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Desarrollo y optimización de una terapia celular CAR-T combinatoria para la AML para superar las respuestas en el objetivo fuera del tumor
No full textTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 02-02-2024Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 02-08-2025Chimeric Antigen Receptor (CAR)-T cell therapy provides important clinical benefits in the treatment of various types of B cell lymphoma, leukemia and multiple myeloma, but successful implementation in the treatment of other types of cancer has yet to be achieved. Amongst the current limitations that stall wider use of CAR-T cell therapy is the difficulty in defining truly tumor-specific CAR-T cell targets. Currently approved CAR-T cell therapies are directed against tumor-associated targets, antigens that are expressed by a sizeable fraction of tumors of a given type but also by non-cancerous cells of the patients. This sharing of antigens gives rise to “on target – off tumor” responses that can have potentially severe side effects that can prohibit the use of this therapy.
In the context of Acute Myeloid Leukemia (AML), a cancer that upon relapse has few efficacious treatment options and an unfavorable prognosis, the most explored tumor-associated CAR-T cell targets are CD33 and CD123. These proteins are also expressed by myeloid precursors and application of CAR-T cell therapies targeted only at these antigens can give rise to long term myelosuppression, limiting dose and/or duration of the treatment and thus its efficacy. The aim of this study is to explore a combinatorial approach for CAR-T cell therapy against AML, combining a new anti-CD33 CAR with an inhibitory Killer Cell Immunoglobulin-like Receptor (KIR) of the KIR2DL family that can discriminate between two mutually exclusive groups of HLA-C alleles. When patients undergo a bone marrow transplant, haploidentical donor - patient combinations allows selective expression of inhibiting HLA-C alleles on donor-derived myeloid precursors, allowing protection from attack by CD33 CAR-T cells.
The first part of this thesis describes the successful generation of new, CD33-specific CARs and the selection, by means of in vitro and in vivo T cell activation and cytotoxicity assays, of the variant with the best functional profile. The second part provides evidence, obtained from in vitro T cell activation and cytotoxicity assays and a preclinical model of CD33-directed CAR-T cell immunotherapy, that the inhibitory KIR2DL can block CAR-T cell cytotoxic responses against myeloid leukemic cell lines in function of the HLA-C alleles expressed by these cell lines. It is also shown that this same HLA-C allele-dependent control mechanism is operative in the response of patient-derived, CAR+KIR-transduced T cells against their own AML blasts. Together, these data provide proof of concept of the feasibility to control CD33 CAR-T cell responses by means of an inhibitory KIR and delineate strategies to generate CAR-T cell therapies that selectively kill AML blast
Papel de la señalización de Notch en los estados celulares endoteliales de la aorta en homeostasis y aterosclerosis
No full textTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de Lectura: 15-03-2024Esta Tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 15-09-2025Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la primera causa de muerte en el mundo. La
rotura de la placa aterosclerótica, que ocurre con la acumulación de material fibroso y graso
en el espacio subendotelial de las arterias, contribuye a la elevada morbilidad de las ECV.
Una mejor comprensión de los mecanismos moleculares que controlan la heterogeneidad
y plasticidad celular en las placas ateroscleróticas puede ayudar a desarrollar tratamientos
novedosos para la creciente población de pacientes que padecen ECV. En los últimos
años, la secuenciación de ARN en células individualizadas (“single-cell RNA sequencing”,
scRNAseq) se ha revelado como una técnica crucial para investigar los diferentes estados
transcripcionales celulares durante el desarrollo de aterosclerosis.
Las células endoteliales (CEs) forman el revestimiento interno de vasos sanguíneos como
la aorta, pero aún no se han estudiado con suficiente profundidad y número durante la
aterosclerosis murina. La vía de señalización Notch es un regulador clave de los estados
transcripcionales endoteliales durante el desarrollo de la red vascular, la especificación
arterial y el mantenimiento de la homeostasis vascular. El papel de Notch en las aortas sanas
y ateroscleróticas y en los vasos de tejido adiposo asociado a la aorta no se ha caracterizado
previamente con las nuevas tecnologías de células individuales.
En esta tesis, mediante el uso de scRNAseq y herramientas genéticas condicionales
avanzadas, hemos podido descubrir cómo distintos miembros de la señalización Notch
controlan los diversos estados transcripcionales de las células endoteliales de la aorta y del
tejido adiposo periaórtico (TAP), durante la homeostasis y la aterosclerosis.
Hemos descubierto que la pérdida completa de la señalización Notch en las CEs del TAP
induce su activación transcripcional y una fuerte proliferación. La señalización Notch en las
CEs del TAP está dirigida por ligandos Delta y sus efectos en este endotelio no son a través
de la vía canónica dependiente del factor de transcripción Rbpj. Además, descubrimos que
los vasos del TAP adoptan un estado endotelial angiogénico (“tip cells”) bajo estado de
hiperlipidemia.
En el endotelio de la aorta en condiciones de homeostasis, observamos que la pérdida de
función de Notch induce un ligero aumento de la proliferación de CEs y de la transición
endotelio-mesénquima (TEndoM). Las CEs de la aorta aterosclerótica tienen una baja
actividad Notch, lo que puede ser responsable de los estados de hiperproliferación y
TEndoM descritos en la placa. Durante la aterosclerosis, descubrimos que la TEndoM podría
contribuir a la formación de fibroblastos asociados a la aterosclerosis. Delecionar Notch
en CEs de aorta de ratones hiperlipidémicos conduce a una disminución de los estados
transcripcionales celulares asociados a la aterosclerosis. Los perfiles transcripcionales
relacionadas con la proliferación del endotelio aórtico, la TEndoM y la inflamación se
redujeron significativamente, lo que sugiere que inhibir esta vía puede ser beneficiosa
durante la aterosclerosis.
Por último, hemos observado que, además de las CEs, otros tipos de células vasculares,
como las CML (células musculares lisas), presentan niveles elevados de señalización Notch.
La pérdida de Notch en las CML durante la aterosclerosis provoca una disminución de la
expresión de genes ligados a la función contráctil y al metabolismo oxidativo.
En definitiva, esta tesis nos ha permitido concluir que la deleción de ligandos o receptores
de la vía de Notch tiene profundos efectos en la biología de la aorta y el tejido adiposo que
puede ser interesante explorar terapéuticamenteThis work was supported by 1. European Research Council (ERC)
-Starting Grant AngioGenesHD (638028)
-Consolidator Grant AngioUnrestUHD (101001814)
2. CNIC Intramural Grant Program Severo Ochoa
(11-2016-IGP-SEV-2015-0505)
3. Ministerio de Ciencia e Innovación (MCIN)
(SAF2013-44329-P, RYC-2013-13209, and SAF2017-89299-P)
4.‘La Caixa’ Banking Foundation
(HR19-00120)
5. CNIC is currently supported by Instituto de Salud Carlos III, MCIN and the Pro CNIC Foundation.
CNIC is also a Severo Ochoa Center of Excellence (grant CEX2020-001041-S funded by MCIN/
AEI/10.13039/501100011033
Discursive strategies for citizen participation in the EU: a normative assessment of the Conference on the Future of Europe
No full textThis article outlines an analytical framework to discuss the achievements of the Conference on the Future of Europe (CoFoE). We focus on the normative goals incorporated to the organizational strategy of the European institutions, which we use as standard for the assessment of the Conference outcomes. Firstly, we identify the discursive strategies that have been incorporated into the EU’s institutional development: ‘neopluralist’, ‘strong public sphere’ and ‘participatory’. Secondly, we analyse how these strategies combine in the official documents to specify the normative goals of the Conference, as well as the mechanisms and procedures implemented to achieve them. We consider that these strategies assume a ‘deliberative system approach’ that give us criteria for the assessment of the Conference. Thirdly, we use these normative criteria to evaluate how the institutions have justified the final outcomes and the corresponding proposals. We conclude that the Conference has been dominated by a neopluralistic ‘deliberative governance’ approach that has led commentators and EU institutions to assess it adopting a narrow understanding of participation as if limited to citizens’ panels. On the contrary, our analytical framework stresses the relevance of improving democracies through different interconnected mechanisms involving and representing citizens in a complex wayThe authors are grateful to the European Commission for the funding of this work via the Jean Monnet Network ‘OpenEUdebate: Matching politics with policy’ (Jean Monnet—Erasmus REF: 600465-EPP-1-2018-1-ES-EPPJMO-NETWORK), coordinated by Elena García-Guitián at the Universidad Autónoma de Madrid (2018–2023
Adaptación de una batería de flujo redox de vanadio para aplicaciones térmicas
No full textTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Física Aplicada. Fecha de Lectura: 14-09-2023Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 14-03-202
Caracterización y uso potencial de las plantas halófilas de las marismas del río Tinto (Huelva, España) dentro del grupo evolutivo de las Salicornioideas
Get PDFTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología. Fecha de Lectura: 14-09-2023Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 14-03-2025Se presenta un estudio multidisciplinar y pormenorizado del género arbustivo crasicaule Arthrocnemum Moq., uno de los taxones halófilos de la subfamilia Salicornoideae (Amaranthaceae-Chenopodiaceae) con mayor potencial en agricultura salina, nutrición, farmacología y en otras múltiples aplicaciones biotecnológicas.
Este compendio incluye avances en su taxonomía, sistemática y anatomía; ecología, patrones de vegetación y biogeografía; germinación, composición elemental, mineralógica, procesos de biomineralización en tejidos y células y caracterización de compuestos bioactivos.
El área de estudio de esta tesis doctoral se focaliza principalmente en las marismas del río Tinto (Huelva, España). No obstante, el territorio se ha ampliado a otras marismas y saladares del territorio atlántico-mediterráneo occidental europeo y norte de África, con el fin de conseguir un marco representativo con el que comparar diferentes poblaciones del género Arthrocnemum, además de con otras especies de Salicornioideas evolutivamente cercanas a este.
Los métodos utilizados para profundizar estos aspectos se basan en técnicas de microscopía óptica y electrónica (de barrido SEM y de transmisión TEM); secuenciación y amplificación del marcador molecular ITS (Internal Transcribed Spacer) en la reconstrucción de su filogenia; metodología fitosociológica para la caracterización de las comunidades de vegetación; aplicación de protocolos estandarizados en germinación y, el uso combinando de la técnica semicuantitativa de espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS), junto con difracción de rayos X y microscopias electrónicas en el análisis y evaluación de su contenido elemental y detección de biominerales en tejidos y células. Asimismo, se emplean técnicas colorimétricas y de cromatografía acopladas a espectrometría de masas (GS-MS y HPLC-MS / ESI) para la caracterización de compuestos fenólicos totales, flavonoides, ácidos fenólicos y ácidos grasos.
Los resultados más relevantes incluyen el desenmascaramiento de una clara diversidad críptica con la descripción de la nueva especie Arthrocnemum, soportada por diferencias morfológicas, filogenéticas, ecológicas y biogeográficas; la redefinición de la estructura floral del género Microcnemum, taxon hermanado del género Arthrocnemum; la descripción de las comunidades de vegetación halófilas dominadas por Salicornioideas fruticosas en el río Tinto y suroccidente ibérico, además de la síntesis de las comunidades presididas por Arthrocnemum macrostachyum en España y Portugal. Asimismo, se ha optimizado un protocolo que maximiza el proceso de germinación en Arthrocnemum y, por último, y no por ello menos importante, se han aportado datos en torno a su contenido elemental, biominerales y compuestos bioactivos (ácidos fenólicos, flavonoides y ácidos grasos) de interés que sitúan a este halófito como uno de los candidatos emergentes más prometedores para cultivos salinos y otros usos biotecnológico
Papel de la proteína de unión a actina Gelsolina en disfunción mitocondrial OXPHOS
No full textTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 18-09-2023Esta Tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 18-03-2025El papel del citoesqueleto de actina en la regulación del metabolismo mitocondrial es un campo de investigación en auge, sin embargo, se desconocen los mecanismos moleculares subyacentes. Se ha demostrado que proteínas de unión a actina, como Gelsolina (GSN), participan en la fisiopatología de los trastornos mitocondriales del sistema de fosforilación oxidativa (OXPHOS) a través de mecanismos aún por definir. En modelos celulares humanos de enfermedad mitocondrial, la isoforma citosólica de GSN se transloca a la membrana mitocondrial externa como una respuesta protectora al fallo OXPHOS, donde interactúa con el canal de aniones dependiente de voltaje 1 (VDAC1) para bloquear la salida al citosol del citocromo c, promoviendo así respuestas de supervivencia celular. Esta Tesis busca profundizar en los mecanismos que influyen en la inesperada función mitocondrial de GSN en condiciones de salud y enfermedad. Con el fin de estudiar si la pérdida de GSN impacta sobre la función mitocondrial, se deplecionó funcionalmente GSN en líneas celulares humanas (GSN-KO) mediante la técnica de edición genómica CRISPR-Cas9. En ausencia de GSN, las células HEK293T presentaron una ultraestructura mitocondrial aberrante, con un mayor número y longitud de contactos mitocondria-retículo endoplásmico (MERCSs) y una expresión alterada de proteínas involucradas en la dinámica mitocondrial. Asimismo, la pérdida de GSN cursó con un fallo del sistema OXPHOS evidenciado por una tasa de crecimiento menor en galactosa, la disminución específica de la actividad enzimática del complejo III (CIII), una reducción de los niveles del dímero del complejo III libre (CIII2) y un retraso en el ensamblaje del respirasoma. El análisis proteómico de las células GSN-KO marcadas con SILAC reveló una disminución significativa en los niveles estacionarios de dos factores de ensamblaje del CIII con respecto a las células control: HIGD1A y BRAWNIN (BRW). El rescate fenotípico de células GSN-KO con GSN exógena restauró la actividad enzimática del CIII y los niveles del CIII2 en las células GSN-KO, así como los niveles proteicos de BRW y HIGD1A. La sobreexpresión independiente de cada uno de estos factores de ensamblaje también aumentó la actividad del CIII , sin alterar los niveles basales de GSN en células control. Estos resultados sugieren que GSN controla la biogénesis y función del CIII a través de la regulación de los factores de ensamblaje BRW y HIGD1A. Por último, el silenciamiento de Gsn en mioblastos control de ratón C2C12 reprodujo el fallo OXPHOS, específico del CIII, observado en las células GSN-KO HEK293T. Sin embargo, el silenciamiento de Gsn en células C2C12 deplecionadas en Brw (Brw-KO) indujo una estabilización general de las estructuras del CIII, lo que sugiere una relación funcional entre Gsn y Brw en el control de la biogénesis y función del CIIIEsta Tesis Doctoral ha sido realizada gracias a la concesión de financiación, por parte del Fondo de Investigación Sanitaria-Instituto de Salud Carlos III, de dos proyectos de investigación (con referencias PI17-00048 y PI20-00057), así como de un tercer proyecto financiado por la Comunidad de Madrid (CAM, referencia P2018_BAA-4403
Neumonía de inicio precoz y tardío en pacientes con parada cardíaca tratados con control de la temperatura corporal: Factores relacionados con el riesgo y el pronóstico
Get PDFTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Medicina. Fecha de Lectura: 09-10-2023Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 09-04-202
Investigación de la transición aislante-metal en LixCoO2
No full textTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Física de la Materia Condensada. Fecha de Lectura: 30-10-2023Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 30-04-2025An in-depth study of LixCoO2 (LCO) is presented as a platform for understanding the origin of its phenomenology and paving the way for new and improved implementations of this and similar compounds. Li molar fractions (x) were systematically varied to investigate the fundamental origin of the phase transition and the potential implications for future practical applications, such as improved Li-ion batteries, resistive memory devices, or the use of similar compounds with more complex stoichiometries. This study is further motivated by the phase diagram reported for LCO, encompassing structural, insulator-to-metal (IMT), and potentially spin transitions as a function of Li content. We present a novel technique, based on physical methods, for the removal of Li from layered compounds with high mobility ion planes. The delithiation is performed by sputtering-annealing cycles in ultra-high vacuum, maintaining good surface crystallinity. This allowed us to access diferent stoichiometries and thus obtain information about the changes in LCO as a function of
x. Additional alkali evaporations (Li and Na) on these compounds were carried our to explore the reversibility of this physical method and obtaining new stoichiometries beyond the conventional range. We shed light on the charge compensation during Li deintercalation in LCO using X-ray photoemission spectroscopy (XPS) and delithiated samples that have not been exposed to chemical or electrochemical processes. The role of the Co atoms and the efects of Co 3d -O 2p hybridization have been analyzed by the simultaneous use of diferent characterization techniques.
Throughout this work, we provide a coherent interpretation of several experimental techniques, and our results are discussed in the context of previous research and the fundamental understanding of structural and IMT transitions. A study of the electronic band structure upon hole doping using angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) has allowed for the three-dimensional mapping of the band dispersion of LCO, facilitating the identifcation of Co 3d t2g energy states involved in the valence band maximum (VBM) and the IMT. This VBM, with a 3-fold dispersion around Γ¯ , is located along the
¯¯
Γ –M symmetry direction. These results were successfully compared with band calculations. Upon Li deintercalation, the renormalization of the valence band is observed, with no additional states forming in the band gap.The evolution of the phase transition in real space using spatially resolved techniques has revealed the coexistence of metallic and insulating phases (Hex-I and Hex-II).
We discuss these results in the context of a frst-order phase transition, as is the case for a Mott-type insulator. The observation of phase coexistence in X-ray difraction (XRD) and photoemission microscopy (PEEM), the renormalization of the VB in ARPES, and the predominantly d-d character of the band gap observed in X-ray absorption spectroscopy (XAS) clearly point towards a Mott-Hubbard transition with some O 2p -Co 3d hybridization. Our results are discussed in relation to the family of transition metal oxides (TMOs), reported as having an intermediate character, between Mott-Hubbard and charge transfer insulators. We argue that the efects of delithiation cannot be interpreted in terms of the LixCo1–xO compounds, since structural symmetries, lattice distortions, and charge compensation pathways are not comparable. The efects of sample preparation and surface quality are also addressed to support the use of a physical and non-interacting doping technique for the study of these materials.
This work introduces a novel method for exploring the characteristics of insulator-metal transitions in materials. By using LCO as a model system, we have sought to gain a deeper understanding of the fundamental mechanisms that drive this type of phenomenon. The potential application of this approach to other compounds may lay the groundwork for future discoveries and advances in materials science, from rechargeable batteries to novel devices that exploit these propertie
Caracterización del interactoma de Scramb1, un organizador del ensamblaje del diafragma de filtración en zonas de membrana de tipo balsa lipídica
No full textTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 20-10-2023Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 27-04-2025Los Diafragmas de Filtración (DFs) son complejos multiproteicos que forman un tipo
especializado de unión intercelular esencial en el proceso de ultrafiltrado de la sangre que
tiene lugar en las nefronas. Los DFs están constituidos por dos proteínas transmembrana:
nephrin y NEPH1, cuyos dominios extracelulares interaccionan entre sí. Además, varias
proteínas intracelulares adaptadoras establecen enlaces entre los DFs y el citoesqueleto.
Mutaciones en las proteínas que forman los DFs, así como su desregulación, llevan a
proteinuria y enfermedad renal.
En este trabajo, utilizando Drosophila melanogaster como organismo modelo, se ha
caracterizado un nuevo componente de los DFs, la escramblasa de fosfolípidos Scramb1. Si
bien trabajos previos de nuestro grupo habían establecido que esta proteína era esencial
para la formación de los DFs, se desconocía su mecanismo molecular de acción. En este
contexto, aquí mostramos mediante microscopía confocal y electrónica que la escramblasa
de fosfolípidos Scramb1 se localiza específicamente en los DFs y, por tanto, es un nuevo
componente de este complejo multiproteico. Los resultados presentados revelan que esta
localización depende, al menos en parte, de la interacción entre la región N-terminal rica en
prolina de Scramb1 y la proteína adaptadora Polychaetoid, un componente de los DFs. En
estos, Scramb1 es clave para el reclutamiento de la proteína transmembrana Dumbfounded
(ortóloga de NEPH1) durante el proceso de ensamblaje de nuevos DFs. La capacidad de
Scramb1 de formar oligómeros, determinada en este trabajo, podría facilitar estas funciones
de andamiaje.
Mediante el análisis del interactoma de Scramb1 hemos revelado que esta proteína
interactúa física y genéticamente con Flotilina2, enriquecida en microdominios de
membrana de tipo balsa lipídica, sugiriendo que Scramb1 se encuentra en este tipo de
microdominios. Ello podría verse favorecido por su palmitoilación, mediada al menos en
parte por otro interaccionante de Scramb1, la palmitoiltransferasa Hip14. Por otro lado,
hemos identificado una interacción entre Scramb1 y Past1, una proteína perteneciente a
la familia EHD de ATPasas asociadas a membranas y con capacidad de remodelarlas. Esto,
junto con la interacción genética observada entre Scramb1 y Amphiphysin, una proteína
con dominio BAR con la capacidad de inducir la curvatura de la membrana, y la capacidad
de Scramb1 de promover el flujo de fosfolípidos entre las dos capas de la membrana celular,
sugiere que Scramb1 participa activamente en los procesos de remodelado de membranas
que ocurren durante la formación de los DFsLa realización de esta tesis doctoral ha sido posible gracias a la concesión de una ayuda para contratos predoctorales para la formación de doctores (Programa Estatal de Promoción del Talento y su Empleabilidad, convocatoria 2017) del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (Ayuda BES-2017-080068, Proyecto BFU2016-79220-P
Estudio de los mecanismos moleculares asociados a enfermedad hepática mediante proteómica basada en espectrometría de masas
No full textTesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 30-10-2023Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 30-04-2025Liver diseases cause approximately 2 million deaths per year worldwide and their incidence has increased over the last
decade. Risk factors include excessive alcohol consumption, obesity, diabetes, ingestion of hepatotoxic substances such
as aflatoxin, viral infections (viral hepatitis), and genetic determinants. Liver cancer is the sixth most prevalent and the
third deadliest (second in men). The low survival rate (less than 20% after 5 years) is partly explained by late diagnosis,
highlighting the need for new molecular biomarkers for early diagnosis. In this work, proteomic techniques based on
mass spectrometry have been applied to the study of liver diseases such as cholestasis, liver cirrhosis, and
hepatocellular carcinoma with the aim of understanding the underlying molecular mechanisms of these pathological
processes, as well as discovering potential biomarkers for the diagnosis and prognosis of patients.
Cholestasis is a disease characterized by the interruption of bile flow from hepatocytes to the small intestine. Its
treatment, depending on the cause and severity of the disease, may include the administration of ursodeoxycholic
acid, removal of gallstones obstructing the duct in cases of physical obstruction, or liver transplantation in severe cases.
It is precisely in these latter cases where rapid and adequate intervention is essential for a favorable patient outcome.
With the aim of developing tools for a more effective patient management, we conducted a study of the livers of
patients with cholestasis of various etiologies, combining mass spectrometry and machine learning tools. In addition
to identifying some of the cellular processes involved in the molecular pathogenesis of cholestasis, we have defined a
panel of proteins using linear discriminant analysis (LDA) that allows for the stratification of patients according to the
etiology of cholestasis with high precision (91%). This mathematical approach, based on the establishment of an
importance criterion for the measured proteins in relation to their ability to discriminate the studied cases, represents
an increasingly used analysis method to objectively define panels of biomolecules for patient stratification.
Progressive familial intrahepatic cholestasis type 3 (PFIC3) is a serious and rare liver disease that affects between 1 in
50,000 and 1 in 100,000 children. It is caused by mutations in the phosphatidylcholine transporter ABCB4 (MDR3),
leading to intrahepatic accumulation of free bile acids and resulting in chronic liver damage. PFIC3 typically manifests
at an early age, progresses rapidly, and has a poor prognosis. Currently, besides the palliative use of ursodeoxycholic
acid, the only available treatment for this disease is liver transplantation, which poses a challenge, especially in young
patients. To uncover the molecular basis of PFIC3 progression and propose new strategies for its treatment, we
conducted a proteomic and phosphoproteomic analysis comparing liver samples from PFIC3 patients and controls. The
results were validated in an MDR2-deficient PFIC3 mouse model. The functional interpretation of the proteomic
analysis results indicates that essential cellular processes, such as inflammation, cell proliferation, cytoskeletal
organization, and significant reconfiguration of intermediary metabolism, particularly glucose metabolism and onecarbon
metabolism (OCM), are affected in PFIC3. OCM is a highly relevant metabolic cycle that connects intermediary
metabolism with epigenetic regulation. This cycle has a tissue-specific configuration, and in the liver, some of the
participating enzymes show a specific expression pattern, which is essential for maintaining the differentiated and
quiescent state of hepatocytes. Considering its critical role in hepatocyte biology, we have developed a targeted
proteomic method to monitor specifically OCM enzymes. Our results indicate that systematic determination of the
levels of these proteins reveals a reprogramming of OCM in chronic liver damage processes such as cholestasis, which
is further accentuated in situations of severe liver damage, losing metabolic capacity in hepatocellular carcinoma (HCC)
and adopting a nonspecific profile similar to that of other tissues. These results point to OCM as an indicator of liver
function and differentiation that could help to monitor patients with chronic liver diseases, facilitating early prognoses
that could enable more effective interventions.
According to these results, we believe that the metabolic alteration of OCM occurring in liver damage processes is a
relevant factor in disease progression, and the administration of metabolites to modulate this pathway could represent
a potential therapeutic option. Therefore, we have studied the effect of methylthioadenosine (MTA), an intermediate
metabolite of this cycle, on an established hepatocellular carcinoma cell line, evaluating the response through the
analysis of the changes induced in the proteome. Our results show that treatment with MTA may have a
hepatoprotective role by reversing several tumour phenotypic characteristics, such as proliferation and reconfiguration
of OCM.
In conclusion, the application of state-of-the-art proteomic techniques has allowed us to establish some of the
mechanisms involved in the progression of chronic liver diseases, including cholestasis, cirrhosis, and HCC. Based on
this knowledge, we have demonstrated the relevance of OCM and developed an analytical method to monitor OCM
enzymes, enabling assessment of liver function and hepatocyte differentiation status. Therefore, it can be highly useful
in monitoring patients with chronic liver diseases. Finally, we have developed an LDA method that allows the definition
of models to stratify patients with similar pathologies, such as different etiologies of cholestasis. Our results suggest
the great potential of proteomics in the development of precision medicin