Les cèl.lules "natural killer" (CNK) van ser descobertes a l'inici de la dècada de 1970 per la seva capacitat de lisar de forma espontània cèl.lules tumorals. Estudis realitzats posteriorment han posat de manifest que aquesta població cel.lular està continguda en els limfòcits grans granulats (LGG) de sang perifèrica (SP) i que poseeixen unes estructures de membrana característiques definides pel CD16 i CD56.La funció de les CNK dintre de l'organisme és molt àmplia. Controla el creixement i disseminació de cèl.lules tumorals i de cèl.lules infectades pel virus, regula el creixement de la "stem cell" hemopoètica, participa en el rebuig d'empelts i produeix diverses citoquines que controlen la funció dels limfòcits B i T. La leucèmia limfàtica crònica de línia B (LLC-B) és el procés limfoproliferatiu més freqüent en el nostre ambient. Dintre de l'espectre de signes i símptomes de la malaltia s'han descrit diverses alteracions immunes que afecten tant als limfòcits B com els limfócits T. En els últims anys diversos autors han suggerit que la CNK present en pacients amb LLC-B presenta alteracions. Els treballs realitzats sobre la CNK a la LLC-B són pocs i inclouen un nombre petit de malalts. El motiu que provoca el defecte funcional trobat en la població "natural killer" (NK) no es coneix. A més, cap d'aquests treballs analitza l'activitat "natural Killer" (ANK) en relació amb les característiques clínico-analítiques dels pacients. Per aquestes raons, els principals objectius de la recerca presentada en la present tesi són els següents:1. Mesurar l'ANK en pacients amb LLC-B2. Relacionar l'ANK amb les característiques dels pacients.3. Valorar l'efecte del tractament sobre l'ANK dels pacients amb especial atenció a l'efecte de l'interferó "in vivo". / Natural killer (NK) cells play a role in immune surveillance against tumoral and infected cells, and display immunoregulatory functions over B and T lymphocytes. In B cell chronic lymphocytic leukemia (B-CLL) there exist immune alterations affecting B and T lymphocytes. Recently NK disfunction was also noticed regarding activity (NKa) and surface phenotype. NKa was analyzed in 67 patients with B-CLL using the (51)Cr release assay and the lymphocytic phenotype by means of CD2, CD4, CD8, CD16, CD11b, CXD57, CND56 and CD19.

La leucemia mieloide aguda (LMA) es una proliferación neoplásica de células inmaduras de estirpe mieloide que se produce por una alteración en la regulación del crecimiento y la diferenciación de las células hematopoyéticas. Durante las décadas de los 80 y 90 se produjo un avance muy importante en el diagnóstico de la leucemia aguda que ha permitido un mayor refinamiento diagnóstico y por tanto un tratamiento más individualizado de los enfermos. Aproximadamente el 60-80% de los adultos con LMA consiguen remisión completa, pero sólo el 30-40% de estos pacientes está vivo y libre de enfermedad a los 5 años. Estos datos indican que a pesar del avance conseguido en los últimos años es necesario continuar estudiando esta enfermedad tan heterogénea. Los principales factores pronósticos en la LMA pueden dividirse entre los relacionados con características del paciente y los relacionados con características de la leucemia. En la actualidad la citogenética en el momento del diagnóstico constituye el factor pronóstico más importante para predecir la evolución clínica de los pacientes. La identificación de diferentes alteraciones moleculares está permitiendo refinar el pronóstico de determinados grupos de LMA, como el de citogenética normal. Los datos inmunofenotípicos obtenidos por citometría de flujo también son de utilidad pronóstica, especialmente durante el seguimiento de los pacientes mediante la detección de la enfermedad residual mínima (ERM). En los trabajos incluidos en esta tesis se analiza el significado pronóstico de determinados aspectos inmunofenotípicos y moleculares. En el primer trabajo se analiza la inestabilidad de microsatélites (MSI) en pacientes jóvenes (<60 años) con LMA de novo. La MSI es un fenómeno que provoca inestabilidad genética y que juega un papel muy importante en la patogénesis de las neoplasias sólidas. Su implicación en la leucemogénesis es controvertida. En nuestro estudio se observa que la MSI no es infrecuente en pacientes jóvenes con LMA de novo. No se ha observado una asociación entre la presencia de la MSI y el pronóstico de los pacientes. La MSI no se asocia de forma significativa con ninguna lesión molecular concreta lo que sugiere que esta alteración no es dependiente de ninguna vía molecular específica. En el segundo trabajo se analiza el seguimiento de la ERM mediante citometría de flujo y PCR cuantitativa en pacientes con LMA y citogenética de buen pronóstico [t(8;21)/inv(16)/t(16;16)]. Hemos observado que ambos métodos son útiles y eficaces para el seguimiento de la ERM en este grupo de pacientes. Se han podido definir unos valores críticos de ERM, tanto por citometría de flujo como por PCR cuantitativa, que permiten identificar pacientes con mayor riesgo de recaída al final del tratamiento quimioterápico y que serían, por tanto, candidatos a recibir un tratamiento más intensivo. Por último, se han analizado las características inmunofenotípicas al diagnóstico de pacientes jóvenes con LMA de novo y se ha estudiado la correlación de la expresión de determinados antígenos con las características clínicas, biológicas y con el pronóstico. CD2 es un marcador linfoide que se expresa con mayor frecuencia en LMA asociadas a la inv(16)/t(16;16), tal y como está descrito en la literatura. La expresión de CD2 no modifica el buen pronóstico de este tipo de leucemias, pero por el contrario, se asocia a una mayor tasa de refractariedad al tratamiento de inducción y por tanto, a una menor supervivencia cuando se expresa en otros tipos de LMA. CD36 se expresa en LMA con participación monocítica y, en nuestro estudio, se asocia con una menor supervivencia y un mayor riesgo de recaída. Este peor pronóstico es independiente de otros factores como la citogenética o la presencia de la FLT3-ITD. Por tanto, el perfil inmunofenotípico al diagnóstico puede aportar información pronóstica complementaria. / Acute myeloid leukemia (AML) is a heterogeneous group of diseases characterized by a neoplastic proliferation of immature myeloid lineage cells produced by an alteration in the regulation of growth and differentiation of hematopoietic cells. This alteration will cause the accumulation of immature myeloid precursors capable of replication, but has lost its ability to differentiate into mature hematopoietic cells. During the decades of 80 and 90 there was a major advance in the diagnosis of AML that has allowed a more refined diagnosis and therefore a more individualized treatment of patients. About 60-80% of adults with AML achieve complete remission, but only 30-40% of these patients are alive and free of disease at 5 years. These data indicate that despite the progress achieved in recent years in diagnosis and treatment of AML, it is necessary to continue studying this disease. Prognostic factors in AML can be divided into those related to patient characteristics and those related to leukemia features. Today cytogenetics at the time of diagnosis is the most important prognostic factor for predicting clinical outcome of patients. In recent years the identification of different molecular alterations are allowing to refine the prognosis of certain groups of AML, like normal cytogenetics. Immunophenotypic data obtained by flow cytometry are also of prognostic value, especially for the study of minimal residual disease (MRD) in patients in complete remission. The papers included in this thesis examine the prognostic significance of certain immunophenotypic and molecular aspects. In the first paper we analyzed the microsatellite instability (MSI) in young patients (<60 years) with de novo AML. The MSI is a phenomenon that causes genetic instability and plays an important role in the pathogenesis of solid tumors. Their involvement in leukemogenesis is controversial. Our study shows that MSI is not an uncommon finding in young patients with de novo AML. It was observed that the presence of the MSI does not affect the prognosis of patients. The MSI was not significantly associated with any particular molecular lesion suggesting that this alteration is not dependent on any specific molecular pathway. The second paper discusses the monitoring of MRD by flow cytometry and quantitative PCR in AML patients with good prognosis cytogenetic [t(8;21) and inv(16)]. We observed that both methods are useful and effective for monitoring MRD in these patients. It was possible to define a threshold of ERM, both by flow cytometry and by quantitative PCR, which can identify patients at increased risk of relapse at the end of chemotherapy. These patients would candidates for more intensive treatment. Finally, we have analyzed the immunophenotypic characteristics at diagnosis of young patients (<60 years) with de novo AML. We studied the correlation of the expression of specific antigens with the clinical and biological characteristics and prognosis. CD2 is a lymphoid marker that is expressed more frequently in AML associated with inv(16), as described in the literature. The expression of CD2 does not alter the good prognosis of this type of leukemia, but instead is associated with decreased survival when expressed in other types of AML due to a higher rate of refractory to induction therapy. CD36 is frequently expressed in AML with monocytic involvement and, in our study is associated with decreased survival and increased risk of relapse. A multivariate study shows that the prognostic value of CD36 is independent of other factors such as cytogenetics and FLT3-ITD. Therefore, the immunophenotypic profile of diagnosis may provide additional prognostic information in AML.

Los mecanismos moleculares implicados en la progresión de la leucemia mieloide crónica (LMC) a la crisis blástica (CB) permanecen en gran medida por dilucidar. De cara a profundizar en el estudio de estos mecanismos, en la presente tesis se estudiaron las alteraciones de los genes p16 y survivina en esta enfermedad. Así, en el primer trabajo se analizó mediante la técnica de PCR cuantitativa a tiempo real y de PCR convencional semicuantitativa la presencia de deleciones de p16 en una serie de 42 pacientes con LMC Ph-positiva estudiados de forma secuencial en su fase crónica y en la CB. Además, se determinó el estado de metilación de p16 en las distintas fases de la enfermedad y se investigó la posible relación de las alteraciones del citado gen con las características clínico-hematológicas de los pacientes y el pronóstico de la CB. Los resultados mostraron que 6 de las 21 muestras (29%) de pacientes con CB linfoide tenían deleciones homocigotas de p16, frente a la ausencia total de éstas en la fase crónica y en la CB mieloide. Por otra parte, ninguno de los casos analizados presentó hipermetilación del promotor de p16. A su vez, no se observó la existencia de un perfil clínico-hematológico característico de la CB con deleción de p16, a excepción de su fenotipo linfoide exclusivo. Por último, la respuesta al tratamiento y la supervivencia de los pacientes con CB linfoide no dependió de la existencia de deleciones de p16. El objetivo del segundo trabajo fue analizar mediante la técnica de PCR cuantitativa a tiempo real el patrón de expresión del gen de survivina en una serie de 16 pacientes con LMC Ph-positiva estudiados de forma secuencial en las distintas fases evolutivas de la enfermedad. Asimismo, se investigaron las posibles correlaciones entre la expresión de survivina, el índice de proliferación celular y el perfil clínico de la LMC. Los resultados evidenciaron una sobreexpresión significativa de survivina tanto en la fase crónica como en la CB de la LMC, en comparación con los niveles detectados en granulocitos de donantes sanos. Con todo, los niveles de expresión de survivina fueron considerablemente mayores en la CB que en la fase crónica, con una mediana siete veces superior, siendo el incremento de expresión más pronunciado en las CB de estirpe mieloide que en las linfoides. Por otro lado, se observó un incremento significativo de la proliferación celular en la CB, con una mediana de expresión de Ki-67 casi tres veces superior a la de la fase crónica, sin registrarse diferencias significativas en función del fenotipo de la CB. A pesar de que tanto survivina como Ki-67 experimentaron un incremento de expresión en la CB, no se observó una correlación significativa entre ambos parámetros. Tampoco se observó una asociación significativa entre los niveles de survivina y el perfil clínico-hematológico de la CB.Los trabajos que conforman la presente tesis han permitido ampliar el conocimiento acerca de dos alteraciones moleculares (deleción homocigota de p16, sobreexpresión de survivina) que se asocian frecuentemente con la progresión de la LMC a la CB, lo que sugiere su posible implicación en la patogénesis de la CB. / The molecular abnormalities involved in the evolution of chronic myeloid leukemia (CML) to the blast crisis (BC) are poorly understood. The aim of the present thesis was to contribute to a better knowledge of the mechanisms involved in CML progression. In the first study, a sequential assessment by both quantitative real-time PCR and conventional semiquantitative PCR of p16 exon 2 deletions was performed in 42 CML patients in whom paired DNA samples from the chronic phase and the BC were available. The methylation status of the promoter region of p16 gene was also studied by methylation-specific PCR. Homozygous p16 deletions were detected in 6 of 21 patients with lymphoid BC, whereas they were not observed in chronic phase CML nor in 21 patients with myeloid BC. Hypermethylation of p16 gene was not detected in any of the lymphoid BC cases. The clinical profile, therapeutic response and survival did not significantly differ in p16 deleted and p16 germline lymphoid BC patients.In the second work, the expression of the survivin gene was studied by quantitative real-time PCR in the chronic phase of CML and at BC in 16 patients in whom sequential RNA samples from the two phases of the disease were available. Survivin was significantly overexpressed both in the chronic phase and the BC as compared to granulocytes from controls. In BC, survivin expression was 7-fold higher than in chronic phase, with such an increase being more pronounced in the myeloid than in the lymphoid cases. Despite overexpression of both survivin and Ki-67 at BC, no significant correlation between their expression levels was observed. These data support a possible role for p16 gene deletions and survivin overexpression in the pathogenesis of the progression of CML.

La Leucèmia Limfàtica Crònica (LLC), la més freqüent de les leucèmies en el món occidental, és una malaltia produïda per la proliferació i cúmul de limfòcits B madurs, actualment incurable. Aproximadament el 50 de les LLCs presenten hipermutacions al gen de les immunoglobulines (IgVH), el que indica que podrien representar un subgrup diferent de cèl·lules que passen pel centre germinal, el lloc fisiològic de les hipermutacions.6. A més a més, els pacients sense hipermutacions tenen un pitjor pronòstic. L'anàlisi de les immunoglobulines és de gran interès pel pronòstic dels malalts d'LLC. Malauradament aquest és costós i llarg. És per això que una de les prioritats a la recerca en LLC és identificar marcadors relacionats amb les hipermutacions de les immunoglobulines. Recentment s'ha descrit la presència de la proteïna ZAP-70 en cèl·lules de LLC sense mutacions a les immunoglobulines. ZAP-70 és una kinasa de la família de tirosines kinases Syk/ZAP-70 que s'expressa normalment en limfòcits T i NK, on participa en la senyalització a través del TCR. També es troba en limfòcits pro/pre-B de ratolí, però no s'ha descrit en limfòcits B humans.La hipòtesi de treball del present projecte consisteix en que la expressió de ZAP-70 podria estar relacionada amb l'estat mutacional de les immunoglobulines i, per tant, amb la progressió de la LLC cap a estadis més avançats. Aquesta proteïna podria trobar-se en limfòcits pro/pre-B humans i en les neoplàsies que en deriven, les leucèmies agudes limfoblàstiques B.RESULTATS I CONCLUSIONS:- El 57 % dels casos de LLC tenen una elevada expressió de ZAP-70. La determinació de ZAP-70 per citometria és un factor pronòstic ràpid i fiable i de gran utilitat clínica en la LLC.- L'expressió de ZAP-70 es troba en limfòcits pro/pre-B normals i desapareix en estadis maduratius posteriors. - El 56% de les leucèmies agudes limfoblàstiques B expressen ZAP-70, probablement com a reflex del seu orígen cel·lular- La proteïna ZAP-70 es troba expressada de manera aberrant en aproximadament un trenta per cent de les leucèmies/limfomes de Burkitt, ja que no es troba el limfòcits B de fenotip madur- la proteïna ZAP-70 i d'altres elements senyalitzadors del pre-TCR/TCR es troben expressats i fosforilats en les cèl·lules de leucèmia aguda limfoblàstica B, possiblement col·laborant amb altres proteïnes senyalitzadores en garantir la senyalització a través del pre-BCR. / BACKGROUND: The mutational status of immunoglobulin variable region genes (IgVH) is an important prognostic parameter in chronic lymphocytic leukemia (CLL). Unfortunately, no good surrogates for IgVH mutations have as yet been identified. The ZAP-70 gene is overexpressed in a subset of CLL cases, this change correlating with the lack of mutations of IgVH.METHODS: To probe the suggestive link between ZAP-70 expression and IgVH mutations, ZAP-70 was analyzed in different cell lines and in 56 CLL pacients using flow cytometry, Western Blot, and/or immunohistochemistry methods. The results were correlated with the IgVH mutational status and patients outcome.RESULTS: Using flow cytometry ZAP-70 expression was higher in IgVH unmutated CLL (n=35) (48 percent of cells ± 21 percent) than in mutated cells (n=21) (5.7 percent of cells ± 3.8 percent). All CLL patients with ZAP-70 expression > 20 percent (n=32) lacked IgVH mutations, whereas 21/24 CLL with ZAP-70 < 20 percent exhibited IgVH mutations. Finally, ZAP-70 expression had prognostic significance for progression and survival in Binet A cases.CONCLUSIONS: ZAP-70 expression by flow cytometry correlated with the IgVH mutational status and had prognostic significance in CLL patients. Therefore, ZAP-70 analysis can be considered a reliable surrogate for the IgVH mutational status in CLL and a useful tool for assessing prognosis in this disease.PURPOSE: ZAP-70 gene is normally expressed in T and NK cells, where is required for the T-cell receptor signaling. It has been described that ZAP-70 contributes to the B-cell development at early stages of B-cell differentiation in mice. The purpose was to investigate the presence of ZAP-70 in normal pro/pre B-cells and mature B-cells, and in tumoral cells from B-acute lymphoblastic leukemias (B-ALLs).EXPERIMENTAL DESIGN: ZAP-70 expression was ascertained by flow cytometry, immunofluorescence, Western blot, and quantitative RT-PCR. Analysis of ZAP-70 and other signalling proteins of the pre-TCR/TCR was performed by Western Blot.RESULTS: ZAP-70 was expressed in pro/pre B-cells, but not in normal mature B-cells derived from bone marrow, peripheral blood or tonsil. Among tumoral cells, ZAP-70 was expressed in 56% of B-ALLs with pro/pre B-cell phenotype and in 4/6 Burkitt/ALL lymphomas. Moreover, other elements of the pre-TCR/TCR signaling pathway, like LAT and Lck, were also found in B-ALL cells.CONCLUSIONS: Amongst normal B-cell subsets, ZAP-70 was found expressed in normal pro/pre B-cells, but not in a significant proportion of normal B-cells with mature phenotype. Moreover, the presence of ZAP-70 in B-ALLs probably reflects their cellular origin. The lack of ZAP-70 expression in normal mature B-cells suggests that its expression in mature-derived neoplasms with different cellular origin, such as Burkitt's lymphoma and chronic lymphocytic leukemia, might be due to an aberrant phenomenon.

El fenomen de la transformació histològica és quelcom ben conegut tant en el limfoma fol·licular (LF) com en la leucèmia limfàtica crònica (LLC). Té com a principal conseqüència clínica un escurçament de la supervivència, i en general, es considera un esdeveniment final en l'evolució clínica dels pacients. A més en la LLC històricament, s'han reconegut patrons histològics que tot i no acomplir criteris per considerar-los una transformació a un limfoma difús de cèl·lules grans (LDCG), també difereixen d'una afectació típica per LLC, poc proliferativa. Molts d'aquests casos es descriuen sota el terme LLC "accelerada", tot i que mai han estat definits els criteris histològics per identificar-los. Nogensmenys, el seu significat clínic i la seva base biològica són totalment desconeguts, tot i que alguns autors haurien suggerit que podrien tenir un comportament clínic molt agressiu comparable amb una transformació histològica.En el LF la transformació a LDCG ha estat abastament estudiada en el passat en diferents series. No obstant, en el moment de plantejar-nos l'estudi mancava una anàlisi extensa dels factors pronòstics associats a la transformació histològica, en especial, en sèries grans ben caracteritzades de LF. Així mateix, també mancava un estudi de la incidència d'aquest esdeveniment en sèries amb uns criteris ben definits per al diagnòstic de la transformació (classificació de la OMS). La hipòtesi de treball plantejada en el primer estudi consistí en que diferents característiques clíniques i biològiques al diagnòstic del LF podien associar-se a un major risc de presentar una ulterior transformació histològica. La identificació d'aquestes variables pronostiques permetria millorar la identificació de pacients amb LF que poguessin trobar-se en un grup de risc per a aquest fenomen. Pel que fa al segon treball que varem decidir centrar en la LLC, se'ns presentava un escenari més complex per a l'estudi de la transformació histològica. Cal tenir en compte que en aquesta síndrome limfoproliferativa crònica l'obtenció d'una biòpsia tissular se sol indicar en la gran majoria dels casos per tal de descartar una sospita clínica de transformació histològica. La hipòtesi d'aquest segon treball ha estat que algunes característiques histològiques en relació amb la proliferació de la LLC podrien tenir un impacte pronòstic en la supervivència dels pacients. La seva identificació ens permetria establir uns criteris histològics per tal de definir la LLC "accelerada". L'estudi comparatiu clínic i biològic d'aquests casos junt amb els dels casos amb LLC "no accelerats" i els casos amb transformació a LDCG podrien aportar informació clínica rellevant. En ambdós treballs es realitzà una anàlisi retrospectiva en dues sèries de pacients de l'Hospital Clínic de Barcelona, 276 i 614 casos amb LF i LLC, respectivament. A més es procedí a la revisió histològica de tots els casos transformats en el LF i a un estudi histològic de tots els casos amb biòpsia tissular disponible (n=100) en la LLC enfocat a avaluar la presència, mida i activitat dels centres de proliferació (CP). Les principals característiques histològiques i clíniques es van correlacionar amb la supervivència mitjançant eines estadístiques. La principal conclusió que es desprèn del primer treball és que les característiques al diagnòstic que s'associen a la transformació histològica del LF són l'índex pronòstic FLIPI i el grau histològic 3. De l'estudi en la LLC es pot concloure que la presència de centres de proliferació (CP) expandits (superiors a un camp de 20x) i/o amb un alt grau de proliferació (>2,4 mitosis/CP o > 40% Ki-67/CP) identifiquen a un grup de pacients amb LLC "accelerada" que es caracteritzen per un curs clínic agressiu. / Histological transformation is a well-known event in patients with follicular lymphoma (FL) and chronic lymphocytic leukemia (CLL) conferring an unfavorable prognosis. The concept of "accelerated" CLL is frequently used by both pathologists and clinicians. However, neither histological criteria to define this form of CLL nor its clinical correlates and prognostic impact have been formally defined in large series of patients.The aim of the first study was to analyze incidence and risk factors for histological transformation in a large series of FL patients. The aim of the second study was to evaluate the impact on survival of histological characteristics (proliferation) in CLL and to define the histological form of "accelerated" CLL according to these findings.Two-hundred and seventy-six patients diagnosed in a single institution were studied and main clinic and biological variables were assessed for histological transformation and survival. FLIPI and histology were the most important variables predicting histological transformation in FL. Tissue biopsies from 100 patients with CLL were analyzed for the size of proliferation centers (PCs) and their proliferation rate as assessed by mitosis count and Ki-67 immunostaining. Histological patterns were correlated with main clinico-biological features and outcome. The presence of expanded PCs and/or highly active PCs identifies a group of patients with "accelerated" CLL characterized by an aggressive clinical behaviour.

Glucocorticoids are frequently included in the chemotherapy regimens administered to patients with CLL because they are potent immunosuppressant agents and because they are able to induce apoptosis in CLL cells. Although used from a long time, the molecular mechanisms by which glucocorticoids induce cell death in CLL cells are largely unknown. Interestingly, CLL cells from prognostic groups defined by the mutational load of the IGHV genes and the expression of ZAP70 seem to have different responses to glucocorticoids. The hypothesis in this thesis is that there are genes or proteins that determine the different response to glucocorticoids among the specific prognostic groups of patients with CLL. Sensitivity to dexamethasone was analyzed ex vivo in 50 CLL and compared according to IGHV mutational status and/or ZAP70 expression. The response was further compared by gene expression profiling (GEP) of selected cases. Expression of genes of interest was validated by quantitative reverse transcriptase PCR. Response to dexamethasone is higher in cases with unmutated IGHV/high ZAP70 expression and the levels of induction of the pro-apoptotic BIM gen correlate with the degree of cell death. The different levels of apoptosis induced by dexamethasone observed in the CLL groups defined by ZAP70 expression translate into different profiles of gene expression. These differences are mainly quantitative; cases with high ZAP70 expression show higher levels of gene induction/repression than cases with low ZAP70 expression. Specific analysis of genes of interest performed in a large series disclosed that baseline mRNA and protein expression levels of FKBP5, the co-chaperone of the glucocorticoid receptor, correlate with the extent of CLL cells apoptosis induced by the treatment with dexamethasone. Baseline FKBP5 levels are higher in samples from patients with high ZAP70 expression. GILZ is differentially induced by dexamethasone in ZAP70 expression groups of CLL, being higher in cases with high ZAP70 expression. Induction of GILZ correlates with induction of BIM and levels of apoptosis. Unmutated IGHV/high ZAP70 CLL cells exhibit better response to dexamethasone treatment, which is accompanied by a differential expression of genes involved in the glucocorticoid-receptor pathway and by an increased induction of genes related to apoptosis. / Los glucocorticoides son frecuentemente incluidos en la quimioterapia administrada a pacientes con leucemia linfática crónica (LLC), pues son potentes inmunosupresores e inducen la apoptosis de las células de LLC. Los mecanismos moleculares por los cuales los glucocorticoides inducen la apoptosis de las células de LLC son en gran parte desconocidos. Las células LLC de grupos pronósticos definidos por el estado mutacional de los genes IGHV y por la expresión de ZAP70 parecen tener diferentes respuestas a los glucocorticoides. La hipótesis de esta tesis es que hay genes o proteínas expresados de forma diferente en los grupos pronósticos de pacientes con LLC que determinan los diferentes niveles de apoptosis inducidos por los glucocorticoides. La sensibilidad al glucocorticoide dexametasona, se determino ex vivo en 50 muestras de pacientes con LLC y se comparo en función del estado mutacional de los genes IGHV y/o de la expresión de ZAP70. También se compararan los perfiles de expresión génica (GEP) de casos seleccionados. Los niveles de expresión de los genes de interés se validaran por QRT-PCR. La respuesta a la dexametasona es superior en los casos de LLC con genes IGHV no mutados/alta expresión de ZAP70. Los niveles de inducción del gen proapoptótico BIM se correlacionan con el grado de muerte celular. Los diferentes niveles de apoptosis inducida por dexametasona en los grupos de LLC definidos por la expresión de ZAP70 se traducen diferentes GEP. Las diferencias entre los GEP de cada grupo fueran principalmente cuantitativas, los casos con alta expresión de ZAP70 muestran niveles más altos de inducción/represión génica que los casos con baja expresión. Se observo que los niveles basales de ARNm y proteína de FKBP5, una cochaperona del receptor de los glucocorticoides, se correlacionan con el grado de apoptosis inducida por la dexametasona y que los niveles de FKBP5 son más elevados en los casos con alta expresión de ZAP70. GILZ induce diferencialmente por la dexametasona, observándose mayores inducciones en los casos con alta expresión de ZAP70. La inducción de GILZ se correlaciona con la inducción de BIM y con la magnitud de la apoptosis.

Nuestro grupo ha participado en el análisis de los mecanismos de acción de la Bisantraciclina WP631. Hemos comparado los efectos de la WP631 con los de la Daunorubicina en la línea Jurkat T (leucemia de linfocitos T), y con los de la Doxorubicina en las líneas MDA-MB-231 y MCF-7/VP (líneas de carcinoma mamario). Hemos demostrado que la WP631 es un agente antiproliferativo mucho más eficaz que la Daunorubicina y la Doxorubicina en las tres líneas tumorales analizadas, ya que inhibe el crecimiento celular a dosis muy reducidas (en el rango de nanomolar). En este trabajo se han analizado los mecanismos de muerte celular a través de los cuales las Antraciclinas ejercen su efecto antiproliferativo. Hemos demostrado que estas moléculas pueden inducir mecanismos distintos a la apoptosis dependiente de p53: senescencia y catástrofe mitótica, procesos que no dependen necesariamente de la funcionalidad del gen p53. Los efectos antiproliferativos de la Daunorubicina sobre las células leucémicas Jurkat T dependen de la dosis utilizada: apoptosis a dosis altas (IC75) y senescencia a dosis bajas / moderadas (IC50). La WP631 no induce apoptosis en la línea Jurkat T, sino catástrofe mitótica. El efecto antiproliferativo de la Doxorubicina y la WP631 en las líneas de carcinoma mamario MDA-MB-231 y MCF-7/VP, resistentes a la apoptosis, tiene lugar a través de la inducción de catástrofe mitótica. Nuestros resultados demuestran que la catástrofe mitótica se produce cuando las células tumorales resistentes a la apoptosis se tratan con genotóxicos, y puede ser un proceso tanto dependiente como independiente de la activación de la caspasa-2 y la caspasa-3. Mediante el uso de Macroarrays, hemos demostrado que existe una clara correlación entre las variaciones en los perfiles de transcripción génica y los efectos celulares observados en células Jurkat T tratadas con Daunorubicina o WP631. Confirmamos alguno de los cambios observados mediante RT-PCR semicuantitativa y Western blot. Comprobamos que la WP631 reduce la expresión de p53 en células Jurkat T, resultado que explica que la Bisantraciclina indujera catástrofe mitótica y no apoptosis en esta línea celular. Hemos confirmado que la WP631 compite con los factores de transcripción Sp1 y Sp3, e inhibe la transcripción dependiente de Sp1 in vivo (cultivos celulares), a las mismas concentraciones capaces de inducir la catástrofe mitótica en las células Jurkat T. Hemos demostrado que la dosis IC75 para la WP631 reduce la transcripción del gen mrp-1 en la línea celular MCF-7/VP, lo que se traduce en la reducción de la actividad de la proteína MRP-1. Este efecto podría estar mediado, también, por la interferencia de la WP631 con el factor de transcripción Sp1, que regula positivamente la expresión del gen. Dado que la sobreexpresión del gen mrp-1 está asociada a la resistencia múltiple a antitumorales, la WP631 es una molécula con interés clínico potencial en el tratamiento de tumores con fenotipo MDR (Multidrug Resistance). En definitiva, en este trabajo hemos demostrado las ventajas potenciales de la WP631 sobre la Daunorubicina y la Doxorubicina. Estas ventajas radican en sus propiedades de unión al DNA y en su capacidad de desplazar al factor de transcripción Sp1. El análisis de las frecuencias de las dianas potenciales de unión para la WP631 en diferentes promotores humanos, nos indica que es factible diseñar racionalmente moléculas de bajo peso molecular con constantes de unión al DNA del mismo orden de magnitud que la de los factores de transcripción, pudiéndose obtener fármacos cada vez más eficaces. Por otro lado, consideramos que el análisis en profundidad de los mecanismos moleculares que regulan los procesos de senescencia y catástrofe mitótica ha de constituir una herramienta muy útil para poder incrementar la eficacia en determinados tratamientos antitumorales, ya que el gen p53 se encuentra frecuentemente inactivado en tumores de origen no hematológico. ENGLISH / WP631 is a DNA-binding drug that bisintercalates into DNA. We have established that WP631 is more cytotoxic than daunorubicin and doxorubicin against Jurkat T lymphocytes and the breast carcinoma MDA-MB-231 and MCF-7/VP cell lines. Exposure of Jurkat T lymphocytes to high concentrations of daunorubicin (its IC75) resulted in immediate apoptosis, while low/moderate concentrations of daunorubicin (its IC50) caused cell senescence-like arrest and cell death. In contrast, WP631 induced mitotic catastrophe in Jurkat T cells, a different mode of death than apoptosis, which does not require functional p53. After treatment with doxorubicin or WP631, MDA-MB-231 and MCF-7/VP cells were committed to die through mitotic catastrophe. Our results indicate that cells dying through mitotic catastrophe can use both caspase-dependent and independent pathways. We used cDNA Macroarrays to asses gene expression profiles in Jurkat T cells treated with daunorubicin or WP631. Gene expression profiles and time-dependent response of Jurkat T lymphocytes to cell death were correlated clearly. Treating cells with WP631 inhibited the transcription of the p53 gene, resulting in a decrease of the protein levels. Our findings suggest that suppression of the p53 expression produced limited apoptosis and induced mitotic catastrophe in Jurkat T cells treated with WP631. Our results show that WP631, used at the same concentration that induces mitotic catastrophe in Jurkat T cells, specifically inhibits Sp1-dependent transcription in vivo (cell culture). Overexpression of the MRP-1 protein confers resistance to several chemotherapeutic agents. The mrp-1 promoter contains a Sp1 binding site, which is involved in the regulation of its gene transcription. We aimed to determine whether WP631 directly inhibits the expression of mrp-1 in MCF-7/VP cells. We have demonstrated that when MCF-7/VP cells were incubated with the IC75 for WP631, the expression of the mrp-1 gene decreased, resulting in the circumvention of the drug pump efflux, and cell death. We have also studied the frequencies with which potential WP631-binding sites are found in human gene promoters. Our results indicate that sequences of 6-8 pb in length occur only once in some promoters, and may be specific therapeutic targets.

INTRODUCCIÓN. La leucemia mieloide aguda (LMA) es una enfermedad heterogénea desde el punto de vista clínico y biológico. En los últimos años se vienen reconociendo diversas alteraciones moleculares que definen entidades específicas. En este contexto, la LMA con translocación t(8;16)(p11;p13) y reordenamiento MYST3 (MOZ)/CREBBP (CBP) es una variedad infrecuente mal caracterizada desde el punto de vista biológico. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS. La proteína quimérica MYST3-CREBBP, resultante de la translocación t(8;16)(p11;p13), podría conferir a este subtipo de LMA una individualidad biológica propia, con rasgos diferenciados respecto al resto de leucemias. Para confirmar esta hipótesis general los objetivos de la presente tesis doctoral fueron: 1) diseñar una técnica de PCR para el diagnóstico rápido y específico del reordenamiento MYST3-CREBBP; 2) caracterizar el punto de ruptura de los genes implicados en la translocación en una serie de pacientes y 3) estudiar el perfil de expresión génica de las LMA con reordenamiento MYST3-CREBBP y compararlo con el de otros subtipos bien definidos de LMA.PACIENTES Y MÉTODOS. Se estudió una serie de pacientes con LMA y reordenamiento MYST3-CREBBP (n=7) y se compararon sus características biológicas con otros casos de LMA. Para ello se diseñó una técnica de PCR nueva para la detección del reordenamiento MYST3-CREBBP, mientras que los puntos de ruptura de los genes implicados en la translocación se estudiaron mediante secuenciación directa. El estudio del perfil de expresión génica de la LMA con reordenamiento MYST3-CREBBP se abordó utilizando microarrays de oligonucleótidos (Affymetrix HU133A). La diferencia entre la expresión génica entre diferentes subtipos de leucemia se analizó con diversas técnicas estadísticas (ANOVA, t-test), utilizando diferentes programas informáticos. Los resultados de este análisis se validaron en una serie independiente de pacientes estudiados mediante RT-PCR cuantitativa utilizando arrays de baja densidad. RESULTADOS. Los pacientes afectos de LMA con reordenamiento MYST3-CREBBP presentaron un inmunofenotipo característico (CD34-, HLA-DR-, CD117-, CD56+, expresión de marcadores mielomonocíticos). Por otro lado, el análisis molecular reveló que el tránscrito tipo I del gen quimérico MYST3-CREBBP es el más común en estos pacientes. Por otra parte, el análisis sobre el perfil de expresión génica mostró una firma característica para las LMA con reordenamiento MYST3-CREBBP, consistente en la sobreexpresión de determinados genes HOX (HOXA9, HOXA10), de los oncogenes RET y PRL y la infraexpresión de genes como CCND2, STAT5 y WT1. Por otro lado, se observó una similitud en la expresión de algunos genes entre las leucemias MYST3-CREBBP y las LMA con reordenamiento de MLL, lo que sugiere un mecanismo de leucemogénesis parcialmente compartido por los dos tipos de leucemia.CONCLUSIONES. La técnica de RT-PCR implementada es útil para la detección rápida del reordenamiento MYST3-CREBBP. El denominado tránscrito tipo I del gen quimérico MYST3-CREBBP es el más común en la LMA con t(8;16). La LMA con reordenamiento MYST3-CREBBP posee un perfil de expresión característico, con sobreexpresión de diversos oncogenes como RET y PRL y la presencia de un patrón específico de expresión de los genes homeobox.

La leucemia linfática crónica (LLC) es la leucemia más frecuente en los países occidentales. En esta enfermedad es frecuente hallar complicaciones autoinmunes. A pesar de que la relación entre LLC y trastornos autoinmunes se conoce desde hace prácticamente cinco décadas, los mecanismos responsables de la autoinmunidad en la LLC y sus repercusiones clínicas todavía no se conocen con precisión. Mientras la asociación entre citopenias autoinmunes y LLC está perfectamente demostrada, la relación entre trastornos inmunes no hemáticos y la LLC es controvertida. En esta tesis doctoral se analizó la relación entre citopenias autoinmunes con la LLC y sus características biológicas, así como implicaciones clínicas, y el papel de las moléculas BAFF y APRIL como vínculo de unión entre la autoinmunidad y la LLC. Los principales hallazgos de esta tesis se pueden resumir de la siguiente forma. En el primer lugar, la incidencia de citopenia autoinmune en una serie de 960 pacientes con LLC por nosotros seguidos fue del 7%, en concordancia con otras series. Los pacientes con LLC y citopenias autoinmunes presentaban datos de mal pronóstico, como un recuento linfocitario elevado, un tiempo de duplicación linfocitario rápido, y B2M sérica, ZAP-70 y CD38 elevadas. De forma sumamente importante, los enfermos con estadio avanzado atribuible a un origen inmune tenían un pronóstico mejor que aquellos en los que la fase avanzada de la enfermedad reflejaba una alta carga tumoral. Ello invita, de acuerdo con otro estudio de la Clínica Mayo, y de la Editorial en Blood que acompañó a nuestra publicación, a diferenciar dentro de los pacientes con LLC en estadio avanzado aquellos en los que la citopenia tiene un origen autoinmune (C “inmune”) y los que la anemia se debe al fallo de la medula ósea a causa de la infiltración linfocitaria (C “infiltrativo”). BAFF y APRIL dos miembros de la familia de proteínas TNF claves en la regulación del desarrollo y supervivencia de los linfocitos B, están implicadas en la patogénesis de la LLC y en la autoinmunidad por lo que pueden constituir un vínculo fisiopatológico entre los componentes neoplásico e inmune de la LLC. En esta tesis observamos que los pacientes con LLC presentaban niveles altos de APRIL y bajos de BAFF en comparación con sujetos sanos. Además, los niveles de BAFF se correlacionaban con el recuento linfocitario en sangre, el estadio avanzado de la enfermedad y la presencia de la anemia hemolítica autoinmune. Por último, la valoración conjunta de BAFF y APRIL ofreció mayor información pronóstica que ambas moléculas por separado. / Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is the most common leukemia in Western countries. Although it is well documented that autoimmune complications are common in these patients, the clinical relevance and the biological basis of autoimmune phenomena in CLL have not yet been clearly established. Autoimmune cytopenias are clearly related to LLC, but no causal link between CLL and autoimmune diseases not targeting blood cells has been established. The results of this doctoral thesis can be summarized as follows. First, the incidence of autoimmune cytopenia in 960 patients with CLL from our institution was 7%, which is consistent with other reports. Although patients with autoimmune cytopenias presented poor prognostic factors, such as a high lymphocyte count, a rapid lymphocyte doubling time, and high levels of serum B2M, ZAP-70 and CD38, their prognosis was similar to that of other patients. In fact, the cohort of patients classified as in advanced due to autoimmune cytopenia had a better prognosis than those classified in advanced disease because of bone marrow failure related to the infiltration by the disease. Our results and similar findings from another study suggest that patients in advanced stage of disease should be separated according to the origin of the cytopenia ("autoimmunity" or "infiltration"). BAFF and APRIL, two members of the TNF family proteins, are key regulators of the development and survival of B lymphocytes. These molecules are involved in CLL pathogenesis and autoimmunity and can constitute a link between the neoplastic and the immune components of CLL. We found that patients with CLL had higher levels of APRIL and lower levels of BAFF as compared to healthy subjects. In addition, BAFF levels correlated with blood lymphocyte count, advanced clinical stage and autoimmune hemolytic anemia. Finally, the combination of serum levels of both BAFF and APRIL provided better prognostic information on disease progression than any of these molecules independently considered.

El limfoma de cèl•lules de mantell (MCL) i la leucèmia limfàtica crònica (CLL) són dues neoplàsies limfoides fins al moment incurables, per la qual cosa requereixen la recerca de nous fàrmacs. La identificació de noves dianes terapèutiques per al MCL i la CLL, i del mecanisme molecular d’actuació d’aquests fàrmacs en aquestes neoplàsies, té una gran rellevància translacional. El concepte de medicina personalitzada està basat en l’ús de teràpies dirigides a través d’un coneixement profund dels mecanismes moleculars d’acció d’aquests agents. Amb l’augment del coneixement sobre l’etiologia del càncer, s’han descobert noves dianes alterades específicament en les cèl•lules tumorals. Entre elles, la sobreexpressió de les HDACs, que provoca un estat epigenètic aberrant a la cèl•lula. Això ha motivat el desenvolupament del vorinostat, un inhibidor de les HDACs. Els resultats obtinguts demostren el vorinostat és efectiu i selectiu per a les cèl•lules tumorals de MCL. A nivell molecular, el vorinostat en el MCL indueix l’acetilació de les histones de la regió promotora dels gens de les proapoptòtiques de la família de Bcl-2 BH3-only BIM, BMF i NOXA, que són activats transcripcionalment. Totes tres proteïnes, Bmf, Bim i Noxa, cooperen en el procés d’apoptosi. A més, el vorinostat és sinèrgic amb l’agent que mimetitza les BH3-only, ABT-263. En els últims anys, s’ha identificat un gran nombre de cinases, que regulen moltes vies de supervivència i proliferació cel•lulars, que estan específicament activades i sobreexpressades en cèl•lules tumorals. En particular, recentment les cinases associades al receptor de cèl•lules B (BCR) han esdevingut un focus d’atenció important, ja que està activament implicat en la patogènesi de les neoplàsies limfoides. En aquesta tesi, hem analitzat l’efecte anti-tumoral de l’inhibidor multi-cinasa sorafenib en la CLL i el MCL. Els nostres resultats confirmen que el sorafenib indueix apoptosi selectiva en cèl•lules de CLL i de MCL, fins i tot en els casos de més mal pronòstic de la CLL. A nivell molecular, els nostres resultats han demostrat que el sorafenib indueix una desfosforilació ràpida, sostinguda i simultània de les cinases associades al BCR, Syk i de la família Src cinases. En la CLL i el MCL a temps d’incubació molt curts, el sorafenib provoca una disminució traduccional de l’anti-apoptòtica Mcl-1 alhora que de ciclina D1, sobreexpressada en el MCL. Tant Mcl-1 com ciclina D1 participen en l’apoptosi induïda per sorafenib, la disminució de Mcl-1 altera directament els senyals anti-apoptòtics, mentre que el sorafenib, a més de disminuir els nivells de ciclina D1, també allibera Bax del segrestament per part de ciclina D1, finalment activant mecanismes d’apoptosi caspasa-dependents i independents com AIF. El sorafenib també modula les interaccions del microambient amb la CLL i el MCL. En aquest sentit, s’ha demostrat que el sorafenib bloqueja la migració induïda per la quimiocina CXCL12 via inhibició de FAK, una cinasa substrat de Src que regula i promou la invasió. El complex Src-FAK afecta múltiples proteïnes, com ara les del citoesquelet d’actina. En consistència, el sorafenib bloqueja la reorganització del citoesquelet en cèl•lules de MCL estimulades amb CXCL12. Les cèl•lules estromals del microambient dels teixits, com ara el moll d’os i els teixits limfoides secundaris, interaccionen amb el tumor i en promouen el seu creixement i resistència a fàrmacs. En aquest context, s’ha demostrat que, en presència de l’estroma del microambient, les cèl•lules de MCL i CLL esdevenen resistents als agents quimioterapèutics habituals i el sorafenib és capaç de resensibilitzar-les. Tant la proliferació com l’activació del BCR en la CLL són majors en el gangli limfàtic que en sang. En aquest sentit, s’ha demostrat que el sorafenib és més efectiu en cèl•lules de CLL derivades de gangli limfàtic que les respectives derivades de moll d’os i de sang perifèrica. L’estimulació del BCR en la CLL també provoca la secreció de les citocines atraients de cèl•lules accessòries CCL3 i CCL4, que el sorafenib bloqueja amb eficiència. Globalment, els treballs que constitueixen aquesta tesi doctoral suposen una contribució important en el coneixement del mecanisme molecular d’acció del vorinostat i el sorafenib, fàrmacs nous que podrien ser efectius per al tractament d’aquestes dues entitats, el MCL i la CLL. / Mantle cell lymphoma (MCL) and chronic lymphocytic leukemia (CLL) are two incurable B-lymphoid malignancies, thus new therapeutic strategies are required. In the recent years, anti-tumor therapy has focused on pathways specifically altered in cancer cells. Among them, overexpression of histone deacetylases (HDACs) is a common feature. This led to the development of the HDAC inhibitor vorinostat. This thesis has shown that vorinostat could become a new therapeutic approach for MCL. The results show that vorinostat is effective and selective for MCL cells. The molecular mechanism of action of vorinostat involves acetylation of the histones in the gene promoter of the pro-apoptotic BH3-only from Bcl-2 family, BMF, BIM and NOXA, which induces its transcriptional activation. The respective proteins cooperate in the apoptosis induction. Moreover, vorinostat synergizes with the BH3-only mimetic ABT-263 in MCL. Plenty of kinases that have been recognized to regulate survival and proliferation pathways are overexpressed in tumor cells. In this work, we analyzed the anti-tumor effect of sorafenib, a multi-kinase inhibitor approved by the FDA, in CLL and MCL. Sorafenib induces selective apoptosis in CLL and MCL cells, being also effective in poor prognosis cases of CLL. At the molecular level, sorafenib dephosphorylates the B-cell receptor (BCR) associated kinases, specifically Syk and the Src family kinases. In CLL and MCL, sorafenib inhibits Mcl-1 and cyclin D1 translation. Mcl-1 downregulation is directly impairing anti-apoptotic signals. As for cyclin D1, sorafenib releases Bax from cyclin D1 sequestering. Both processes are involved in apoptosis induction, which occurs through caspase-dependent and independent mechanisms. In addition, sorafenib blocks CXCL12-induced migration and actin polymerization via FAK inhibition, a Src kinase substrate that regulates migration. Stromal cells from the microenvironment interact with and promote tumor growth and drug resistance. In this context, MCL and CLL cells become resistant to conventional chemotherapeutic drugs in the presence of stromal microenvironment, which is counteracted by sorafenib. Activation of the BCR and proliferation in CLL cells is higher in the lymph node microenvironments, a setting where sorafenib has been demonstrated to be more effective. BCR stimulation also leads to CCL3 and CLL4 chemoattractant cytokines secretion in CLL, that sorafenib blocks efficiently. Overall, this thesis is an important contribution to the understanding of the molecular mechanism of action of vorinostat and sorafenib, new drugs that might be effective for the treatment of these two entities, MCL and CLL.