[ES] Esta tesis doctoral titulada "Desarrollo y validación de nuevas estrategias senolíticas para la selección y eliminación de células senescentes" se centra en el diseño, síntesis y validación de nanodispositivos y profármacos para eliminar células senescentes, con el objetivo de tratar enfermedades relacionadas con el envejecimiento y el cáncer. En el primer capítulo experimental, presentamos un nanodispositivo para eliminar selectivamente células senescentes explotando la actividad enzimática específica del secretoma senescente. Los resultados mostraron que tras la inducción de senescencia en fibroblastos WI-38 proliferantes con radiación ionizante, las células secretan altos niveles de metaloproteinasa de matriz 3 (MMP-3). Basándose en esto, se cargaron MSNs con navitoclax y se recubrieron con un péptido específico de MMP-3 ( "puerta molecular"), obteniendo NPs(Nav)@MMP-3. Los estudios celulares demostraron una liberación preferencial de la carga en células senescentes en comparación con células proliferantes. Además, el tratamiento de células senescentes con NPs(Nav)@MMP-3 indujo una disminución de la viabilidad celular similar a la del navitoclax, mientras que se observó un efecto protector sobre las células proliferantes. Partiendo de estos resultados en el segundo capítulo experimental describimos una nanopartícula para terapia senolítica mediada por células inmunitarias. Para ello, las nanopartículas recubiertas con el péptido específico de MMP-3 se decoraron con la quimioquina CXCL12 (NPs@CXCL12), potenciando el reclutamiento de células inmunitarias al microambiente senescente. Se verificó la liberación progresiva y específica de la proteína CXCL12 en presencia de MMP-3 mediante ensayos de liberación controlada. Posteriormente, se confirmó la capacidad de las nanopartículas para atraer células T Jurkat a un microambiente senescente mediante ensayos de migración. Los resultados revelaron que las NPs@CXCL12 ejercían un efecto quimiotáctico más significativo que la CXCL12 libre. Además, también se evaluó la capacidad de las células asesinas naturales primarias humanas para eliminar WI-38 senescentes, y se monitorizaron sus trayectorias de migración en respuesta a NPs@CXCL12 o CXCL12 libre utilizando un dispositivo de microfuídica. En el capítulo experimental tres, nos centramos en el diseño de un nanodispositivo dirigido al surfaceoma senescente. En concreto, demostramos que la inducción de la senescencia con palbociclib en células de melanoma humano desarrollaba un fenotipo senescente con sobreexpresión de dipeptidil peptidasa-4 (DPP4).Aquí, se cargaron MSNs con navitoclax, se cubrieron con polietilenglicol que contiene disulfuro ("puerta molecular" sensible a redox) y se funcionalizaron con un anticuerpo contra DPP4. La eficacia de las NPs(Nav)@DPP4-PE en la detección y eliminación de células senescentes se validó in vitro e in vivo utilizando un modelo murino de melanoma senescente inducido por palbociclib. El tratamiento redujo significativamente el crecimiento tumoral y eliminó preferentemente las células senescentes. En el cuarto capítulo experimental, investigamos el potencial de la terapia fotodinámica para la detección y eliminación de células senescentes. Para ello, se sintetizó un fotosensibilizador (compuesto 1) basado en boro-dipirrometeno (BODIPY) activado con ß-galactosidasa asociada a senescencia (SA-ß-gal). El compuesto 1 permanece inactivo hasta que la hidrólisis de la galactosa por la enzima SA-ß-gal restaura la emisión de fluorescencia y la generación de oxígeno singlete. La restauración de la fluorescencia, la capacidad de producir especies reactivas de oxígeno y de matar células senescentes en presencia de luz en el compuesto 1 se demostró en modelos de senescencia inducida por terapia in vitro e in vivo. Además, los estudios revelaron que el compuesto 1 desencadena un potente efecto senolítico tras la irradiación de tumores senescentes en modelos de ratón. / [CA] Esta tesi doctoral titulada "Desenvolupament i validació de noves estratègies senolítiques per a la selecció i eliminació de cèl·lules senescents" se centra en el disseny, síntesi i validació de nanodispositius i profàrmacs per a eliminar cèl·lules senescents, amb l'objectiu de tractar malalties relacionades amb l'envelliment i el càncer. En el primer capítol experimental, presentem un nanodispositiu per a eliminar selectivament cèl·lules senescents explotantl'activitat enzimàtica específica del secretoma senescent. Els resultats van mostrar que després de la inducció de senescència en fibroblasts WI-38 proliferants amb radiació ionitzant, les cèl·lules secreten alts nivells de metaloproteinasa de matriu 3 (MMP-3). Basant-se en això, es van carregar MSNs amb navitoclax i es van recobrir amb un pèptid específic de MMP-3 ("porta molecular"), obtenint NPs(Nav)@MMP-3. Els estudis cel·lulars van demostrar un alliberament preferencial de la càrrega en cèl·lules senescents en comparació amb cèl·lules proliferants. A més, el tractament de cèl·lules senescents amb NPs(Nav)@MMP-3 va induir una disminució de la viabilitat cel·lular similar a la del navitoclax, mentres que es va observar un efecte protector sobre les cèl·lules proliferants. Partint déstos resultats en el segon capítol experimental descrivim una nanopartícula per teràpia senolítica mediada per cèl·lules immunitàries. Per a això, les nanopartícules recobertes amb el pèptid específic de MMP-3 es van decorar amb la quimioquina CXCL12 (NPs@CXCL12), potenciant el reclutament de cèl·lules immunitàries al microambient senescent. Ees va verificar l'alliberament progressiu i específic de la proteïna CXCL12 de la bastida en presència de MMP-3 mitjançant assajos d'alliberament controlat. Posteriorment, es va confirmar la capacitat de les nanopartícules per a atraure cèl·lules T Jurkat a un microambient senescent mitjançant assajos de migració. Els resultats van revelar que les NPs@CXCL12 exercien un efecte quimiotàctic més significatiu que la CXCL12. A més, també es va avaluar la capacitat de les cèl·lules assassines naturals primàries humanes per a eliminar WI-38 senescents, i es van monitorar les seues trajectòries de migració en resposta a NPs@CXCL12 o CXCL12 utilitzant un dispositiu de microfuidica. En el capítol experimental tres, ens centrem en el disseny d'un nanodispositiu dirigit al surfaceoma senescent. En concret, vam demostrar que la inducció de la senescència amb palbociclib en cèl·lules de melanoma humà presentava un fenotip senescent amb sobreexpresión de dipeptidil peptidasa-4 (DPP4). Basant-se en esta troballa, es van carregar MSNs amb navitoclax, es van cobrir amb polietilenglicol que conté disulfur, ("porta molecular" sensible a redox) i es van funcionalitzar amb un anticòs contra DPP4. L'eficàcia de les NPs(Nav)@DPP4-PE en la detecció i eliminació de cèl·lules senescents es va validar in vitro i in vivo utilitzant un model murin de melanoma senescent induït per palbociclib.El tractament va reduir significativament el creixement tumoral i va eliminar preferentment les cèl·lules senescents, com van indicar els biomarcadores de senescència analitzats. En el quart capítol experimental, investiguem el potencial de la teràpia fotodinámica per a la detecció i eliminació de cèl·lules senescents. Per a això, es va sintetitzar un fotosensibilizador (compost 1) basat en bor-dipirrometeno activat amb ß-galactosidasa associada a senescència (SA-ß-gal). El 1 roman inactiu fins que la hidròlisi de la galactosa per SA-ß-gal restaura l'emissió de fluorescència i la generació d'oxigen singlete. La restauració de la fluorescència, la capacitat de produir espècies reactives d'oxigen i de matar cèl·lules senescents en presència de llum en el 1 es va demostrar en models de senescència induïda per teràpia in vitro i in vivo. A més, els estudis van revelar que el 1 desencadena un potent efecte senolítico després de la irradiació de tumors senescents en models de ratolí. / [EN] This PhD thesis entitled "Development and validation of novel senolytic strategies for targeting and eliminating senescent cells" focuses on the design, synthesis, and validation of nanodevices and prodrugs to eliminate senescent cells, to treat diseases related to aging and cancer. In the first experimental chapter, we present a nanodevice to selectively remove senescent cells by exploiting the specific enzymatic activity of the senescent secretome. The results showed that after the induction of senescence in proliferating WI-38 fibroblasts with ionizing radiation, the cells secrete high levels of matrix metalloproteinase-3 (MMP-3). Based on this, MSNs were loaded with navitoclax and coated with a specific peptide; a substrate of MMP-3 (gatekeeper), yielding NPs(Nav)@MMP-3. Cellular studies demonstrated preferential cargo release in senescent cells compared to proliferating cells. Furthermore, treatment of senescent cells with NPs(Nav)@MMP-3 induced a decrease in cell viability similar to that of free navitoclax, while a protective effect on proliferating cells was observed. Building on these results, in the second experimental chapter, we describe a nanoparticle for immune cell-mediated senolytic therapy. To this end, MSNs coated with the specific peptide MMP-3 were decorated with the chemokine CXCL12 (NPs@CXCL12), enhancing immune cells' recruitment to the senescent microenvironment. First, the progressive and specific release of CXCL12 protein from the scaffold in the presence of MMP-3 was verified by controlled release assays. Subsequently, the ability of the nanoparticles to attract Jurkat T cells to a senescent microenvironment was confirmed by migration assays. The results revealed that NPs@CXCL12 exerted a more significant chemotactic effect than free CXCL12. In addition, the ability of human primary natural killer cells to clear senescent WI-38 was also evaluated, and their migration trajectories were monitored in response to NPs@CXCL12 or free CXCL12 using a microfluidic device. In experimental chapter three, we focused on the design of a nanodevice targeting senescent surfaceome. Specifically, the research proved that the induction of senescence with palbociclib in human melanoma cells developed a senescent phenotype characterized by the up-regulated expression of dipeptidyl peptidase 4 (DPP4). Based on this finding, MSNs were loaded with navitoclax, capped with disulfide-containing polyethylene glycol (redox-sensitive gatekeeper) and finally functionalized with an antibody that recognized the DPP4 protein. The efficacy of NPs(Nav)@DPP4-PE in detecting and eliminating senescent cells was validated in vitro and in vivo using a mouse model of palbociclib-induced senescent melanoma. Furthermore, treatment of mice with the DPP4-targeted nanoparticle significantly reduced tumor growth, and preferentially removed senescent cells, as indicated by the senescence biomarkers analyzed. In the fourth experimental chapter, we investigated the potential of photodynamic therapy for the detection and eradication of senescent cells. For this purpose, a boron dipyrromethene-based photosensitizer (BODIPY) activated with senescent-associated ß-galactosidase (SA-ß-gal) (compound 1) was synthesized. Compound 1 contains a galactose moiety bound to a BODIPY, so it remains inactive until galactose hydrolysis by the SA-ß-gal enzyme restores fluorescence emission and singlet oxygen generation. The restoration of fluorescence, the ability to produce reactive oxygen species, and to kill senescent cells in the presence of light in compound 1 was demonstrated in models of therapy-induced senescence in vitro and in vivo. Furthermore, studies in palbociclib-induced senescent melanoma mouse models reveal that the galactose-conjugated photosensitizer triggers a potent senolytic effect upon irradiation of senescent tumors. / This research was supported by projects PID2021-126304OB-C41 and PID2021-128141OB-C22 funded by MCIN/ AEI /10.13039/501100011033/ and by EuropeanRegional Development Fund - A way of doing Europe. This study was also supported byGeneralitat Valenciana (CIPROM/2021/007). This research was supported by CIBER(CB06/01/2012), Instituto de Salud Carlos III, and Ministerio de Ciencia e Innovación. Thiswork was also supported by the European Research Council (ERC) via Advanced Grant (101052997, EDISON). B.E-N. is grateful to the Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) for the grant through the project “IFI19/00026”, co-funded by the European Union and the company Senolytic Therapeutics S.L for the support. E.G. is grateful to the Spanish MIU and European Union-Next Regeneration EU for her “Margarita Salas” postdoctoral grant (UP2021-036). / Escriche Navarro, B. (2025). Development and validation of novel senolytic strategies for targeting and eliminating senescent cells [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214794