Identificació dels nodes genòmics de resposta al tractament quimioterapèutic: Teràpia combinada amb siRNA.

Abstract

El treball realitzat en aquesta tesi doctoral constitueix un estudi farmacogenòmic de la resistència al metotrexat (MTX) en cèl·lules de càncer humà, mitjançant experiments amb microarrays per tal de comparar l'expressió gènica diferencial entre cèl·lules sensibles i resistents al MTX.<br/><br/>En un primer estudi, vam utilizar com a model la línia cel·lular HT29 de càncer de colon, i vam identificar AKR1C1 com un gen sobreexpressat a les cèl·lules resistents al quimioteràpic. Vam analizar la regulació transcripcional d'aquest gen, mitjançada principalment per Sp1, vam determinar la seva relació amb el cicle cel·lular i amb l'apoptosi i vam establir un paper per AKR1C1 en la resistència al MTX.<br/><br/>En un estudi posterior amb microarrays representatius del genoma humà complet, vam identificar un conjunt de gens sobreexpressats i amplificats a les cèl·lules HT29 resistents, amb una localització cromosòmica propera al gen dihidrofolat reductasa.<br/><br/>L'anàlisi detallada dels gens diferencialment expressats CAV1, E-Cadherina, PKC&#61537;&#61472;i ENO2, ens va permetre determinar per a tots ells un paper en la resistència al MTX, essent els dos primers dianes potencials per al disseny d'una teràpia coadjuvant amb MTX.<br/><br/>També vam estudiar la resposta gènica associada a la resistència al MTX en altres línies cel·lulars, representatives de càncer de colon, càncer de mama, càncer de pàncrees, leucèmia eritroblàstica i osteosacoma. Vam realitzar experiments de microarrays per a totes elles i vam obtenir llistes de gens diferencialment expressats. A partir d'aquestes dades, vam construir xarxes d'associació biològica de gens comuns diferencialment expressats en càncer de colon, en càncer de mama o entre les altres tres línies cel·lulars estudiades. Així, vam identificar gens que representaven un node de la xarxa (DKK1), o una xarxa sencera (formada per alguns membres de la família gènica UGT1A) o un gen comú deregulat en càncer de pàncrees, leucèmia eritroblàstica i osteosarcoma (EEF1A1). Validacions funcionals d'aquests gens van mostrar una sensibilització de les cèl·lules vers el MTX.

<I>This thesis represents a pharmacogenomic study on methotrexate (MTX) resistance in human cancer cells. Whole human genome microarrays allowed us to compare the gene expression patterns between cell lines sensitive or resistant to MTX.<br/><br/>In a first approach, we used HT29 colon cancer cells as a model, and we identified AKR1C1 as a gene overexpressed in the resistant cells. We analyzed its transcriptional regulation, mainly mediated by Sp1, we determined its relationship with cell cycle and with apoptosis, and established a role for AKR1C1 on MTX resistance.<br/><br/>In a second study, we identified a set of genes, located flanking the "dhfr locus", which were overexpressed and amplified in the resistant HT29 cells. Detailed analyses on CAV1, E-Cadherin, PKC&#61537;&#61472;and ENO2, four differentially expressed genes, allowed us to establish a role for all of them in MTX resistance, and to hypothesize that CAV1 and E-Cadherin may constitute potential targets for coadjuvant therapy.<br/><br/>We also studied the gene expression profiles of MTX resistance in other cell lines, representative of colon cancer, breast cancer, pancreatic cancer, erythroblastic leukemia and osteosarcoma. We performed microarray experiments for all of them and obtained lists of genes differentially expressed. We generated biological association networks with genes in common between both colon cancer cell lines, between both breast cancer cell lines or among the other three cell lines studied. We identified a highly interconnected node in a network (DKK1), a network formed by some members of UGT1A family, and a gene deregulated in pancreatic cancer, erythroblastic leukemia and osteosarcoma (EEF1A1). Functional validations of these three genes showed a sensitization toward MTX.<br/><br/></i>