Modelling the extracellular environment of pancreatic ductal adenocarcinoma to study different aspects of disease progression
- Autores: Nausica Betriu Rosselló
- Directores de la Tesis: Carlos Eduardo Semino Margrett (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Ramon Llull ( España ) en 2022
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Manuel García Aznar (presid.), Montserrat Nacher Garcia (secret.), Magda Faijes Simona (voc.), Miguel Ángel Mateos Timoneda (voc.), Elisabet Engel López (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioingeniería por la Universidad Ramón Llull
- Materias:
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- Resumen
El adenocarcinoma ductal pancreático (ADP) es la enfermedad pancreática más relevante, representando más del 90% de todas las patologías pancreáticas. El ADP es la cuarta causa más común de muerte por cáncer en Europa y Estados Unidos, con una tasa de supervivencia de 5 años de solo el 10%. Una de las características más importantes del ADP es la presencia de una matriz extracelular muy densa i dura, producida por células estromales, que genera un microambient único que promueve la proliferación celular i la resistencia a la apoptosis inducida por fármacos. Durante aproximadamente las últimas 5 décadas, los cultivos bidimensionales (2D) se han usado clásicamente para estudiar la biología celular del cáncer. No obstante, se ha demostrado que en cultivos 2D, las células quedan expuestas a un ambiente no fisiológico en comparación con los cultivos en 3D, que aportan una conformación celular, dimensionalidad y dureza normales, así como la generación de gradientes moleculares. El microambiente de los tumores sólidos se recrea mejor en cultivos 3D, y por lo tanto, este tipo de cultivo se considera una alternativa más fisiológica para estudiar diferentes aspectos de la progresión del cáncer, como por ejemplo la capacidad de angiogénesis, proliferación celular, resistencia a apoptosis y resistencia a fármacos. En esta tesis se han desarrollado modelos in vitro 3D para estudiar diferentes aspectos del ADP. En concreto, el ambiente extracelular se ha deconstruido en tres parámetros principales: dimensionalidad, dureza y señales biológicas, y se ha estudiado la contribución de cada uno en desencadenar diferentes respuestas celulares como por ejemplo la proliferación, la resistencia a fármacos y la mecanotransducción de señales.
Parte de esta tesis se ha centrado en el estudio del receptor del factor de crecimiento epitelial (Epithelial Growth Factor Receptor, EGFR), un receptor de tirosina quinasa que se encuentra sobre-expresado en el ADP. Los resultados muestran como el tratamiento con erlotinib, un inhibidor de receptores tirosina quinasa, promueve la degradación del EGFR en cultivos 3D de diferentes líneas celulares de cáncer de páncreas, pero no en cultivos 2D. Además, la degradación de este receptor no sucede en fibroblastos, células no tumorales, en ninguno de los dos tipos de cultivos (2D o 3D). Por lo tanto, no sólo el erlotinib tiene un efecto diferente en células tumorales y no tumorales y sino que además, las células responden de modo diferente al fármaco cuando se cultivan en un ambiente 3D.
Además, los científicos están progresivamente desarrollando modelos de cultivo celular para imitar el augmento de dureza asociada a este tipo de tumores. En esta tesis, se ha estudiado la relación entre les células tumorales y su ambiente biomecánico en términos de dureza de la matriz. Se han utilizado matrices 3D sintéticas y naturales para analizar el efecto de la dureza de la matriz en términos de activación de la quinasa de adhesiones focales (focal adhesion kinase, FAK), ya que esta proteína es capaz de sentir la dureza del ambiente y participar en vías de mecanotransducción de señales. Además, FAK se encuentra hiperactivada en muchos cánceres epiteliales, y su expresión se correlaciona con la malignidad y el potencial invasivo de los tumores. Los resultados obtenidos muestran que las matrices sintéticas de elevada dureza, pero no las matrices naturales, promueven la regulación negativa de FAK a nivel de proteína. En conjunto, estos resultados destacan la importancia de sistemas de cultivo que puedan recrear la fisiología tumoral de manera más acurada, ya que la respuesta celular depende del microambiente en el cual se encuentran las células.
