La combinación de la detección de mutaciones con las características de la fragmentómica conduce a una mejor detección del ctADN informada por el tumor

La biopsia líquida mediante el análisis del ADN tumoral circulante (ADNtc) permite la detección no invasiva de la enfermedad mínima residual (EMR) y la identificación precoz de la recaída del cáncer, lo que facilita la intervención clínica oportuna.

Sin embargo, la detección de ctADN en muestras de plasma con baja carga tumoral sigue siendo un reto debido a la escasez de moléculas mutantes, el ruido de fondo de los errores de secuenciación y las mutaciones somáticas en el ADN libre de células normales (cfADN). Presentamos aquí un marco fragmentómico basado en mutaciones y lo evaluamos en 90 pacientes con cáncer colorrectal en estadio III con tres años de seguimiento. Utilizando 712 muestras seriadas de cfADN secuenciado de genoma completo (30x) con secuenciación de genoma completo emparejado de tejido tumoral y ADN de línea germinal de buffycoat para cada paciente, recogimos fragmentos de cfADN que abarcaban posiciones de mutación somática derivadas del tumor y comparamos las características fragmentómicas de los fragmentos de cfADN portadores y no portadores de mutación dentro de la misma muestra. Aprovechando la longitud de los fragmentos y los patrones de los motivos finales de los fragmentos, nuestro método puede distinguir entre muestras de plasma positivas y negativas para el cáncer sin necesidad de entrenar el modelo ni de calibrar el panel de valores normales.

El método alcanzó un AUC de 0,863 y 0,74 utilizando la longitud del fragmento y las características del motivo final, respectivamente, y 0,871 cuando se combinaron, superando las estimaciones de la fracción tumoral basadas en la frecuencia de fragmentos mutados (AUC=0,832). La integración de las características fragmentómicas con la fracción tumoral mejoró aún más el rendimiento, produciendo un AUC de 0,873, lo que indica señales complementarias entre los patrones fragmentómicos y la carga de mutación. Los análisis agregados revelaron patrones específicos del ctADN, incluido el acortamiento de fragmentos, el enriquecimiento de motivos de los extremos A/T y el agotamiento de los extremos C/G, vinculando directamente las características fragmentómicas con el cfADN derivado del tumor. En general, los perfiles fragmentómicos informados por mutaciones mejoran la detección de ctADN más allá del recuento de lecturas mutantes y proporcionan una estrategia escalable y sin entrenamiento para la evaluación de MRD y la detección temprana de recaídas, al tiempo que ofrecen conocimientos mecanísticos sobre la biología del cfADN específica del tumor.