El cáncer de pulmón no célula pequeña es la neoplasia más frecuente en la actualidad en los países industrializados, siendo la primera causa de mortalidad por cáncer en el varón. Su incidencia continúa aumentando progresivamente, y su tratamiento, pese a los esfuerzos de investigación de los últimos años, sigue siendo poco efectivo en la mayor parte de los casos, situándose la supervivencia global a los cinco años alrededor del 13%. La alta tasa de recaída, incluso en estadios iniciales susceptibles de cirugías radicales, justifica el interés de estudiar marcadores pronósticos de supervivencia y recaída. Esto nos ayudaría a distinguir grupos de riesgo, cuyo interés radica en ayudarnos a conocer la necesidad y efecto de los tratamientos adyuvantes, con quimioterapia y radioterapia así como abrir la puerta a posibles nuevas armas terapéuticas. Dada la alta incidencia de alteraciones en la vía de p53 en el cáncer de pulmón no célula pequeña, y su probable valor pronóstico, nuestra hipótesis es que existen alteraciones en los niveles de expresión de los miRNAs directamente regulados por p53, así como en los reguladores intermedios de la función de p53, con posible valor pronóstico en recaída y supervivencia de pacientes operados de cáncer de pulmón no célula pequeña o no microcítico(CPNCP). Tratamos pues de identificar el papel que juegan los miRNAs como marcadores útiles en el pronóstico del CPNCP en estadios iniciales, tras cirugía radical. De forma más específica determinar el posible papel pronóstico en recaída y en supervivencia de los miRNAs de la familia de miR-34: miR-34a, miR-34b y miR-34c, cuya transcripción es activada por p53. También definir el posible papel pronóstico en recaída y en supervivencia de los miRNAs miR-16 y miR-143, cuyos niveles finales en la célula, están modulados por p53. Así como, conocer si existen posibles interacciones entre miR-34a, miR-34b, miR-34c, miR-16 y miR-143 a nivel pronóstico. Para ello, hemos planteado un estudio retrospectivo, con las muestras de tejido tumoral y normal pareado de 70 pacientes, diagnosticados y tratado, de cáncer de pulmón no microcítico estadios I-III, entre Febrero de 1996 y Septiembre de 2002, en el Hospital Clínic de Barcelona. Se realizaron la extracción y cuantificación de RNA. Determinación de los niveles de los microRNAs mencionados. Determinación del estado de metilación de la región promotora del gen MIR34A. Determinación de la presencia de mutaciones de P53 entre los exones 5-8. Tras estos estudios los resultado obtenidos se han publicado en dos artículos. El primero de ellos en la revista “Carcinogenesis” y el segundo en la revista “Journal of Surgical Oncology”. En el primer artículo, titulado “miR-34a as a prognostic marker of relapse in surgically resected non-small-cell lung cancer”, relacionamos los niveles de miR-34a con la recaída tumoral, estableciendo tres grupos en función de esta tasa de recaída: el grupo con niveles bajos de miR34a, con un 67% de recaída, los que tenían niveles altos, con un 43% de recaída y los que tenían los niveles más altos con un 0% de recaída. Además, en el análisis univariado para riesgo de recaída, el estado mutacional de P53, los niveles de miR-34a y el estadio IA vs el resto, se correlacionaron con probabilidad de recaída. Se realizaron dos análisis mutilvariados, incluyendo o no el estado mutacional de P53, permaneciendo en ambos análisis la expresión de miR-34a, como factor independiente para recaída tumoral. Se observó que los pacientes con mutaciones de P53 presentaban una media de expresión de miR-34a más baja. Se observó que el subgrupo de pacientes en el que los niveles de expresión de miR-34a baja coincidían con presencia de mutaciones de P53, presentaban una alta tasa de recaída. En los pacientes sin mutaciones de de P53, existe una diferencia significativa en los niveles de expresión de miR-34a entre los pacientes que presentaban la región promotora de MIR34A metilada vs los que no. Por todo esto, encontramos que miR-34a se demuestra como un nuevo marcador biológico con significación en el pronóstico de la recaída de pacientes sometidos a cirugía del CPNCP, abriendo la posibilidad de una futura herramienta en el algoritmo de decisiones terapéuticas. En el segundo artículo, titulado “Prognostic Implications of miR-16 Expression Levels in Resected Non-Small-Cell Lung Cancer”, desde la hipótesis de que P53 activa la transcripción de la familia de miRNAs de miR-34 y regula la maduración de miR-16 y miR143, se estudiaron los niveles de expresión de miR-143 y miR-16 en el tejido normal y tumoral pareado de cada paciente de la serie, antes mencionada, de 70 pacientes. Así los pacientes se clasificaron de acuerdo a los niveles de expresión de miR-16(alto, normal y bajo). Aquellos pacientes con niveles normales tuvieron la mejor evolución, mientras que aquellos con niveles más altos tuvieron la peor. La supervivencia libre de enfermedad (SLE) era de 22,4 meses para los pacientes con niveles altos de miR-16, 71,8 meses para los de niveles normales y de 55,8 meses para los de niveles bajos. La supervivencia global (SG) fue de 23,9 meses para los que tenían niveles altos de miR-16, de 97,6 meses para los que tenían niveles normales y 63,5 meses para aquellos con niveles bajos. No se observó correlación entre los niveles de miR-143 y la evolución clínica de los pacientes. El análisis multivariado mostró a miR-16 como factor pronóstico independiente de SLE Y SG. En un análisis secundario, examinamos la correlación potencial entre la expresión de miR-16 y miR-34a y el estado mutacional de P53.No hubo correlación entre el estado mutacional de P53 y miR-16, pero si se observó una interacción entre miR-16 y miR-34a. En los pacientes con niveles altos de miR-34a, se observaron diferencias entre SLE Y SG, de acuerdo a los niveles de expresión de miR-16, mientras que en los pacientes con niveles bajos de miR-34a presentaban un pobre pronóstico, independientemente de los niveles de expresión de miR-16. Estos resultados nos indican el posible valor pronóstico de miR-16 en pacientes intervenidos de CPNCP, además del posible sinergismo entre miR-34a y miR16. / Non small cell lung cancer is more common today, in industrialized countries and is the leading cause of cancer death in men. Its incidence continues to increase gradually, and their treatment, despite the research efforts of recent years, it remains ineffective in most cases, putting the overall survival at five years about 13%. The high rate of relapse, even in early stages susceptible to radical surgery, justifies the interest in studying prognostic markers of survival and relapse. This would help us distinguish risk groups, whose interest lies in helping to meet the need and effect of adjuvant treatment with chemotherapy and radiotherapy as well as opening the door to possible new therapeutic tools. Given the high incidence of alterations in the p53 pathway in non small cell lung cancer, and likely its prognostic role, our hypothesis is that there are alterations in the expression levels of miRNAs directly regulated by p53, as well as in intermediate regulators of p53 function with potential prognostic value on relapse and survival of patients undergoing non small cell lung cancer (NSCLC). Then, we try to identify the role of miRNAs as useful markers for the prognosis of NSCLC in initial stages, after radical surgery. More specifically determine the possible prognostic role in relapse and survival of the family miRNAs miR-34: miR-34a, miR-34b and miR-34c, whose transcription is activated by p53. Also define the possible prognostic role in relapse and survival of the miRNAs miR-16 and miR-143, whose final levels in the cell are modulated by p53. And, determine whether there are possible interactions between miR-34a, miR-34b, miR-34c, miR-16 and miR-143 as regards prognosis. To do this, we have proposed a retrospective study, with the tumor tissue and paired normal in 70 patients, diagnosed and treated of non small cell lung cancer stages I-III, between February 1996 and September 2002, at the Hospital Clínic, in Barcelona. We performed RNA extraction and quantification. Determining levels of microRNAs mentioned. Determining the status of methylation of the promoter region of the gene MIR34A. Determining the presence of p53 mutations between exons 5-8. Following, the results obtained from these studies have been published in two articles. The first in the journal "Carcinogenesis" and the second in the "Journal of Surgical Oncology." In the first article, entitled "miR-34a as a Prognostic marker of relapse in surgically resected non-small-cell lung cancer", we relate the levels of miR-34a with the tumor relapse, establishing three groups according to the rate of relapse: the group with low levels of miR34a, with 67% relapse, those with high levels, with 43% relapse and those with the highest levels with a 0% relapse. Furthermore, in univariate analysis for risk of relapse, the mutational status of p53, the levels of miR-34a and stage IA vs the rest, were correlated with likelihood of relapse. Two multivariate analyzes were performed, including or not the P53 mutational status, remaining in both analyzes the expression of miR-34a, as an independent factor for tumor relapse. It was observed that patients with p53 mutations had a mean expression of miR-34a lower. It was noted that the subgroup of patients in which the expression levels of miR-34a low coincided with the presence of p53 mutations, had a high rate of relapse. In patients without mutations of p53, there is a significant difference in expression levels of miR-34a between the patients with the methylated promoter region MIR34A vs. those without. For all this, we found that miR-34a is shown as a novel biomarker with prognostic significance in patients relapsed NSCLC undergoing surgery, opening the possibility of a future tool in the therapeutic decision algorithm. In the second article, entitled "Prognostic Implications of miR-16 Expression Levels in Resected Non-Small-Cell Lung Cancer", from the hypothesis that p53 activates transcription of the family of miRNAs miR-34 and regulates the maturation of miR-16 to miR-143, we studied the expression levels of miR-143 and miR-16 in the paired normal and tumor tissue of each patient in the series, mentioned above, in 70 patients. So patients were classified according to the expression levels of miR-16 (high, normal and low). Patients with normal levels had the best clinical course, while those with higher levels had the worst. The disease-free survival (DFS) was 22.4 months for patients with high levels of miR-16, 71.8 months for normal levels of 55.8 months for low levels. Overall survival (OS) was 23.9 months for those with high levels of miR-16, from 97.6 months for those with normal levels and 63.5 months for those with low levels. No correlation was observed between the levels of miR-143 and the clinical course of patients. Multivariate analysis showed miR-16 as an independent prognostic factor for DFS and OS. In a secondary analysis, we examined the potential correlation between the expression of miR-16 and miR-34a and the mutational status of P53. There was no correlation between p53 mutational status and miR-16, but observed an interaction between miR-16 and miR-34a. In patients with high levels of miR-34a, there were differences between DFS and OS, according to the expression levels of miR-16, whereas in patients with low levels of miR-34a had a poor prognosis, regardless of expression levels of miR-16. These results indicate the possible prognostic value of miR-16 in patients operated for NSCLC, as well as possible synergism between miR-34a and miR16

El cáncer de pulmón es uno de los principales problemas de salud del mundo; es una enfermedad frecuente, grave y con incidencia en aumento. A estas características, se añade la complejidad de su tratamiento ===cirugía, quimioterapia y radioterapia===, que es agresivo y habitualmente costoso siendo necesaria la colaboración organizada de numerosos profesionales distintos. En este sentido integral de la atención al paciente oncológico, la aportación de la biología molecular con nuevos conceptos y retos como la oncofarmacogénetica y oncofarmacogenómica ha permitido no sólo el desarrollo de fármacos usando biomarcadores para predecir la respuesta; sino también el análisis del comportamiento de las células tumorales; el estudio de mutaciones de genes, polimorfismos, metilaciones, etc.; estudios anatomopatológicos más precisos; y la individualización del tratamiento gracias al mejor conocimiento de los factores pronóstico y sobre todo, de los factores predictivos de respuesta. En nuestro trabajo hemos tratado de identificar marcadores moleculares en sangre periférica de pacientes con cáncer no microcítico de pulmón en estadios localmente===avanzado y/o metastásicos no sólo para conocer y poder predecir la evolución y pronóstico de la enfermedad como el análisis del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) o la inactivación de p16; sino para adecuar la mejor opción de tratamiento de forma individualizada y conseguir altas tasas de eficacia con mínima toxicidad. / Iranzo González-Cruz, V. (2013). Análisis molecular y de marcadores pronóstico en sangre periférica en pacientes con cáncer no microcítico de pulmón en estadio localmente avanzado [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31519 / TESIS

La implementación de la tecnología de la tomografía computarizada con energía dual (TCED), permite la cuantificación de una serie de estudios basados en parámetros tales como las unidades Hounsfield, el número atómico efectivo y de las curvas espectrales. Esta tesis doctoral tiene como objetivo el análisis de esta tecnología aplicada al cáncer de pulmón. Para ello, partimos de la hipótesis de que estos parámetros cuantitativos recogen características del proceso de angiogénesis relacionado con características de la lesión como su benignidad-malignidad, tipo, patrón, presencia de necrosis, grado o estadio de la enfermedad. Asimismo, con el fenotipo de la lesión que estaría vinculado con los distintos marcadores genéticos del cáncer y con la agresividad tumoral que afecta a la distinta supervivencia de los pacientes. Se han estudiado de forma retrospectiva 252 pacientes que presentaban un total de 256 lesiones los cuales acudieron a la Fundación Instituto Valenciano de Oncología (FIVO) y se realizaron un estudio de TCED ante la sospecha de cáncer de pulmón. Dichas lesiones fueron analizadas por el Servicio de Anatomía Patológica de la FIVO y sus resultados se relacionaron con los parámetros cuantitativos recogidos mediante el estudio de TCED. Dichos parámetros se obtuvieron mediante una metodología robusta y reproducible. Los resultados muestran que una serie de parámetros se relacionan de manera estadísticamente significativa con el carácter benigno - maligno de la lesión; con su tipo, patrón y grado histológico, con su estadificación y presencia de necrosis en la tumoración. Asimismo, se ha encontrado una relación de diversos parámetros con la proteína Ki-67, que nos indica el crecimiento tumoral. También se ha demostrado que se relaciona de manera pronóstica un conjunto de parámetros del estudio realizado en el momento del diagnóstico con el intervalo libre de progresión (ILP) y de la supervivencia global de los pacientes. En conclusión, se ha encontrado que numerosos parámetros específicos de la TCED se relacionan con características de la tumoración en cáncer de pulmón y que están relacionados con la agresividad tumoral y la supervivencia de la muestra de pacientes. / The implementation of dual energy computed tomography (DECT) technology allows the quantification of parameters such as Hounsfield Units, the absorbed iodine in the tumour, atomic number or spectral curves. This Doctoral Thesis aims the analysis of this technology in relation to lung cancer. We start from the hypothesis that those quantitative data include characteristics of the angiogenesis process and could be related to lesion features as benign - malignant status, histological type, necrosis presence, grade, or stage. Likewise, could be related to phenotype, which is linked to the different cancer biomarkers and to the tumour aggressiveness that affects to the patients' survival. The analysis was performed retrospectively on a cohort of 252 patients with 256 lung lesions. They underwent a DECT study in Fundación Instituto Valenciano de Oncología due to lung cancer suspected. Lesions were assessed by Pathological Anatomy Service and results were related to quantitative dual energy computed tomography parameters. Those parameters were collected in a robust and reproducible way. The results show that a set of DECT parameters are statistically significant related to the benign - malignant status, type, pattern, grade, stage and necrosis status in the tumour. Similarly, relations to Ki-67 value were found, showing tumour growth properties. It has also been exhibited a prognostic connection between the dual energy computed tomography study in the diagnosis and the patients progression-free and overall survival. In conclusion, several parameters specific of DECT were found to be correlated to tumour features in lung cancer and connected to tumour aggressiveness as shown in the survival analysis of the cohort. / La implantació de la tecnologia en la tomografia computeritzada amb energia dual (TCED), permet la quantificació d¿una sèrie de paràmetres, com ara, les unitats Hounsfield, el nombre atòmic efectiu i les corbes espectrals. Esta tesi doctoral té com a objectiu l'anàlisi d'esta tecnologia aplicada al càncer de pulmó. Per això, partim de la hipòtesi que estos paràmetres quantitatius arrepleguen característiques del procés d'angiogènesis relacionat amb característiques de la lesió com la seua benignitat-malignitat, tipus, patró, presència de necrosi, grau o estadi de la malaltia. Així mateix, amb el fenotip de la lesió que estaria vinculat amb els distints marcadors genètics del càncer i amb l'agressivitat tumoral que afecta a la distinta supervivència dels pacients. S'han estudiat de forma retrospectiva 252 pacients que presentaven un total de 256 lesions els quals van acudir a la Fundació Institut Valencià d'Oncologia (FIVO) i es van realitzar un estudi TCED davant de la sospita de càncer de pulmó. Estes lesions van ser analitzades pel Servici d'Anatomia Patològica del FIVO i els seus resultats es van relacionar amb els paràmetres quantitatius arreplegats per mitjà de l'estudi TCED. Aquests paràmetres han sigut arreplegats per mitjà d'una metodologia robusta i reproduïble. Els resultats mostren que una sèrie de paràmetres es relacionen de manera estadísticament significativa amb el caràcter benigne - maligne de la lesió; amb el seu tipus, patró i grau histològic, amb la seua estadificació i presència de necrosi en la tumoració. Així mateix, s'ha trobat una relació de diversos paràmetres amb la proteïna Ki-67, que ens indica el creixement tumoral. També s'ha demostrat que es relaciona de manera pronòstica un conjunt de paràmetres de l'estudi realitzat en el moment del diagnòstic amb la supervivència sense progressió de la malaltia i de la supervivència global dels pacients. En conclusió, s'ha trobat que nombrosos paràmetres específics de la TCED es relacionen amb característiques de la tumoració en càncer de pulmó i que estan relacionats amb l'agressivitat tumoral com reflecteix un estudi de supervivència de la mostra de pacients. / González Pérez, V. (2018). Tomografía computerizada de doble energía en patología pulmonar [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111822 / TESIS

Una cavidad pleural residual (CPR) se origina tras un proceso patológico pleural o tras una resección pulmonar y persiste prolongadamente en el tiempo, dando lugar a diversas complicaciones (infecciones, sangrado, disnea, fístulas y/o dolor). Las causas que originan una CPR pueden ser tuberculosis, infecciones virales, cáncer de pulmón, insuficiencia cardíaca congestiva, etc. Las CPRs deben ser tratadas con inmediatez para evitar severas complicaciones tales como neumotórax, derrames pleurales o hemotórax, pudiendo llegar a producir la defunción del paciente. En la actualidad, los tratamientos de las CPRs consisten en complicadas intervenciones quirúrgicas que suelen acarrear un deterioro posterior en la calidad de vida del paciente. Desde hace algunos años se ha propuesto rellenar las CPRs con materiales sintéticos, habiéndose usado diferentes materiales (esferas huecas de polimetil metacrilato, implantes de prótesis de mama o de testículo, y prótesis expansibles rellenadas con soluciones estériles). Sin embargo, ninguno de estos materiales ha proporcionado resultados suficientemente positivos, ya que no se adaptan completamente a la CPR y generan infecciones o fístulas. Considerando que las espumas poliméricas permiten el relleno de espacios de diferente geometría y tamaño, así como su alta durabilidad y facilidad de aplicación, en este estudio se propone el desarrollo de espumas de poliuretano (PUF) para rellenar CPRs in-situ. Para ello, el estudio se ha llevado a cabo en diferentes etapas. En la primera etapa del estudio, se optimizó la síntesis de espumas de poliuretano mediante la herramienta matemático-analítica de diseño propiedades mecánicas de compresión mostraron una sinergia de propiedades en la utilización de una relación 80/20 de polioles de mayor/menor peso molecular atribuido a la formación de celdas parcialmente abiertas además de un mayor número de celdas por unidad de volumen. Esta espuma de poliuretano presentó una estructura basada en poliureas con alto contenido de enlaces de hidrogeno (ureas bidentadas), mostrando un mayor orden estructural. Los estudios posteriores se centraron en el uso de polioles de diferente naturaleza química y menor funcionalidad (copolímero poliéster/policarbonato diol y poliéster derivado de original con funcionalidades 2 y 1.6, respectivamente). El uso de polioles con menor funcionalidad, produjo una menor reactividad de la espuma de poliuretano, dejando ocluidos grupos NCO en la estructura que, con el tiempo, reaccionaban entre sí formando isocianuratos que rigidizaban la estructura. Esto conllevó una oclusión de dichos de las cadenas alifáticas, permitiendo un mejor reordenamiento, particularmente cuando se utilizaba el copolímero poliéster/policarbonato diol. Así mismo, la estructura celular era diferente cuando se empleaba el copolímero poliéster/policarbonato diol, tanto en forma (más esférica), como en número de celdas por unidad de volumen. Se estudió la influencia del peso molecular de copolímeros de poliéster/policarbonato diol (500-2000 g/mol) en las propiedades de las espumas de poliuretano. La síntesis de las espuma de poliuretano con el copolímero de poliéster/policarbonato de peso molecular 500 g/mol no fue viable. Para el resto de copolímeros de poliéster/policarbonato, se generaba un incremento del número de enlaces urea bidentada, generando estructuras más rígidas con un detrimento de las propiedades físicas (menor volumen de expansión y mayores temperaturas de reacción máxima). Además, se sintetizaron espumas de poliuretano empleando mezclas de polioles 80/20 (poliéter y copolímero de poliéster/policarbonato diol), mejorando las propiedades físicas y mecánicas, ya que con respecto a la espuma R1F, se obtuvieron mejores valores en rendimiento al ser esta comprimidas hasta el 50% de espesor. Se estudió la adición de diferentes materiales grafíticas en las propiedades de las espumas de poliuretano. La adición de distintas cantidades de nanoláminas grafíticas GP500 en cantidades menores del 0.5 % en peso produjo un detrimento en la contribución de ureas bidentadas. No obstante, las propiedades viscoelásticas de dichas espumas de poliuretano mostraron un aumento de módulo de almacenamiento en un amplio abanico de temperaturas, generando un incremento de su rigidez. Las propiedades morfológicas de las espumas de poliuretano se afectaron por la adición de nanoláminas grafíticas, reduciéndose el tamaño de las celdas a medida que se adicionaba mayor cantidad, lo que conllevó una mejora del máximo de presión de compresión. Adicionalmente, se encontró una sinergia de propiedades en el yield point para las espumas de poliuretano con 0.3 y 0.5 % en peso de nanoláminas grafíticas GP500. Por último, se adicionó 0.5 % en peso de nanorellenos con diferente número de nanoláminas grafíticas apiladas (GP300 y GP100). La espuma de poliuretano preparada con GP300 mostró peores propiedades por proporcionar una estructura celular altamente heterogénea con celdas abiertas, cerradas e incompletas. La adición de GP100 mostró propiedades similares a las de GP500, aunque presentaba mayor contenido de grupos NCO libres en la estructura. El siguiente paso en el estudio es el ensayo in-vivo de las espumas de poliuretano optimizadas en ratas, trabajo que se está realizando en la unidad de Cirugía Torácica del Hospital Universitario de Albacete como parte de la tesis doctoral de Mercedes Cambronero Aroca.

Objetivo: Evaluar supervivencia y factores asociados en pacientes con CPCNP con la mutación del gen EGFR tratados con ITK en un Hospital de referencia peruano.Métodos: Se realizó un estudio observacional analítico de tipo cohorte retrospectivo durante 2009-2015. Las variables categóricas se presentaron como frecuencias y porcentajes. Se presentó la curva de Kaplan-Meier. Para el análisis bivariado, se analizó la asociación entre variables independientes y sobrevida utilizando el log Rank Test. Para el análisis multivariado se utilizó el método de riesgos proporcionales de Cox. Resultados: Se incluyeron 72 pacientes, seguidos durante un total de 1144 meses. Predominó género femenino (61.11%), pacientes no fumadores (62.50%), subtipo histológico adenocarcinoma (76.38%). El tipo de mutación del gen EGFR más frecuente fue la deleción del exón 19 (65.27%). La historia de tabaquismo fue del 37.5%. La mayoría de los pacientes se presentaron con comorbilidades (77.78%) siendo hipertensión arterial la más frecuente. Casi la totalidad de los pacientes se encontró en estadio IV. Fallecieron 65 (90.28%) casos. Se estimó que la mediana de sobrevida fue de 9.3 meses IC=95%(7.01-16.93). Al comparar las curvas de sobrevida (Long Rank test) se encontró que tipo histológico (p=0.01), lugar de mutación (p=0.06), hemoglobina (p=0.01) y edad (p=0.01) de los pacientes fueron significativas para la supervivencia global. En el análisis multivariado las variables asociadas significativamente fueron edad (HR=1.02, IC=1-1.04, p=0.009) y hemoglobina (HR=0.70, IC=0.55-0.89, p=0.003). Conclusión: La mediana de sobrevida global de los pacientes con mutación del gen EGFR con CPCNP tratados con ITK fue de 9,3 meses. Se encontró que una menor edad y una mayor cifra de hemoglobina fueron los factores asociados a una mayor sobrevida. / Objective: Evaluate the survival and prognostic factors in EGFR mutation non-small cell lung cancer (NSCLC) patients treated with tyrosine inhibitors (TKI) in a Peruvian reference hospital. Methods: Retrospective cohort analytical observational study was conducted in NSCLC patients from 2009-2015. Kaplan-Meier curve was presented. For the bivariate analysis, the association between independent variables and survival is analyzed using the Long-Rank test. For the multivariate analysis, the Cox proportional hazards method is used to calculate hazard ratios (HRs) and corresponding 95% confidence intervals (CIs) using time-to-event outcomes. Results: Were included 72 patients, following for a total of 1144 months. Predominantly female gender (61.11%), never smoked patients (62.50%), histological adenocarcinoma subtype (76.38%). The most frequent EGFR mutation was the deletion of exon 19 (65.27%). The history of smoking was 37.5%. The majority of patients present with comorbidities (77.78%), hypertension being the most frequent. Almost all patients were found in stage IV. 65 (90.28%) cases died. It was estimated that the median survival was 9.3 months CI = 95% (7.01-16.93). When comparing the survival curves using Long Range Test, it was found that histological type (p = 0.01), place of mutation (p = 0.06), hemoglobin (p = 0.01) and age (p = 0.01) were significant for overall survival. In the multivariate analysis significant characteristicsthe were age (HR = 1.02, CI = 1-1.04, p = 0.009) and hemoglobin (HR = 0.70, CI = 0.55-0.89, p = 0.003). Conclusion: The median overall survival of positive EGFR mutation NSCLC patients treated with TKI was 9.3 months. An association was found between a younger age and an a higher hemoglobin level with a longer survival. / Tesis

[ES] El cáncer de pulmón es el tumor más frecuente y también el que presenta mayor mortalidad en términos absolutos, suponiendo hasta más del 18% de los fallecimientos por cáncer en el mundo al año. El cáncer de pulmón no microcítico (CPNM) representa casi el 85% de todos los tumores de pulmón. Tanto las alteraciones genéticas como la heterogeneidad y el microambiente tumoral influyen en la agresividad de los tumores de CPNM. Un factor que contribuye a la heterogeneidad tumoral es la presencia de células madre tumorales (CSC, Cancer Stem Cells). La metástasis y recurrencia tumoral después del tratamiento han sido atribuidas al crecimiento y supervivencia de esta subpoblación celular. La falta de marcadores específicos de CSC de pulmón representa una dificultad para identificarlas, y los marcadores de superficie conocidos hasta el momento no son válidos para separar poblaciones de CSC, por lo que se hace necesaria la generación de nuevos ensayos experimentales para aislar CSC de manera más robusta. La identificación de CSC podría ser la base para el diseño de nuevas estrategias terapéuticas personalizadas, basadas en la selección de una combinación más racional de fármacos, que tendría como objetivo eliminar la población de CSC en los tumores de CPNM. Los objetivos de esta tesis doctoral han sido el aislamiento y caracterización de CSC derivadas de tumores de pacientes con CPNM, y de líneas de cultivo establecidas; la caracterización de proteínas involucradas en la transición epitelial mesenquimal (EMT) en CPNM que pueden ser relevantes para la adquisición y el mantenimiento de características de las células madre y para la progresión de la enfermedad; y el desarrollo de modelos experimentales de ratón a partir de xenoinjertos derivados de tumores de pacientes con CPNM (PDX) para la identificación de nuevos biomarcadores y para estudiar el fenotipo y evolución de los tumores de pacientes. En este trabajo se han optimizado los protocolos para la obtención de tumoresferas (ESF) con propiedades de células madre a partir de tejido tumoral de pacientes con CPNM y de líneas células de CPNM establecidas. Se ha confirmado el fenotipo característico de célula madre en las ESF mediante el análisis de la expresión de marcadores de superficie de CSC como CD326, CD166, CD44 y CD133, su capacidad de autorrenovación y diferenciación, así como la capacidad de iniciar tumores en ratones inmunodeprimidos. Se ha observado además que la señalización mediada por TGF-ß1 podría estar contribuyendo a un aumento de la población CSC, y que habría una relación entre el proceso de promoción de la EMT inducida por TGF-ß1 y las propiedades de CSC. El análisis de genes involucrados en la EMT y CSC en las ESF mostró que la expresión de CDKN1A, NOTCH3, CD44, NANOG, SNAI1 e ITGA6 es característica de las ESF, y por tanto la expresión combinada de estos genes podría identificar la subpoblación de CSC. Al correlacionar la expresión de estos genes con la supervivencia de los pacientes, se obtuvo una firma con valor pronóstico en ADC basada en la expresión de los genes CDKN1A, SNAI1 e ITGA6. Se ha estudiado además el papel de proteínas involucradas en la EMT cuya expresión podría promover la migración e invasión celular en CPNM. De esta manera se ha identificado que el factor de transcripción JunB y el factor de traducción eIF5A2 están involucrados en la iniciación de la EMT mediada por TGF-ß1. Finalmente, se han establecido 9 modelos de xenoinjertos derivados de tumores de pacientes con CPNM (PDX). La correlación del éxito de implantación del tumor en ratón con variables clínico-patológicas de los pacientes mostró que los tumores primarios que generaron PDX derivaban de pacientes con peor pronóstico. También se observó que la elevada expresión de Vimentina, Ezrina y Ki67 en tumores sugiere una mayor agresividad y, por tanto, estudiar su expresión podría utilizarse en / [CA] El càncer de pulmó és el tumor més frequent i també el que presenta major mortalitat en termes absoluts, suposant fins més del 18% de les defuncions per càncer en el món a l'any. El càncer de pulmó no microcític (CPNM) representa quasi el 85% de tots els tumors de pulmó. Tant les alteracions genètiques com l'heterogeneïtat i el microambient tumoral influeixen en l'agressivitat dels tumors de CPNM. Un factor que contribueix a l'heterogeneïtat tumoral és la presència de cèl·lules mare tumorals (CSC, Cancer Stem Cells). La metàstasi i recurrència tumoral després del tractament han sigut atribuïdes al creixement i supervivència d'aquesta subpoblació cel·lular. La falta de marcadors específics de CSC de pulmó representa una dificultat per a identificar-les, i els marcadors de superfície coneguts fins al moment no són vàlids per a separar poblacions de CSC, per la qual cosa es fa necessària la generació de nous assajos experimentals per a aïllar CSC de manera més robusta. La identificació de CSC podria ser la base per al disseny de noves estratègies terapèutiques personalitzades, basades en la selecció d'una combinació més racional de fàrmacs, que tindria com a objectiu eliminar la població de CSC en els tumors de CPNM. Els objectius d'aquesta tesi doctoral han sigut l'aïllament i caracterització de CSC derivades de tumors de pacients amb CPNM, i de línies de cultiu establides de CPNM; la caracterització de proteïnes involucrades en la transició epitelial mesenquimal (EMT) en CPNM que poden ser rellevants per a l'adquisició i el manteniment de característiques de les cèl·lules mare i per a la progressió de la malaltia; i el desenvolupament de models experimentals de ratolí a partir de xenotrasplantaments derivats de tumors de pacients amb CPNM (PDX) per a la identificació de nous biomarcadors i per a estudiar el fenotip i evolució dels tumors de pacients. En aquest treball s'han optimitzat els protocols per a l'obtenció de tumoresferes (ESF) amb propietats de cèl·lules mare a partir de teixit tumoral de pacients amb CPNM i de línies cel·lulars de CPNM establides. S'ha confirmat el fenotip característic de cèl·lula mare en les ESF mitjançant l'anàlisi de l'expressió de marcadors de superfície de CSC com CD326, CD166, CD44 i CD133, la seua capacitat d'autorenovació i diferenciació, així com la capacitat d'iniciar tumors en ratolins immunodeprimits. S'ha observat a més que la senyalització mediada per TGF-ß1 podria estar contribuint a un augment de la població CSC, i que hi hauria una relació entre el procés de promoció de l'EMT induïda per TGF-ß1 i les propietats de CSC. L'anàlisi de gens involucrats en l'EMT i CSC en les ESF va mostrar que l'expressió de CDKN1A, NOTCH3, CD44, NANOG, SNAI1 i ITGA6 és característica de les ESF, i per tant l'expressió combinada d'aquests gens podria identificar la subpoblació de CSC. En correlacionar l'expressió d'aquests gens amb la supervivència dels pacients, es va obtindre una signatura amb valor pronòstic en ADC basada en l'expressió dels gens CDKN1A, SNAI1 i ITGA6. S'ha estudiat a més el paper de proteïnes involucrades en l'EMT que la seua expressió podria promoure la migració i invasió cel·lular en CPNM. D'aquesta manera s'ha identificat que el factor de transcripció JunB i el factor de traducció eIF5A2 estan involucrats en la iniciació de l'EMT mediada per TGF-ß1. Finalment, s'han establit 9 models de xenotrasplantaments derivats de tumors de pacients amb CPNM (PDX). La correlació de l'èxit d'implantació del tumor en ratolí amb variables clinicopatològiques dels pacients va mostrar que els tumors primaris que van generar PDX derivaven de pacients amb pitjor pronòstic. També es va observar que l'elevada expressió de Vimentina, Ezrina i Ki67 en tumors suggereix una major agressivitat i, per tant, l'avaluació de la seua expressió podria utilitzar-se en combinació com a marcador de pr / [EN] Lung cancer is the most frequent and the most mortal tumor in absolute terms, accounting for up to more than 18% of cancer deaths worldwide per year. Non-small cell lung cancer (NSCLC) accounts for almost 85% of all lung tumors. Apart from genetic alterations, both tumor heterogeneity and tumor microenvironment influence the aggressiveness of NSCLC tumors. A factor that contributes to tumor heterogeneity is the presence of cancer stem cells (CSC). Tumor metastasis and recurrence after treatment have been attributed to the growth and survival of this cell subpopulation. The lack of specific markers for lung CSC represents a drawback for their identification, and the surface markers known to date are not valid for separating CSC subpopulations, so it is necessary to generate new experimental assays to isolate CSC in a more robust way. The identification of CSC could be the basis for the design of new personalized therapeutic strategies, based on the selection of a more rational combination of drugs, which would aim to eliminate the CSC population in NSCLC tumors. The objectives of this doctoral thesis have been the isolation and characterization of CSC derived from tumors of patients with NSCLC, and from established NSCLC cell lines; the characterization of proteins involved in the epithelial-mesenchymal transition (EMT) in NSCLC that may be relevant for the acquisition and maintenance of stem cell characteristics and for disease progression; and the development of experimental mouse models from patient-derived xenografts (PDX) of NSCLC for the identification of new biomarkers and to study the phenotype and evolution of patient tumors. In this work, the protocols for obtaining tumorspheres (SPH) with stem cell properties from tumor tissue of NSCLC patients and from established NSCLC cell lines have been optimized. The characteristic stem cell phenotype in SPH has been confirmed by analyzing the expression of CSC surface markers such as CD326, CD166, CD44 and CD133, their capacity for self-renewal and differentiation, as well as the ability to initiate tumors in immunosuppressed mice. It has also been observed that TGF-ß1-mediated signaling could be contributing to an increase in CSC population, and that there would be a relationship between the process of promoting TGF-ß1-induced EMT and CSC features. The analysis of genes involved in EMT and CSC in the SPH showed that the expression of CDKN1A, NOTCH3, CD44, NANOG, SNAI1 and ITGA6 is characteristic of the SPH, and therefore the combined expression of these genes could identify the CSC subpopulation in NSCLC tumors. By correlating the expression of these genes with the survival of the patients, a signature with prognostic value in ADC was obtained based on the expression of CDKN1A, SNAI1 and ITGA6. The role of proteins involved in EMT whose expression could promote cell migration and invasion in NSCLC has also been studied. Thus, it has been identified that the JunB transcription factor and the eIF5A2 translation factor are involved in the initiation of EMT mediated by TGF-ß1. Finally, 9 PDX models from tumors of NSCLC patients have been established. The correlation of implantation success of the tumor in mice with the clinical-pathological variables of the patients showed that primary tumors that generated PDX were derived from patients with bad prognosis. It was also observed that higher expression of Vimentin, Ezrin and Ki67 in tumors suggests higher aggressiveness and, therefore, the study of their expression could be used in combination as a prognostic marker to evaluate the progression of the disease. / Pardo Sánchez, JM. (2021). Aproximaciones moleculares para la identificación de nuevos biomarcadores y dianas terapéuticas del cáncer de pulmón no microcítico: células madre tumorales, transición epitelial-mesenquimal y modelos de xenoinjertos derivados de pacientes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172736 / TESIS

[ES] En esta tesis, buscamos profundizar en el estudio del microambiente inmunitario del tumor (TME), lo que resultaría en una mejor caracterización del contexto inmunológico de los pacientes y la búsqueda de nuevos biomarcadores en el cáncer de pulmón. Se emplearon cultivos derivados de pacientes con cáncer de pulmón, y líneas celulares comerciales para ensayos de formación de tumoresferas y condiciones adherentes como control. Se analizó la expresión génica de diversos factores inmunorreguladores, observándose una mayor expresión de la mayoría de ellos en las tumoresferas en comparación con las células adherentes. Junto con la secreción, la Galectina-3 (GAL3 o LGALS3 cuando se referencian la proteína o el gen, respectivamente) se seleccionó como la molécula que podría tener una fuerte implicación en la modulación del TME. Los análisis proteicos confirmaron que la GAL3 aumentaba en las tumoresferas de cultivos de adenocarcinoma (ADC) y mostraba patrones de localización y expresión diferencial. Las vesículas extracelulares procedentes de tumoresferas exhibieron niveles altos de LGALS3. Además, revelamos que la GAL3 podría desempeñar un papel crucial como molécula inmunomoduladora en el TME, modulando la inmunosupresión a través de las células T reguladoras (TREGS). Esto se confirmó en muestras tumorales de pacientes, dónde los niveles de expresión altos de LGALS3, se correlacionaron con mayores niveles de TREGS, sugiriendo que los tumores pueden reclutar esta población a través de la GAL3. Posteriormente, se evaluaron los roles pronósticos y diagnósticos de la GAL3 soluble (sGAL3) y otros factores inmunorreguladores (sICOSL, sFGL1, sGAL1, sMICA, sMICB, sCD276) en una cohorte de 94 pacientes con cáncer de pulmón en estadios tempranos resecables (cohorte test). sFGL1, sGAL3 y su combinación mostraron una eficacia diagnóstica óptima para nuestros pacientes. El análisis de supervivencia demostró que, en la sub-cohorte de ADC, los pacientes con niveles altos de sGAL3 experimentaron una supervivencia libre de recaída (SLR) (p=0,048) y una supervivencia global (SG) más corta (p=0,021), mientras que no se observó ninguna asociación en la sub-cohorte de pacientes con carcinoma de células escamosas. El análisis multivariante indicó que sGAL3 podría ser un biomarcador pronóstico independiente para SLR y SG. La expresión génica de nuestro panel de factores inmunoreguladores también se analizó en un grupo independiente de 661 pacientes de TCGA (cohorte de validación), confirmando el valor pronóstico independiente de LGALS3 en la sub-cohorte de ADC para SLR (p=0,021) y SG (p=0,004). El papel diagnóstico, predictivo y pronóstico de estos factores se evaluó en muestras de plasma en el momento basal (PRE) y en la evaluación de la primera respuesta (FR) en una cohorte de 52 pacientes con cáncer de pulmón en estadio avanzado tratados en primera línea con pembrolizumab. sFGL1, sGAL3 y su combinación de nuevo ofrecieron una eficacia diagnóstica óptima para esta cohorte de pacientes. Los niveles de sGAL3 en FR y sMICB en PRE y FR se asociaron con un beneficio clínico en toda la cohorte y en la subcohorte de ADC. sCD276 también se asoció con la respuesta global en toda la cohorte y en la sub-cohorte de ADC. sMICB en FR se identificó como un biomarcador independiente para la supervivencia libre de progresión (SLP) en toda la cohorte y para SLP y SG en la sub-cohorte de ADC. Además, sGAL3 en PRE se encontró como un biomarcador independiente para SLP y SG en toda la cohorte y en FR se identificó como biomarcador independiente para SG en la sub-cohorte ADC. Una disminución en los niveles de sGAL3 en los pacientes en tratamiento se asoció con una reducción en la SG en toda la cohorte. En conclusión, nuestros hallazgos proporcionan información diagnóstica, pronóstica y predictiva relevante del rol de la GAL3 y otros factores inmunoreguladores para los pacientes con cáncer de pulmón y sirven como base para el desarrollo de nuevos biomarcadores y terapias. / [CA] En aquest estudi, busquem profunditzar en l'estudi del microambient immunològic del tumor (TME), el que resultaria en una millor caracterització del context immunològic dels pacients i la recerca de nous biomarcadors en el càncer de pulmó. S'utilitzaren cultius de llarg termini establits a partir de pacients amb càncer de pulmó en etapa primerenca, i línies cel·lulars comercials per a assajos de formació de tumorsferes per a l'enriquiment de cèl·lules mares canceroses i condicions adherents com a control. S'analitzà l'expressió gènica de diversos factors immunoreguladors, i es va observar una major expressió de la majoria d'ells en les tumorsferes en comparació amb les cèl·lules adherents. Juntament la secreció, la Galectina-3 (GAL3 o LGALS3 quan es fa referència a la proteïna o al gen, respectivament) es va seleccionar com la molècula que podria tindre una forta implicació en la modulación del TME. Els anàlisis proteics van confirmar que la GAL3 augmentava consistentment en les tumorsferes de cultius d'adenocarcinoma de pulmó (ADC) i mostrava patrons de localització i expressió diferencial. Les vesícules extracel·lulars precedents de les tumorspheres també van exhibir nivells alts de LGALS3. Vam revelar que la GAL3 podria jugar un paper crucial com a molècula immunomoduladora expressada i secreta en el TME, modulant la immunosupressió a través de les cèl·lules T reguladores (TREGS). Això es va confirmar en mostres tumorals de pacients amb nivells d'expressió elevats de GAL3, que a més tenien majors nivells de TREGS. Posteriorment, es van avaluar els rols pronòstics i diagnòstics de la GAL3 soluble (sGAL3) i altres factors immunoreguladors (sICOSL, sFGL1, sGAL1, sMICA, sMICB, sCD276) en una cohort de 94 pacients amb càncer de pulmó en estadi primerenc (cohort de test). sFGL1, sGAL3 i la seua combinació van mostrar una eficàcia diagnòstica òptima en la nostra cohort. A més, l'anàlisi de supervivència de Kaplan-Meier va demostrar en la subcohort de ADC en estadi primerenc, que els pacients amb nivells alts de sGAL3 van experimentar una supervivència lliure de recaiguda (SLR) (p=0,048) i una supervivència global (SG) més curta (p=0,021), però no en la de carcinoma de cèl·lules escamoses. L'anàlisi multivariant va indicar que sGAL3 podria ser un biomarcador independent del pronòstic per a SG i SLR. L'expressió gènica de tots aquests factors immunoreguladors també es va analitzar en un grup independent de 661 pacients de TCGA (cohort de validació), confirmant el valor pronòstic independent de LGALS3 en la subcohort de ADC per a SLR (p=0,021) i SG (p=0,004). El paper diagnòstic, predictiu i pronòstic d'aquests factors immunoreguladors també es va avaluar en el moment basal (PRE) i en l'avaluació de la primera resposta (FR) en una cohort de 52 pacients amb cáncer de pulmó en estadi avançat tractats en primera línia amb pembrolizumab. sFGL1, sGAL3 i la seua combinació de nou van oferir una eficàcia diagnòstica òptima per als pacients d'aquesta cohort. Els nivells de sGAL3 en FR i sMICB en PRE i FR estaven associats amb un benefici clínic durador en tota la cohort i en la subcohort de LUAD. sCD276 també es va associar amb la resposta global en tota la cohort i en la subcohort de ADC. Un anàlisi de regressió de Cox va identificar sMICB en FR com a biomarcador independent per a la supervivència lliure de progressió (SLP) en tota la cohort i per a SLP i SG en la subcohort de ADC. sGAL3 en PRE es va trobar com a biomarcador independent per a SLP i SG en tota la cohort, i sGAL3 en FR es va identificar com a biomarcador independent per a SG en la subcohort de ADC. Una disminució en FR dels nivells de sGAL3 es va associar amb una reducció en la SG en tota la cohort. En conclusió, els nostres descobriments proporcionen informació rellevant sobre el rol diagnòstic y el pronòstic de la GAL3 y altres factor inmunoreguladors per als pacients amb càncer de pulmó i serveixen com a base per al desenvolupament de nous biomarcadors i teràpies. / [EN] The complex field of immuno-oncology is constantly evolving, driven by cancer heterogeneity and the plasticity of the immune cells participating in this process. In this study we aim to delve deeper into the study of immune tumor microenvironment (TME), which will result in an improved characterization of patient`s immune contexture and the search for new biomarkers in lung cancer. In this thesis, long term patient derived lung cancer cell (PDLCC) and commercial cell lines cultures were employed for sphere-forming assays for cancer stem cells enrichment and adherent conditions for the control counterparts. Gene expression of immune-mediators was analyzed showing that expression levels of most selected genes were higher in tumorspheres compared with the adherent cells counterparts. Together with secretion, Galectin-3 (GAL3 or LGALS3 when protein or gene are referenced, respectively) was selected as the molecule that could have a strong implication in the modulation of TME. Immunoblot, flow cytometry and immunofluorescence analyses confirmed that GAL3 was consistently increased in tumorspheres from lung adenocarcinoma (LUAD) and showed differential localization and expression patterns. Extracelullar vesicles from tumorspheres also exhibited high levels of LGALS3. Next, we revealed that GAL3 could play a crucial role as an immunomodulatory molecule expressed and secreted in the TME, modulating immunosuppression through regulatory T cells (TREGS). This was confirmed in patient's tumor samples, where higher levels of LGALS3 correlated with increased TREGS, suggesting that tumors may be recruiting this population through GAL3. The prognostic and diagnostic roles of soluble GAL3 (sGAL3) and other immune-mediators (sICOSL, sFGL1, sGAL1, sMICA, sMICB, sCD276) were evaluated in a cohort of 94 early-stage lung cancer (test cohort). sFGL1, sGAL3 and its combination yielded optimal diagnostic efficacy in our patient's cohort. A Cox regression analysis revealed an association between sGAL3 and prognosis. Kaplan-Meier plots show that, in the early-stage LUAD subcohort, patients with high levels of sGAL3 experienced shorter relapse-free survival (RFS) (p=0.048) and overall survival (OS) (p=0.021), while no such association was observed in the lung squamous cell carcinoma subcohort. Multivariate analysis indicated that sGAL3 could be an independent biomarker of prognosis for OS and RFS. Gene expression of our panel of immunoregulatory mediators was also analyzed in an independent group of 661 patients from TCGA (validation cohort), confirming the independent prognostic value of LGALS3 in the LUAD subcohort for PFS (p=0.021) and OS (p=0.004). The diagnostic, predictive and prognostic role of these immune-mediators was also evaluated in plasma samples at baseline (PRE) and at first response assessment (FR) in a cohort of 52 advanced-stage lung cancer patients treated in first-line with pembrolizumab. sFGL1, sGAL3 and its combination were also found to have a diagnostic value in this clinical setting. The Mann-Whitney test revealed that sGAL3 at FR and sMICB at PRE and FR were associated with clinical benefit in the entire cohort and in the LUAD subcohort. sCD276 was also associated with objective response in the entire cohort and in the LUAD subcohort. A Cox regression analysis identified sMICB at FR as an independent biomarker for progression-free survival (PFS) in the entire cohort and for PFS and OS in the LUAD subcohort. Furthermore, sGAL3 at PRE was found to be an independent biomarker for PFS and OS in the entire cohort, and sGAL3 at FR was identified as an independent biomarker for OS in the LUAD subcohort. A decreased in the levels of sGAL3 on treatment was associated with reduction of OS in the entire cohort. In conclusion, our findings provide relevant prognostic and predictive information on the role of GAL3 and other immune-mediators for lung cancer patients and served as the basis for developing new biomarkers and therapies. / This thesis was supported by the following Spanish institutions: Centro de Investigación Biomédica en Red Cáncer (Project CB16/12/00350); Fondo de Investigación Sanitaria-Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Projects PI15/00209, PI15/00753, PI18/00266 and IFEQ21/00194); Fundación Arnal Planelles; Generalitat Valenciana y Fondo Social Europeo (Project ACIF/2018/275): ERA-NET EURONANOMED III (Project METASTARG JTC 2018-045) / Torres Martínez, S. (2024). Characterization of Tumor Cells and Immune Microenvironment Interactions in Non Small Cell Lung Cancer. Translational implications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203659

[ES] La neurociencia es un campo que abarca muchas especialidades. El objetivo de esta tesis es subsanar algunas carencias tecnológicas que existen en los métodos actuales de experimentación animal en neurociencia. En esta tesis, se presentan seis proyectos, que tendrán como objetivo mejorar el "Principio de las tres R", el cual fue enunciado por los biólogos ingleses W. M. S. Russell y R. L. Burch, durante la experimentación animal. El comportamiento es uno de los aspectos más importantes de la vida animal. Depende de los vínculos entre los animales, sus sistemas nerviosos y sus entornos. Para estudiar el comportamiento de los animales de laboratorio, se necesitan varias herramientas, pero una herramienta de seguimiento es esencial para llevar a cabo un estudio de comportamiento exhaustivo. Varias herramientas de seguimiento visual están actualmente disponibles. Sin embargo, todas tienen algunos inconvenientes. Por ejemplo, en una situación en la que un animal está dentro de una madriguera o cerca de otros animales, las cámaras de rastreo (tracking) no siempre pueden detectar la ubicación precisa o el movimiento del animal. Por esta razón, los entornos enriquecidos para intentar recrear el hábitat natural de los animales en experimentación no pueden utilizarse, ya que los datos recopilados son insuficientes/inexactos. Con la finalidad de mejorar los experimentos de tracking RFID Assisted Tracking Tile (RATT) es presentado en esta tesis. RATT es un sistema de seguimiento basado en tecnología de identificación pasiva de radiofrecuencia (RFID) y está compuesto por baldosas electrónicas con las que se puede construir una gran superficie, sobre la cual los animales pueden moverse libremente. Esto permite la identificación más precisa de los animales, así como el seguimiento de sus movimientos. Este sistema, que también se puede combinar con un sistema de seguimiento con cámaras, allana el camino para estudios completos de comportamiento en entornos enriquecidos. Dada la capacidad de rastrear animales y, por lo tanto, realizar experimentos de comportamiento exhaustivos, es posible observar cómo se comportan los sujetos desde un punto de vista externo. Sin embargo, si queremos comprender lo que sucede en el cerebro de estos sujetos, es necesario aplicar otras técnicas de análisis, por ejemplo, el estudio de señales dependientes del nivel de oxígeno en la sangre (BOLD, por sus siglas en inglés). Las señales BOLD se basan en las respuestas vasculares a la activación neuronal y se utilizan ampliamente en estudios de investigación clínicos y preclínicos. En entornos preclínicos, los animales suelen ser anestesiados. Sin embargo, los anestésicos causan cambios en la fisiología de los animales, p. Ej. hipotermia, y esto tiene el potencial de alterar las señales funcionales de MRI (fMRI). Para evitar la hipotermia en roedores anestesiados, se presenta TherMouseDuino. Este es un sistema de control automático de temperatura de código abierto, que reduce las fluctuaciones de la temperatura, lo que proporciona condiciones sólidas para realizar experimentos de resonancia magnética funcional. En los cursos de biología y neurociencia, la anatomía del cerebro se enseña generalmente utilizando imágenes de resonancia magnética (IRM) o secciones histológicas de diferentes planos. Estos muestran las áreas macroscópicas más importantes en el cerebro de un animal. Sin embargo, este método no es dinámico ni intuitivo. En esta tesis se presenta un cerebro de rata impreso en 3D con fines educativos. La manipulación manual de la estructura, facilitada por la ampliación de sus dimensiones, junto con la capacidad de desmontar el "cerebro" en algunas de sus partes principales, facilita la comprensión de la organización 3D del sistema nervioso. Este es un método alternativo y mejorado para enseñar a los estudiantes en general y a los biólogos, en particular, la anatomía del cerebro de rata. / [CA] La neurociència és un camp que abasta moltes especialitats. L'objectiu d'aquesta tesi és esmenar algunes manques tecnològiques que existeixen en els mètodes actuals d'experimentació animal en neurociència. En aquesta tesi, es presenten sis projectes, que tindran com a objectiu millorar el "Principi de les tres R", el qual va ser enunciat pels biòlegs anglesos W. M. S. Russell i R. L. Burch, durant l'experimentació animal. El comportament és un dels aspectes m'és importants de la vida animal. Depèn dels vincles entre els animals, els seus sistemes nerviosos i els seus entorns. Per estudiar el comportament dels animals de laboratori, es necessiten diverses eines, però` una eina de seguiment és essencial per a dur a terme un estudi de comportament exhaustiu. Diverses eines de seguiment visual estan actualment disponibles. No obstant això, totes tenen alguns inconvenients. Per exemple, en una situació en la qual un animal esta` dins d'un cau o prop d'altres animals, les cambres de rastreig (tracking) no sempre poden detectar la ubicació precisa o el moviment de l'animal. Per aquesta raó, els entorns enriquits per a intentar recrear l'hàbitat natural dels animals en experimentació no poden utilitzar-se, ja que les dades recopilades són insuficients/inexactes. Amb la finalitat de millorar els experiments de tracking/seguiment RFID Assisted Tracking Tile (RATT) és presentat en aquesta tesi. RATT es un sistema de seguiment basat en tecnologia d'identificació passiva de radiofreqüència (RFID) i esta` compost per rajoles electròniques amb les quals es pot construir una gran superfície, sobre la qual els animals poden moures lliurement. Això permet la identificació més precisa dels animals, així com el seguiment dels seus moviments. Aquest sistema, que també es pot combinar amb un sistema de seguiment amb cambres, aplana el camí per a estudis complets de comportament en entorns enriquits. Donada la capacitat de rastrejar animals i, per tant, realitzar experiments de comportament exhaustius, és possible observar com es comporten els subjectes des d'un punt de vista extern. No obstant això, si volem comprendre el que succeeix en el cervell d'aquests subjectes, és necessari aplicar altres tècniques d'anàlisis, per exemple, l'estudi de senyals dependents del nivell d'oxigen en la sang (BOLD, per les seues sigles en anglès). Els senyals BOLD es basen en les respostes vasculars a l'activació neuronal i s'utilitzen àmpliament en estudis d'investigació clínics i preclínics. En entorns preclínics, els animals solen ser anestesiats. No obstant això, els anestèsics causen canvis en la fisiologia de els animals, per exemple hipotèrmia, i això te el potencial d'alterar els senyals funcionals de MRI (fMRI). Per a evitar la hipotèrmia en rosegadors anestesiats, es presenta TherMouseDuino. Aquest és un sistema de control automàtic de temperatura de codi obert, que redueix les fluctuacions de la temperatura, la qual cosa proporciona condicions solides per a realitzar experiments de ressonància magnètica funcional. En els cursos de biologia i neurociència, l'anatomia del cervell s'ensenya generalment utilitzant imatges de ressonància magnètica (IRM) o seccions histològiques de diferents plans. Aquests mostren les àrees macroscòpiques més importants en el cervell de un animal. No obstant això, aquest mètode no és dinàmic ni intuïtiu. En aquesta tesi es presenta un cervell de rata imprès en 3D amb finalitats educatius. La manipulació manual de l'estructura, facilitada per l'ampliació de les seues dimensions, juntament amb la capacitat de desmuntar el "cervell" en algunes de les seues parts principals, facilita la comprensió de l'organització 3D del sistema nerviós. Aquest és un mètode alternatiu i millorat per a ensenyar a els estudiants en general i als biòlegs, en particular, l'anatomia del cervell de rata. / [EN] Neuroscience is a field that covers many specialties. The objective of this thesis is to correct some technological deficiencies that exist in current methods of animal experimentation in neuroscience. In this thesis, six projects are presented, which will aim to improve the "Principle of the three Rs" in animal experimentation enunciated by the English biologists W. M. S. Russell and R. L. Burch. In the present era of impressive progress in neuroscience, it is still not arguable that a complete understanding of the brain cannot be possible without a comparable understanding of animal behavior. In order to study the behavior of laboratory animals, various tools are needed, being a reliable tracking system one of the most important to follow large populations of individual subjects that interact in complex manners. Several visual tracking tools are currently available. However, they all have some drawbacks. For example, in a situation where an animal is inside a cave, or is in close proximity to other animals, tracking cameras cannot always detect the precise location or movement of the animal. For this reason, environments that have been enriched in order to attempt to recreate the natural habitat of the animals under experiment, cannot be used, as the data gathered is insufficient/inaccurate. In order to improve the current tracking systems , the RATT is presented. RATT is a tracking system based on passive RFID technology and it is composed of electronic tiles. Using several tiles, a large surface area, on which the animals can move freely, can be built. This enables the more accurate identification of the animals, as well as the tracking of their movements. This system, which can also be combined with a visual tracking system, paves the way for complete behavioral studies in enriched environments. Given the ability to track animals and thus conduct thorough behavioral experiments, it is possible to observe how the subjects behave from an external viewpoint. However, if we want to understand what is going on in the brains of these subjects, it is necessary to apply other analysis techniques, for example the study of BOLD signals. BOLD signals are based on vascular responses to neuronal activation and are used extensively in clinical and preclinical research studies. In preclinical settings, animals are usually anesthetized. However, anesthetics cause changes in the physiology of the animals, e.g. hypothermia, and this has the potential to disrupt fMRI signals. In order to avoid hypothermia in anesthetized rodents, TherMouseDuino is presented. This is an Open-Source automatic temperature control system, which reduces temperature fluctuations, thus providing robust conditions in which to perform fMRI experiments. In biology and neuroscience courses, brain anatomy is generally taught using MRI or histological sections of different planes. These show the most important macroscopic areas in an animals' brain. However, this method is neither dynamic nor intuitive. An anatomical 3D printed rat brain with educative purposes is presented in this thesis. Hand manipulation of the structure, facilitated by the scaling up of its dimensions, together with the ability to dismantle the "brain" into some of main its constituent parts, facilitates the understanding of the 3D organization of the nervous system. This is an alternative and improved method for teaching students in general and biologists, in particular, the rat brain anatomy. / This work was supported in part by the Spanish Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) and FEDER funds under grants BFU2015-64380-C2-2-R (D.M.) and BFU2015-64380-C2-1-R, by EU Horizon 2020 Program 668863-SyBil-AA grant (S.C.). S.C. acknowledges financial support from the Spanish State Research Agency, through the “Severo Ochoa” Programme for Centres of Excellence in R&D (ref. SEV-2013-0317) and by a grant “Ayudas para la formación de personal investigador (FPI)” from the Vicerrectorado de Investigación, Innovación y Transferencia of the Universitat Politècnica de València. / Quiñones Colomer, DR. (2019). Developing preclinical devices for neuroscience research in the fields of animal tracking, fMRI acquisition, and 3D histology cutting [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/118795 / TESIS

[ES] Las poliaminas son metabolitos esenciales para el crecimiento de las células eucariotas y su metabolismo está frecuentemente desregulado en cáncer. Una de las dianas moleculares de las poliaminas es el factor de elongación de la traducción eIF5A, una proteína esencial y conservada evolutivamente. eIF5A es la única proteína conocida que contiene el aminoácido hipusina, que deriva de la poliamina espermidina. En humanos existen dos isoformas, eIF5A1 y eIF5A2. EIF5A2 se encuentra en el cromosoma 3q26, una región frecuentemente amplificada en muchos tumores y que está altamente expresada en varios tipos de cáncer, incluyendo el cáncer de pulmón no microcítico (CPNM). eIF5A2 es esencial para el mantenimiento de la proliferación celular y su inhibición la suprime en algunos tumores. Recientemente se ha correlacionado la sobreexpresión de eIF5A2 con la invasión y como biomarcador de mal pronóstico en algunos cánceres, y se ha observado que eIF5A2 induce la transición epitelio-mesenquimal (EMT) en CPNM. La EMT es un proceso complejo y reversible que induce la diferenciación de las células epiteliales a células mesenquimales migrantes con capacidad de invasión. Numerosos estudios han demostrado que la EMT está relacionada con la progresión del cáncer, metástasis y mal pronóstico en tumores. Por tanto, la determinación de un método eficaz para inhibir la EMT en CPNM podría mejorar significativamente los tratamientos actuales. La naturaleza altamente selectiva de la hipusinación de eIF5A2 y su susceptibilidad a la inhibición farmacológica sugieren que eIF5A2 es una diana terapéutica muy atractiva. Actualmente, se dispone de un análogo de poliamina, GC7, que se utiliza para inhibir la hipusinación y se ha demostrado que frena el crecimiento de células cancerosas. El presente trabajo de tesis doctoral tiene como objetivo caracterizar el papel patológico de eIF5A2 en el desarrollo del CPNM. Para ello, hemos estudiado, mediante modificaciones genéticas por silenciamiento y sobreexpresión, el papel de eIF5A2 en la proliferación, motilidad e invasión celular utilizando líneas celulares de CPNM. Así mismo, se ha estudiado el efecto del inhibidor GC7 en líneas celulares de CPNM y modelos murinos para determinar si previene o revierte la EMT, y reduce la migración y la invasión de células de CPNM. Por último, se ha analizado la correlación entre la expresión de eIF5A2, las variables clínico-patológicas y la supervivencia de los pacientes en una colección de muestras de pacientes con CPNM. Los resultados obtenidos sugieren la existencia de una regulación entre las isoformas eIF5A1 y eIF5A2 para compensar la expresión de ambos homólogos. Además, nuestros datos apuntan a una coordinación temporal y posicional entre las vías de TGFß1 y eIF5A2 para impulsar la traducción de proteínas requerida para el reordenamiento del citoesqueleto y la motilidad de las células cancerosas invasivas. Hemos demostrado con modelos de ratón in vivo, que los tumores generados mediante xenotrasplante de células que sobreexpresan eIF5A2 tienen mayor capacidad invasiva. Finalmente, mostramos la existencia de una correlación positiva entre la expresión de eIF5A2 y el marcador de proliferación Ki67 en tejido de tumores de CPNM, y que la tasa de supervivencia es menor en aquellos pacientes que expresan niveles elevados de eIF5A2. Los resultados obtenidos en este trabajo confirman que eIF5A2 podría ser empleado como un biomarcador de mal pronóstico en CPNM y su inhibición farmacológica podría emplearse como una posible herramienta terapéutica, sola o en combinación con otros fármacos, en aquellos casos en los que eIF5A2 se encuentre sobreexpresado. / [CA] Les poliamines són metabòlits essencials per al creixement de les cèl·lules eucariotes i el seu metabolisme està frequentment desregulat en càncer. Una de les dianes moleculars de les poliamines és el factor d'elongació de la traducció eIF5A, una proteïna essencial i conservada evolutivament. eIF5A és l'única proteïna cel·lular coneguda que conté l'aminoàcid hipusina, que deriva de la poliamina espermidina. En humans hi ha dues isoformes, eIF5A1 i eIF5A2. EIF5A2 es troba al cromosoma 3q26, una regió freqüentment amplificada en molts tumors, i que està altament expressada en diferent tipus de càncer, incloent el càncer de pulmó no microcític (CPNM). eIF5A2 és essencial per al manteniment de la proliferació cel·lular i la seva inhibició la suprimeix en alguns tumors. Recentment s'ha correlacionat la sobreexpressió d'eIF5A2 amb la invasió i com a biomarcador de mal pronòstic a alguns càncers i s'ha observat que eIF5A2 indueix la transicició epiteli-mesenquima (EMT) en CPNM. L'EMT és un procés complex i reversible que indueix la diferenciació de les cèl·lules epitelials a cèl·lules mesenquimals migrants amb capacitat d'invasió. Nombrosos estudis han demostrat que l'EMT està relacionada amb la progressió del càncer, la metàstasi i el mal pronòstic en molts tumors. Per tant, la determinació d'un mètode eficaç per inhibir l'EMT a CPNM podria millorar significativament els règims dels tractaments actuals. La naturalesa altament selectiva de la hipusinació d'eIF5A2 i la susceptibilitat a la inhibició farmacològica fan d'aquesta proteina una diana terapèutica molt atractiva. Actualment, es disposa d'un anàleg de poliamina, anomenat GC7, que s'utilitza per inactivar la reacció d'hipusinació i s'ha demostrat que inhibeix el creixement de cèl·lules canceroses. Aquest treball de tesi doctoral té com a objectiu caracteritzar el paper patològic d'eIF5A2 en el desenvolupament del CPNM. Per això, hem estudiat, mitjançant modificacions genètiques per silenciament i sobreexpressió, el paper d'eIF5A2 en la proliferació, la motilitat i la invasió cel·lular utilitzant línies cel·lulars de càncer de pulmó. Així mateix, s'ha estudiat l'efecte de l'inhibidor GC7 en línies cel·lulars de CPNM i models murins per determinar si augmenta la quimiosensibilitat de les cèl·lules, prevé o reverteix l'EMT i redueix la migració i la invasió de cèl·lules de CPNM. Finalment, s'ha analitzat la correlació entre l'expressió d'eIF5A2, les variables clinicopatològiques i la supervivència dels pacients en una col·lecció de mostres de pacients amb CPNM. Els resultats obtinguts suggereixen que hi ha una regulació entre les isoformes eIF5A1 i eIF5A2 per compensar l'expressió dels dos homòlegs. A més, les nostres dades apunten a una coordinació temporal i posicional entre les vies de TGFß1 i eIF5A2 per impulsar la traducció requerida de proteïnes per als reordenaments del citosquelet i les característiques de motilitat de les cèl·lules canceroses invasives. Hem demostrat amb models de ratolí in vivo que els tumors generats mitjançant xenotrasplantament de cèl·lules que sobreexpressen eIF5A2 tenen més capacitat invasiva. Finalment, mostrem l'existència una correlació positiva entre l'expressió d'eIF5A2 i el marcador de proliferació Ki67 en teixit de tumors de CPNM, i que la taxa de supervivència és menor en aquells pacients que expressaven alts nivells d'eIF5A2. Els resultats obtinguts en aquest treball confirmen que eIF5A2 podria ser emprat com un biomarcador de mal pronòstic a CPNM i la seva inhibició farmacològica podria utilitzar-se com una possible eina terapèutica, sola o en combinació amb altres fàrmacs, en aquells casos en què eIF5A2 es trobe sobreexpressat. / [EN] Polyamines are essential metabolites for eukaryotic cells growth, and their metabolism is frequently deregulated in cancer. One of the molecular targets of polyamines is the translation elongation factor eIF5A, an essential and evolutionarily conserved protein. eIF5A is the only protein known that contains the amino acid hypusine, which is derived from the polyamine spermidine. In humans there are two isoforms, eIF5A1 and eIF5A2. EIF5A2 is located on chromosome 3q26, a region frequently amplified in different types of cancer, including non-small cell lung cancer (NSCLC). eIF5A2 is essential for the maintenance of cell proliferation and its inhibition suppresses it in many tumors. Recently, eIF5A2 overexpression has been correlated with invasion and as a biomarker of poor prognosis in some cancers, and it has been observed that eIF5A2 induces epithelial-mesenchymal transition (EMT) in NSCLC. EMT is a complex and reversible process that induces the differentiation of epithelial cells into migrant mesenchymal cells with invasive capacity. Numerous studies have shown that EMT is related to cancer progression, metastasis, and poor prognosis in many tumors. Therefore, the determination of an effective method to inhibit EMT in NSCLC could significantly improve current treatment regimens. The highly selective nature of eIF5A2 hypusination and its susceptibility to pharmacological inhibition make this process a very attractive therapeutic target. Currently, a polyamine analog, called GC7, is available and is used to inactivate the hypusination reaction and has been shown to inhibit cancer cell growth. The objective of this doctoral thesis is to characterize the pathological role of eIF5A2 in the development of NSCLC. For this, we have studied, through genetic alterations by silencing and overexpression, the role of eIF5A2 in cell proliferation, motility and invasion using lung cancer cell lines. Likewise, the effect of the GC7 inhibitor in NSCLC cell lines and murine models has been studied to determine if it increases the chemosensitivity of cells, prevents or reverses EMT, and reduces migration and invasion of NSCLC cells. Finally, the correlation between the expression of eIF5A2, clinicopathological variables and patient survival has been analyzed in a collection of samples from patients with NSCLC. The results obtained suggest the existence of a regulation between the eIF5A1 and eIF5A2 isoforms to compensate the expression of both homologues. Furthermore, our data point to a temporal and positional coordination between the TGFß1 and eIF5A2 pathways to drive the required translation of proteins for cytoskeletal rearrangements and motility characteristics of invasive cancer cells. We have demonstrated with in vivo mouse models that tumors generated by xenotransplantation of cells that overexpress eIF5A2 have a greater invasive capacity. Finally, we show the existence of a positive correlation between the expression of eIF5A2 and the proliferation marker Ki67 in NSCLC tumor tissue, and that the survival rate is lower in those patients who expressed high levels of eIF5A2. The results obtained in this work confirm that eIF5A2 could be used as a biomarker of poor prognosis in NSCLC and its pharmacological inhibition could be used as a possible therapeutic tool, alone or in combination with other drugs, in those cases in which eIF5A2 is found overexpressed. / Martínez Férriz, A. (2023). Funciones del factor de inicio de la traducción eucariota 5A2 en el cáncer de pulmón [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193293

Existeix certa controvèrsia sobre els efectes del b-carotè com a promotor o protector del càncer de pulmó. A més, el b-carotè, com a precursor de l'àcid retinoic, podria estimular la termogènesi i regular l'adipositat corporal. La fura representa un bon model per estudiar els efectes de la ingesta de b-carotè ja que l'absorbeix de manera pràcticament intacta (semblant als humans). Hem demostrat que el b-carotè ingerit amb altres antioxidants no sembla tenir efectes inductors del càncer ja que no augmenta la proliferació cel·lular al pulmó i a més prevé els efectes del carcinogen benzo[a]pirè. D'altra banda, dosis farmacològiques de b-carotè fan a la fura efectes contraris als de l'àcid retinoic, ja que augmenten l'adipositat i resulten en una menor capacitat termogènica, principalment al teixit adipós retroperitoneal que, a la fura, presenta certes característiques de teixit adipós marró, ja que té un percentatge considerable d'adipòcits multiloculars i expressa quantitats significatives d'UCP1. / Existe controversia sobre los efectos del b-caroteno como promotor o protector del cáncer de pulmón. Además, el b-caroteno, como precursor del ácido retinoico, podría estimular la termogénesis y regular la adiposidad corporal. El hurón representa un buen modelo para estudiar los efectos de la ingesta de b-caroteno pues lo absorbe de manera prácticamente intacta (similar a los humanos). Hemos demostrado que el b-caroteno ingerido con otros antioxidantes no parece tener efectos inductores del cáncer puesto que no aumenta la proliferación celular del pulmón y además previene los efectos del carcinógeno benzo[a]pireno. Por otra parte, dosis farmacológicas de b-caroteno producen en el hurón efectos contrarios a los del ácido retinoico, ya que aumentan la adiposidad y reducen la capacidad termogénica, principalmente del tejido adiposo retroperitoneal que, en el hurón, presenta ciertas características de tejido adiposo marrón, al contener un porcentaje considerable de adipocitos multiloculares y expresar cantidades significativas de UCP1. / The effects of b-carotene promoting or protecting against lung cancer are unclear. Furthermore, b-carotene, as retinoic acid precursor, could induce thermogenesis and regulate body adiposity. The ferret represents a good model to study the effects of oral administration of b-carotene because it absorbs it almost intact (similarly to humans). We have shown that the intake of b-carotene together with other antioxidants does not seem to inducecancer as it does not increase cellular proliferation in lung and prevents the effects of the carcinogen benzo[a]pyrene. In addition, pharmacological b-carotene doses in ferrets have different effects from retinoic acid, increasing adiposity and decreasing thermogenic capacity, especially in the retroperitoneal adipose tissue which, in ferrets, resembles brown adipose tissue, since it has an important percentage of multilocular adipocytes and expresses significant amount of UCP1.