| Data: |
2021 |
| Resum: |
La neuropatia perifèrica induïda per platins (NPIP) és un dels efectes adversos més freqüents del cisplatí, l'oxaliplatí i el carboplatí, agents quimioteràpics de tipus platins administrats pel tractament de càncers altament prevalents. Degut a la seva severitat, la NPIP pot causar reduccions en la dosis de quimioteràpia o inclús una aturada precoç del tractament, derivant en una disminució de les probabilitats de supervivència dels pacients oncològics. S'ha demostrat que la severitat de la NPIP es correlaciona amb la quantitat de platí acumulat en les neurones sensorials del gangli raquidi de l'arrel dorsal (GRD). Així mateix, s'han descrit varis mecanismes fisiopatològics involucrats en l'aparició de la NPIP, incloent el dany a l'ADN i les mitocòndries de les neurones sensorials, juntament amb alteracions en la funció dels canals iònics, entre altres. Malgrat el gran esforç dels clínics i els investigadors per trobar un tractament per la NPIP, els resultats obtinguts en models experimentals no s'han pogut traslladar a la clínica de forma exitosa. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral era determinar els mecanismes moleculars més rellevants involucrats en el desenvolupament de la NPIP i així poder testar noves dianes terapèutiques. Mitjançant seqüenciació de l'ARN de cèl·lules aïllades, hem estudiat el perfil d'expressió gènica de les neurones sensorials del GRD en 2 models de ratolí de NPIP òptimament caracteritzats a nivell neurofisiològic. Un model es va desenvolupar mitjançant l'administració de cisplatí i l'altre, d'oxaliplatí. Hem demostrat que el tractament amb cisplatí causa una lesió permanent a l'ADN de les neurones sensorials, juntament amb un increment de l'expressió del gen Cdkn1a i el seu producte proteic p21. Mentre que les vies d'apoptosis no s'activen en resposta a aquest dany de l'ADN, les neurones sensorials sí expressen una sèrie de marcadors relacionats amb processos de senescència cel·lular, incloent l'enzim beta-galactosidasa, la fosforilació de la histona H2AX i la proteïna Nfkb-p65. El fenotip senescent de les neurones sensorials persisteix inclús 6 setmanes després de finalitzar el tractament amb cisplatí. Pel que fa a l'estudi amb oxaliplatí, els resultats de la seqüenciació mostren un increment en l'expressió dels gens Lxn i Klk5, juntament amb una disminució en l'expressió del gen Kyat3. Tots tres gens estan relacionats amb processos de inflamació, modulació del sistema immunitari i dolor. Tot i que no vam poder demostrar l'increment dels productes proteics dels gens Lxn i Klk5 en les neurones sensorials, els nivells de citocines pro-inflamatòries estaven augmentats en el GRD i el nervi ciàtic dels ratolins tractats amb oxaliplatí, juntament amb un increment del número de cèl·lules infiltrades. Basant-nos en aquests resultats, vam analitzar la possible activació de la resposta de mort cel·lular immunogènica, la qual s'activa en cèl·lules tumorals en resposta al tractament amb oxaliplatí. No obstant, no vam trobar evidències de l'activació d'aquesta via en el GRD. Per altra banda, i a diferència dels resultats obtinguts amb el cisplatí, el dany a l'ADN generat a les neurones sensorials per oxaliplatí és ràpidament reparat un cop finalitzat el tractament, fet que podria explicar la manca d'establiment d'un fenotip senescent. Tenint en compte les dades obtingudes en els models animals, les quals indiquen que la senescència pot jugar un paper important en el desenvolupament de la NPIP, finalment vam desenvolupar un model in vitro de senescència neuronal induïda per cisplatí, el qual serà de gran utilitat per testar noves dianes terapèutiques de forma ràpida i econòmica. |
| Resum: |
La neuropatía periférica inducida por platinos (NPIP) es uno de los efectos adversos mas frecuentes del cisplatino, el oxaliplatino i el carboplatino, fármacos de tipo platino administrados para el tratamiento de neoplasias malignas altamente prevalentes. Debido a su severidad, la NPIP puede causar reducciones en la dosis de quimioterapia e incluso el cese precoz del tratamiento, hecho que influye negativamente en la probabilidad de supervivencia de los pacientes oncológicos. Se ha demostrado que la severidad de la NPIP se correlaciona con la cantidad de platino acumulado en las neuronas sensoriales de los ganglios de la raíz dorsal (GRD). Así mismo, se han descrito varios mecanismos fisiopatológicos involucrados en la aparición de la NPIP, incluyendo la lesión del ADN y las mitocondrias de dichas neuronas, juntamente con una alteración en sus canales iónicos, entre otros. A pesar de los muchos esfuerzos de los clínicos e investigadores para encontrar un tratamiento frente la NPIP, los resultados obtenidos en modelos experimentales no se han podido trasladar a la clínica de forma exitosa. El objetivo de esta tesis doctoral era determinar los mecanismos moleculares mas relevantes involucrados en el desarrollo de la NPIP y así poder encontrar nuevas dianas terapéuticas. Mediante secuenciación del ARN de células aisladas, hemos estudiado el perfil de expresión génica de las neuronas sensoriales del GRD en 2 modelos de ratón de NPIP, óptimamente caracterizados a nivel neurofisiológico. Uno de los modelos se desarrolló a partir de la administración de cisplatino y el otro, de oxaliplatino. Hemos demostrado que el tratamiento con cisplatino causa una lesión permanente en el ADN de las neuronas sensoriales, juntamente con un incremento en la expresión del gen Cdkn1a y su producto proteico p21. Mientras que las vías de apoptosis no se activan en respuesta a la lesión del ADN, las neuronas sensoriales sí expresan marcadores de senescencia celular como la enzima -galactosidasa, la fosforilación de la histona H2AX y la proteína Nfkb-p65. Estos cambios perduran incluso 6 semanas después de finalizar el tratamiento con cisplatino. Referente al estudio con oxaliplatino, los resultados de la secuenciación muestran un incremento en la expresión de los genes Lxn y Klk5, juntamente con una disminución de la expresión del gen Kyat3, en los animales tratados con oxaliplatino. Los tres genes están relacionados con procesos de inflamación, modulación del sistema inmunitario y dolor. A pesar de que no pudimos demostrar un aumento de los productos proteicos de los genes Klk5 y Lxn en las neuronas sensoriales, los niveles de citoquinas pro-inflamatorias estaban elevados en el GRD y el nervio ciático de los ratones tratados con oxaliplatino, juntamente con un incremento en el numero de células infiltradas. En base a estos resultados, analizamos la posible activación de la respuesta de muerte celular immunogénica, la cual se activa en células tumorales en respuesta al tratamiento con oxaliplatino. No obstante, no encontramos evidencias de la activación de esta vía en el GDR. Por otro lado, y a diferencia de los resultados obtenidos con el cisplatino, la lesión del ADN producida por el oxaliplatino es rápidamente reparada al finalizar el tratamiento, hecho que pudiera explicar la falta de establecimiento del fenotipo senescente. Teniendo en cuenta que los resultados obtenidos con los modelos animales apuntan a que la senescencia podría jugar un papel importante en el desarrollo de la NPIP, finalmente desarrollamos un modelo in vitro de senescencia neuronal inducida por cisplatino, el cual nos servirá para testar nuevas dianas terapéuticas de una forma rápida y económica. |
| Resum: |
Platinum-Induced Peripheral Neuropathy (PIPN) is a frequent serious dose-limiting adverse event of the platinum-based cytostatic agent cisplatin, oxaliplatin and carboplatin, which are given as a first line treatment against high prevalent cancers. Due to its severity, PIPN often causes cancer treatment reduction or even cessation, thus decreasing the survival probabilities of oncologic patients. It has been extensively reported that PIPN severity correlates with the amount of platinum drugs cumulated in sensory neurons of the dorsal root ganglia (DRG). Several pathophysiological mechanisms have been described for PIPN development, including DNA damage, mytotoxicity and channels dysfunction in DRG sensory neurons, among others. Despite the efforts of clinicians and researchers during the last decades, no successful translation from pre-clinical settings to the clinics has been achieved. The aim of this study was to determine the exact molecular mechanisms involved in the development of PIPN following a non-hypothesis driven methodology to find new therapeutical targets. By single-cell RNA sequencing (scRNA-seq), we studied the transcriptomic profile of DRG sensory neurons from 2 well characterized neurophysiological mice models of PIPN: one induced by cisplatin administration, and the second by oxaliplatin. We demonstrated that cisplatin treatment induced persistent DNA damage and the up-regulation of the Cdkn1a gene and its protein product p21 in the DRG neuronal population. While apoptosis activation pathways were not observed in DRG sensory neurons of cisplatin-treated mice, these neurons did express several senescence hallmarks, including senescence-associated beta-galactosidase (SA-bGAL), phosphor(p)-H2AX and nuclear Nfkb-p65 proteins. The senescent phenotype seen in sensory neurons persisted up to 6 weeks after cisplatin treatment discontinuation. Regarding oxaliplatin study, results of scRNA-seq showed an up-regulation of Lxn and Klk5 genes, and a down-regulation of the Kyat3 gene in oxaliplatin treated animals, among others. All three genes have been involved in the modulation of inflammatory responses, the immune system and pain behaviors. Although the protein products of Klk5 and Lxn did not appear up-regulated in the DRG of oxaliplatin-treated mice, we did see an increase in the pro-inflammatory cytokine profile in both the DRG and the sciatic nerves of oxaliplatin-treated mice, altogether with increased number of infiltrated cells. Based on these results, we checked for factors involved of the so-called Immunogenic Cell Death (ICD) response, which is activated in tumor cells after oxaliplatin treatment. However, we did not find any evidence of ICD activation in DRG of oxaliplatin-treated mice at any time point evaluated. On the other hand, and in contrast to cisplatin, the rapid repair of DNA damage after oxaliplatin treatment cessation could explain the lack of establishment of a senescence phenotype in the DRG. In vivo data showed that senescence pathways could play a key role in platinum neurotoxicity. Thus, we finally set up an in vitro model of cisplatin-induced neuronal senescence in which to start the screening of potential neuroprotective targets in a cost- and time-effective way. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurociències |
| Drets: |
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Col·lecció: |
Programa de Doctorat en Neurociències |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Neuropatia perifèrica ;
Neuropatía periférica ;
Peripheral neuropathy ;
Platins ;
Platinos ;
Platinum ;
Neurones sensorials ;
Neuronas sensoriales ;
Sensory neurons ;
Ciències de la Salut ;
616.8 |
visitant ::
identificació
