Investigación del metabolismo del triptófano en el cáncer colorrectal mediante la secuenciación de ARN de células individuales, utilizando técnicas de aprendizaje automático.

Antecedentes: El cáncer colorrectal (CCR) se caracteriza por la variación genética, las alteraciones epigenéticas, el desequilibrio microambiental y la reprogramación metabólica.

Actualmente, se ha demostrado que las alteraciones en el metabolismo de los aminoácidos desempeñan un papel importante en la aparición y la progresión del CCR. Métodos: Se utilizaron los algoritmos AUCell, UCell, singscore, ssGSEA y AddModuleScore para determinar el patrón del metabolismo del triptófano en el CCR a nivel celular. Se realizaron análisis de expresión diferencial y de correlación para identificar los genes candidatos principales asociados con la regulación al alza de la actividad metabólica. Se integraron posteriormente cuatro algoritmos de aprendizaje automático (random forest, Boruta, LASSO y gradient boosting machine) para la selección de características.

Por último, para mejorar la solidez y reducir el sesgo específico del algoritmo, se combinaron los resultados de estos algoritmos para identificar los genes clave relacionados con el metabolismo del triptófano en el CCR. Resultados: Los resultados demostraron diferencias significativas en la actividad metabólica del triptófano entre los diferentes tipos de células en el CCR, siendo los macrófagos y las células de Paneth los que presentaban una mayor actividad.

Entre los genes relacionados con el metabolismo del triptófano, CYP1A1 y el receptor de hidrocarburos aromáticos (AHR) se encontraron significativamente regulados al alza en el CCR, lo que sugiere su participación en la regulación de la respuesta inmunitaria y las respuestas inflamatorias. Conclusiones: Este estudio revela, por primera vez, el patrón celular del metabolismo del triptófano en el CCR, en el que los macrófagos y las células de Paneth desempeñan un papel importante en el desarrollo tumoral. Se identificaron CYP1A1 y AHR como genes de características consensuadas implicados en el metabolismo del triptófano en el CCR, lo que destaca su potencial como biomarcadores y dianas terapéuticas.