| Data: |
2026 |
| Resum: |
El glioblastoma (GB) és un tumor cerebral primari altament letal, amb una millora mínima en els resultats terapèutics en les darreres dècades. Les noves estratègies depenen de models preclínics, fet que fa que l'elecció adequada sigui essencial per a una traducció clínica significativa. Els models murins immunocompetents i ortotòpics reprodueixen amb més precisió l'escenari clínic i permeten explorar la contribució del sistema immunitari. Tanmateix, models amb perfils immunogènics o càrregues mutacionals elevades, com GL261, poden generar resultats excessivament optimistes. En aquesta tesi, vam investigar respostes diferencials in vitro i in vivo a la temozolomida (TMZ) en dos models menys immunogènics, CT‑2A i SB28, per entendre millor el seu valor translacional. Els estudis in vitro van revelar efectes diferencials de la TMZ sobre viabilitat cel·lular i aturada del cicle, amb CT‑2A com el model més sensible. No obstant això, tots van mostrar respostes principalment citostàtiques més que citotòxiques a concentracions intratumorals rellevants. Pel que fa al paper de la TMZ en mort cel·lular immunogènica (ICD), es van observar senyals significatives -exposició de calreticulina i alliberament d'ATP- sobretot en CT‑2A. L'anàlisi de vies de resistència va revelar hiperactivació d'AKT en GL261, mentre CT‑2A i SB28 mostraven activació marcada d'ERK. L'avaluació in vivo del calendari metronòmic IMS‑TMZ -baixa dosi cada sis dies- va revelar divergència substancial respecte als resultats in vitro. Els ratolins portadors de GL261 van mostrar sensibilitat pronunciada, amb supervivència ampliada de 23 a 45 dies i cures completes en alguns animals. En canvi, CT‑2A va mostrar resposta moderada (28 a 35 dies), mentre SB28 no va respondre. El monitoratge mitjançant RM i ERM/ERMI va revelar que CT‑2A i SB28 presenten característiques distintives que canvien sota TMZ. Tanmateix, els enfocaments d'aprenentatge automàtic basats en GL261 no van funcionar òptimament, requerint reentrenament per capturar la variabilitat observada. La discrepància entre dades in vitro i in vivo probablement es relaciona amb el microambient tumoral (TME), ja que el sistema immunitari sembla jugar un paper crític. Els tumors GL261 tractats amb IMS‑TMZ van mostrar infiltració de TAMs M1, juntament amb regulació positiva de PD‑L1 i FOXP3, suggerint infiltració de Tregs i immunosupressió. En CT‑2A, la TMZ va induir augment de TAMs M2 sense infiltració concomitant de limfòcits T. Els SB28 van mostrar polarització basal elevada de TAMs M2 i regulació positiva de PD‑L1 en resposta a la TMZ, restringida a les vores. El microambient immunosupressor, combinat amb proliferació augmentada en CT‑2A i SB28, pot explicar-se per diferències moleculars com regulació positiva de proteïnes antiapoptòtiques i activitat persistent d'ERK i STAT3. Com a estratègia per superar la quimioresistència, es va explorar in vitro la inhibició farmacològica de la via ERK. Aquest enfocament va produir efectes notables en CT‑2A i SB28, però no en GL261. Tot i que l'impacte sobre la mort cel·lular va ser limitat, suggereix que mecanismes addicionals poden contribuir a una major eficàcia terapèutica, la qual cosa justifica investigacions futures. En resum, els efectes in vitro i in vivo de la TMZ van diferir substancialment entre els tres models, posant de manifest la importància de considerar activació immunitària, microambient tumoral i mecanismes moleculars de resistència. Aquestes respostes diferencials subratllen la necessitat de seleccionar amb cura el model preclínic més adequat segons les vies moleculars en estudi, per augmentar la rellevància translacional de la recerca en GB. |
| Resum: |
El glioblastoma (GB) es un tumor cerebral primario altamente letal, con una mejora mínima en los resultados terapéuticos en las últimas décadas. Las nuevas estrategias dependen de modelos preclínicos, lo que hace que la selección adecuada sea esencial para una traducción clínica significativa. Los modelos murinos inmunocompetentes y ortotópicos reproducen con mayor precisión el escenario clínico y permiten explorar la contribución del sistema inmunitario. Sin embargo, modelos con perfiles inmunogénicos o cargas mutacionales elevadas, como GL261, pueden generar resultados excesivamente optimistas. En esta tesis investigamos las respuestas diferenciales in vitro e in vivo a la temozolomida (TMZ) en dos modelos menos inmunogénicos, CT‑2A y SB28, para comprender mejor su valor traslacional. Los estudios in vitro revelaron efectos diferenciales de la TMZ sobre viabilidad celular y detención del ciclo, siendo CT‑2A el más sensible. No obstante, todos mostraron respuestas principalmente citostáticas más que citotóxicas a concentraciones intratumorales relevantes. En cuanto al papel de la TMZ en muerte celular inmunogénica (ICD), se observaron señales -exposición de calreticulina y liberación de ATP- en mayor medida en CT‑2A. El análisis de vías de resistencia reveló hiperactivación de AKT en GL261, mientras CT‑2A y SB28 mostraron activación marcada de ERK. La evaluación in vivo del esquema metronómico IMS‑TMZ -baja dosis cada seis días- reveló divergencia respecto a los hallazgos in vitro. Los ratones portadores de GL261 mostraron sensibilidad pronunciada, con supervivencia ampliada de 23 a 45 días y curaciones en algunos animales. En contraste, CT‑2A exhibió respuesta moderada (28 a 35 días), mientras SB28 no respondió. El seguimiento mediante RM y ERM/ERMI reveló que CT‑2A y SB28 presentan características distintivas que cambian bajo TMZ. Sin embargo, los enfoques de aprendizaje automático basados en GL261 no funcionaron óptimamente, requiriendo reentrenamiento para capturar la variabilidad observada. La discrepancia entre datos in vitro e in vivo probablemente se relaciona con el microambiente tumoral (TME), ya que el sistema inmunitario parece desempeñar un papel crítico. Los tumores GL261 tratados con IMS‑TMZ mostraron infiltración de TAMs M1, junto con regulación positiva de PD‑L1 y FOXP3, lo que sugiere infiltración de Tregs e inmunosupresión. En CT‑2A, la TMZ indujo aumento de TAMs M2 sin infiltración concomitante de linfocitos T. Los SB28 mostraron polarización basal elevada de TAMs M2 y regulación positiva de PD‑L1 en respuesta a la TMZ, restringida a los márgenes. El microambiente inmunosupresor, combinado con proliferación aumentada en CT‑2A y SB28, puede explicarse por diferencias moleculares como regulación positiva de proteínas antiapoptóticas y actividad persistente de ERK y STAT3. Como estrategia para superar la quimiorresistencia, se exploró in vitro la inhibición farmacológica de la vía ERK. Este enfoque produjo efectos notables en CT‑2A y SB28, pero no en GL261. Aunque el impacto sobre la muerte celular fue limitado, sugiere que mecanismos adicionales pueden contribuir a una mayor eficacia terapéutica, lo que justifica investigaciones futuras. En resumen, los efectos in vitro e in vivo de la TMZ difirieron sustancialmente entre los tres modelos, poniendo de manifiesto la importancia de considerar activación inmunitaria, microambiente tumoral y mecanismos de resistencia. Estas respuestas subrayan la necesidad de seleccionar cuidadosamente el modelo preclínico más adecuado según las vías moleculares en estudio, para aumentar la relevancia traslacional de la investigación en GB. |
| Resum: |
Glioblastoma (GB) is a highly lethal primary brain tumour with minimal improvement in treatment outcomes over recent decades. Novel therapeutic strategies and treatment schedules rely on preclinical models, making the appropriate selection of experimental models essential for meaningful clinical translation. Immunocompetent and orthotopic mouse models more accurately recapitulate the clinical scenario and allow exploration of host immune system contribution to therapy. However, models with naturally immunogenic profiles or increased basal mutational loads, such as GL261, may generate overly optimistic therapeutic outcomes. In this thesis, we investigated the in vitro and in vivo differential responses to temozolomide (TMZ) in two less immunogenic murine models, CT‑2A and SB28, aiming to better understand their value in translational research. In vitro studies revealed differential effects of TMZ on cell viability and cell cycle arrest, with CT‑2A cells being the most sensitive model. Nevertheless, all models exhibited predominantly cytostatic rather than cytotoxic responses at physiologically relevant intratumoral concentrations. Regarding the potential role of TMZ in inducing immunogenic cell death (ICD), significant immunogenic signals-specifically calreticulin exposure and ATP release-were observed in a larger extent in CT‑2A cells. Analysis of pathways associated with resistance mechanisms revealed AKT hyperactivation in GL261 cells, whereas CT-2A and SB28 cells showed marked ERK activation. In vivo evaluation of the Immune-enhancing Metronomic Schedule TMZ (IMS-TMZ)-a low-dose regimen administered every six days-revealed a substantial divergence from in vitro findings. GL261-bearing mice exhibited pronounced sensitivity to IMS-TMZ, with survival extended from 23 to 45 days and complete cures in some animals. By contrast, CT‑2A tumours exhibited a milder response (from 28 to 35 days), while SB28 tumours did not respond to TMZ. Monitoring therapeutic response by MRI (Magnetic Resonance Imaging) and MRS/MRSI (Magnetic Resonance Spectroscopy/Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging) revealed that CT 2A and SB28 models display distinct imaging and metabolic features that change under TMZ treatment. However, machine learning based approaches previously developed based in GL261 metabolic changes did not perform optimally in these models, requiring future retraining to ensure reliable monitoring of therapy response, in order to encompass the variability observed in such metabolic changes. The discrepancy between in vitro and in vivo data is probably related to tumour microenvironment (TME) features, since immune system appeared to play a critical role in these differential responses. GL261 tumours treated with IMS‑TMZ displayed infiltration of M1 tumour‑associated macrophages/microglia (TAMs), alongside upregulation of PD‑L1 and FOXP3, suggestive of Treg infiltration and immunosuppression. In CT‑2A tumours, TMZ treatment induced a significant increase in M2 TAMs without evidence of accompanying T‑cell infiltration. SB28 tumours, meanwhile, exhibited high basal M2 TAM polarisation and upregulated PD‑L1 expression in response to TMZ, restricted to tumour margins. The immunosuppressive TME, combined with enhanced proliferation in CT‑2A and SB28, may be explained by molecular differences such as upregulation of anti‑apoptotic proteins and persistent ERK and STAT3 activity. As a potential strategy to overcome TMZ chemoresistance, pharmacological inhibition of the ERK pathway was explored in vitro. This approach produced notable effects in CT‑2A and SB28 cells, but not in GL261. Although the impact on cell death was limited, suggesting that additional mechanisms may contribute to enhanced therapeutic efficacy, warranting further investigation. In summary, the in vitro and in vivo effects of TMZ differed substantially among the three models studied, highlighting the importance of considering immune system activation tumour microenvironment, and molecular resistance mechanisms. These differential responses underscore the need to carefully select the most appropriate preclinical model according to the molecular pathways under investigation to enhance the translational relevance of GB research. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Bioquímica, Biologia Molecular i Biomedicina |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Temozolomida ;
Temozolomide ;
Glioblastoma ;
Preclínic ;
Preclinical ;
Preclinico ;
Ciències de la Salut |
visitant ::
identificació
dir.
