En els darrers anys s´ha consolidat l´enfoc translacional en l´abordatge del càncer. Aquest es basa en la voluntat de comprendre la biologia tumoral i implementar clínicament aquest coneixement dissenyant nous fàrmacs capaços d´inhibir específicament molècules oncogèniques.En aquest context, s´han descobert els receptors tirosina-quinasa (RTK) com a proto-oncogens crucials en la diferenciació i proliferació cel·lular i com a molècules amb un gran paper en carcinogènesi. KIT i PDGFR són dos exemples paradigmàtics de RTK pels que s´han desenvolupat fàrmacs inhibidors, amb gran èxit terapèutic en aquells tumors, com el GIST, on aquestes proteïnes tenen un paper patogenètic crucial.L´enfoc translacional ha tingut un gran impacte en el camp dels tumors renals que representen un 3% dels tumors de l´economia i dels quals s´en reconeixen diferents subtipus. Els avenços en biologia molecular han permès definir la patogènia d´algunes entitats, sobretot del Carcinoma renal de cèl·lula clara (CRCC), un dels subtipus tumorals freqüents i més agressiu per l´alt nombre de pacients que desenvolupen malaltia metastàtica (30-50%) i pels quals s´estan buscant noves eines terapèutiques.Pel valor oncogènic i com a dianes terapèutiques del KIT i PGFR, aquest treball té com a objectiu estudiar l´expressió d´aquestes proteïnes per immunohistoquímica sobre teixit de tumors de cèl·lules renals. A més a més, en base a aquests resultats i la literatura es pretén discutir el seu valor com a dianes terapèutiques.En el nostre estudi es va demostrar expressió de KIT de forma específica en Carcinoma renal Cromòfob (ChRCC) i Oncocitoma (OR). També es va trobar sobreexpressió de KIT i PDGFRα en la diferenciació sarcomatoide de carcinomes renals (SRCC) sense que aquesta s´associès amb mutacions en els exons 9, 11, 13, 17 del KIT ni en els exons 11, 12, 17, 18 de PDGFRα; que són els més freqüent mutats en el GIST .Alhora vam observar expressió inespecífica en cèl·lules tumorals de PDGFRα i PDGFRβ en un baix nombre de casos i de forma dèbil en diferents subtipus de tumors renals. Per contra, vam evidenciar sobreexpressió de PDGFRβ vascular de forma característica en un alt percentatge de CRCC. En base als nostres resultats, proposem la utilitat de KIT com a marcador en el diagnòstic diferencial de diferents subtipus tumorals. Alhora, hem demostrat que l´expressió de KIT i PDGFRα en els SRCC no segueix el mateix model patogenètic que el GIST. La literatura sosté la necessitat de demostrar la implicació patogènica d´una proteïna en un tumor per plantejar l´efectivitat de la seva inhibició selectiva, essent l´expressió immunohistoquímica per si mateixa insuficient per sostindre aquest principi.Fins al moment, no es coneix si KIT i PDGFR tenen un paper oncogènic en el ChRCC, OR i en SRCC.Per tant, no hi ha suficients dades per proposar l´us d´inhibidors proteics contra aquestes proteïnes en ChRCC i SRCC disseminats.Per altra banda l´expressió vascular de PDGFRβ en CRCC si que té una base patogenètica ja que el seu lligand (PDGF) s´ha implicat directament en la seva biologia. Alhora aquesta expressió vascular és coherent amb els estudis que relacionen la isoforma beta del PDGFR amb la maduració dels pericits i en la promoció de l´angiogènesi.Per tant, els nostres resultats sostenen la relació del PDGFRβ en la patogènia del Carcinoma renal de cèl·lula clara i el valor terapèutic dels fàrmacs contra aquest receptor amb finalitat antiangiogènica.En conclusió, en el context de l´enfoc translacional del càncer i la necessitat d´implementació de nous fàrmacs inhibidors proteics pel tractament del carcinoma renal metastàtic, l´anàlisi d´expressió de RTK en tumors renals permet juntament amb la integració d´altres estudis, la discussió del valor diagnòstic i sobretot terapèutic d´aquestes dianes moleculars. / Renal Cell Neoplasms (RCN) represent 3% of cancer incidence and comprise different clinicopathologic entities. Malignant subtypes, specially the most frequent one Clear Cell Renal Cell Carcinoma (CRCC), remain the most lethal of urologic cancers due to the high rate of patients (30-50%) developing metastatic disease for whom new therapies are needed.Great advances in molecular biology have led to the identification of tyrosine-kinase receptors (TKR) as relevant proteins in tumorigenesis. Moreover the advent of selective inhibitors against them has raised interest on its expression in different tumors.PDGFR and KIT are two examples of TKR that have an oncogenic role in numerous neoplasms and can be inhibited pharmacologically. Because of its potential role as proto-oncogens and therapeutic targets; We aimed to study its immunohistochemical expression in RCN and to discuss its possible role as molecular targets.Our results highlight specific expression of KIT in Chromophobe renal cell carcinoma (ChRCC) and Renal Oncocytoma (RO). Overexpression of KIT and PDGFRα was found in sarcomatoid differentiation of renal tumours (SRCC) without mutations in KIT exons 9,11,13,17 nor PDGFR exons 11,12,17,18 which are the most commonly mutated in GIST.Moreover inespecific and low expression of PDGFRα and PDGFRβ was evidenced in tumoral cells in different RCN. In contrast, vascular expression of PDGFRβ was seen caracteristically in half of CRCC cases.According to our results, we propose KIT as a useful marker for differential diagnosis among RCN.Moreover we demonstrate that expression of KIT and PDGFR in SRCC doesn´t follow the same pathogenetic mecanism as GIST.Scientific community claims that immunohistochemical expression of a protein in a tumor is not enough to propose it as a therapeutic target and that demonstation of its pathogenetic role is needed. So as, there is still no evidence of participation of KIT-PDGFR in ChRCC, OR nor SRCC oncogenesis, there is not enough data to propose them as therapeutic targets.Conversely, in different studies PDGFRβ has been involved in CRCC pathogenesis and has been related to tumor angiogenesis by perycite recruitment. So that, vascular expression of PDGFRβ in CRCC favours its consideration as a therapeutic target in this tumor subtype.

El producte de growth arrest-specific gene6 (GAS6) és un lligand per als receptors tirosina quinasa TYRO3, AXL i MERTK (TAM). Aquesta proteïna dependent de la vitamina K, està estructuralment relacionada amb la Proteïna S anticoagulant i ha estat implicada en diferents mecanismes de supervivència, proliferació i adhesió cel·lulars i la inhibició de l'apoptosi. El fet que el ratolí deficient en Gas6 estigués protegit en front d'episodis trombòtics demostrà la importancia del paper d'aquesta proteïna en el sistema cardiovascular. L'estructura genètica i proteica de GAS6 és altament homòloga amb la de la Proteïna S. La present tesi tenia com a objectiu determinar l'estructura d'exons i d'introns del gen GAS6 per tal d'analitzar posteriorment la presència de variants al gen que puguessin estar associades a malalties humanes.L'anàlisi bioinformàtic ens va permetre localitzar 15 exons de GAS6, determinar-ne les seqüències d'aquests i de les seves regions intròniques flanquejants en una regió que ocupa 43,5 Kb al braç llarg del cromosoma 13. Un cop obtinguda aquesta estructura es procedí a identificar la presència de variants al·lèliques mitjançant l'anàlisi amb SSCP de productes amplificats de PCR (de mostres de DNA d'un grup d'individus control) que contenien les seqüències exòniques amb les seves regions intròniques flanquejants. Aquestes anàlisis revelaren la presència de diferents variants al·lèliques que varen ser confirmades com a polimorfismes de cadena senzilla (SNP). Un primer estudi d'associació d'aquests SNP identificats mostrà que un d'aquests polimorfismes (c.834+7G>A a l'intró 8 de GAS6) presentava una diferència estadísticament significativa en la distribució al·lèlica i genotípica en el grup de pacients respecte a la població control en una població amb malaltia aterotrombòtica, sobretot en el subgrup de malaltia cerebrovascular. Posteriorment, es va realitzar la confirmació d'aquests resultats en una població amb malatia cerebrovascular molt més gran i independent de l'anterior utilitzant estudis de genotips i haplotips, i es confirmà l'associació del genotip c.834+7 AA amb la reducció del risc per a la malaltia cerebrovascular. L'anàlisi d'alguns polimorfismes coneguts dels gens PROZ i F5 i F7 de la coagulació (situats a la mateixa regió cromosòmica que GAS6) que han estat implicats en malaltia cerebrovasculat tampoc indiquen cap associació entre aquest i la malaltia ni estan en desequilibri de lligament amb cap dels polimorfismes identificats a GAS6.L'anàlisi d'haplotips indicà que aquesta associació era encara més forta quan es combinava amb altres SNP, en un haplotip específic (CACA), per a 4 polimorfismes de GAS6 (rs8191973, rs7331124, rs7323932 (c.834+7G>A), rs8191974). D'una banda, aquests resultats suggereixen un paper protector que disminueix en més de dues vegades el risc a patir un accident cerebrovascular d'origen ateroscleròtic o el que afecta a la microvasculatura de l'al·lel c.834+7A i més concretament de l'haplotip CACA de GAS6 D'altra banda, els estudis funcionals realitzats per a determinar el possible paper del polimorfisme de l'intró 8 de GAS6 no mostraren diferències en plaques aterosclerosades d'artèries coronàries respecte a artèries sense placa. Així, l'efecte observat a nivell poblacional d'aquest polimorfisme identificat podria indicar l'efecte no conegut fins ara d'aquest o d'un altre polimorfisme en desequilibri de lligament amb aquest que estaria afectant la via de GAS6 i els seus receptors tirosina quinasa. / The product of the growth arrest-specific gene 6 (GAS6), a ligand for the TYRO3,AXL, and MERTK tyrosine kinase receptors, is a vitamin K-dependent protein, structurally related to anticoagulant protein S. Gas6-deficient mice are protected against thrombosis, demonstrating the importance of this protein in the cardiovascular system.The present thesis was aimed at determining the human GAS6 intron-exon structure and analyzing the gene for the presence of allelic variants that could be associated with human diseases. Online analyses allowed us to localize 15 GAS6 exons and to determine the sequence of their intron-flanking regions, in a chromosome 13 region spanning 43.5 kb of DNA. SSCP analysis of PCR-amplified GAS6 exons with their intron-flanking regions from control DNA samples, revealed the presence of different variants, which were confirmed to be single nucleotide polymorphisms (SNPs). A preliminary analysis of these SNPs in a group of patients with atherothrombotic disease revealed statistically significant differences between controls and stroke patients in the allelic distributions of one of these variants (c.834+7G>A in intron 8). We confirmed these results in a larger and independent stroke population using genotype and haplotype studies: the GAS6 c.834+7AA genotype was found associated with decreased risk for stroke (OR:0.59; 95%CI:0.37-0.93). Furthermore, haplotype analysis revealed that association was even stronger (OR:0.48;95%CI:0.28-0.83, for ischemic stroke) when the c.834+7 A allele was present in a specific haplotype (CACA) of four GAS6 polymorphisms (rs8191973, rs7331124, rs7323932, rs8191974).These results suggest a protective role for stroke of this haplotype.

L'aplicació de mètodes de cribatge virtual adquireix cada vegada més importància en el procés de descobriment de fàrmacs, complementant a les tècniques de High-throughput screening per tal de facilitar i contribuir a la comprensió dels mecanismes bioquímics d'actuació dels fàrmacs, donar agilitat i reduir el cost del procés.Pel que fa a la present tesi, l'interès farmacològic és la inhibició de receptors de tirosina cinases. Aquests enzims participen en múltiples processos de senyalització cel·lular, fet que fa que tant la disfunció de les mateixes o el seu paper privilegiat en els mecanismes del cicle cel·lular les converteixin en diana farmacològica de malalties com el càncer i altres relacionades amb desordres hiperproliferatius, migratoris, del desenvolupament embrionari i malalties vasculars. Una de las estratègies d'inhibició més usuals és el bloqueig del lloc d'unió de l'ATP a través de molècules orgàniques com les piridopirimidines, heterocicles especialment interessants per al grup d'investigació en el qual es desenvolupa aquest treball per la seva àmplia experiència sintètica en aquests sistemes.En la present tesi s'exploren i validen gran part de les tècniques de cribatge virtual amb l'objectiu d'establir una seqüència jerarquitzada de filtres que permetin avaluar aquells compostos candidats a ser sintetitzats. Els successius passos de filtrat inclouen la selecció de compostos d'una quimioteca virtual a partir de la diversitat o representativitat de l'espai químic, l'aplicació de recerques de similitud i models farmacofòrics construïts a partir d'inhibidors coneguts, un filtrat mitjançant docking o acoblament dels inhibidors a la cavitat d'unió d'aquestes proteïnes i mètodes de predicció de l'afinitat d'unió d'una sèrie de lligands. La jerarquia d'aquestes etapes s'imposa a partir de la diferència de recursos computacionals que requereix cadascuna d'elles, sent aquests cada vegada superiors. Els mètodes han estat validats retrospectivament en bases de dades formades per compostos actius recopilades de la bibliografia. Una vegada validades, han permès la caracterització prospectiva dels candidats sintètics.S'ha dissenyat un fingerprint d'interacció estructural proteïna-lligand basat en el concepte de parells atòmics (IFbAP) destinat a facilitar el postprocessat dels resultats de docking, aplicant-se com a filtre en un cribatge virtual. La seva capacitat per a discriminar entre compostos actius e inactius s'analitza per a tres dianes: el receptor d'estrogen, el receptor del factor de creixement de fibroblasts i la transcriptasa reversa del HIV.Paral·lelament, s'ha seguit amb el desenvolupament del programa PRALINS (Program for Rational Analysis of Libraries in Silico), programa dirigit al disseny de quimioteques combinatòries virtuals que incorpora els principals criteris de selecció basats en diversitat. En el context de les quimioteques combinatòries focalitzades, es proposa un nou mètode (Direct), la capacitat de focalització del qual s'ha testat front als mètodes tradicionals, també implementats a PRALINS. Així mateix s'incorporen i analitzen mètodes d'avaluació de diversitat, suggerint-se un mètode (cell-integral-diversity criterion) destinat a superar els desavantatges dels mètodes tradicionals. S'incorporen els algoritmes genètics a PRALINS com a tècnica d'optimització, tant d'un únic criteri de diversitat/similitud com per a realitzar optimitzacions multiobjetiu.En l'àmbit d'una altra línia d'investigació del grup dirigida cap al desenvolupament d'inhibidors del procés de fusió del HIV, s'estudia el mode d'unió de dos antagonistes de CXCR4 i CCR5, receptors cel·lulars de la família de les GPCRs implicats en aquesta etapa del cicle del virus. / La aplicación de métodos de cribado virtual cobra cada vez más importancia en el proceso de descubrimiento de fármacos, complementando a las técnicas de High-throughput screening con el fin de facilitar y contribuir a la comprensión de los mecanismos bioquímicos de actuación de los fármacos, agilizar y reducir el coste del proceso.En particular, el interés farmacológico de la presente tesis es la inhibición de receptores de tirosina quinasas. Estos enzimas participan en múltiples procesos de señalización celular, por lo que tanto la disfunción de las mismas o su papel privilegiado en los mecanismos del ciclo celular las convierten en diana farmacológica de enfermedades como el cáncer y otras relacionadas con desórdenes hiperproliferativos, migratorios, del desarrollo embrionario y enfermedades vasculares. Una de las estrategias de inhibición más usuales es el bloqueo del sitio de unión del ATP a través de moléculas orgánicas como las piridopirimidinas, heterociclos especialmente interesantes para el grupo de investigación en el que se desarrolla este trabajo por su amplia experiencia sintética en dichos sistemas.En la presente tesis se exploran y validan gran parte de las técnicas de cribado virtual con el objetivo de establecer una secuencia jerarquizada de filtros que permitan evaluar aquellos compuestos candidatos a ser sintetizados. Los sucesivos pasos de filtrado incluyen la selección de compuestos de una quimioteca virtual a partir de la diversidad o representatividad del espacio químico, la aplicación de búsquedas de similitud y modelos farmacofóricos construidos a partir de inhibidores conocidos, un filtrado mediante docking o acoplamiento de los inhibidores en la cavidad de unión de estas proteínas y métodos de predicción de la afinidad de unión de una serie de ligandos. La jerarquía de estas etapas se impone a partir de la diferencia de recursos computacionales que requiere cada una de ellas, siendo éstos cada vez superiores. Los métodos han sido validados retrospectivamente en bases de datos formadas por compuestos activos recopilados de la bibliografía. Una vez validadas, han permitido la caracterización prospectiva de los candidatos sintéticos.Se ha diseñado un fingerprint de interacción estructural proteína-ligando basado en el concepto de pares atómicos (IFbAP) destinado a facilitar el postprocesado de los resultados de docking, aplicándose como filtro en un cribado virtual. Su capacidad para discriminar entre compuestos activos e inactivos se analiza para tres dianas: el receptor de estrógeno, el receptor del factor de crecimiento de fibroblastos y la transcriptasa reversa del HIV.Paralelamente, se ha continuado con el desarrollo del programa PRALINS (Program for Rational Analysis of Libraries in Silico), programa dirigido al diseño de quimiotecas combinatorias virtuales que incorpora los principales criterios de selección basados en diversidad. En el contexto de las quimiotecas combinatorias focalizadas, se propone un nuevo método (Direct), cuya capacidad de focalización se ha testado frente a los métodos tradicionales, también implementados en PRALINS. Asimismo se incorporan y analizan métodos de evaluación de diversidad, sugiriéndose un método (cell-integral-diversity criterion) destinado a superar las desventajas de los métodos tradicionales. Se incorporan los algoritmos genéticos en PRALINS como técnica de optimización, tanto de un único criterio de diversidad/similitud como para realizar optimizaciones multiobjetivo.En el ámbito de otra línea de investigación del grupo dirigida hacia el desarrollo de inhibidores del proceso de fusión del HIV, se estudia el modo de unión de dos antagonistas de CXCR4 y CCR5, receptores celulares de la familia de las GPCRs implicados en dicha etapa del ciclo del virus. / Virtual screening is progressively gaining importance in the drug discovery process, complementing high-throughput screening in order to facilitate and contribute to the understanding of the action mechanism of drugs, while expediting and reducing the cost of the process.The pharmacological focus of this thesis lies in the inhibition of tyrosine kinase receptors. These enzymes are the critical components of signalling pathways, so both their dysfunction and their privileged role in the cell cycle pathways make them pharmacological targets in diseases such as cancer and others related to hyperproliferative disorders, migratory disorders, embryonic development and vascular pathologies. One of the most common strategies of inhibition is the blockage of the ATP binding site by small organic molecules such as pyridopyrimidines, which are of particular interest for the research group where this project was carried out due to our wide experience in the synthesis of these heterocycles.In the present thesis, most of the techniques currently employed in virtual screening are explored and validated with the aim of establishing a hierarchical database of screening to be used in the evaluation of drug candidates to be synthesized. The successive filtering steps include compound selection from a combinatorial library based on diversity or representativity of the chemical space, pharmacophore similarity searches, docking and affinity predictions for a series of ligands. The different strategies have been retrospectively validated in databases containing active compounds compiled from literature. After validation, they have been applied in the prospective characterization of the synthetic candidates.A structural interaction fingerprint has been designed, based on the concept of atomic pairs (IFbAP), for the post processing of docking outputs as a filter step in virtual screening. Its ability to discern between active and inactive compounds has been analysed for three targets: estrogen receptor, fibroblast growth factor receptor and HIV reverse transcriptase.We have also continued developing the PRALINS program (Program for Rational Analysis of Libraries in Silico), a program for the design of combinatorial libraries, which incorporates the main diversity selection criteria. In the context of focused combinatorial libraries, we propose a new method (Direct), whose ability to focalise has been compared to the traditional methodologies also implemented in PRALINS. Moreover, different diversity evaluation criteria have been compared, introducing a new method (cell-integral-diversity criterion) aimed at surpassing the disadvantages of traditional techniques. We have implemented genetic algorithms as optimisation techniques, both for unique diversity/similarity criterion and for carrying out multiobjective optimisations.Within another research area of interest for the group, directed towards the development of inhibitors of the HIV fusion process, we study the binding mode for CXCR4 and CCR5 antagonists.