Los estudios del panorama de los nucleosomas en diversos tipos de cáncer revelan la heterogeneidad tumoral y proporcionan información para la detección basada en el ADN libre en plasma.

Antecedentes: El posicionamiento y la ocupación de los nucleosomas son características fundamentales de la organización de la cromatina; sin embargo, su variación en los diferentes tipos de cáncer humano y su posible utilidad para la detección no invasiva del cáncer siguen siendo poco conocidas. Métodos: Caracterizamos sistemáticamente la organización de los nucleosomas en 410 tumores primarios de 23 tipos de cáncer mediante ATAC-seq, estableciendo un atlas de nucleosomas pancanceroso de alta confianza, validado con datos independientes de MNase-seq.

Caracterizamos los patrones de nucleosomas compartidos y enriquecidos en cada tipo de cáncer, investigamos sus asociaciones con la heterogeneidad tumoral y las alteraciones regulatorias, y evaluamos las firmas de nucleosomas derivadas de tejidos para la clasificación y detección del cáncer utilizando ADN libre circulante (cfDNA). Resultados: El atlas identificó nucleosomas compartidos y enriquecidos en cada tipo de cáncer, asociados con distintos programas regulatorios. En particular, la ocupación de los nucleosomas proporcionó información complementaria a la accesibilidad de la cromatina para la estratificación tumoral y reveló heterogeneidad molecular dentro de los diferentes tipos de cáncer, incluidos los subgrupos asociados con el cáncer de mama de tipo basal. En el carcinoma hepatocelular, el análisis diferencial de los nucleosomas reveló un remodelamiento de la cromatina asociado al cáncer, que involucra vías regulatorias, motivos de factores de transcripción y genes candidatos. Es importante destacar que las firmas de nucleosomas derivadas de tejidos fueron detectables en el cfDNA, lo que permitió la clasificación entre tres tipos de cáncer (AUROC = 0,877) y la detección del cáncer colorrectal (AUROC = 0,930), con un AUROC de 0,773 en una cohorte de validación independiente.

También desarrollamos OncoNucAtlas, una base de datos de acceso público que facilita la exploración de estos paisajes de nucleosomas. Conclusiones: Nuestro estudio describe la organización de los nucleosomas asociados al cáncer como una fuente complementaria de información epigenómica y demuestra el potencial de las firmas de nucleosomas derivadas de tejidos para la detección del cáncer basada en cfDNA. El atlas pancanceroso proporciona un recurso para investigar la heterogeneidad tumoral y desarrollar enfoques de detección del cáncer no invasivos.