Caracterización del contenido proteico exosomal en pacientes con cáncer de ovario para su utilización como biomarcadores predictivos y pronósticos

Abstract

El cáncer de ovario (CO) es la quinta causa de mortalidad entre las mujeres y la principal causa de muerte atribuida a los cánceres ginecológicos en los países desarrollados. Esta malignidad se caracteriza por diseminarse a través de la cavidad abdominal en lugar de hacerlo a través de los sistemas linfático o vascular. Las pacientes con CO a menudo se diagnostican en estadios avanzados, lo que resulta en altas tasas de mortalidad. Además, las herramientas de detección actuales tienen una sensibilidad y especificidad limitadas, especialmente en etapas tempranas. Por lo tanto, la identificación de biomarcadores específicos es crucial para un diagnóstico temprano y un tratamiento eficaz. Las vesículas extracelulares tumorales de pequeño tamaño, y entre ellas los exosomas, son capaces de modificar el microambiente tumoral y promover la progresión tumoral. Estas vesículas son secretadas a partir de cualquier tipo celular al espacio extracelular y acumulan una amplia variedad de biomoléculas que pueden modificar la fisiología de las células huésped que las internalizan. Por lo tanto, la secreción de tales vesículas en el fluido peritoneal podría ser un factor determinante en la diseminación y comportamiento de esta enfermedad. La presente tesis doctoral se desarrolló a partir de un estudio observacional prospectivo que evalúa el impacto de los exosomas derivados del fluido peritoneal (Exo-DFP) en aspectos clínicos del CO. Para ello, se recolectaron muestras de fluidos peritoneales de un total de 94 pacientes, que incluyeron 65 pacientes con CO, divididas en dos cohortes, que se sometieron a una cirugía diagnóstica o citorreductora, y 29 pacientes no oncológicas, como controles, que se sometieron a cirugía abdominal por condiciones ginecológicas benignas. La extracción sistemática de los Exo-DFP a partir de muestras quirúrgicas permitió observar diferencias cuantitativas y cualitativas significativas asociadas con el diagnóstico del CO, histología, etapa de la enfermedad y quimiosensibilidad al platino. El análisis del perfil proteómico de estos Exo-DFP condujo a la identificación de vías moleculares y proteínas de interés y a la validación biológica de S100A4 y STX5. Además, el análisis no supervisado de los perfiles proteómicos de los Exo-DFP en casos con CO seroso de alto grado reveló dos clústeres con diferentes resultados en términos de supervivencia global. En resumen, la caracterización exhaustiva del contenido de los Exo-DFP proporciona información pronóstica valiosa con posibles implicaciones para el manejo clínico del CO.

Ovarian cancer (OC) is the fifth leading cause of mortality among women and the leading cause of death attributed to gynecologic cancers in developed countries. This malignancy is characterized by spread through the abdominal cavity rather than through the lymphatic or vascular systems. Patients with OC are often diagnosed at advanced stages, resulting in high mortality rates. In addition, current screening tools have limited sensitivity and specificity, especially in early stages. Therefore, the identification of specific biomarkers is crucial for early diagnosis and effective treatment. Tumoral small extracellular vesicles, including exosomes, are capable of modifying the tumor microenvironment and promoting tumor progression. These vesicles are secreted from any cell type into the extracellular space and accumulate a wide variety of biomolecules that can modify the physiology of the host cells that internalize them. Therefore, the secretion of such vesicles into the peritoneal fluid could be a determining factor in the dissemination and behavior of this disease. The present doctoral thesis was developed from a prospective observational study evaluating the impact of peritoneal fluid-derived exosomes (PFD-Exo) on clinical aspects of OC. For this purpose, peritoneal fluid samples were collected from a total of 94 patients, including 65 CO patients, divided into two cohorts, who underwent diagnostic or cytoreductive surgery, and 29 non-oncologic patients, as controls, who underwent abdominal surgery for benign gynecologic conditions. Systematic extraction of PFD-Exo from surgical specimens allowed us to observe significant quantitative and qualitative differences associated with OC diagnosis, histology, disease stage, and platinum chemosensitivity. Proteomic profiling analysis of these PFD-Exo led to the identification of molecular pathways and proteins of interest and biological validation of S100A4 and STX5. Furthermore, unsupervised analysis of the proteomic profiles of PFD-Exo in high-grade serous OC cases revealed two clusters with different outcomes in terms of overall survival. In summary, comprehensive characterization of PFD-Exo content provides valuable prognostic information with potential implications for the clinical management of OC