| Fecha: |
2026 |
| Resumen: |
La identificació i caracterització dels gens implicats en el càncer, com els oncogens i els gens supressors de tumors (GST), és essencial per comprendre la biologia tumoral i desenvolupar noves teràpies. Tot i els avenços en genòmica, encara es desconeixen els drivers de molts subtipus de càncer, cosa que obliga a analitzar cohorts específiques. En aquest context, un cribratge de l'exoma complet en pacients amb càncer de pulmó no fumadors va identificar la inactivation bial·lèlica recurrent del gen ATF7IP, postulant-lo com un nou candidat a GST. L'ATF7IP actua com un corepressor epigenètic que s'uneix a la metiltransferasa SETDB1, facilitant la seva translocació al nucli. Un cop allà, el complex promou la deposició d'H3K9me3, una marca d'histona que afavoreix la formació d'heterocromatina i el silenciament gènic. En models murins, s'ha demostrat que aquest mecanisme és clau per a l'estabilitat genòmica mitjançant la repressió d'elements transposables (ET). L'anàlisi de dades de tumors humans revela que l'ATF7IP presenta un biaix significatiu cap a mutacions inactivadores, especialment en els adenocarcinomes de pulmó (LUAD). L'estudi funcional en línies cel·lulars de LUAD confirma que la pèrdua d'ATF7IP comporta nivells baixos de SETDB1 i H3K9me3, amb una localització de SETDB1 exclusivament citosòlica. En restaurar l'expressió d'ATF7IP wild type en cèl·lules deficients, es recupera la presència nuclear de SETDB1 i els nivells de metilació d'histones. Tot i que aquesta restauració no altera el creixement en cultiu convencional, inhibeix dràsticament la formació d'esferoides, fet que reforça el seu caràcter de supressor tumoral. L'anàlisi genòmica mitjançant RNA-Seq i ChIP-Seq després de la reexpressió d'ATF7IP va mostrar la regulació a la baixa de gens implicats en la meiosi, la resposta a l'interferó i l'adhesió cel·lular. Així mateix, es va observar una repressió forta de subfamílies d'elements transposables, com LTR12 i LTR10, que es troben exacerbades en absència d'ATF7IP. Finalment, un cribratge CRISPR va permetre identificar vulnerabilitats en cèl·lules deficients en aquest gen, destacant la dependència de les vies de reparació per recombinació homòloga (HRR) i de l'anèmia de Fanconi. La inhibició farmacològica d'ATR va demostrar que les cèl·lules sense ATF7IP funcional són molt més sensibles a aquest tractament. En conjunt, aquesta recerca ofereix la primera dissecció funcional sistemàtica d'ATF7IP en el càncer i proposa dianes terapèutiques basades en la letalitat sintètica. |
| Resumen: |
La caracterización de oncogenes y genes supresores de tumores (TSGs) es fundamental para comprender la biología molecular del cáncer y desarrollar nuevas terapias. Gracias a los avances en genómica, se ha identificado al gen ATF7IP como un nuevo candidato a TSG tras detectarse su inactivación recurrente en pacientes con cáncer de pulmón no fumadores. Este gen codifica un correpresor epigenético crucial que se une a la histona metiltransferasa SETDB1, facilitando su transporte al núcleo celular. Una vez allí, el complejo promueve el depósito de la marca H3K9me3, lo que permite la formación de heterocromatina y el consecuente silenciamiento génico, además de reprimir elementos transponibles para garantizar la estabilidad del genoma. El análisis de perfiles mutacionales en líneas celulares y tumores primarios revela una clara tendencia hacia la inactivación de ATF7IP, especialmente en el adenocarcinoma de pulmón (LUAD). Las células que presentan esta pérdida funcional muestran niveles reducidos de SETDB1 y H3K9me3, con la particularidad de que SETDB1 queda retenido exclusivamente en el citosol. Al restaurar la expresión de ATF7IP en modelos deficientes, se observa la recuperación de la translocación nuclear de SETDB1 y un aumento de las marcas de metilación. Aunque este proceso no afecta la formación de colonias en cultivos tradicionales, sí inhibe de forma drástica el crecimiento de esferoides, lo que ratifica su papel como supresor tumoral. A nivel molecular, la reexpresión de ATF7IP regula negativamente genes anteriormente sobreexpresados relacionados con la meiosis, la respuesta al interferón tipo II y la adhesión celular. Asimismo, se ha observado que su ausencia provoca una activación excesiva de elementos transponibles, específicamente las subfamilias LTR12 y LTR10, debido a la falta de unión de SETDB1 en dichas regiones. Finalmente, mediante cribados CRISPR, se han identificado vulnerabilidades terapéuticas en células deficientes en ATF7IP, destacando una mayor sensibilidad a la inhibición farmacológica de ATR y a fallos en las vías de reparación por recombinación homóloga y de la anemia de Fanconi. En conjunto, estos hallazgos proporcionan una disección funcional sistemática de ATF7IP y sugieren nuevas dianas explotables para el tratamiento oncológico. |
| Resumen: |
The identification and characterization of all genes involved in cancer development, both oncogenes and tumor suppressor genes (TSGs), is a fundamental aspect of oncology research, serving as the basis for expanding our knowledge of the molecular biology of tumors and for the development of new therapeutic strategies. Advances in genomics in recent decades have made it possible to sequence increasingly large cohorts of tumors, leading to the development of extensive catalogs of oncogenes and TSGs specific to each cancer type. However, we do not yet know the mutational drivers of all types and subtypes of human cancer, making it necessary to analyze increasingly large cohorts or to focus on cohorts of rare tumor subtypes. In this context, a recent whole exome sequencing screening in non-smoking lung cancer patients showed recurrent biallelic inactivation of the ATF7IP gene, making it a novel TSG candidate. ATF7IP codes for an epigenetic co-repressor that exerts its function by directly binding to histone 3 methyltransferase SETDB1 and promoting its translocation into the nucleus. Once in the nucleus, the complex promotes the deposition of H3K9me3, a histone mark that promotes the formation of facultative heterochromatin and leads to the gene silencing of certain regions. In murine models, SETDB1 has been linked to the repression of transposable element (TE) activity in the genome, contributing to genomic stability. The present study provides an in-depth analysis of the mutational profile of ATF7IP in datasets of cell lines and primary human tumors, observing that ATF7IP shows a bias towards inactivating mutations over missense mutations in both groups. This tendency toward inactivation is particularly pronounced in lung adenocarcinomas (LUADs). Next, the functional impact of ATF7IP loss in LUAD cell lines was studied. It was observed that those lines that had naturally lost ATF7IP function had below-average levels of SETDB1 and H3K9me3. In addition, these lines showed exclusively cytosolic SETDB1 signaling, with no presence in the cell nucleus. To further dissect the role of ATF7IP in this context, wild type ATF7IP expression was restored in ATF7IP-deficient cells. An increase in total SETDB1 and H3K9me3 was observed along with translocation of SETDB1 into the nucleus. ATF7IP recovery did not affect the colony formation capacity of cells, but it changed the morphology of colonies, and while cell growth in monolayer cell culture was unaltered, ATF7IP restoration drastically inhibited spheroid growth, further reinforcing ATF7IP's role as a TSG. RNA-Seq profiling after ATF7IP re-expression led to the downregulation of previously overexpressed genes involved in meiosis, response to type II interferon, and cell adhesion, as well as clustered zinc finger proteins. SETDB1 and H3K9me3 ChIP-Seq profiling revealed that SETDB1 binding to promoters and the 3' end of genes was strongly linked to H3K9me3 deposition and transcriptional repression. ATF7IP deficient cells also showed exacerbated overexpression of two specific TE subfamilies, LTR12 and LTR10 elements, both of which were strongly repressed upon ATF7IP recovery. ChIP-Seq data showed that SETDB1 was not bound to these regions, suggesting that this reppresive effect is indirect. Finally, a CRISPR screening helped identify vulnerabilities specific to cells lacking wild type ATF7IP. Genes involved in the homologous recombination repair (HRR) pathway and the Fanconi anemia pathway were enriched in the screening's hits. Master regulator of HRR ATR was pharmacologically inhibited in cells before and after ATF7IP recovery, showing more sensitivity to inhibition when ATF7IP is not functional. Considered globally, this thesis provides the first systematic functional dissection of ATF7IP's role in the context of cancer, and suggests a potentially exploitable therapeutic targets for future research. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Bioquímica, Biologia Molecular i Biomedicina |
| Derechos: |
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.  |
| Lengua: |
Anglès |
| Documento: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Materia: |
Genètica Molecular ;
Molecular Genetics ;
Genética Molecular ;
Epigenètica ;
Epigenetics ;
Epigenética ;
Oncologia Molecular ;
Molecular Oncology ;
Oncología Molecular ;
Ciències Experimentals |
visitante ::
identificación
dir.
