Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Microbioma y microRNAs : impacto del microbioma sobre el desarrollo tumoral de próstata |
| Título alternativo: | Microbiome and microRNAs : impact of the microbiome on prostate tumor development |
| Autor: | Graña, Karen Daniela |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Fundación del Instituto de Biología y Medicina Experimental - CONICET. Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME)
|
| Publicación en la Web: | 2026-06-02 |
| Fecha de defensa: | 2025-05-09 |
| Fecha en portada: | 2025 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular |
| Director: | De Siervi, Adriana |
| Consejero: | Rubinstein, Natalia |
| Jurado: | Belforte, Fiorella Sabrina; Blaustein Kappelmacher, Matías; Cánepa, Eduardo Tomás |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | CANCER DE PROSTATA; DIETA GRASA; miRNAs; MICROBIOMA; TRANSPLANTE DE MATERIA FECAL; SINDROME METABOLICOPROSTATE CANCER; HIGH FAT DIET; miRNAs; MICROBIOME; FECAL TRANSPLANTATION; METABOLIC SYNDROME |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7738_Grana |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7738_Grana.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7738_Grana |
| Ubicación: | BIO 007738 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Graña, Karen Daniela. (2025). Microbioma y microRNAs : impacto del microbioma sobre el desarrollo tumoral de próstata. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7738_Grana |
Resumen:
El cáncer de próstata (CaP) es el segundo cáncer más común y la quinta causa de muerte por cáncer en hombres a nivel mundial. En Argentina, es el tipo de cáncer con mayor incidencia y la tercera causa de muerte por cáncer en la población masculina. Los factores de riesgo establecidos para la incidencia total del CaP resultan ser factores conocidos como endógenos o constitucionales, los cuales incluyen la edad avanzada, el perfil hormonal, la raza y los antecedentes de CaP en la historia familiar. Además, existen factores exógenos o ambientales tales como la dieta, la obesidad y el tabaquismo, entre otros, los cuales son factores claves en la biología y tumorigénesis del CaP. El síndrome metabólico (SM) es un desorden fisiopatológico que se caracteriza por un conjunto de factores de riesgo asociados al metabolismo entre los cuales se encuentran la obesidad abdominal, dislipidemia aterogénica, presión sanguínea elevada, resistencia a la insulina, intolerancia a la glucosa, un estado protrombótico y un estado proinflamatorio crónico. El estudio del rol del SM en cáncer ha cobrado importancia en los últimos años. Estudios recientes basados en meta-análisis revelaron que el SM está asociado con un peor pronóstico, un aumento de la agresividad tumoral y una mayor tasa de recurrencia bioquímica de los pacientes con CaP. Los microRNAs (miRNAs) son RNAs pequeños no codificantes, de 19-25 nucleótidos de longitud, que regulan la expresión génica al unirse a la región 3 ́UTR de los RNA mensajero (mRNA) y bloquear su traducción o mediar su degradación. Dado que no es requerida la complementariedad total de bases, un mismo miRNA puede regular la expresión de una gran variedad de genes, potencialmente silenciando por completo una vía celular determinada. Los miRNAs son capaces de modular la mayoría de los procesos biológicos, incluyendo el desarrollo, proliferación celular, apoptosis, la estabilidad del genoma, migración, invasión y diferenciación, la mayoría de los cuales constituyen características cruciales del cáncer. Además, los miRNAs tienen la capacidad de circular en fluidos corporales tales como la sangre, la orina o la materia fecal, por lo que son moléculas interesantes para ser estudiadas en cáncer, no sólo como uno de los tantos mecanismos que se encuentran desregulados en esta patología, sino además como posibles biomarcadores diagnósticos y pronósticos así como blancos y/o agentes terapéuticos. La microbiota está conformada por todos los microorganismos que viven en un huésped u órgano en particular, el metagenoma es el material genético de esa microbiota, mientras que el microbioma es el medio ambiente, incluida la microbiota, cualquier proteína o metabolito que produzcan, su metagenoma, así como las proteínas y metabolitos del huésped. Se sabe que el microbioma impacta en el desarrollo del cáncer, y que puede variar según diferentes estados metabólicos de los individuos. A su vez, ha sido demostrado que el microbioma puede influenciar en todos los estadios del cáncer desde la iniciación a la progresión incluyendo la respuesta a las terapias. Estos efectos se deben a interacciones directas en el sitio del desarrollo del cáncer con las bacterias, así como también a interacciones indirectas como la regulación del sistema inmune, cambios en el metabolismo y el impacto de la terapia. En este trabajo de tesis, nos planteamos como primer objetivo estudiar y caracterizar el impacto del SM sobre la composición bacteriana y de miRNAs del microbioma de ratones con CaP. Para ello desarrollamos un modelo murino de CaP y SM donde estudiamos el perfil de expresión de miRNAs en sangre, tumor, intestino y materia fecal de cada grupo experimental, así como también caracterizamos la proporción de microbiota a nivel de filos que presentaban estos animales. Encontramos que una dieta alta en grasas (DG) aumenta el crecimiento tumoral de próstata, alterando el perfil de expresión de miRNAs en todos los tejidos y la composición bacteriana presente en la materia fecal. Además, a través de herramientas bioinformáticas y bases de datos de muestras de pacientes con CaP, se identificaron los genes blancos validados experimentalmente para cada miRNA, se estudiaron las vías metabólicas en las que se encuentran involucrados, se realizó un análisis de correlación entre la expresión de los miRNAs y los genes identificados con el fin de obtener una combinación de miRNAs y sus genes blanco (hsa-miR-21-5p, hsa-miR-27b-3p, hsa-miR-34a-5p y PIK3CB). El segundo objetivo incluyó estudiar el impacto del transplante de materia fecal (TMF) proveniente de un ratón sano, a un ratón con CaP. Encontramos que el TMF disminuye el crecimiento tumoral, alterando la expresión de miRNAs y la composición bacteriana. Finalmente en el tercer objetivo nos abocamos al análisis de los miRNAs circulantes como biomarcadores en muestras de plasma y materia fecal de pacientes con CaP y sin CaP de un centro de salud de la Provincia de Buenos Aires, así como también la composición bacteriana de las muestras de materia fecal de estos pacientes. Encontramos que el CaP alteró la expresión de miRNAs en el plasma y en la materia fecal de los pacientes. Luego, a través de herramientas bioinformáticas, se identificaron los genes blancos validados experimentalmente para cada miRNA, se estudiaron las vías metabólicas en las que se encuentran involucrados, se realizó un análisis de correlación entre la expresión de los miRNAs y los genes identificados y finalmente se seleccionaron aquellos genes blanco que mostraron tener una correlación negativa estadísticamente significativa con los miRNAs para luego estudiar la expresión de estos genes blanco en tumores de pacientes con CaP y muestras no tumorales. A partir de esto establecimos una combinación de miRNAs y sus genes blanco (hsa-miR-27b-3p, hsa-miR-200a-3p y PIK3CB), que resultó ser un buen panel biomarcador diagnóstico para distinguir entre tejido tumoral y no tumoral. Este panel de miRNAs/genes podría ser utilizada en la clínica como método rutinario en el control urológico anual de pacientes, sumándose al PSA y el examen digital rectal (DRE) mejorando la detección y el manejo del CaP.
Abstract:
Prostate cancer (PCa) is the second most common cancer and the fifth leading cause of cancer death in men worldwide. In Argentina, it is the type of cancer with the highest incidence and the third leading cause of cancer death in the male population. The risk factors established for the total incidence of PCa are known as endogenous or constitutional factors, which include advanced age, hormonal profile, race and a history of PCa in the family history. In addition, there are exogenous or environmental factors such as diet, obesity and smoking, among others, which are key factors in the biology and tumorigenesis of PCa. Metabolic syndrome (MeS) is a pathophysiological disorder characterized by a set of metabolic risk factors including abdominal obesity, atherogenic dyslipidemia, elevated blood pressure, insulin resistance, glucose intolerance, a prothrombotic state and a chronic proinflammatory state. The study of the role of MeS in cancer has gained importance in recent years. Recent studies based on meta-analysis revealed that MeS is associated with a worse prognosis, increased tumor aggressiveness and a higher rate of biochemical recurrence in patients with PCa. MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs, 19-25 nucleotides in length, that regulate gene expression by binding to the 3'UTR region of messenger RNAs (mRNAs) and blocking their translation or mediating their degradation. Since full base complementarity is not required, a single miRNA can regulate the expression of a wide variety of genes, potentially silencing a particular cellular pathway completely. miRNAs are capable of modulating most biological processes, including development, cell proliferation, apoptosis, genome stability, migration, invasion and differentiation, most of which are crucial features of cancer. In addition, miRNAs have the ability to circulate in body fluids such as blood, urine or fecal matter, making them interesting molecules to be studied in cancer, not only as one of the many mechanisms that are deregulated in this pathology, but also as potential diagnostic and prognostic biomarkers as well as targets and/or therapeutic agents. The microbiota consists of all the microorganisms that live in a particular host or organ, the metagenome is the genetic material of that microbiota, while the microbiome is the environment, including the microbiota, any proteins or metabolites they produce, their metagenome, as well as the proteins and metabolites of the host. The microbiome is known to impact cancer development, and can vary according to different metabolic states of individuals. In turn, it has been shown that the microbiome can influence all stages of cancer from initiation to progression including response to therapies. These effects are due to direct interactions at the site of cancer development with bacteria, as well as indirect interactions such as regulation of the immune system, changes in metabolism and the impact of therapy. Our first aim was to study and characterize the impact of MS on the bacterial and miRNA composition of the microbiome of mice with PCa. To this end, we developed a murine model of PCa. and SM where we studied the miRNA expression profile in blood, tumor, intestine and fecal matter of each experimental group, as well as characterized the proportion of microbiota at the phylum level in these animals. We found that a high-fat diet (HFD) increases prostate tumor growth, altering the expression profile of miRNAs in all tissues and the bacterial composition present in the fecal matter. In addition, through bioinformatics tools and databases of PCa patient samples, we identified the experimentally validated target genes for each miRNA, studied the metabolic pathways in which they are involved, performed a correlation analysis between the expression of miRNAs and the identified genes in order to obtain a combination of miRNAs and their target genes (hsa-miR-21-5p, hsa-miR-27b-3p, hsa-miR-34a-5p and PIK3CB). The second objective included studying the impact of fecal microbiota transplantation (FMT) from a healthy mouse into a mouse with PCa. We found that FMT decreases tumor growth by altering miRNA expression and bacterial composition. Finally, in the third objective, we focused on the analysis of circulating miRNAs as biomarkers in plasma and stool samples of patients with and without PCa from a health center in the Province of Buenos Aires, as well as the bacterial composition of the stool samples of these patients. We found that PCa altered the expression of miRNAs in the plasma and fecal samples of the patients. Then, through bioinformatics tools, we identified the experimentally validated target genes for each miRNA, studied the metabolic pathways in which they are involved, performed a correlation analysis between the expression of miRNAs and the identified genes and finally selected those target genes that showed a statistically significant negative correlation with miRNAs to then study the expression of these target genes in tumors of patients with PCa and non-tumor samples. From this we established a combination of miRNAs and their target genes (hsa-miR-27b-3p, hsa-miR-200a-3p and PIK3CB), which proved to be a good diagnostic biomarker panel to distinguish between tumor and non-tumor tissue. This miRNAs/genes panel could be used in the clinic as a routine method in the annual urological control of patients, in addition to PSA and digital rectal examination (DRE), improving the detection and management of PCa.
Citación:
---------- APA ----------
Graña, Karen Daniela. (2025). Microbioma y microRNAs : impacto del microbioma sobre el desarrollo tumoral de próstata. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7738_Grana
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Graña, Karen Daniela. "Microbioma y microRNAs : impacto del microbioma sobre el desarrollo tumoral de próstata". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7738_Grana
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