Una estrategia combinada de multi-ómicas y aprendizaje supervisado revela una firma epitelial de la respuesta a la radioterapia en el cáncer colorrectal.

El cáncer colorrectal (CCR) es el tercer cáncer más diagnosticado a nivel mundial, representando el 9,6 % de todos los casos de cáncer, y la segunda causa principal de muerte por cáncer. La radioterapia es un tratamiento común, pero puede provocar efectos secundarios peligrosos y resultados variables en los pacientes, lo que refleja la heterogeneidad del CCR a nivel genético, epigenético, transcriptómico y proteómico. Identificar biomarcadores capaces de predecir eficazmente la respuesta de los pacientes con CCR a la radioterapia sigue siendo primordial y representa una necesidad insatisfecha. Aplicamos tanto enfoques no supervisados como supervisados para evaluar la respuesta a la radioterapia en 233 pacientes del Consorcio S:CORT.

Dividimos la cohorte y, en primer lugar, integramos los perfiles de ARN, CNA, mutación y metilación de 117 pacientes utilizando el análisis factorial multi-ómico (MOFA). Identificamos una nueva firma de radioterapia que consta de 101 biomarcadores asociados con los pacientes que muestran una respuesta completa a la radioterapia, y validamos la firma utilizando un clasificador de bosque aleatorio en el conjunto de datos de validación interna y en una cohorte de prueba independiente. Nuestra firma predijo eficazmente los resultados del tratamiento, logrando una precisión del 89 % con un fuerte rendimiento discriminatorio (ROC_AUC = 0,85; PR_AUC = 0,71) para diferenciar a los pacientes con respuesta completa a la radioterapia en comparación con los que tienen una respuesta incompleta. El análisis de los conjuntos de datos de scRNAseq humanos y murinos subraya que la firma se expresa predominantemente en las células epiteliales del CCR, lo que sustenta la heterogeneidad y la diversidad celular del CCR.

La firma que hemos identificado permite la identificación, antes del tratamiento, de los pacientes con CCR que es poco probable que obtengan una respuesta completa a la radioterapia, lo que evita que estos pacientes se sometan a una exposición innecesaria a la radiación y a efectos secundarios no deseados.