Análisis bioinformático pan-cancerígeno combinado con validación experimental del cáncer de colon: un estudio sobre TMED3 como biomarcador diagnóstico y pronóstico

Resumen

Este protocolo combina análisis bioinformático pan-cancerígeno con validación inmunohistoquímica en cáncer de colon para evaluar la expresión del dominio 3 de transporte proteico Transmembrana Emp24, la significación pronóstica, las asociaciones inmunitarias y las vías biológicas relacionadas utilizando bases de datos públicas multiómicas y muestras clínicas de tejido.

Resumen

El Dominio de Transporte de Proteínas Transmembrana Emp24 3 (TMED3), miembro de la familia de proteínas p24, ha sido implicado en la proliferación, invasión y migración tumoral. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los patrones de expresión, la significación pronóstica, las asociaciones inmunitarias y las posibles funciones biológicas de TMED3 en múltiples tipos de cáncer, utilizando análisis bioinformático pan-canceroso combinado con validación inmunohistoquímica (IHC) en el cáncer de colon. Se analizaron conjuntos de datos multiómicos de The Cancer Genome Atlas, Genotype-Tissue Expression, UALCAN, Human Protein Atlas y cBioPortal para investigar la expresión de TMED3 y las alteraciones genéticas en pan-cáncer. Se realizó inmunohistoquímica para evaluar la expresión de la proteína TMED3 en tejidos de cáncer de colon. Se utilizaron análisis de supervivencia de Kaplan–Meier y análisis de regresión de Cox para evaluar el valor pronóstico de TMED3. El análisis de correlación de Spearman se realizó para evaluar las asociaciones de TMED3 con la carga mutacional tumoral, la inestabilidad de microsatélites (MSI), la infiltración de células inmunitarias y los puntos de control inmunitarios. Se realizó un análisis de enriquecimiento de conjuntos génicos para investigar posibles vías biológicas asociadas con TMED3 en el cáncer de colon. La expresión de TMED3 fue elevada en la mayoría de los tipos tumorales y se asoció con una supervivencia global desfavorable y específica de la enfermedad en carcinoma adrenocortical, adenocarcinoma de colon y melanoma uveal. La mayor frecuencia de alteraciones genéticas de TMED3 se identificó en el mesotelioma, siendo la amplificación el tipo de alteración predominante. Además, la expresión de TMED3 mostró correlaciones significativas con la carga mutacional tumoral e inestabilidad de microsatélites en carcinoma de células claras renales renales, adenocarcinoma estomacal y carcinoma endometrial del cuerpo uterino. La expresión de TMED3 también se asoció con infiltración inmunitaria y expresión en puntos de control inmunitario en varios tumores. El análisis IHC demostró un aumento de la expresión de TMED3 en tejidos de cáncer de colon en comparación con los tejidos normales de colon y mostró una asociación con la etapa T. El análisis de enriquecimiento funcional identificó vías relacionadas con el ribosoma, el procesamiento y presentación de antígenos, la fosforilación oxidativa y el fosfato de pentosa. Estos hallazgos indican que TMED3 podría representar un biomarcador prometedor para el diagnóstico y la evaluación pronóstica del cáncer de colon, así como de otros tipos de tumores.

Introducción

La familia de proteínas Transmembrana Emp24 Domain (TMED) está compuesta por cuatro subfamilias (α, β, γ y δ) que comúnmente existen como monómeros, dímeros o complejos oligoméricos en células eucariotas. Los miembros de la familia TMED están implicados en el tráfico intracelular de vesículas y han sido implicados en diversas enfermedades humanas, incluyendo cáncer, trastornos inmunorelacionados, diabetes, enfermedades neurodegenerativas, hígado graso no alcohólico, miocardiopatía dilatada, enfermedad renal de mucina 1 (MKD) y síndrome de Sjögren (SS⁾¹. La proteína transmembrana que contiene el dominio EMP24 (TMED3), miembro de la familia de proteínas p24, es una proteína transmembrana de paso único y altamente conservada de tipo I codificada en el cromosoma 15q25.1 en humanos ^2,3. La evidencia acumulada ha demostrado que TMED3 se expresa de forma aberrante en varias malignidades y está implicada en la iniciación, proliferación, invasión, metástasis y progresión tumoral. Se ha reportado una expresión elevada de TMED3 en osteosarcoma⁴, carcinoma escamoso^{pulmonar 5}, cáncer^{de mama 6}, carcinoma^{endometrial 7} y cáncer^{colorrectal 8}. Estudios experimentales han demostrado que la supresión de la expresión de TMED3 inhibe la proliferación de células tumorales, la capacidad metastásica y la actividad antiapoptótica, limitando así la progresión tumoral. En el glioma, la sobreexpresión de TMED3 se ha asociado con un grado tumoral más alto y un pronóstico más pobre, y se ha informado que TMED3 promueve la progresión del glioblastoma mediante la regulación de ZBTB7A⁹. Aunque investigaciones previas han explorado el papel biológico de TMED3 en tipos tumorales específicos, sus patrones de expresión, su importancia pronóstica y sus funciones moleculares en pan-cáncer aún no han sido caracterizados sistemáticamente.

Los avances recientes en bases de datos multiómicas y análisis bioinformáticos han permitido una evaluación sistemática de la expresión génica, el pronóstico, las características inmunitarias y las alteraciones moleculares entre diferentes tipos de tumores. En comparación con los estudios de una sola cohorte, el análisis pan-cáncer integrado utilizando bases de datos públicas ofrece un enfoque más amplio para identificar posibles biomarcadores y dianas terapéuticas entre los tipos de cáncer. En el presente estudio, se realizaron análisis bioinformáticos exhaustivos para explorar el papel de TMED3 en múltiples tipos de cáncer utilizando bases de datos multiómicas públicas, incluyendo The Cancer Genome Atlas (TCGA), Genotype-Tissue Expression (GTEx), UALCAN, Human Protein Atlas y cBioPortal. El estudio evaluó sistemáticamente los patrones de expresión de TMED3, características clinicopatológicas, significación pronóstica, asociaciones relacionadas con el sistema inmunológico y posibles funciones biológicas en el cáncer pan. Además, se realizó un análisis inmunohistoquímico (IHC) en tejidos de cáncer de colon para validar la expresión de la proteína TMED3 y su asociación con características clinicopatológicas. Nuestro análisis pan-cancerígeno sirve como estrategia de cribado para identificar biomarcadores candidatos. Posteriormente realizamos validación experimental específicamente en el cáncer colorrectal (CRC). Los resultados demuestran que TMED3 es un biomarcador pronóstico prometedor en el CRC, aunque su relevancia para otros tipos de cáncer requiere una investigación adicional.

Protocolo

Todos los procedimientos que involucraban tejidos humanos se realizaban conforme a las directrices institucionales de bioseguridad y ética, y dentro de un gabinete certificado de seguridad biológica. El protocolo del estudio fue aprobado por el Comité de Ética en la Investigación del Hospital Central de Tangshan (Nº TZYL/K/2023-16), y se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes antes de la recogida de la muestra.

Recogida de datos
Los datos del perfil de expresión de TMED3 de diferentes tejidos tumorales y normales no emparejados se obtuvieron de las bases de datos TCGA y^{GTEx 10,11} (TCGA: https://portal.gdc.cancer.gov/; GTEx: https://gtexportal.org/; consultado el 1 de julio de 2025). Se realizaron pruebas de suma de rangos de Wilcoxon para analizar la expresión diferencial de TMED3 entre el tumular y los tejidos normales no emparejados. Se utilizaron matrices de expresión de secuenciación de ARN normalizadas por transcrito por millón (TPM) descargadas de UCSC Xena para análisis posteriores. Los valores de expresión se armonizaron usando la transformación_{logarítmica 2}(TPM + 1) antes del análisis estadístico. Posteriormente, se descargaron datos de expresión TMED3 para 33 tipos de tumores y tejidos normales compatibles desde la base de datos TCGA. Se emplearon pruebas de rango por signo de Wilcoxon para evaluar la expresión diferencial de TMED3 entre tumores y tejidos normales emparejados. La expresión diferencial de la proteína TMED3 entre el tumular y los tejidos normales se obtuvo de la base de datos^{UALCAN 12} (http://ualcan.path.uab.edu; consultada el 1 de julio de 2025). Se accedió al módulo de análisis proteómico y se seleccionó la opción "Pan-cancer View" para su análisis. Los análisis de expresión proteica se realizaron utilizando los conjuntos de datos CPTAC disponibles a través del módulo "Pan-cancer View" de UALCAN con configuraciones predeterminadas de plataforma y sin filtrado adicional de muestras.

Análisis de características clinicopatológicas
Se recopiló información clinicopatológica de 33 tipos de tumores en la base de datos TCGA para investigar la relación entre la expresión de TMED3 y la etapa patológica. Las etapas tumorales se clasificaron en grupos de estadio temprano (estadio I–II) y estadio avanzado (estadio III–IV). Las diferencias en la expresión de TMED3 entre grupos en estadio se evaluaron utilizando pruebas de suma de rangos de Wilcoxon en varios tipos de cáncer.

Análisis pronóstico
Se obtuvieron datos de tiempo de supervivencia y estado de supervivencia de 33 tipos de tumores para análisis pronóstico. Se excluyeron los casos normales y los que no tenían información clínica. Los valores faltantes se gestionaban según la ausencia de cada variable. La expresión de TMED3 se dividió en grupos de alta y baja expresión según el valor mediano de la expresión. El paquete de supervivencia (Versiones 3.2-7) en el software de análisis estadístico R (versión 4.2.1) se utilizó para realizar el análisis de regresión de riesgos proporcionales de Cox. Los resultados se visualizaron usando los paquetes survminer y ggplot2. La supervivencia global (SO) se definió como el intervalo desde el diagnóstico hasta la muerte por cualquier causa, mientras que la supervivencia específica de la enfermedad (DSS) se definió como el intervalo desde el diagnóstico hasta la muerte atribuible al cáncer específico, tratando las muertes no relacionadas con la malignidad como eventos censurados. Posteriormente se realizaron análisis de supervivencia de Kaplan–Meier para evaluar las relaciones entre la expresión de TMED3 y tanto el SO como el DSS en adenocarcinoma de colon (COAD).

Análisis de mutaciones
La base de datos cBioPortal (www.cbioportal.org; consultada el 5 de julio de 2025) se utilizó para analizar la frecuencia de alteraciones genéticas de TMED3 en 33 tipos de cáncer¹³. Se accedió a la web cBioPortal y se introdujo "TMED3" en la barra de búsqueda rápida para analizar el perfil de mutaciones de TMED3 en varios tipos de cáncer. Las alteraciones genéticas de TMED3 incluyeron principalmente mutación, amplificación, deleción profunda y alteraciones múltiples. Se utilizaron estudios pan-cancerígenos por defecto y configuraciones de consulta disponibles en cBioPortal para el análisis de mutaciones sin filtrado adicional.

Análisis de correlación de la metilación del ADN
Se realizó un análisis de metilación del ADN para evaluar el estado de metilación del promotor de TMED3 en tejidos tumorales y normales utilizando la base de datos UALCAN (https://ualcan.path.uab.edu/; consultada el 5 de julio de 2025). El estado de metilación del ADN de la región promotora TMED3 se analizó utilizando datos de metilación de Nivel 3 generados por la plataforma Illumina Infinium HumanMethylation450K en TCGA. Los niveles de metilación se expresaron en β valores, calculados como β = intensidad de la sonda metilada / (intensidad de la sonda metilada + intensidad de la sonda no metilada), con valores que iban de 0 (no metilado) a 1 (completamente metilado). Se analizaron sondas CpG situadas a menos de 1500 pb aguas arriba del sitio de inicio de la transcripción (TSS), incluyendo las regiones TSS200 y TSS1500 definidas por UALCAN, para evaluar el estado de metilación del promotor. UALCAN extrajo automáticamente todas las sondas CpG disponibles dentro de la región promotora del gen objetivo sin filtrado adicional. Se obtuvieron valores de β de metilación de tejidos pan-cancerosos y normales, y se realizaron pruebas de T de dos muestras no apareadas para comparar las diferencias entre grupos. Se utilizó un umbral de significación de α = 0,05, y P < 0,05 se consideró estadísticamente significativo.

Análisis de la interrelación entre TMED3, la carga mutacional tumoral y la inestabilidad de los microsatélites
Se analizaron la carga mutacional tumoral (TMB) y la inestabilidad de microsatélites (MSI) para investigar sus asociaciones con la expresión de TMED3 en múltiples tipos de cáncer. Se descargaron conjuntos de datos pan-cáncer procesados uniformemente de la base de datos Xena de UCSC (https://xenabrowser.net/; consultada el 5 de julio de 2025), y se extrajeron perfiles de expresión TMED3 para análisis posteriores. Los datos de Variación Simple de Nucleótidos de Nivel 4 para muestras TCGA generadas con MuTect2 se obtuvieron de la base de datos Genomic Data Commons (GDC) (https://portal.gdc.cancer.gov/)¹⁴. Los datos de expresión de TMED3 se integraron con conjuntos de datos de TMB, y los valores de expresión se normalizaron usando la transformación_{logarítmica 2}(x + 1) antes del análisis estadístico. Las puntuaciones MSI para tipos tumorales individuales se recogieron de estudios previamente^{publicados 15} y posteriormente se fusionaron con datos de expresión de TMED3 siguiendo el mismo procedimiento de normalización. Las asociaciones entre la expresión de TMED3 y la TMB/MSI se evaluaron mediante análisis de correlación de Spearman en conjuntos de datos^{pan-cancerígenos 16,17}.

Análisis de las características inmunitarias de TMED3
El algoritmo ESTIMATE se aplicó para calcular las puntuaciones estromales, inmunitarias y ESTIMATE para múltiples tipos de tumores. Las puntuaciones de infiltración estromalica e inmunitaria en conjuntos de datos pan-cancerígenos se generaron utilizando el paquete de estimación (Versión 1.0.13) en el software de análisis estadístico. Se evaluaron las diferencias en la puntuación estromal, la puntuación inmune y la puntuación ESTIMATE entre grupos de alta y baja expresión TMED3 mediante pruebas de suma de rangos de Wilcoxon. Además, se realizaron análisis relacionados con puntos de control inmunitarios para investigar las relaciones entre la expresión de TMED3 y las moléculas de punto de control inmunitario, incluyendo la proteína de muerte celular programada 1 (PD-1), el ligando de muerte programada 1 (PD-L1) y la proteína citotóxica asociada a linfocitos T (CTLA4), en diferentes tipos de cáncer. Los datos de expresión del recuento de STAR y la información clínica correspondiente para COAD se descargaron de la base de datos TCGA. Las matrices de expresión con formato TPM se extrajeron y normalizaron usando la transformación_{log 2}(TPM + 1). Posteriormente se obtuvieron perfiles de expresión de ocho genes relacionados con puntos de control inmunitarios a partir de muestras de COAD, y se analizaron las correlaciones entre la expresión de TMED3 y los marcadores de puntos de control inmunitarios mediante análisis de correlación de Spearman.

Análisis de sensibilidad a fármacos
Se realizó un análisis de sensibilidad a fármacos utilizando la plataforma GSCALite para investigar la relación entre la expresión de TMED3 y la respuesta a fármacos anticancerígenos en varios tipos de^{cáncer 18}. Los datos de secuenciación de ARN de Nivel 3 y la correspondiente información clínica para muestras de COAD se obtuvieron del conjunto de datos TCGA. Las respuestas predechas a la quimioterapia para cada muestra se generaron utilizando datos de la base de datos de Genómica de la Sensibilidad a Medicamentos en el Cáncer (GDSC) (https://www.cancerrxgene.org/). La predicción de la respuesta a fármacos se realizó utilizando el paquete pRRophetic en el software de análisis estadístico. Los valores estimados de concentración inhibitoria media máxima (IC₅₀) se calcularon mediante regresión de crestas con ajustes por defecto, incluyendo corrección por lotes mediante el algoritmo de combate y análisis de ajuste específico de tejido. Las mediciones de expresión génica replicadas se promediaron antes del análisis posterior.

Expresión y pronóstico de TMED3 en el cáncer de colon
Los perfiles de expresión de TMED3 y los datos clínicopatológicos correspondientes para adenocarcinoma de colon se obtuvieron de la base de datos TCGA. La expresión diferencial de TMED3 entre tejidos de cáncer de colon y tejidos normales no emparejados se evaluó mediante pruebas de suma de rangos de Wilcoxon, mientras que se analizaron las asociaciones entre la expresión de TMED3 y las características clinicopatológicas mediante pruebas de qui-cuadrado. Los pacientes se estratificaron en grupos de alta y baja expresión según el nivel medio de expresión TMED3. Posteriormente se realizó un análisis de supervivencia de Kaplan–Meier para comparar las diferencias pronósticas entre ambos grupos. Se realizaron análisis de regresión de riesgos proporcionales de Cox univariantes y multivariantes para evaluar la significación pronóstica de la expresión de TMED3 en el cáncer de colon. Además, se realizó un análisis de curva de características de funcionamiento del receptor (ROC) dependientes del tiempo para evaluar el rendimiento predictivo de la expresión TMED3 para sistemas operativos a 1, 3 y 5 años. Los análisis ROC se realizaron utilizando el paquete timeROC en el software de análisis estadístico, y se generó visualización gráfica usando el paquete ggplot2.

Análisis inmunohistoquímico
Un total de 60 muestras de tejido de cáncer de colon y 20 tejidos no cancerígenos fueron seleccionados aleatoriamente del Hospital Central de Tangshan. El estudio fue aprobado por la junta local de revisión institucional (Nº TZYL/K/2023-16), y se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los pacientes antes de la cirugía. Todas las muestras de tejido se obtuvieron de pacientes que se sometieron a una resección quirúrgica sin quimioterapia o inmunoterapia previa. La cohorte incluía 39 pacientes masculinos y 21 mujeres de entre 20 y 87 años. Según los criterios de estadificación de Duke, 33 pacientes fueron clasificados en estadio I+II y 27 en estadio III+IV. La distribución de las etapas de la cohorte puede introducir un posible sesgo de selección hacia estadios avanzados de la enfermedad; Por lo tanto, los hallazgos relacionados con la supervivencia deben interpretarse con cautela.

Las muestras de tejido incrustadas en parafina se seccionaron en cortes de 4 μm, seguidas de la desparafinización y rehidratación. La actividad endógena de la peroxidasa se calmó usando un 4% de_H2O2, y posteriormente se bloqueó la unión inespecífica con suero de cabra. Las secciones se incubaron durante la noche a 4°C con anticuerpo primario TMED3 en una dilución de 1:100. Al día siguiente, se aplicó polímero anti-conejo IgG para ovejas (PV-6000) durante 30 minutos a temperatura ambiente. La inmunorreactividad se visualizó mediante tinción con diaminobenzidina y se montaron secciones con resina neutra. La tinción histológica se examinó bajo un microscopio óptico de alta aumentación. La intensidad de la inmunotinción se puntuó como 0 (negativa), 1 (débil), 2 (moderada) y 3 (fuerte), mientras que la proporción de células tumorales positivas se calificó como 1 (1%–25%), 2 (26%–50%), 3 (51%–75%) o 4 (76%–100%). Las puntuaciones finales de inmunohistoquímica se calcularon multiplicando la intensidad de la tinción por el porcentaje de células tumorales positivas. Los niveles de expresión de TMED3 se clasificaron como negativos/bajos (puntuación ≤ 6) o sobreexpresión (puntuación > 6)¹⁹.

Análisis de enriquecimiento génico de TMED3 en cáncer de colon
Se realizó un análisis de enriquecimiento génico para evaluar las posibles funciones biológicas y las vías de señalización asociadas a la expresión de TMED3 en el cáncer de colon. Los genes expresados diferencialmente entre grupos de alta y baja expresión TMED3 fueron evaluados utilizando el paquete DESeq2 en el software de análisis estadístico. Los datos de recuento en bruto obtenidos de TCGA se normalizaron utilizando el método de normalización de razón mediana implementado en DESeq2. Los genes de baja expresión con conteos <10 en más del 50% de las muestras fueron excluidos antes del análisis. Se identificaron genes expresados diferencialmente usando umbrales de |log₂ (FC)| ≥ 1 y ajustó la P < 0,05 tras la corrección de pruebas múltiples de Benjamini–Hochberg (BH). Todos los parámetros analíticos se fijaron para garantizar la reproducibilidad del análisis.

Posteriormente, se realizó el Análisis de Enriquecimiento de Conjuntos Génicos (GSEA) utilizando el paquete clusterProfiler en R, basado en los conjuntos génicos de la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kioto (KEGG) (versión 7.5.1) obtenidos de la Molecular Signatures Database (MSigDB). Se generó una lista genética preclasificada según los valores de cambio de pliegue log2 entre grupos de alta y baja expresión TMED3. Se realizó un análisis de enriquecimiento utilizando 1000 permutaciones fenotípicas, e incluyeron conjuntos génicos que contenían entre 15 y 500 genes en el análisis. Se consideraron significativamente enriquecidas las vías con valores absolutos de puntuación de enriquecimiento normalizado (NES) de >1, P ajustado < 0,05 y tasa de falsos descubrimientos (FDR) < 0,25. Se mantuvo el enriquecimiento de la vía de la enfermedad de Parkinson porque esta vía está estrechamente asociada con la disfunción mitocondrial y los procesos biológicos relacionados con la fosforilación oxidativa, que también están implicados en la reprogramación metabólica tumoral y la progresión del cáncer.

Análisis estadístico
Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software de análisis estadístico. La expresión diferencial entre grupos se evaluó utilizando pruebas de suma de rangos de Wilcoxon de dos lados para muestras no apareadas y pruebas de rango de signos de Wilcoxon para muestras emparejadas. Se evaluaron las asociaciones entre la expresión de TMED3 y las variables clinicopatológicas mediante pruebas de chi-cuadrado. Los análisis de supervivencia se realizaron utilizando el paquete de supervivencia (versión 3.3-1), y las curvas de supervivencia de Kaplan–Meier se generaron con el paquete survminer. Se compararon las diferencias en los resultados de supervivencia entre grupos mediante la prueba log-rank. Se aplicaron modelos de regresión de riesgos proporcionales de Cox para identificar factores pronósticos asociados con la SO. Los pacientes se clasificaron en grupos de alta y baja expresión según el nivel medio de expresión TMED3. Se realizaron análisis ROC dependientes del tiempo usando el paquete timeROC, y las cifras se generaron usando el paquete ggplot2. Salvo que se indique lo contrario, la significación estadística se definía como un valor P bilateral de < 0,05.

Se realizó un análisis de correlación de Spearman para evaluar las correlaciones entre la expresión de TMED3 y las características inmunitarias, la TMB y la MSI. Se utilizaron datos de expresión cuantitativa normalizados obtenidos de las bases de datos públicas correspondientes para todos los análisis de correlación. Para los datos de secuenciación de ARN TCGA, los valores de expresión en formato TPM se transformaron usando la normalización log₂(TPM + 1) antes del análisis, cuando correspondía. Las muestras con datos clínicos o moleculares faltantes se excluyeron antes del análisis estadístico. Los análisis de correlación de Spearman se realizaron como pruebas no paramétricas de dos colas. Se utilizaron valores de P en bruto para análisis con comparaciones limitadas, incluyendo pruebas de Wilcoxon, análisis de correlación de Spearman y análisis de supervivencia. Para análisis bioinformáticos de alto rendimiento a gran escala, incluyendo análisis diferencial de expresión génica, análisis de enriquecimiento KEGG y GSEA, se realizó corrección con múltiples pruebas utilizando el método BH FDR. Se consideraron estadísticamente significativos los valores ajustados de FDR de <0,05.

Resultados

Análisis de expresión de TMED3 en pan-cáncer
El análisis de conjuntos de datos TCGA y GTEx demostró que la expresión de ácido ribonucleico mensajero (ARNm) TMED3 estuvo significativamente elevada en la mayoría de los tejidos tumorales en comparación con los tejidos normales correspondientes, incluyendo carcinoma adrenocortical (ACC), carcinoma urotelial de vejiga (BLCA), carcinoma invasivo de mama (BRCA), carcinoma de células escamosas cervicales y adenocarcinoma endocervical (CESC), colangiocarcinoma (CHOL), adenocarcinoma de colon (COAD), linfoma difuso de células B grandes (DLBC). carcinoma esofágico (ESCA), glioblastoma multiforme (GBM), carcinoma de células claras renales (KIRC), carcinoma papilar renal renal (KIRP), glioma cerebral de grado inferior (LGG), carcinoma hepatocelular hepático (LIHC), adenocarcinoma pulmonar (LUAD), carcinoma escamoso pulmonar (LUSC), cistadenocarcinoma seroso ovárico (OV), adenocarcinoma pancreático (PAAD), feocromocitoma y paraganglioma (PCPG), adenocarcinoma prostático (PRAD), adenocarcinoma rectal (READ), melanoma cutáneo cutáneo cutáneo (SKCM), adenocarcinoma estomacal (STAD), tumores de células germinales testiculares (TGCT), carcinoma tiroideo (THCA), timoma (THYM), carcinoma endometrial del cuerpo uterino (UCEC) y carcinosarcoma uterino (UCS), mientras que se observó una reducción de expresión en carcinoma escamoso de cabeza y cuello (HNSC) y leucemia mieloide aguda (LAML) (Figura 1A). Tejidos normales adyacentes emparejados sirvieron como controles para análisis de expresión emparejada. El análisis TCGA pareado confirmó además un aumento significativo de la expresión de TMED3 en tejidos BLCA, BRCA, CHOL, COAD, cromofóbico renal (KICH), KIRP, KIRC, LIHC, LUAD, LUSC, PRAD, STAD y UCEC en comparación con tejidos normales emparejados (Figura 1B). Además, el análisis de expresión proteica utilizando la base de datos UALCAN/Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium (CPTAC) demostró un aumento de los niveles de proteínas TMED3 en tejidos tumorales BRCA, COAD, GBM, KIRC, LIHC, LUAD, LUSC, OV y UCEC, mientras que se observó una reducción en la expresión proteica en PAAD en comparación con tejidos normales (Figura 1C). Sin embargo, la expresión de la proteína TMED3 fue menor en PAAD que en tejidos normales. Esta discrepancia entre los patrones de expresión de ARNm y proteínas puede reflejar mecanismos reguladores post-transcripcionales o posttraduccionales. Estos hallazgos sugieren que TMED3 está aberrantemente regulado al alza en múltiples tipos de cáncer y puede estar asociado con características diagnósticas y pronósticas en múltiples tipos de cáncer.

Figura 1. Perfiles de expresión de TMED3 en cánceres humanos. (A) Expresión diferencial de ARNm TMED3 entre el tumulo y los tejidos normales en múltiples tipos de cáncer basada en conjuntos de datos TCGA y GTEx. Los niveles de expresión se presentan como_{logarítmito 2}(TPM + 1). (B) Análisis por pares de la expresión de ARNm TMED3 entre tejidos tumorales y tejidos normales adyacentes a partir de conjuntos de datos TCGA. (C) Expresión diferencial de la proteína TMED3 entre tejidos normales y tumores primarios en conjuntos de datos CPTAC/UALCAN, incluyendo carcinoma invasivo de mama (BRCA), adenocarcinoma de colon (COAD), glioblastoma multiforme (GBM), carcinoma de células claras renales renales (KIRC), carcinoma hepatocelular hepático (LIHC), adenocarcinoma pulmonar (LUAD), carcinoma escamoso pulmonar (LUSC), cistadenocarcinoma seroso ovárico (OV), adenocarcinoma pancreático (PAAD) y carcinoma endometrial del cuerpo uterino (UCEC). Los datos se presentan como buzones de caja. La significación estadística se analizó utilizando pruebas de suma de rangos de Wilcoxon o pruebas de rango con signos de Wilcoxon, según corresponda. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001; Ns, no es significativo. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis de características clinicopatológicas
El análisis en estadio clínico demostró que la expresión de TMED3 fue significativamente mayor en tumores en estadio avanzado (estadio III–IV) en comparación con tumores en estadio inicial (estadio I–II) en ACC, KIRC, KIRP y LUAD (Figura 2). En contraste, la expresión de TMED3 se redujo significativamente en tejidos UCEC en fase avanzada. Estos hallazgos sugieren que una expresión elevada de TMED3 podría estar asociada con la progresión tumoral en varios tipos de cáncer.

Figura 2. Asociación entre la expresión de TMED3 y la fase patológica en múltiples tipos de cáncer. Gráficos de violín que muestran niveles de expresión de ARNm TMED3 en tumores en estadio inicial (estadio I–II) y en estadios avanzados (estadio III–IV) en carcinoma adrenocortical (ACC), carcinoma de células claras renales (KIRC), carcinoma papilar renal renal (KIRP), adenocarcinoma pulmonar (LUAD) y carcinoma endometrial del cuerpo uterino (UCEC). Los niveles de expresión se presentan como_{logarítmito 2}(TPM + 1). La significación estadística se evaluó utilizando pruebas de suma de rangos de Wilcoxon. *P < 0,05, ***P < 0,001. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis pronóstico
Los análisis de regresión de Cox y supervivencia demostraron que una alta expresión de TMED3 se asoció con un SO más pobre en ACC, COAD, LUAD y UVM (Figura 3A). El análisis DSS reveló además que una expresión elevada de TMED3 se asoció significativamente con un DSS desfavorable en ACC, COAD, GBM, KIRP y UVM (Figura 3B). Cabe destacar que ACC, COAD y UVM mostraron consistentemente un mal pronóstico tanto para OS como para DSS en pacientes con alta expresión de TMED3. También se observaron asociaciones pronósticas a nivel de tendencia en tipos tumorales seleccionados, incluyendo LUAD, KIRC y LGG. Estos hallazgos sugieren que la expresión de TMED3 puede tener relevancia pronóstica en múltiples malignidades.

Figura 3. Significado pronóstico de la expresión de TMED3 en el análisis pan-cáncer. (A) Gráfico forestal que muestra la asociación entre la expresión de TMED3 y la supervivencia global (SO) en varios tipos de cáncer. (B) Gráfico forestal que muestra la asociación entre la expresión de TMED3 y la supervivencia específica de la enfermedad (DSS) en múltiples tipos de cáncer. Las razones de riesgo (HR) y los intervalos de confianza del 95% (IC 95%) se calcularon mediante el análisis de regresión de riesgos proporcionales de Cox. HR > 1 indica un pronóstico pobre asociado a una alta expresión de TMED3. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis de mutaciones
El análisis de alteraciones genéticas utilizando la base de datos cBioPortal demostró que las alteraciones de TMED3 en cánceres consistían principalmente en mutaciones, amplificaciones, deleciones profundas y alteraciones múltiples (Figura 4). La mayor frecuencia de alteraciones de TMED3 se observó en el mesotelioma (MESO), impulsado principalmente por amplificación génica (2,3%). La ESCA mostró tipos de alteración mixtos, incluyendo mutación (0,55%), amplificación (1,1%) y deleción profunda (0,55%). En contraste, no se identificaron alteraciones genéticas detectables de TMED3 en los conjuntos de datos LIHC, KICH, THCA, PCPG, CHOL, UVM, LAML, UCS, DLBC, KIRC, TGCT y GBM. Estos hallazgos indican que las alteraciones genómicas de TMED3 ocurren de manera específica del tumor y pueden contribuir a la heterogeneidad del cáncer.

Figura 4. Paisaje de alteración genética de TMED3 en diferentes tipos de cáncer. Frecuencia y tipos de alteraciones genéticas de TMED3 en conjuntos de datos pan-cáncer obtenidos de la base de datos cBioPortal. Las categorías de alteración incluían mutación, amplificación, deleción profunda y múltiples alteraciones. El eje y indica la frecuencia de alteración (%) entre los tipos de cáncer. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis de metilación del ADN
El análisis de la base de datos de UALCAN demostró que los niveles de metilación del promotor TMED3 aumentaron significativamente en los tejidos tumorales BRCA, COAD, ESCA, HNSC, KIRC, KIRP, LIHC, LUAD, PAAD y PRAD en comparación con los tejidos normales correspondientes (Figura 5). En cambio, se observaron niveles reducidos de metilación del promotor TMED3 en los tejidos BLCA, TGCT y UCEC en comparación con controles normales. Estos hallazgos sugieren que la metilación aberrante del promotor de TMED3 puede contribuir a la regulación específica del tumor en la expresión de TMED3.

Figura 5. Niveles de metilación del promotor TMED3 en todos los tipos de cáncer. Comparación de los niveles de metilación del promotor TMED3 entre tejidos tumorales y tejidos normales correspondientes en carcinoma urotelial de vejiga (BLCA), carcinoma invasivo de mama (BRCA), adenocarcinoma de colon (COAD), carcinoma esofágico (ESCA), carcinoma escamoso de cabeza y cuello (HNSC), carcinoma de células claras renales renales (KIRC), carcinoma papilar renal renal (KIRP), carcinoma hepatocelular hepático (LIHC), adenocarcinoma pulmonar (LUAD), adenocarcinoma pancreático (PAAD), adenocarcinoma de próstata (PRAD), tumores de células germinales testiculares (TGCT) y carcinoma endometrial del cuerpo uterino (UCEC) obtenidos de UALCAN. Los datos se presentan como valores β en diagramas de caja. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis de las correlaciones entre TMED3, TMB y MSI
El análisis de correlación de Spearman demostró que la expresión de TMED3 se correlacionó positivamente con la TMB en ACC, ESCA, KIRC, LGG, PAAD, STAD, THYM y UCEC, mientras que se observaron correlaciones negativas en CESC, LUAD y TGCT (Figura 6A). Además, la expresión de TMED3 se asoció positivamente con MSI en DLBC, KIRC, SKCM, STAD y UCEC (Figura 6B). Cabe destacar que la expresión de TMED3 mostró correlaciones positivas tanto con TMB como con MSI en KIRC, STAD y UCEC, lo que podría indicar posibles asociaciones con la inmunogenicidad tumoral en estos cánceres.

Figura 6. Correlación de la expresión de TMED3 con la carga mutacional tumoral e inestabilidad de microsatélites en el análisis pan-canceroso. (A) Gráfico de radar que muestra la correlación entre la expresión de TMED3 y la carga mutacional tumoral (TMB) entre cánceres. (B) Gráfico de radar que muestra la correlación entre la expresión de TMED3 y la inestabilidad de microsatélites (MSI) entre cánceres. Los coeficientes de correlación se calcularon mediante el análisis de correlación de Spearman. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis de características inmunitarias
El análisis ESTIMATE demostró que la expresión de TMED3 estuvo negativamente correlacionada con la puntuación estromal, la puntuación inmune y la puntuación ESTIMATE en BCLA, ESCA, LAML, LUAD, LUSC, PAAD, PRAD, SKCM, STAD, THCA y UCEC (Figura 7A). En contraste, se observaron correlaciones positivas entre la expresión de TMED3 y estas puntuaciones relacionadas con el sistema inmunitario en LGG, LIHC y PCPG. No se identificaron correlaciones significativas en ACC, CHOL, DLBC, GBM, KICH, KIRC, KIRP, OV y UCS. Estos hallazgos sugieren que TMED3 puede influir en el microambiente tumoral y en la infiltración de células inmunitarias de manera dependiente del tipo de cáncer. El análisis de correlación de puntos de control inmunitarios demostró además que la expresión de TMED3 se asoció negativamente con los genes relacionados con puntos de control inmunitarios CD274 (PD-L1), PDCD1 (PD-1) y CTLA4 en BLCA, BRCA, CESC, ESCA, HNSC, LUAD, LUSC, PRAD, SKCM y THCA (Figura 7B). Se identificaron correlaciones positivas entre la expresión de TMED3 y los genes de control inmunitario en LIHC y UVM, mientras que no se observaron asociaciones significativas en GBM, KICH, LAML, MESO, OV, PCPG, READ y TGCT. Estos resultados indican que TMED3 podría estar asociada con la regulación inmunitaria tumoral y la señalización de puntos de control inmunitarios en ciertos tipos de cáncer.

Figura 7. Asociaciones entre la expresión de TMED3 y las características inmunitarias del tumor. (A) Mapa de calor que muestra correlaciones entre la expresión de TMED3 y la puntuación estromal, la puntuación inmune y la puntuación ESTIMATE entre cánceres calculada mediante el algoritmo ESTIM. (B) Mapa de calor que muestra correlaciones entre la expresión de TMED3 y genes relacionados con puntos de control inmunitarios, incluyendo CD274 (PD-L1), PDCD1 (PD-1) y CTLA4. Los coeficientes de correlación se determinaron mediante el análisis de correlación de Spearman. La escala de color indica la fuerza de correlación. *P < 0,05. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis de sensibilidad a fármacos
El análisis de sensibilidad a fármacos utilizando la plataforma GSCALite basado en conjuntos de datos GDSC demostró que la expresión de TMED3 estaba correlacionada negativamente con los valores de concentración inhibitoria media máxima (IC₅₀) de 17-AAG, lapatinib, PD-0325901, RDEA119 y trametinib (Figura 8). Estos hallazgos sugieren que los tumores con expresión elevada de TMED3 pueden mostrar una mayor sensibilidad a estos agentes anticancerígenos, lo que sugiere posibles asociaciones entre la expresión de TMED3 y la sensibilidad terapéutica.

Figura 8. Correlación entre la expresión de TMED3 y la sensibilidad a los fármacos anticancerígenos. Gráfico de burbujas que muestra correlaciones entre la expresión de ARNm de TMED3 y la sensibilidad a fármacos anticancerígenos obtenidos de conjuntos de datos de Genomics of Drug Sensitivity in Cancer (GDSC) a través de la plataforma GSCALite. El tamaño de la burbuja representa la significación estadística basada en la tasa de falsos descubrimientos (FDR), y el color indica valores de coeficientes de correlación. Las correlaciones negativas indican un aumento de la sensibilidad al fármaco asociada con una alta expresión de TMED3. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Expresión y pronóstico de TMED3 en el cáncer de colon
El análisis de expresión TMED3 demostró un aumento significativo de los niveles de ARNm TMED3 en tejidos de cáncer de colon en comparación con los tejidos normales de colon en conjuntos de datos TCGA (Figura 9A). El análisis por pares utilizando tejidos normales adyacentes emparejados como controles confirmó aún más la expresión elevada de TMED3 en tejidos de cáncer de colon (Figura 9B). De acuerdo con los hallazgos transcriptómicos, el análisis de expresión proteica utilizando conjuntos de datos UALCAN/CPTAC y tinción inmunohistoquímica demostró un aumento en la expresión de la proteína TMED3 en tejidos de cáncer de colon en comparación con tejidos de colon normales (Figuras 9C–9E). El análisis de la curva ROC mostró un área por debajo del valor de la curva (AUC) de 0,869, lo que indica un desempeño diagnóstico favorable de TMED3 para distinguir tejidos de cáncer de colon de tejidos normales (Figura 9F). El análisis clínicopatológico demostró además que la expresión de TMED3 se asoció significativamente con la etapa T, mientras que no se observaron asociaciones significativas con edad, género, estadio N o estadio TNM (Tabla 1). Estos hallazgos apoyan la posible importancia diagnóstica de TMED3 en el cáncer de colon.

Figura 9. Expresión, valor diagnóstico e validación inmunohistoquímica de TMED3 en cáncer de colon. (A) Expresión diferencial de ARNm TMED3 entre tejidos de cáncer de colon y tejidos normales de colon a partir de conjuntos de datos TCGA. (B) Análisis emparejado de la expresión de ARNm TMED3 en tejidos de cáncer de colon y tejidos normales adyacentes a la correspondencia. (C) Expresión de la proteína TMED3 en cáncer de colon y tejidos normales obtenidos de conjuntos de datos CPTAC/UALCAN. (D) Tinción inmunohistoquímica representativa de TMED3 en tejido de colon normal. (E) Tinción inmunohistoquímica representativa de TMED3 en tejido de cáncer de colon que muestra una expresión aumentada de TMED3. (F) Curva de característica operativa del receptor (ROC) que evalúa el valor diagnóstico de TMED3 en el cáncer de colon. Barras de escala = 100 μm. El área bajo la curva (AUC) era de 0,869 con un intervalo de confianza (IC) del 95% de 0,813–0,924. La significación estadística se analizó utilizando pruebas de suma de rangos de Wilcoxon o pruebas de rango con signos de Wilcoxon, según corresponda. P < 0,001. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Tipo		TMED3		Valor P	χ2
		Baja expresión	Alta expresión
Edad
≤ 55	25	15	10	0.13	2.34
> 55	35	14	21
Género
Femenino	21	10	11	0.94	0.007
Masculino	39	19	20
Etapa T
T1+T2	23	15	8	0.04	4.26
T3+T4	37	14	23
N Stage
N0	30	12	18	0.2	1.67
N1+N2	30	17	13
Escenario TNM
I+II	33	13	20	0.13	2.35
III+IV	27	16	11

Tabla 1: Asociación entre la expresión de TMED3 y las características clinicopatológicas en el cáncer de colon. Se compararon las características clinicopatológicas de los pacientes con cáncer de colon entre grupos de expresión TMED3 baja y alta. Se analizaron las asociaciones entre la expresión de TMED3 y variables clinicopatológicas, incluyendo edad, sexo, estadio T, estadio N y estadio TNM, mediante pruebas de qui-cuadrado (χ²). Los datos se presentan como el número de pacientes en cada subgrupo. La significación estadística se definió como P < 0,05.

El análisis de supervivencia de KM demostró que los pacientes con alta expresión de TMED3 presentaron un SO significativamente más peor (P = 0,031) y DSS (P = 0,020) en comparación con pacientes con baja expresión de TMED3 (Figuras 10A y 10B). El análisis ROC dependiente del tiempo demostró que el rendimiento predictivo de la expresión TMED3 para OS arrojó valores AUC de 0,620, 0,564 y 0,575 a 1, 3 y 5 años, respectivamente (Figura 10C). Además, los análisis de regresión de Cox univariantes y multivariantes identificaron la etapa T, la etapa M, la etapa patológico y la expresión de TMED3 como factores pronósticos asociados con la supervivencia global en el cáncer de colon (Tabla 2). Estos resultados sugieren que una expresión elevada de TMED3 se asocia con un pronóstico pobre en el cáncer de colon, aunque el análisis ROC dependiente del tiempo solo demostró un rendimiento predictivo modesto.

Figura 10. Importancia pronóstica de la expresión de TMED3 en el cáncer de colon. (A) Curvas de supervivencia global (SO) de Kaplan–Meier (KM) que comparan a pacientes con alta y baja expresión de TMED3 en cáncer de colon. (B) Curvas de supervivencia específica de la enfermedad (DSS) de Kaplan–Meier que comparan a pacientes con alta y baja expresión de TMED3. (C) Curvas de características operativas del receptor (ROC) dependientes del tiempo que evalúan el rendimiento predictivo de la expresión de TMED3 para sistemas operativos a 1, 3 y 5 años. Las diferencias de supervivencia se analizaron mediante la prueba log-rank. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Características	Análisis univariante		Análisis multivariante
	Relación de riesgo (IC 95%)	Valor P	Relación de riesgo (IC 95%)	Valor P
Género	1.101(0.746–1.625)	0.627
Etapa T	3.072(1.423–6.631)	0.004	3.817(1.174–12.407)	0.026
Etapa N	2.592(1.743–3.855)	<0,001	0.587(0.223–1.584)	0.28
Etapa M	4.193(2.683–6.554)	<0,001	2.272(1.314–3.930)	0.003
Etapa patológica	2.947(1.942–4.471)	<0,001	3.115(1.032–9.401)	0.044
TMED3	1.537(1.037–2.277)	0.032	1.599(1.039–2.462)	0.033

Tabla 2: Análisis de regresión de riesgos proporcionales de Cox univariados y multivariantes de factores pronósticos asociados con la supervivencia global en el cáncer de colon. Se realizaron análisis de regresión de riesgos proporcionales de Cox univariados y multivariantes para evaluar la significación pronóstica de las características clinicopatológicas y la expresión de TMED3 en pacientes con cáncer de colon. Las razones de riesgo (HR) se presentan con intervalos de confianza del 95% (IC del 95%). Las variables incluyeron sexo, etapa T, etapa N, etapa M, etapa patológica y expresión TMED3. La significación estadística se definió como P < 0,05.

El análisis de sensibilidad a fármacos demostró que los pacientes del grupo de alta expresión TMED3 presentaron valores estimados más bajos de IC₅₀ para 5-fluorouracil, lapatinibo y trametinib en comparación con el grupo de baja expresión TMED3 (Figura 11). Estos hallazgos sugieren que los pacientes con cáncer de colon con expresión elevada de TMED3 pueden mostrar una mayor sensibilidad a estos agentes quimioterapéuticos y terapéuticos dirigidos, lo que sugiere posibles asociaciones entre la expresión de TMED3 y la respuesta terapéutica.

Figura 11. Correlación entre la expresión de TMED3 y la sensibilidad a fármacos quimioterapéuticos en el cáncer de colon. Diagramas de caja que muestran valores estimados de concentración inhibitoria media máxima (IC₅₀) para 5-fluorouracil, lapatinib y trametinib entre grupos de baja expresión de TMED3 (G1) y alta expresión de TMED3 (G2). Valores más bajos de IC₅₀ indican una mayor sensibilidad al fármaco. La significación estadística se analizó utilizando pruebas de suma de rangos de Wilcoxon. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Análisis de enriquecimiento génico
GSEA, utilizando conjuntos de datos KEGG de la base de datos MSigDB, demostró que los genes relacionados con TMED3 en el cáncer de colon se enriquecieron significativamente en vías asociadas con ribosomas, procesamiento y presentación de antígenos, fosforilación oxidativa y vía de la pentosa fosfato (Figura 12). Estos hallazgos sugieren que TMED3 podría participar en la progresión tumoral a través de las vías mencionadas en el cáncer de colon.

Figura 12. Análisis de enriquecimiento de conjuntos génicos (GSEA) de genes relacionados con TMED3 en cáncer de colon. Gráficos GSEA que muestran el enriquecimiento de genes relacionados con TMED3 en vías asociadas con el procesamiento y presentación de antígenos, ribosomas, fosforilación oxidativa y vía de la pentosa fosfato en cáncer de colon. En cada panel se indican valores de puntuación de enriquecimiento normalizado (NES), valor nominal P y tasa de descubrimiento falso (FDR). Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Este estudio demostró que TMED3 se expresó de forma aberrante en múltiples tipos de cáncer y se asoció con la progresión tumoral, pronóstico, características inmunes, TMB, MSI y sensibilidad a fármacos. En el cáncer de colon, la sobreexpresión de TMED3 se asoció con resultados de supervivencia desfavorables y un aumento del valor diagnóstico. El análisis de enriquecimiento funcional sugirió además que TMED3 podría participar en las vías metabólicas y de señalización relacionadas con el cáncer. En conjunto, estos hallazgos apoyan la investigación adicional de TMED3 como un posible biomarcador diagnóstico y pronóstico en el cáncer pan-canceroso, especialmente en el cáncer de colon.

Disponibilidad de datos:
Los conjuntos de datos analizados en este estudio se obtuvieron de bases de datos públicas, incluyendo The Cancer Genome Atlas (TCGA; https://portal.gdc.cancer.gov/projects/; consultado el 1 de julio de 2025), UALCAN (http://ualcan.path.uab.edu/; consultado el 1 de julio de 2025), cBioPortal (https://www.cbioportal.org/; consultado el 5 de julio de 2025) y la plataforma Genomics of Drug Sensitivity in Cancer (GDSC) a través de GSCA (https://guolab.wchscu.cn/GSCA/#/drug; consultado el 5 de julio de 2025). Todos los datos procesados generados durante este estudio se incluyen en el artículo.

Discusión

Las proteínas TMED son proteínas altamente conservadas que contienen el dominio EMP24 y que existen como monómeros o dímeros dentro de las células^{eucariotas 20}. Los miembros de la familia TMED son proteínas transmembrana tipo I que participan en el tráfico proteico mediado por la vesícula y en el transporte^{intracelular 20}. La familia de proteínas p24 comprende 10 miembros de TMED, incluyendo TMED3. Cada vez más evidencia ha demostrado que TMED3 se expresa de forma anormal en varias malignidades, como carcinoma endometrial, osteosarcoma, carcinoma de células claras, carcinoma hepatocelular, cáncer de próstata y cáncer de mama 4,6,21,22,23. La expresión elevada de TMED3 también se ha relacionado con un pronóstico desfavorable en múltiples tipos de^tumores 3,5,17,18,19. En el carcinoma de células escamosas pulmonares, se demostró que TMED3 facilitaba la progresión tumoral mediante la regulación de la ezrin, mientras que TMED3 silenciaba la proliferación celular suprimida, la formación de colonias, la migración y la desregulación proteica relacionada con^{la apoptosis 5}. En conjunto, estos estudios indican que TMED3 está estrechamente implicado en el desarrollo y progresión del cáncer; Sin embargo, sus funciones biológicas y mecanismos moleculares en el pan-cáncer aún están por esclarecer completamente.

En el presente estudio, se integraron múltiples bases de datos públicas para evaluar de forma exhaustiva los patrones de expresión, la importancia pronóstica, las características inmunitarias y las posibles funciones biológicas de TMED3 en diferentes tipos de cáncer. La expresión de TMED3 aumentó notablemente en 26 tipos de tumores, y estos hallazgos se confirmaron aún más mediante análisis de tumores emparejados y tejidos normales adyacentes en varios tipos de cáncer. De forma consistente, los datos de CPTAC revelaron una expresión elevada de la proteína TMED3 en BRCA, COAD, GBM, KIRC, LIHC, LUAD, LUSC, OV y UCEC. Curiosamente, aunque la expresión de ARNm TMED3 estaba elevada en los tejidos PAAD, se observó una reducción en la expresión proteica en la base de datos UALCAN, lo que sugiere que la regulación posttranscripcional, la degradación de proteínas o modificaciones postraduccionales pueden contribuir a esta discrepancia. Estudios previos demostraron que la sobreexpresión de TMED3 en células de cáncer de mama favorece la acumulación de β-catenina y Axin-2 tanto en el citoplasma como en el núcleo de las células MCF-7 y potencia la expresión de objetivos posteriores de Wnt/β-catenina, incluyendo c-myc, MMP7 y TCF4, facilitando así la proliferación, migración e invasión de células^{tumorales 24}. De manera similar, se ha informado que TMED3 está regulado al alza en cáncer de pulmón no de células pequeñas, y el silenciamiento de TMED3 suprime la proliferación de células tumorales y la capacidad^{invasiva 25}. En el estudio actual, los análisis clinicopatológicos mostraron que la expresión de TMED3 estaba elevada en ACC, KIRC, KIRP y LUAD en fase avanzada, mientras que se observó una menor expresión en UCEC en estadio avanzado, lo que indica posibles roles biológicos específicos tumorales de TMED3 durante la progresión del cáncer. Los análisis de supervivencia demostraron además asociaciones significativas entre una alta expresión de TMED3 y un sistema operativo y DSS desfavorables en ACC, COAD y UVM, apoyando el valor pronóstico potencial de TMED3 en múltiples malignidades. Además, el análisis de metilación por promotores reveló niveles aumentados de metilación de TMED3 en BRCA, COAD, ESCA, HNSC, KIRC, KIRP, LIHC, LUAD, PAAD y PRAD, mientras que se identificaron niveles disminuidos de metilación en BLCA, TGCT y UCEC. Estos hallazgos indican que la metilación aberrante del promotor puede contribuir a la desregulación de la expresión de TMED3 de manera dependiente del tumor y puede participar en el desarrollo del cáncer.

La MSI representa un subtipo molecular distinto de cáncer que frecuentemente se asocia con una mejor respuesta a la inmunoterapia porque estos tumores suelen mostrar una carga mutacional elevada y una expresión aumentada de^{PD-L1 26,27}. Los tumores con alta TMB pueden generar numerosos neoantígenos derivados de mutaciones somáticas, aumentando así la actividad inmunitaria antitumoral mediada por células T y potencialmente aumentando la sensibilidad al bloqueo de puntos de control^{inmunitarios 28,29}. En el presente estudio, la expresión de TMED3 mostró correlaciones positivas tanto con TMB como con MSI en KIRC, STAD y UCEC, lo que indica que TMED3 podría estar vinculada a la inmunogenicidad tumoral y a la respuesta inmunoterapéutica en estos tipos de cáncer. Cada vez hay más evidencia que el microambiente tumoral, especialmente los componentes inmunitarios y estromales, desempeña un papel fundamental en la progresión del cáncer, la respuesta terapéutica, la recurrencia y el pronóstico del paciente. El algoritmo ESTIMATE calcula las puntuaciones estromales, inmunológicas y ESTIMATE según patrones de expresión génica relacionados con el sistema inmune, y investigaciones previas han reportado relaciones significativas entre estas puntuaciones y los resultados clínicos en cáncer de próstata, glioblastoma y cáncer de colon 30,31,32. Nuestros análisis demostraron que la expresión de TMED3 estuvo asociada de manera variable con la puntuación estromal, la puntuación inmunitaria y la puntuación ESTIMATE en diferentes tipos de tumores, lo que sugiere que TMED3 podría contribuir a la progresión tumoral mediante la modulación del microambiente tumoral. Además, la expresión de TMED3 se correlacionó con múltiples genes relacionados con puntos de control inmunitarios, incluyendo CD274 (PD-L1), PDCD1 (PD-1) y CTLA4, aunque la dirección y magnitud de estas asociaciones diferían entre tipos tumorales. Se identificaron correlaciones positivas significativas entre TMED3 y marcadores de puntos de control inmunitarios en ACC, KIRP, LGG, LIHC, THYM y UVM, lo que sugiere que los tumores con expresión elevada de TMED3 en estos cánceres pueden mostrar una mayor sensibilidad a la inmunoterapia. Los análisis de sensibilidad a fármacos revelaron además asociaciones entre la expresión de TMED3 y la respuesta a 17-AAG, lapatinib, PD-0325901, RDEA119 y trametinib, indicando una posible relación entre la expresión de TMED3 y la eficacia terapéutica.

Se seleccionó el cáncer de colon para validación inmunohistoquímica, y los resultados confirmaron que la expresión de TMED3 estaba marcadamente elevada en los tejidos de cáncer de colon en comparación con los tejidos normales del colon, consistente con hallazgos^{previos 7}. Los análisis clinicopatológicos revelaron además una asociación significativa entre la expresión de TMED3 y la fase T en el cáncer de colon. Además, TMED3 demostró un valor diagnóstico potencial, mientras que un aumento en la expresión de TMED3 se asoció con un pronóstico más peor en el paciente. Sin embargo, los análisis ROC dependientes del tiempo mostraron que los valores de AUC para predecir OS a 1, 3 y 5 años solo estaban ligeramente por encima de 0,5, lo que indica una precisión predictiva limitada a pesar de la significación estadística. Estos hallazgos sugieren que TMED3 tiene actualmente mayor valor como biomarcador pronóstico exploratorio que como predictor robusto para su aplicación clínica rutinaria. Los análisis de regresión de Cox univariantes y multivariantes identificaron además la etapa T, la etapa M, la etapa patológica y la expresión de TMED3 como factores pronósticos independientes asociados con la SO en el cáncer de colon. Los análisis de sensibilidad a los fármacos indicaron que los pacientes con expresión elevada de TMED3 pueden responder mejor a agentes terapéuticos comúnmente utilizados, incluyendo 5-fluorouracil, lapatinib y trametinib. Además, los análisis de enriquecimiento funcional revelaron que los genes relacionados con TMED3 en el cáncer de colon estaban principalmente enriquecidos en vías asociadas con el ribosoma, el procesamiento y presentación de antígenos, la fosforilación oxidativa y la vía de la pentosa fosfato.

Este estudio evaluó sistemáticamente los perfiles de expresión, el valor pronóstico y las características relacionadas con el sistema inmunológico de TMED3 en múltiples tipos de cáncer. No obstante, deben considerarse varias limitaciones. La mayoría de los hallazgos se derivaron de análisis bioinformáticos y multiómicos basados en conjuntos de datos públicos, y la validación experimental se limitó al análisis inmunohistoquímico en tejidos de cáncer de colon. Además, no se realizaron experimentos funcionales para investigar los mecanismos moleculares precisos que subyacen al papel de TMED3 en la progresión tumoral. Por ello, se requieren estudios adicionales in vitro e in vivo para aclarar aún más las funciones biológicas y la posible importancia terapéutica de TMED3 en diferentes malignidades.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
0.5% Solución de amoníaco	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:1336-21-6	N/A
1% Alcohol ácido	Ningbo Chiwell Biotechnology Co., Ltd	CWGQ-HE-1001	N/A
10% Formol Neutral Bufferado	Wuhan Huntz Biotechnology Co., Ltd	H-H8060	N/A
100% Etanol	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
70% Etanol	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
80% Etanol	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
95% Etanol	Shandong Lirun Medical Technology Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
Tinte Azul Alciano	Baso Diagnostics Inc., Zhuhai	BA4121	N/A
cBioPortal	Memorial Sloan Kettering Cancer Center	N/A	SCR_014555
Buffer de Recuperación de Antígeno Basado en Citrato	Leica Biosystems Newcastle Ltd	AR9640-CN	N/A
Paquete clusterProfiler	Bioconductor	N/A	SCR_016884
Paquete DESeq2	Bioconductor	N/A	SCR_015687
Tetrahidrocloruro de Diaminobencidina Hidratado	Leica Biosystems Newcastle Ltd	DS9800-CN	N/A
Paquete ESTIMATE	Paquete R	Versión 1.0.13	N/A
Plataforma GSCALite	GSCALite	N/A	N/A
Base de datos GTEx	Consorcio GTEx	N/A	SCR_013042
Hematoxilina	Ningbo Chiwell Biotechnology Co., Ltd	CWGQ-HE-1001	N/A
Peróxido de hidrógeno	OriGene Technologies, Inc	PV-6000D	N/A
Análisis de Supervivencia Kaplan–Meier	Paquete R de supervivencia	Versión 3.2-7	SCR_021137
Conjuntos de Genes KEGG	MSigDB	Versión 7.5.1	SCR_016863
Microscopio de luz	Zeiss Technology (Suzhou) Co., Ltd	N/A	N/A
Medio de Incrustación de Parafina	Departamento de Reactivos PATHO de YL Company	CAS:8002-74-2	N/A
Sistema de Detección Basado en Polímeros	Leica Biosystems Newcastle Ltd	PV-6000	N/A
Software de análisis estadístico R	Fundación R para Cálculos Estadísticos	Versión 4.2.1	SCR_001905
IgG Anti-Rata Secundario	Leica Biosystems Newcastle Ltd	DS9800-CN	N/A
Base de datos TCGA	Instituto Nacional del Cáncer	N/A	SCR_003193
Anticuerpo Primario TMED3	CUSABIO Technology, Houston, USA	CSB-PA897107LA01HU	N/A
Salina Tamponada con Tris (TBS)	Leica Biosystems Newcastle Ltd	AR9590-CN	N/A
Base de datos UALCAN	UALCAN	N/A	SCR_015827
Análisis Estadístico de Wilcoxon	Paquete R de estadísticas	N/A	SCR_003005
Xileno	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:1330-20-7	N/A