Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Polimorfismos genéticos y estrategias terapéuticas emergentes en cáncer de próstata |
| Título alternativo: | Genetic polymorphisms and emerging therapeutic strategies in prostate cancer |
| Autor: | Pascual, Gastón Mario |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN)
|
| Fecha de defensa: | 2025-07-25 |
| Fecha en portada: | 2025 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica |
| Departamento Docente: | Departamento de Química Biológica |
| Director: | Gueron, Geraldine |
| Director Asistente: | Toro, Ayelén Rayen |
| Consejero: | Kordon, Edith Claudia |
| Jurado: | Novaro, Virginia; Cymeryng, Cora Beatriz; Cánepa, Eduardo Tomás |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | CANCER DE PROSTATA; MOLECULAS LIBERADORAS DE MONOXIDO DE CARBONO; POLIMORFISMOS; RECEPTOR DE ANDROGENOS; APEX1; BIOMARCADORES GENETICOSPROSTATE CANCER; CARBON MONOXIDE-RELEASING MOLECULES; POLYMORPHISMS; ANDROGEN RECEPTOR; APEX1; GENETIC BIOMARKERS |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7776_Pascual |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7776_Pascual.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7776_Pascual |
| Ubicación: | QUI 007776 |
| 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. Pascual, Gastón Mario. (2025). Polimorfismos genéticos y estrategias terapéuticas emergentes en cáncer de próstata. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7776_Pascual |
Resumen:
El cáncer de próstata (PCa) es la neoplasia más frecuente en hombres y una de las principales causas de muerte oncológica en el mundo. Esta tesis aporta evidencia experimental y clínica sobre mecanismos moleculares implicados en la progresión de la enfermedad, combinando dos aproximaciones complementarias: (1) el estudio del efecto del monóxido de carbono (CO), empleando moléculas liberadoras de CO (CO-RMs), sobre células tumorales y su interacción con el microambiente óseo; y (2) el análisis del valor pronóstico de polimorfismos germinales en una cohorte de pacientes argentinos con PCa localizado. Esta tesis plantea la hipótesis de que el CO, una molécula señalizadora con propiedades antiinflamatorias y citoprotectoras, es capaz de modular funciones clave del fenotipo tumoral prostático. Se propuso que las CO-RMs, específicamente CORM-3, CORM-A1 y CORM-401, ejercen efectos antitumorales sobre células de PCa humano, interfiriendo con vías biológicas asociadas a la progresión tumoral y la colonización ósea. El objetivo de esta primera parte fue evaluar el impacto de las CO-RMs sobre la proliferación celular, la angiogénesis, el estrés oxidativo, el metabolismo energético, la expresión de marcadores de plasticidad celular y stemness, así como sus efectos en la interacción de las células tumorales con células óseas, considerando que el hueso es el principal sitio de metástasis del PCa. Para ello, se utilizó una línea celular prostática tumoral (PC3) y un modelo de co-cultivo indirecto con precursores osteoblásticos murinos (MC3T3). Se definieron concentraciones no citotóxicas de las CO-RMs y se confirmó la liberación efectiva de CO. En las células tumorales, el tratamiento promovió la adhesión celular al sustrato y redujo significativamente la capacidad migratoria, evaluada mediante ensayos de adhesión y cierre de herida. Además, se observó una disminución de la expresión del marcador de proliferación Ki67 y de la expresión de VEGF. El tratamiento también promovió la adhesión celular y redujo significativamente la migración. A nivel metabólico, se registró una reducción en los niveles intracelulares de ATP, en la actividad de LDH y en el lactato intracelular, junto con una baja expresión de PKM2, LDHB, ACO2 y PDHB en células tratadas con estas moléculas. Complementariamente, mediante el uso del analizador Seahorse XF, se comprobó que la CORM-401 inhibe la glucólisis (disminución de la tasa de acidificación del medio extracelular (ECAR)) lo que evidencia un compromiso funcional del metabolismo glucolítico tumoral. Además, se observó una disminución de los niveles intracelulares de especies reactivas de oxígeno (ROS) en todas las condiciones de tratamiento. En cuanto a plasticidad celular, el tratamiento con CORM-401 afectó propiedades asociadas al fenotipo stem-like, al reducir tanto la formación de esferoides como la capacidad clonogénica. En el modelo de co-cultivo, CORM-401 redujo la expresión de genes osteoblásticos (Runx2, Col1a1, Col1a2, Spp1) en células MC3T3 y aumentó la expresión del gen Hmox1 que codifica para la proteína antiinflamatoria HO-1. En células PC3, el tratamiento con CORM-401 incrementó la expresión de PTHrP, OPG, IL6 e IL8, sugiriendo una respuesta inflamatoria adaptativa del tumor al entorno óseo. En conjunto, estos resultados demuestran que el CO regula múltiples dimensiones del fenotipo tumoral prostático, incluyendo metabolismo, estrés oxidativo, stemness y remodelación ósea, y posicionan a las CO-RMs como agentes multitarget con potencial terapéutico en PCa avanzado. En la segunda parte, la tesis postula que ciertas variantes germinales pueden actuar como biomarcadores pronósticos independientes en pacientes con PCa localizado. En particular, se plantea que el número de repeticiones nucleotídicas (CAG)n en el gen del receptor de andrógenos (AR) y el polimorfismo c.444T>G en el gen de la endonucleasa de sitios apurínicos/apirimidínicos (APEX1), involucrado en la reparación del ADN permiten predecir el riesgo de recurrencia bioquímica posterior al tratamiento primario. El objetivo de esta sección fue evaluar la asociación de estas variantes con la evolución clínica de una cohorte de pacientes de PCa y determinar su utilidad para mejorar los modelos de estratificación de riesgo actualmente disponibles. Para ello, se analizó una cohorte retrospectiva de 123 pacientes argentinos con PCa localizado. Se encontró que la combinación de un número intermedio de repeticiones CAG(20–23) en el gen AR junto con la presencia de los genotipos homocigotas TT o GG en APEX1 está asociada con mayor riesgo de recurrencia bioquímica que no los presentaban esta combinación de genotipos. Esta asociación se mantuvo independiente de PSA, edad y estadío patológico, y fue confirmada mediante análisis de regresión de Cox. En conclusión, ambos polimorfismos mantuvieron un valor pronóstico incluso en pacientes con PSA <10 ng/mL, subgrupo clínicamente difícil de estratificar. Por tanto, su incorporación en algoritmos clínicos podría mejorar la toma de decisiones terapéuticas en estadios tempranos.En resumen, esta tesis ofrece evidencia sólida sobre como los mecanismos moleculares que impactan la progresión del PCa y propone nuevas herramientas terapéuticas (CO-RMs) y pronósticas (AR y APEX1), abriendo paso a estrategias más precisas y personalizadas para el manejo de esta enfermedad.
Abstract:
Prostate cancer (PCa) is the most common malignancy in men and one of the leading causes of cancer-related death in the world. This thesis provides experimental and clinical evidence on molecular mechanisms involved in disease progression, combining two complementary approaches: (1) the study of the effects of carbon monoxide (CO), employing CO-releasing molecules (CO- RMs), on tumor cells and their interaction with the bone microenvironment; and (2) the analysis of the prognostic value of germline polymorphisms in a cohort of Argentine patients with PCa localized. This thesis hypothesizes that CO, a signaling molecule with anti-inflammatory and cytoprotective properties, can modulate key biological traits of the PCa phenotype. Specifically, it is proposed that CO-RMs (CORM-3, CORM-A1, and CORM-401) exert antitumor effects on human PCa cells by interfering with pathways involved in tumor progression and bone colonization. The objective of this section was to assess the effects of CO-RMs on cellular proliferation, angiogenesis, oxidative stress, energy metabolism, expression of stemness and plasticity markers, and interaction with bone cells considering that bone is the primary site of metastasis in PCa. To this end, the human PCa cell line (PC3) and an indirect co-culture model with murine osteoblastic precursors (MC3T3) were employed. Non-cytotoxic concentrations of each CO- RM were determined, and the effective release of CO was validated. Treatment significantly reduced the expression of the proliferation marker Ki67 and VEGF expression. Treatment also promoted cell adhesion and significantly reduced migration. At the metabolic level, intracellular ATP content, LDH activity, and intracellular lactate levels were decreased, along with reduced expression of PKM2, LDHB, ACO2, and PDHB. Complementarily, using the Seahorse XF analyzer, it was demonstrated that CORM-401 inhibits glycolysis as evidenced by a decrease in extracellular acidification rate (ECAR) indicating a global functional impairment of tumor glycolytic metabolism. Furthermore, intracellular levels of reactive oxygen species (ROS) decreased under all treatment conditions. Regarding cellular plasticity, treatment with CORM-401 affected stem- like features by reducing both spheroid formation and clonogenic capacity. In the co-culture model, CORM-401 reduced the expression of osteoblastic genes (Runx2, Col1a1, Col1a2, Spp1) in MC3T3 cells and induced expression of the Hmox1 gene, which encodes the anti- inflammatory protein HO-1, was increased in this cell line. In PC3 cells, treatment increased the expression of PTHrP, OPG, IL6, and IL8, suggesting an adaptive inflammatory response of the tumor to the bone environment. Altogether, the results demonstrate that CO regulates multiple aspects of the prostate tumor phenotype—including metabolism, oxidative stress, stem-like properties, and bone remodeling—and position CO-RMs as multitarget agents with therapeutic potential in advanced prostate cancer In this second section, the thesis postulates that specific germline variants may serve as independent prognostic biomarkers in patients with localized PCa. In particular, it is proposed that the (CAG)n repeat length in the androgen receptor (AR) gene and the c.444T>G polymorphism in the gene encoding the apurinic/apyrimidinic site endonuclease (APEX1) can predict the risk of biochemical recurrence following primary treatment. The objective was to evaluate the association between these variants and clinical outcomes in a patient cohort, and to assess their potential utility for improving current risk stratification models. To this end, a retrospective cohort of 123 patients with localized PCa and complete clinical follow-up was analyzed. The results showed that the combination of an intermediate repeat length CAG(20–23) in AR and the presence of TT or GG genotypes in APEX1 was significantly associated with increased risk of biochemical recurrence. This association remained independent of baseline PSA, age, and pathological stage, and was confirmed by multivariate Cox regression analysis. Notably, both polymorphisms retained prognostic significance even in patients with PSA <10 ng/mL, a subgroup in which conventional clinical markers often fail to discriminate risk. These findings support the incorporation of these genetic variants into clinical algorithms to enhance therapeutic decision-making in early-stage disease. In summary, this work offers solid evidence on molecular mechanisms driving prostate cancer progression and proposes novel therapeutic tools (CO-RMs) and prognostic biomarkers (AR and APEX1), contributing to the development of more precise and personalized strategies for disease management.
Citación:
---------- APA ----------
Pascual, Gastón Mario. (2025). Polimorfismos genéticos y estrategias terapéuticas emergentes en cáncer de próstata. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7776_Pascual
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Pascual, Gastón Mario. "Polimorfismos genéticos y estrategias terapéuticas emergentes en cáncer de próstata". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7776_Pascual
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