Splicing alterations in rare tumors and telomerase system in pancreatic cancer

Abstract

El cáncer es una de las principales causas de muerte a nivel mundial, con una incidencia que supera los 19 millones de nuevos casos al año. Aunque los avances en la comprensión molecular del cáncer han sido significativos, su traducción clínica sigue siendo limitada debido a la heterogeneidad de la enfermedad. Sin embargo, todos los cánceres comparten ciertas características, conocidas como los hallmarks del cáncer. Estos hallmarks se han expandido a lo largo de los años e incluyen nuevos mecanismos, como la biología del ARN. La biología del ARN ha emergido como un área clave en la regulación celular y la progresión tumoral. Muchos de estos mecanismos no han sido completamente explorados, especialmente en tumores poco frecuentes. Esta tesis se centra en tres tipos de cáncer de distinta incidencia y pronóstico: el adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC), los tumores neuroendocrinos pancreáticos (PanNETs) y el pseudomixoma peritoneal (PMP), con el objetivo común de caracterizar el papel de las alteraciones en los procesos reguladores del ARN y explorar su potencial como nuevas dianas terapéuticas. El PDAC es uno de los tumores más agresivos, con una tasa de supervivencia a cinco años de solo el 12%. Se origina a partir de la transformación neoplásica del epitelio ductal pancreático y está impulsado por una inestabilidad genómica, con mutaciones en genes como KRAS, TP53, CDKN2A y SMAD4. Los PanNETs son menos frecuentes que el PDAC, pero su incidencia ha aumentado en los últimos años. A pesar de ello, su estudio molecular es limitado. Estos tumores presentan una elevada heterogeneidad clínica y genética, con mutaciones esporádicas en genes como MEN1, DAXX y ATRX. Sin embargo, su baja carga mutacional sugiere que otros mecanismos moleculares podrían estar involucrados en su desarrollo y progresión. El PMP es un tumor raro con una incidencia de 3,2 casos por millón de personas al año. Aunque su frecuencia es baja, tiene una alta tasa de recurrencia y una supervivencia libre de progresión a cinco años de solo el 48%. Se origina en células productoras de moco que se diseminan por la cavidad peritoneal, generando grandes acumulaciones de ascitis mucinosa. Las mutaciones más comunes en PMP incluyen KRAS, GNAS y TP53, aunque su impacto clínico aún no está claro. Así, en el primer capítulo de la presente tesis, se analizó el sistema shelterina-telomerasa en PDAC, identificando que NOP10 es uno de los componentes clave del complejo que podría estar implicado en la progresión tumoral. En el segundo capítulo, se utilizó secuenciación de ARN de lectura larga para investigar el perfil transcriptómico de los PanNETs, descubriendo alteraciones en el splicing y en componentes del NMD que podrían contribuir a las desregulaciones observadas. En el tercer capítulo, se analizaron los procesos reguladores del ARN en PMP, identificando desregulaciones en la maquinaria de splicing y el NMD que se correlacionan con mal pronóstico y progresión tumoral. En conclusión, esta tesis destaca el papel crucial de los mecanismos reguladores del ARN en la biología del cáncer, mostrando su implicación en tipos tumorales tanto comunes como raros. A través de análisis transcriptómicos y ensayos funcionales, se identificaron alteraciones en los procesos de modificación del ARN, splicing y vigilancia del ARN, y su relevancia para la progresión y agresividad de PDAC, PanNETs y PMP. Este trabajo subraya el valor de la investigación transcriptómica para mejorar la comprensión y el manejo clínico de estas patologías tumorales.

Cancer is one of the leading causes of death worldwide, with an incidence exceeding 19 million new cases annually. Although significant advances have been made in the molecular understanding of cancer, its clinical translation remains limited due to the disease's heterogeneity. Nevertheless, all cancers share certain characteristics, known as the hallmarks of cancer. These hallmarks have expanded over the years to include new mechanisms, such as RNA biology. RNA biology has emerged as a key area in cellular regulation and tumor progression. Many of these mechanisms remain underexplored, especially in rare tumors. This thesis focuses on three types of cancer with different incidence rates and prognoses: pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), pancreatic neuroendocrine tumors (PanNETs), and pseudomyxoma peritonei (PMP), with the common goal of characterizing the role of alterations in RNA regulatory processes and exploring their potential as new therapeutic targets. PDAC is one of the most aggressive tumors, with a five-year survival rate of only 12%. It originates from the neoplastic transformation of the pancreatic ductal epithelium and is driven by genomic instability, with mutations in genes such as KRAS, TP53, CDKN2A, and SMAD4. PanNETs are less frequent than PDAC but have seen an increase in incidence in recent years. However, their molecular study is limited. These tumors present significant clinical and genetic heterogeneity, with sporadic mutations in genes such as MEN1, DAXX, and ATRX. However, their low mutational burden suggests that other molecular mechanisms may be involved in their development and progression. PMP is a rare tumor with an incidence of 3.2 cases per million people annually. Despite its low frequency, it has a high recurrence rate and a five-year progression-free survival of only 48%. It originates from mucus-producing cells that spread throughout the peritoneal cavity, generating large accumulations of mucinous ascites. The most common mutations in PMP include KRAS, GNAS, and TP53, although their clinical impact remains unclear. Thus, in the first chapter of this thesis, the shelterin-telomerase system in PDAC was analyzed, identifying that NOP10 is one of the key components of the complex that may be involved in tumor progression. In the second chapter, long-read RNA sequencing was used to investigate the transcriptomic profile of PanNETs, discovering alterations in splicing and NMD components that may contribute to the observed dysregulations. In the third chapter, RNA regulatory processes in PMP were analyzed, identifying dysregulations in the splicing machinery and NMD that correlate with poor prognosis and tumor progression. In conclusion, this thesis highlights the crucial role of RNA regulatory mechanisms in cancer biology, showing their involvement in both common and rare tumor types. Through transcriptomic analyses and functional assays, alterations in RNA modification processes, splicing, and RNA surveillance were identified, emphasizing their relevance to the progression and aggressiveness of PDAC, PanNETs, and PMP. This work underscores the value of transcriptomic research to improve the understanding and clinical management of these tumor pathologies.