Este estudio fue aprobado por el Comité de Revisión Institucional del Segundo Hospital Afiliado de la Universidad de Nanchang (CDEFYYLK 3-05). Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los pacientes antes de la recolección de muestras, de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Los datos brutos se exportaron y analizaron utilizando el software y los recursos web que se enumeran en la Tabla de Materiales.
Recolección de tejido clínico
Se recolectaron tejidos tumorales emparejados y tejidos normales pulmonares distantes apareados de pacientes que se sometieron a una resección quirúrgica entre enero y junio de 2024 y que fueron diagnosticados patológicamente con adenocarcinoma pulmonar invasivo. Los especímenes fueron extirpados por el cirujano operador, procesados dentro de los 5 minutos posteriores a la resección, congelados inmediatamente en nitrógeno líquido y almacenados hasta su análisis. Las características clínico-patológicas sin identificación se proporcionan en la Tabla Suplementaria 1.
Espectrometría de masas con ionización por electroaspersión extractiva interna (iEESI-MS) para discriminar el adenocarcinoma pulmonar (LUAD) de los tejidos pulmonares normales
Los especímenes de tejido (1 mm3) se analizaron mediante iEESI-MS utilizando un espectrómetro de masas híbrido con trampa iónica lineal y trampa orbital electrostática en modo de iones positivos. El disolvente de extracción de metanol (100 %) se suministró a 3,0 µL/min con un voltaje de +5 kV. El rango de escaneo de iEESI-MS1 fue de m/z 50–2.000. iEESI-MS2 utilizó disociación inducida por colisión con una energía de colisión normalizada del 25–35 %, una ventana de aislamiento de m/z 2,0 y un tiempo de exclusión dinámica de 30 s. La calibración externa diaria según el procedimiento estándar del instrumento mantuvo un error de masa <5 ppm. Tras la normalización mediante la mediana, transformación log₂ y autoscalado, se realizó un análisis OPLS-DA con 200 pruebas de permutación. Los metabolitos se anotaron utilizando HMDB, y el enriquecimiento de vías metabólicas se llevó a cabo empleando anotaciones de KEGG.
Procesamiento de datos de espectrometría de masas e identificación de metabolitos
Los datos espectrométricos en bruto se normalizaron mediante normalización mediana, seguida de transformación log₂ y autoscalado (centrado respecto a la media y división por la desviación estándar de cada variable). Se utilizó el análisis de discriminantes por mínimos cuadrados parciales ortogonales (OPLS-DA) para identificar características m/z discriminantes. Se consideraron diferenciales aquellas características con VIP > 1,0, |log₂(CF)| > 0,58 y p < 0,05. Las características diferenciales se sometieron a análisis MS2 y se anotaron utilizando la Base de Datos del Metaboloma Humano. Posteriormente, se empleó el enriquecimiento de vías basado en KEGG para identificar las vías alteradas y priorizar las enzimas relevantes para dichas vías. Los metabolitos diferenciales anotados se proporcionan en la Tabla Suplementaria 2.
Análisis basados en TCGA de la expresión de SHMT2, supervivencia y asociaciones clínico-patológicas
Los perfiles de expresión de RNA-seq y las anotaciones clínicas correspondientes para TCGA-LUAD se descargaron del Genomic Data Commons el 18 de diciembre de 2025; tumor (n = 542) y tejido normal (n = 59). Los valores de fragmentos por kilobase de transcripción por millón de lecturas mapeadas (FPKM) se transformaron como log2(FPKM + 1). Solo se incluyeron en los análisis pronósticos las muestras con información completa de supervivencia. Los valores de expresión de SHMT2 en tumor y tejido normal se compararon utilizando la prueba de suma de rangos de Wilcoxon. Los pacientes se dividieron en grupos de alta y baja expresión de SHMT2 según el valor mediano de expresión. La supervivencia global se evaluó mediante análisis de Kaplan-Meier y la prueba log-rank. Las asociaciones con la etapa tumoral-nódulo-metástasis (TNM), edad y sexo se evaluaron mediante pruebas chi-cuadrado o de Wilcoxon, según correspondiera. Se generaron curvas de características operativas del receptor (ROC) dependientes del tiempo para la supervivencia a 1, 3 y 5 años. Todas las pruebas estadísticas fueron bilaterales.
Análisis de expresión diferencial y enriquecimiento funcional (GO/KEGG)
Los genes diferencialmente expresados (DEG) entre los grupos con alto y bajo nivel de SHMT2 se identificaron utilizando una tasa de descubrimiento falso < 0,05 y |log₂(FC)| ≥ 1. Los resultados se visualizaron como un gráfico de volcan y un mapa de calor de los 40 DEG principales con normalización del puntaje z por filas. Los análisis de enriquecimiento de Gene Ontology (GO) y KEGG utilizaron un valor p ajustado < 0,05. Las anotaciones de genes humanos se obtuvieron de Ensembl en diciembre de 2025.
Infiltración inmune, predicción de la respuesta a inmunoterapia e inferencia de sensibilidad a fármacos
Se calcularon puntuaciones del microentorno tumoral, incluyendo Puntuación Inmune, Puntuación Estromal y Puntuación ESTIMATE, utilizando ESTIMATE. Se infirió la composición de células inmunitarias mediante CIBERSORT con el conjunto de referencia LM22 (descargado el 5 de diciembre de 2025), 1.000 permutaciones y retención de muestras con un valor p de desconvolución < 0,05. Se realizaron comparaciones por grupos entre tumores con alta expresión de SHMT2 y tumores con baja expresión de SHMT2. Las correlaciones de Spearman entre SHMT2 y genes relacionados con puntos de control inmunitarios se representaron como una matriz de correlación. Las inmunopuntaciones fenotípicas se obtuvieron de TCIA, y se utilizó TIDE para la predicción complementaria de la respuesta a la inmunoterapia. Se infirió la sensibilidad a fármacos mediante oncoPredict, entrenado con la versión de GDSC de diciembre de 2023, para estimar los valores de IC50. Las diferencias entre grupos se analizaron mediante pruebas de Wilcoxon, y las asociaciones continuas mediante correlaciones de Spearman.
Análisis de ARN-seq de una sola célula de LUAD
Se descargaron datos transcriptómicos de célula individual19 del Gene Expression Omnibus el 20 de diciembre de 2025 y se analizaron. Se conservaron las células con 200–6.000 características detectadas y < 10% de transcritos mitocondriales. Las cuentas se normalizaron utilizando LogNormalize con un factor de escala de 10.000; se seleccionaron los 2.000 genes variables superiores y todos los genes se escalaron. El análisis de componentes principales utilizó los primeros 20 componentes, UMAP utilizó las dimensiones 1–20 y el agrupamiento utilizó una resolución de 0,5. Los tipos celulares se anotaron utilizando la referencia del Atlas de Células Primarias Humanas. Se compararon las proporciones de tipos celulares entre muestras tumorales y normales, y se generaron matrices de correlación de Spearman. Se examinaron las distribuciones de SHMT2 entre los tipos celulares anotados. Los estados del ciclo celular se infirieron utilizando cyclone y se visualizaron con gráficos de cresta.
Cultivo celular
Las células BEAS-2B, H1299 y A549 se cultivaron a 37 °C en una incubadora humedecida ajustada al 5% de CO2 y aproximadamente 95% de humedad relativa, utilizando los medios y suplementos especificados en la Tabla de Materiales.
Reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real con retrotranscripción (RT-qPCR)
Se extrajo ARN total utilizando un reactivo de extracción de ARN basado en fenol. El ARN extraído se transcribió a ADNc mediante una mezcla maestra de transcripción inversa. La transcripción inversa se realizó en un sistema de 20 µL con eliminación de ADN genómico a 42 °C durante 2 min, transcripción inversa a 50 °C durante 15 min y terminación a 85 °C durante 5 s. Se realizó PCR cuantitativa con una mezcla maestra de PCR en tiempo real basada en un colorante que se une al ADN, en un sistema de PCR en tiempo real utilizando 95 °C durante 3 min, seguido de 40 ciclos de 95 °C durante 10 s y 60 °C durante 30 s, y un paso de curva de desnaturalización de 95 °C durante 15 s, 60 °C durante 60 s y 95 °C durante 15 s. Todas las reacciones se realizaron por triplicado. La expresión relativa se calculó utilizando el método 2−ΔΔCt con GAPDH como gen de referencia. Las soluciones stock de cebadores se prepararon a 10 µM en agua doblemente destilada y se almacenaron a -20 °C en la oscuridad. Las secuencias de los cebadores se proporcionan en la Tabla Suplementaria 3.
Transferencia por inmunotransferencia (Western blotting)
Se extrajo la proteína celular total utilizando tampón de ensayo de inmunoprecipitación con radioinmunoensayo en hielo durante 30 min y se centrifugó a 12.000 x g durante 15 min a 4 °C. Las proteínas se separaron mediante electroforesis en gel de poliacrilamida al 12 % con dodecilsulfato de sodio y se transfirieron a membranas de fluoruro de polivinilideno de 0,22 µm. Las membranas se bloquearon con leche descremada al 5 % (p/v) en solución salina tamponada con Tris con Tween 20 al 0,1 % (TBST) durante 2 h a temperatura ambiente y se incubaron durante la noche a 4 °C con los anticuerpos primarios anti-SHMT2 (1:1.000) y anti-GAPDH (1:2.000) diluidos en TBST con leche descremada al 5 %. Tras tres lavados de 8 min cada uno con TBST (20 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 0,1 % Tween-20), las membranas se incubaron con anticuerpos secundarios conjugados con peroxidasa de rábano picante (1:5.000) durante 1 h a temperatura ambiente. Las señales se desarrollaron utilizando un sustrato de quimioluminiscencia mejorado preparado mezclando volúmenes iguales de las soluciones A y B, se incubaron durante 2 min a temperatura ambiente en la oscuridad y se capturaron con un sistema de imagen de quimioluminiscencia.
Validación de inmunohistoquímica de HPA
Se evaluaron los patrones de expresión proteica de SHMT2 en tejido pulmonar normal y en LUAD utilizando el HPA. Se consultó «SHMT2» en el HPA, y se descargaron imágenes representativas de inmunohistoquímica (IHC) y anotaciones patológicas asociadas para su comparación. Para minimizar el sesgo debido a la especificidad del anticuerpo, se priorizaron los anticuerpos con niveles más altos de validación en el HPA. Cuando estuvo disponible, se realizó una comparación cruzada de los resultados de IHC obtenidos con múltiples anticuerpos (HPA020543 y HPA020549).
Silenciamiento de SHMT2 en células de CAUP
Para investigar el papel intrínseco de las células tumorales de SHMT2 en el ACPR, se realizó un silenciamiento de SHMT2 en células H1299 y A549 utilizando shRNA. El shRNA fue transportado por un vector lentiviral controlado por el promotor H1 y seleccionable con puromicina; los plásmidos de empaquetamiento se transfirieron simultáneamente durante la producción del virus. sh-SHMT2 tenía como diana la región codificante humana de SHMT2, mientras que sh-NC era un control negativo aleatorizado. Los lotes virales preparados tenían una titulación de ≥ 1 x 108 unidades transductoras/mL y se almacenaron a -80 °C. Las células fueron infectadas con las partículas lentivirales sh-SHMT2 o sh-NC preparadas descritas en la Tabla de Materiales. A las 48 h, la eficiencia del silenciamiento se evaluó mediante RT-qPCR e inmunotransferencia. Solo se utilizaron células con silenciamiento confirmado de SHMT2 para los ensayos de proliferación, migración y formación de colonias.
Ensayo de proliferación celular
La proliferación celular se evaluó mediante el ensayo CCK-8. Las células H1299 y A549 transfectadas se sembraron en placas de 96 pocillos a una densidad de 5 x 103 células por pocillo, en sextuplicado. En los días 1, 2, 3, 4 y 5, se añadieron 10 µL del reactivo CCK-8 a cada pocillo (10% del volumen del medio de cultivo) y se incubaron durante 2 h a 37 °C. La absorbancia se midió a 450 nm y se utilizó como indicador de viabilidad celular.
Ensayo de cicatrización de heridas
La migración celular se evaluó mediante un ensayo de cicatrización de herida. Las células H1299 y A549 transfectadas se sembraron en placas de 6 pocillos y se cultivaron hasta alcanzar una confluencia del 90–95 %. Se generó una herida lineal utilizando una punta estéril de pipeta de 200 µL, y las células desprendidas se eliminaron mediante lavados suaves con solución salina tamponada con fosfatos. A continuación, las células se mantuvieron en medio sin suero o con bajo contenido de suero, y el área de la herida se capturó mediante microscopía invertida a las 0 h y 24 h. El cierre de la herida se cuantificó utilizando el software de análisis de imágenes que se lista en la Tabla de Materiales, y se calculó como el porcentaje de reducción respecto al área inicial de la herida.
Ensayo de formación de colonias
Para el análisis de formación de colonias, las células H1299 y A549 transfectadas se sembraron en placas de 6 pocillos con 800 células por pocillo y se cultivaron durante aproximadamente 10–14 días hasta la formación de colonias visibles, con monitoreo microscópico durante el cultivo. Las colonias se fijaron con paraformaldehído al 4 % durante 30 min a temperatura ambiente y se tiñeron con violeta cristalino al 0,1 % durante 15 min a temperatura ambiente. Se contaron las colonias que contenían más de 50 células bajo un microscopio óptico.
Análisis estadístico para experimentos in vitro
Todos los experimentos in vitro se realizaron independientemente al menos tres veces. Los datos se presentan como la media ± desviación estándar. Las comparaciones entre dos grupos utilizaron la prueba t de Student, y se consideró estadísticamente significativo un valor de p < 0,05.