masivas de análisis como la hibridación genómica en micro-arreglos de DNA" (ChIP-on-chip) sobre poblaciones tipo CSCs pulmonares. Algunos de estos, indican la posibilidad de correlacionar un código de histonas como H3K27me3 (Policomb vs Trithorax dependientes) en combinación con alta metilación del DNA, el cual causa el apagado en la expresión de miRNAS supresores de tumor (miR-200b, miR-200c y miR-205), cuya baja expresión al parecer induce un proceso de des-diferenciación hacia células tipo CSCs a partir de histológicamente normales de pulmón; cuyo fenómeno además correlaciona con la expresión de marcadores tipo stem del cáncer como CD133 y ALDH1, además del fenómeno de transición epitelial-mesenquimatosa (Tellez CS, et al., 2011), donde participa TWIST-1 alojado como ya mencionamos en Chr:7p21, y recientemente involucrado en la invasión y metástasis, así como en la capacidad de quimioresistencia del cáncer (Eckert MA, et al., 2011)._x000D_ Nuestro grupo de investigación en consolidación, se ha enfocado al estudio genómico y epigenómico, en la progresión de carcinomas pulmonares empleando plataformas de análisis masivo de alta resolución para la identificación de CNV y aberraciones del patrón de metilación del DNA genómico, tempranas y/o tardías. Destacando entre otros, alteraciones en genes que codifican para factores de transcripción, alojados en el brazo corto del cromosoma 7 particularmente asociados al desarrollo embrionario y rutas de diferenciación fenotípica y estirpe celular, entre ellos TWIST-1 (Ávila Moreno F, et al., 2012 en preparación). Nuestros resultados, sugieren abordar el estudio de poblaciones celulares que integran a las neoplásias pulmonares, entre ellas, las CSCs en términos de su fenotipo y capacidad funcional de quimioresistencia, probablemente bajo el control de diferentes factores de transcripción y miembros del grupo Policomb y Trithorax que regulan la expresión de genes homeóticos o genes Homeobox