Deciphering the melanoma pre-metastatic niche at the single cell level

• Autores: Marta Contreras Alcalde
• Directores de la Tesis: María Soledad Soengas González (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 149
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  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • El nicho pre-metastásico es un microambiente complejo que consiste en células estromales, matriz extracelular y células inmunitarias que sustentan el crecimiento y la metástasis del tumor. Investigaciones recientes han indicado que el nicho pre-metastásico (PMN) tiene la capacidad de desempeñar funciones adicionales en cuanto a la evasión del sistema inmunitario y la resistencia a terapia, aunque los mecanismos subyacentes responsables de estas funciones no han sido completamente descritos ni entendidos. Por lo tanto, investigar las bases moleculares que impulsan la formación del PMN es esencial en la investigación básica y traslacional del cáncer. En este contexto, el melanoma cutáneo es un modelo idóneo para estudiar la formación de PMN debido a su capacidad para actuar de manera sistémica y pre-acondicionar sitios metastásicos distales ya en etapas muy tempranas del desarrollo del tumor. Nuestro grupo ha identificado previamente el factor de crecimiento Midkine (MDK) como una proteína secretada por el melanoma con funciones potentes pro-metastásicas e inmunosupresoras. Sin embargo, estos estudios se realizaron en lesiones tumorales primarias cutáneas, y en estadios tardíos de progresión tumoral, lo que plantea interrogantes sobre la medida en que MDK es capaz de remodelar el nicho pre-metastásico. Asimismo, es importante determinar qué tipo(s) de células del estroma y del sistema inmunológico podrían estar involucradas en este proceso. Con el objetivo de abordar estas cuestiones y entender mejor los efectos sistémicos inducidos por MDK, empleamos un modelo de implantación de tumor en animales inmunocompetentes para realizar estudios de pérdida y ganancia de función. Esto sirvió como un enfoque preliminar para investigar los efectores específicos derivados de la acción de MDK, en lesiones primarias durante las etapas tempranas del desarrollo del tumor, que caracterizamos aún más utilizando análisis de secuenciación de ARN de célula única. Además, se realizó la caracterización de los sitios distales, con especial énfasis en el pulmón como el principal sitio de metástasis del melanoma. La validación de los datos obtenidos se llevó a cabo mediante técnicas de citometría de flujo e histología, y las firmas génicas identificadas se evaluaron en conjuntos de datos clínicos de pacientes humanos con el objetivo de determinar su valor pronóstico y su capacidad para predecir la respuesta a la inmunoterapia. Los resultados obtenidos permitieron identificar diferentes subpoblaciones de células moduladas por MDK que coexisten en los tumores de melanoma. Asimismo, demostramos que la presencia de MDK expresado por el tumor es importante para evitar el reclutamiento de células T CD8+ y células NK al tumor primario. En ausencia de MDK observamos que se induce una inmunidad sistémica in vivo, provocando el reclutamiento de diversos tipos de células inmunitarias, tales como células T CD8+ y células NK a zonas distales (pulmón). De estos subconjuntos celulares, se determinó las células T CD8+ como los principales objetivos de los efectos supresores e inmunomoduladores de MDK. En particular, la depleción de MDK resultó en distintos cambios en el perfil de expresión de las células T en las lesiones cutáneas y en los pulmones pre-metastásicos de estos animales. En un enfoque traslacional, descubrimos que en ausencia de MDK, las células T tanto de las lesiones primarias como de los sitios pre-metastásicos distales expresaban unas firmas génicas dependientes de MDK definen mal pronóstico y resistencia inmunoterapia en varias cohortes de pacientes humanos. Estos hallazgos abren nuevas vías de investigación sobre cómo MDK controla nichos pre-metastáticos inmunológicamente refractarios al prevenir el reclutamiento y la activación de células T CD8+ en tumores primarios y sitios distales