CDKN2A: dos supresores tumorales de un locus

Marcos de lectura alternativos: un gen, dos proteínas

El locus CDKN2A codifica p16INK4a y p14ARF a través de una disposición genética notable: ambas proteínas comparten los exones 2 y 3 pero utilizan primeros exones diferentes (1α para p16INK4a, 1β para p14ARF) y se traducen en diferentes marcos de lectura. Por lo tanto, las dos proteínas no tienen ninguna relación en la secuencia de aminoácidos: p16INK4a es un inhibidor de CDK con cuatro repeticiones de anquirina, mientras que p14ARF carece de actividad enzimática pero tiene potentes propiedades de unión a proteínas. Esta configuración de marco de lectura superpuesta no es exclusiva de CDKN2A, pero es rara en el genoma de los mamíferos, lo que sugiere una fuerte presión evolutiva para co-localizar estas dos funciones supresoras de tumores.

A pesar de no compartir ninguna secuencia de proteínas, p16INK4a y p14ARF convergen en un único resultado celular a través de diferentes mecanismos: la detención del ciclo celular G1. p16INK4a logra esto inhibiendo CDK4/CDK6, previniendo la fosforilación de pRb y la liberación de E2F. p14ARF logra esto estabilizando p53 a través del secuestro de MDM2, impulsando la transcripción de p21 mediada por p53 y la inhibición de CDK2. Una eliminación que elimina ambos marcos de lectura elimina simultáneamente ambos mecanismos de detención de G1 y ambas vías supresoras de tumores de un único evento genómico.

Silenciamiento epigenético mediante metilación del promotor

La eliminación de CDKN2A no es el único mecanismo de inactivación. El promotor p16INK4a contiene una densa isla CpG que es una de las regiones hipermetiladas más comúnmente en el cáncer humano, con silenciamiento mediado por metilación detectable en ~30% de los cánceres esporádicos en muchos tipos de tejidos. La metilación del promotor p16INK4a es un evento temprano en la carcinogénesis, detectable en lesiones premalignas que incluyen leucoplasia oral, esófago de Barrett y adenomas de colon, lo que lo convierte en un posible biomarcador de detección temprana del cáncer en biopsias líquidas.

Es importante destacar que el silenciamiento epigenético es reversible en principio: los inhibidores de DNMT (azacitidina, decitabina) pueden restaurar la expresión de p16INK4a en células cancerosas silenciadas por metilación in vitro, aunque la eficacia clínica específicamente a través de la restauración de p16 es difícil de aislar de los efectos globales de la desmetilación. El promotor p14ARF está metilado con menos frecuencia que p16INK4a en cánceres esporádicos, lo que significa que el silenciamiento aislado de p16INK4a puede ocurrir sin una inactivación simultánea de ARF.

Mecanismos de distribución y eliminación del tipo de cáncer

CDKN2A se altera de forma recurrente en muchos cánceres, incluido el melanoma, el adenocarcinoma ductal pancreático, el glioma y los carcinomas escamosos. La prevalencia y la clase de alteración difieren sustancialmente según el tipo de tumor y la cohorte. En el cáncer de páncreas, la alteración de CDKN2A es uno de varios eventos impulsores recurrentes junto con las alteraciones de KRAS, TP53 y SMAD4; Estos eventos son comunes pero no son necesarios individualmente en cada tumor.

La deleción, la metilación del promotor y las variantes de secuencia responden a diferentes preguntas. Una deleción homocigótica de 9p21 puede eliminar ambos alelos CDKN2A y puede extenderse a genes vecinos como MTAP, mientras que eventos más pequeños o específicos de la transcripción pueden no afectar los mismos productos. La pérdida de MTAP ha motivado la investigación dirigida por PRMT5 y MAT2A, pero la dependencia y la evidencia clínica son específicas del agente y del entorno. Por lo tanto, los ensayos de número de copias, metilación y secuencia deben interpretarse por separado.

Conclusiones clave

• ·CDKN2A codifica dos proteínas supresoras de tumores completamente no relacionadas a partir de marcos de lectura superpuestos: p16INK4a (inhibidor de CDK4/6 con cuatro repeticiones de anquirina) y p14ARF (proteína nucleolar secuestradora de MDM2), que comparten los exones 2 y 3, pero primeros exones y marcos de lectura diferentes.
• ·Una eliminación amplia de CDKN2A puede afectar tanto al control de p16INK4a-RB como de p14ARF-MDM2-p53, pero se deben establecer los límites de la eliminación y las consecuencias de la transcripción.
• ·La hipermetilación del promotor p16INK4a se encuentra entre los primeros cambios epigenéticos detectables en la carcinogénesis y sirve como un posible biomarcador de biopsia líquida para la detección temprana del cáncer en poblaciones en riesgo.
• ·La eliminación de CDKN2A frecuentemente co-elimina MTAP en el locus 9p21.3, creando un inhibidor de PRMT5 de letalidad sintética que se explota en ensayos clínicos para cánceres sin MTAP.
• ·CDKN2A, KRAS, TP53 y SMAD4 están alterados de forma recurrente en el adenocarcinoma ductal pancreático, pero la frecuencia varía y no se requiere una combinación fija de cuatro eventos en cada tumor.