Microalgae cultivation in view of resource and energy recovery

Abstract

El rabdomiosarcoma (RMS) és el sarcoma de parts toves més comú en la infància i el seu origen rau en les cèl·lules embrionàries precursores del múscul esquelètic. Histològicament se subdivideix en dos tipus: l'embrionari (RMSe) i l'alveolar (RMSa), diferint en presentació clínica, pronòstic i resposta a la teràpia, i és el RMSa el que presenta pitjor pronòstic. El neuroblastoma (NBL) és el tumor sòlid extracranial més habitual en la infància i el tercer càncer pediàtric més recurrent. Representa un 15% de les morts pediàtriques per càncer. Hi ha diversos factors que determinen l'afectació del tumor: l'edat al moment del diagnòstic, l'estadi, alteracions cromosòmiques, la histologia i l'estat de l'oncogèn N-MYC. La supervivència tant del RMS com del NBL se situa al 70%, però aquesta es redueix fins al 30% en els casos de RMS amb malaltia metastàtica i recidiva, i fins al 20% en els casos de NBL d'alt risc. Aquests casos s'associen a la disseminació del tumor a causa de la metàstasi, quan els tractaments regulars no són efectius. És en aquest context on existeix la necessitat d'estudi dels factors que regulen el procés metastàtic per tal d'identificar noves dianes terapèutiques i així millorar la supervivència d'aquest grup de pacients. Les integrines són receptors transmembrana cel·lulars amb capacitat de transmetre senyal de l'exterior a l'interior de la cèl·lula i viceversa, que en modifiquen la plasticitat, adhesió i invasió cel·lular i estan implicades en processos patològics com la metàstasi. Anteriorment a aquesta tesi doctoral, el nostre grup d'investigació va suggerir per primera vegada la integrina α9β1 com una proteïna clau en la invasió de les cèl·lules de RMS. En aquesta tesi doctoral es demostra el paper de la integrina α9β1 en la invasió del RMS tant in vitro com in vivo mitjançant la seva inhibició genètica. Es mostra per primera vegada el paper del miR-7 i el miR-324 com a reguladors de la integrina α9β1. També es descriu com l'expressió de la integrina α9β1 en els tumors de RMS resulta en una tendència a una menor supervivència dels pacients, i posicionen la integrina α9β1 com a un marcador de mal pronòstic en el RMS. El caràcter invasiu de la integrina α9β1 es demostra també en el NBL, on l'expressió de la proteïna en les seves línies cel·lulars és molt elevada i contundent. S'ha dissenyat molècules blocadores contra la integrina α9β1 a partir d'un dels seus múltiples lligands, tot dirigint el treball cap a una recerca translacional per intentar cobrir les necessitats de la clínica en el tractament del RMS i el NBL. Els inhibidors seleccionats presenten efectes antiinvasius en les línies cel·lulars de RMS i NBL positives per la integrina α9β1. S'ha dut a terme un model murí de metàstasi de RMS amb l'administració dels dos inhibidors més prometedors. Un d'ells ha demostrat ser efectiu in vivo, en el qual s'ha observat un retard en l'aparició de metàstasi i una menor incidència de metàstasi comparat amb el grup control. En resum, en aquesta tesi doctoral es descriu el paper de la integrina α9β1 en el RMS i el NBL i es demostra el rol d'aquesta en la metàstasi. A més, es desenvolupa un nou inhibidor contra la integrina α9β1, que presenta un fort efecte antiinvasiu tant in vitro com in vivo. Així doncs, es proposa la integrina α9β1 com una nova diana terapèutica contra el procés metastàtic en el càncer pediàtric.

Rhabdomyosarcoma (RMS) is the most common soft tissue sarcoma in childhood and it is derived from primitive mesenchyme that retained its capacity for skeletal muscle differentiation. Histologically, it can be divided into two main subtypes: embryonal rhabdomyosarcoma (RMSe) and alveolar rhabdomyosarcoma (RMSa), with differing in clinical presentation, prognosis and responses to therapy, with RMSa having the worst prognosis. Neuroblastoma (NBL) is the most common extracranial solid tumor in childhood and the third most recurrent pediatric cancer. It accounts for around 15% of all pediatric oncology deaths. Several factors determine tumor involvement: the age at the time of diagnosis, the stage, chromosomal disorders, histology and the state of the N-MYC oncogene. Survival rates for RMS and NBL are 70%, but fall to 30% in cases of metastatic RMS and recurrence, and to 20% in cases of high risk NBL. These cases are associated with the dissemination of the tumor due to metastasis, when regular treatments are not effective. It is in this context where there is a need to study the factors that regulate the metastatic process in order to identify new therapeutic targets and thus improve the survival of this group of patients. Integrins are cellular transmembrane receptors capable of transmitting signal from the outside to the inside of the cell and viceversa. They can modify plasticity, adhesion and cell invasion and are involved in pathological processes such as metastasis. Prior to this doctoral thesis, our research group suggested α9β1 integrin as a key protein in the invasion of RMS cells for the first time. In this work, we demonstrate the role of α9β1 integrin in invasion both in vitro and in vivo through its genetic inhibition. The role of miR-7 and miR-324 as regulators of the α9β1 integrin is shown for the first time. How the expression of α9β1 integrin in RMS tumors results in a tendency for poorer survival for patients is also described, and α9β1 integrin is positioned as a poor prognostic marker in the RMS. The invasiveness of α9β1 integrin is also demonstrated in the NBL, where there is high protein expression in its cell lines. Blocking molecules have been designed against α9β1 integrin from one of its multiple ligands, and work directed towards translational research in order to cover the clinical needs of the treatment of RMS and NBL. Selected inhibitors have antiinvasive effects on α9β1 integrin RMS and NBL cell lines. A murine metastases model of RMS has been performed with the administration of the two most promising inhibitors. One of these has been shown to be effective in vivo, with a delay in the appearance of metastasis and a lower incidence of metastasis compared to the control group. To sum up, this thesis describes the role of α9β1 integrin in the RMS and NBL and demonstrates its role in metastasis. In addition, a new inhibitor is developed against α9β1 integrin, which has a strong antiinvasive effect both in vitro and in vivo. Accordingly, α9β1 integrin is proposed as a new therapeutic target against the metastatic process in pediatric cancer.