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

El cancer de pulmon es el tumor mas frecuente y tambien el que presenta mayor mortalidad en terminos absolutos, suponiendo hasta mas del 18% de los fallecimientos por cancer en el mundo al ano. El cancer de pulmon no microcitico (CPNM) representa casi el 85% de todos los tumores de pulmon. Tanto las alteraciones geneticas 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 celulas madre tumorales (CSC, Cancer Stem Cells). La metastasis y recurrencia tumoral despues del tratamiento han sido atribuidas al crecimiento y supervivencia de esta subpoblacion celular. La falta de marcadores especificos de CSC de pulmon representa una dificultad para identificarlas, y los marcadores de superficie conocidos hasta el momento no son validos para separar poblaciones de CSC, por lo que se hace necesaria la generacion de nuevos ensayos experimentales para aislar CSC de manera mas robusta. La identificacion de CSC podria ser la base para el diseno de nuevas estrategias terapeuticas personalizadas, basadas en la seleccion de una combinacion mas racional de farmacos, que tendria como objetivo eliminar la poblacion de CSC en los tumores de CPNM. Los objetivos de esta tesis doctoral han sido el aislamiento y caracterizacion de CSC derivadas de tumores de pacientes con CPNM, y de lineas de cultivo establecidas; la caracterizacion de proteinas involucradas en la transicion epitelial mesenquimal (EMT) en CPNM que pueden ser relevantes para la adquisicion y el mantenimiento de caracteristicas de las celulas madre y para la progresion de la enfermedad; y el desarrollo de modelos experimentales de raton a partir de xenoinjertos derivados de tumores de pacientes con CPNM (PDX) para la identificacion de nuevos biomarcadores y para estudiar el fenotipo y evolucion de los tumores de pacientes. En este trabajo se han optimizado los protocolos para la obtencion de tumoresferas (ESF) con propiedades de celulas madre a partir de tejido tumoral de pacientes con CPNM y de lineas celulas de CPNM establecidas. Se ha confirmado el fenotipo caracteristico de celula madre en las ESF mediante el analisis de la expresion de marcadores de superficie de CSC como CD326, CD166, CD44 y CD133, su capacidad de autorrenovacion y diferenciacion, asi como la capacidad de iniciar tumores en ratones inmunodeprimidos. Se ha observado ademas que la senalizacion mediada por TGF-s1 podria estar contribuyendo a un aumento de la poblacion CSC, y que habria una relacion entre el proceso de promocion de la EMT inducida por TGF-s1 y las propiedades de CSC. El analisis de genes involucrados en la EMT y CSC en las ESF mostro que la expresion de CDKN1A, NOTCH3, CD44, NANOG, SNAI1 e ITGA6 es caracteristica de las ESF, y por tanto la expresion combinada de estos genes podria identificar la subpoblacion de CSC. Al correlacionar la expresion de estos genes con la supervivencia de los pacientes, se obtuvo una firma con valor pronostico en ADC basada en la expresion de los genes CDKN1A, SNAI1 e ITGA6. Se ha estudiado ademas el papel de proteinas involucradas en la EMT cuya expresion podria promover la migracion e invasion celular en CPNM. De esta manera se ha identificado que el factor de transcripcion JunB y el factor de traduccion eIF5A2 estan involucrados en la iniciacion de la EMT mediada por TGF-s1. Finalmente, se han establecido 9 modelos de xenoinjertos derivados de tumores de pacientes con CPNM (PDX). La correlacion del exito de implantacion del tumor en raton con variables clinico-patologicas de los pacientes mostro que los tumores primarios que generaron PDX derivaban de pacientes con peor pronostico. Tambien se observo que la elevada expresion de Vimentina, Ezrina y Ki67 en tumores sugiere una mayor agresividad y, por tanto, estudiar su expresion podria utilizarse en combinacion como marcador de pronostico para evaluar la progresion de la enfermedad.