Estudi de la via de WNT com a diana terapèutica en tumors sòlids i identificació de nous marcadors pronòstics i predictius

Abstract

[cat] La via de senyalització Wnt està implicada en la regulació de processos importants en la progressió del càncer com: el creixement tumoral, la senescència, la diferenciació i la metàstasi. El seu estudi ha contribuït tant per a millorar la comprensió de la carcinogènesi, sent el càncer colorectal el millor paradigma de l’estudi de la progressió tumoral iniciada en gran part per alteracions en aquesta via de senyalització, com pel desenvolupament d’inhibidors de la via per tal de millorar les estratègies terapèutiques actuals. En aquesta tesi es va estudiar la implicació de la via Wnt/β- catenina en dos tipus de tumors sòlids diferents, els sarcomes de parts toves i el càncer de pròstata avançat. Els sarcomes de parts toves (SPT) són un grup de tumors poc freqüents i molt heterogeni. L’etiologia d’aquests tumors segueix sent desconeguda i malgrat la seva heterogeneïtat se’ls considera com una sola entitat respecte a diagnòstic i estratègies terapèutiques. En aquest sentit, estudis enfocats a comprendre millor el procés pel qual s’originen aquests tipus de neoplàsies i la identificació de possibles dianes terapèutiques que aportin millores en el maneig d’aquests pacients són essencials. Dins aquest context, en aquesta tesi es va estudiar la implicació de la via Wnt/β- catenina en la sarcomagènesi i la seva inhibició com a possible estratègia terapèutica. S’ha demostrat que la via de senyalització Wnt està activada en línies cel·lulars i cultius primaris representatius de sarcomes de parts toves, promovent l’expressió de gens diana de la via, importants per la proliferació cel·lular, en concret del gen CDC25A. La inhibició de la via, quan s’actua per sota de β-catenina (proteïna clau de la via) en la cascada de senyalització, redueix la proliferació cel·lular provocant que les cèl·lules entrin en apoptosi, a través de la inhibició dels nivells d’expressió de CDC25A. De manera interessant, la combinació d’aquests inhibidors amb els agents quimioterapèutics convencionals millora el seu efecte antitumoral d’una manera sinèrgica, obrint les portes a la realització d’estudis en models experimentals in vivo. Per altra banda, l’estudi de biomarcadors predictius i/o pronòstics de resposta o progressió a determinats tractaments, s’ha convertit en un tema recurrent en la investigació contra el càncer. En primer lloc, perquè permeten la identificació de noves dianes terapèutiques per a les quals desenvolupar fàrmacs que millorin els tractaments actuals. En aquest sentit, els resultats obtinguts en aquesta tesi en mostres tumorals de pacients amb SPT, estableixen les bases per identificar alteracions moleculars de la via Wnt/β-catenina per a ser usades com a biomarcadors de resposta a determinats inhibidors en assaigs clínics, com és el cas del paper clau de CDC25A en la proliferació cel·lular. I en segon lloc, perquè durant el tractament apareixen mecanismes de resistència que provoquen la progressió cap una forma de la malaltia més avançada, com en el cas del càncer de pròstata avançat. En aquests tipus de tumors s’ha descrit que la via Wnt/β-catenina hi juga un paper important, però encara es desconeix, en gran mesura, el mecanisme amb què ho fa. En relació amb això en aquest treball, s’han identificat determinats miRNAs (hsa-miR-205-5p i hsa-miR-1301- 3p) que podrien estar regulant a components de la via Wnt/β-catenina durant la progressió de la malaltia. Aquests resultats constitueixen la base per avaluar en futurs estudis si la determinació d’aquests nous biomarcadors, en biòpsia líquida i de forma prospectiva, podrien complementar o millorar el test del PSA (de l’anglès, prostate specific antigen) en sang, el biomarcador utilitzat actualment en càncer de pròstata.

[spa] La vía de señalización Wnt está implicada en la regulación de procesos importantes para la progresión del cáncer como: el crecimiento tumoral, la senescencia, la diferenciación y la metástasis. Su estudio ha contribuido a mejorar la comprensión de la carcinogénesis, siendo el cáncer de colon, el mejor paradigma tanto para el estudio de la progresión tumoral iniciada en gran parte por alteraciones en esta vía de señalización, así como al desarrollo de inhibidores de la vía con el objetivo de mejorar las estrategias terapéuticas actuales. En la presente tesis se estudió la implicación de la vía Wnt/β-catenina en dos tipos de tumores diferentes, los sarcomas de partes blandas y el cáncer de próstata avanzado. Los sarcomas de partes blandas (SPB) son un grupo muy heterogéneo, de tumores poco frecuentes. La etiología de estos tumores sigue siendo desconocida y a pesar de su heterogeneidad se los considera como una sola entidad en cuanto al diagnóstico y estrategias terapéuticas. En este sentido, estudios enfocados en mejorar la comprensión del proceso por el cual se originan este tipo de neoplasias y la identificación de posibles dianas terapéuticas que aporten mejoras en el manejo de estos pacientes son esenciales. Dentro de este contexto, en esta tesis se estudió la implicación de la vía Wnt/β-catenina en la sarcomagénesis y su inhibición como posible estrategia terapéutica. Se ha demostrado que la vía de señalización Wnt está activada en líneas celulares y cultivos primarios representativos de sarcomas de partes blandas, promoviendo la expresión de genes diana de la vía importantes para la proliferación celular, en concreto, de CDC25A. La inhibición de la vía, actuando per debajo de β- catenina (proteína clave de la vía) en la cascada de señalización, reduce la proliferación celular haciendo que las células entren en apoptosis, a través de la inhibición de los niveles de expresión de CDC25A. De manera interesante, la combinación de estos inhibidores con los quimioterapéuticos convencionales mejora su efecto antitumoral, de forma sinérgica, abriendo las puertas a la realización de nuevos experimentos en modelos in vivo. Por otro lado, el estudio de biomarcadores predictivos y/o pronósticos de respuesta o progresión a determinados tratamientos, se ha convertido en un tema recurrente en la investigación contra el cáncer. En primer lugar, porque permiten la identificación de nuevas dianas terapéuticas, para las cuales desarrollar nuevos fármacos que mejoren los tratamientos actuales. En este sentido, los resultados obtenidos en esta tesis en muestras tumorales de pacientes con SPB, sirven de base para identificar alteraciones moleculares de la vía Wnt/β-catenina que podrían ser usadas como biomarcadores de respuesta a determinados inhibidores en ensayos clínicos, como en el caso del papel clave de CDC25A en la proliferación celular. Y en segundo lugar, porque durante el tratamiento aparecen mecanismos de resistencia que provocan la progresión a una forma de la enfermedad más avanzada, como en el caso del cáncer de próstata avanzado. En este tipo de tumores se ha descrito que la vía Wnt/β-catenina juega un papel importante, aunque todavía se desconoce, en gran medida, la manera en que lo hace. En línea con esto en este trabajo, se han identificado determinados miRNAs (hsamiR- 205-5p y hsa-miR-1301-3p) que podrían estar regulando a componentes de la vía Wnt/β-catenina durante la progresión de la enfermedad. Estos resultados sirven de base para evaluar en futuros estudios si la detección de estos nuevos biomarcadores, en biopsia líquida de forma prospectiva, pudiera complementar o mejorar el test de PSA en sangre, el biomarcador usado actualmente en cáncer de próstata.

[eng] Wnt signalling pathway regulates various processes that are important for cancer progression, including: tumor initiation, tumor growth, cell senescence, cell death, differentiation and metastasis. The study of this pathway has improved the understanding of carcinogenesis, especially in colon cancer, the paradigm of studies about tumor progression initiated through alterations in Wnt signalling pathway. Moreover, it has contributed to improving current therapeutic strategies by the development of small inhibitors targeting this pathway. In this thesis, we evaluate the role of Wnt/β-catenin pathway in two different types of tumours: soft tissue sarcoma and advanced prostate cancer. Soft tissue sarcomas (STS) are a group of rare and heterogeneous tumours. The aetiology of these tumours is still unknown and despite their heterogeneity they are considered as a single entity in their diagnosis and therapeutic approach. In this context, research focusing on the study of new molecular pathways that provide a better understanding of sarcomagenesis and identification of potential therapeutic targets to improve the management of these patients are a primordial necessity. In this thesis, we evaluated the role of Wnt/β-catenin pathway in sarcomagenesis and its inhibition as a potential therapeutic strategy. We demonstrated that Wnt signalling pathway is activated in a representative panel of STS cell lines and tumour-derived cells, promoting the expression of target genes mediators of cell proliferation, such as CDC25A. Inhibition of the pathway, β-catenin-downstream, reduced cell proliferation by inducing apoptosis, through downregulation of CDC25A expression. Interestingly, the combination of these inhibitors with conventional chemotherapeutic agents enhances their antitumor effect in a synergistic manner, opening the door for further experiments using in vivo models. On the other hand, identification of predictive/prognostic biomarkers of response or treatment progression has become a recurring topic in cancer research. First, because it serves as the basis of studies related to the identification of new therapeutic targets for the improvement of current treatments. In line with this, the results presented in this thesis, by analyzing tumor samples of patients with STS, serve as a basis for further studies to evaluate the role of molecular alterations of the Wnt/β-catenin pathway as predictive biomarkers of response to inhibitors which are in clinical trials, as in the case of the key role of CDC25A in cell proliferation. And secondly, due to the treatment resistance that all patients eventually develop, as in advanced prostate cancer. It has been suggested that Wnt/β-catenin pathway plays an important role, during androgen deprivation therapy progression, although the mechanics behind it is still unknown. In line with this we identified certain miRNAs (hsa-miR-205-5p and hsa-miR-1301-3p) that could be implicated in the disease progression by regulating components of the Wnt/β-catenin pathway. Further studies will evaluate whether the detection of these new biomarkers, in liquid biopsy, could complement or improve the currently used biomarker in prostate cancer (PSA).