@misc{10481/78936,
year = {2023},
url = {https://hdl.handle.net/10481/78936},
abstract = {SWI/SNF (SWItch/Sucrose Non-Fermentable) complexes are ATP-dependent
chromatin remodelers composed of varying combinations of subunits that, together,
fine-tune relevant biological processes, such as transcriptional regulation and
genome integrity. Moreover, the subunits of this chromatin remodeler have been
identified as major targets of mutations in several tumor types underlying a relevant
role in tumorigenesis. However, there is a lack of comprehensive studies of the
whole SWI/SNF complex in lung adenocarcinoma (LUAD), and its clinical
implications are not yet fully understood. In this Ph.D. thesis, we combine genomic,
transcriptomic, and proteomic techniques to identify which SWI/SNF subunits are
present in lung epithelial cells, as well as to determine their mutational status and
expression levels in LUAD in a more integrative manner. For these purposes, we
analyzed data from LUAD primary tumors, normal lung and LUAD cell lines, and
external LUAD data from The Cancer Genome Atlas. We found that SWI/SNF
complex mutations not only present a high incidence of 41.4% in LUAD patients and
76% in LUAD cell lines, but also the mutational status of the SWI/SNF complex was
associated with poorer overall survival of LUAD patients and higher tumor mutation
burdens. Furthermore, we observed that the expression of the SWI/SNF complex in
LUAD suffers overall repression, which cannot be exclusively explained by genetic
alterations. Based on our findings, we propose that SWI/SNF-mutant LUAD tumors
could be considered as a clinical subgroup with applications in the prognosis of
LUAD patients. In addition, we chose different LUAD cell models to perform various
functional experiments to answer two of the open-ended questions related to the
role of the SWI/SNF complex in cancer. On the one hand, we studied the function of
the SWI/SNF complex in the regulation of the non-protein-coding part of the
genome, such as microRNAs, which are small RNAs with key regulatory functions
and whose expression is frequently altered in cancer. Specifically, we used a
SMARCA4-deficient model of LUAD cells to track changes in the miRNome upon
SMARCA4 restoration. We found that the SWI/SNF complex, when SMARCA4 was
the catalytic subunit, induced the expression of miR-222 through its direct binding
to the enhancer region of this microRNA. Furthermore, we demonstrated that the
overexpression of miR-222 phenocopied the tumor suppressor effect of SMARCA4 in LUAD. Thus, these results highlight the importance of considering microRNAs as
another layer of regulation that can be controlled by the SWI/SNF complex with
relevant implications in tumor development. On the other hand, we analyzed the
functional consequences of silencing ARID1A, one of the most mutated SWI/SNF
subunits in cancer, in different LUAD cell lines. We discovered that several LUAD cell
lines, regardless of their genetic background, developed a dependency on ARID1A
that was not observed in normal lung epithelial cells. Interestingly, we found that
ARID1A loss in LUAD cells impaired proteostasis, increasing cellular stress and DNA
damage that led to cell death. Moreover, we observed that depleting ARID1A
behaved as a genotoxic treatment improving the effectiveness of other
chemotherapy drugs used for treating lung cancer. In conclusion, our study provides
an overview of the variety of implications of the SWI/SNF complex in LUAD,
underlining the unexplored potential that this chromatin remodeler has in clinical
practice.},
abstract = {Los complejos SWI/SNF (del inglés SWItch/Sucrose Non-Fermentable) son
remodeladores de cromatina dependientes de ATP compuestos por combinaciones
variables de subunidades que, juntas, ajustan importantes procesos biológicos tales
como la regulación de la transcripción y la integridad del genoma. Además, las
subunidades de este remodelador de la cromatina se han identificado como
principales dianas de mutaciones en muchos tipos tumorales, lo que enfatiza su
relevante papel en la tumorogénesis. Sin embargo, faltan estudios exhaustivos sobre
el complejo SWI/SNF en el adenocarcinoma de pulmón (LUAD) y sus implicaciones
clínicas aún no se conocen del todo. En esta tesis doctoral combinamos técnicas
genómicas, transcriptómicas y proteómicas para identificar qué subunidades del
SWI/SNF están presentes en las células epiteliales de pulmón, así como para
determinar su estado mutacional y sus niveles de expresión en LUAD de una forma
más integrativa. Para ello, analizamos los datos de tumores primarios de LUAD, de
líneas celulares de pulmón normal y de LUAD, así como los datos externos de LUAD
del TCGA (del inglés The Cancer Genome Atlas). Encontramos que las mutaciones del
complejo SWI/SNF no sólo presentan una alta incidencia del 41,4% en los pacientes
con LUAD y del 76% en las líneas celulares de LUAD, sino que también el estado
mutacional del complejo SWI/SNF se asociaba con una peor supervivencia de los
pacientes con LUAD y con una mayor carga de mutaciones tumorales. Además,
observamos que la expresión del complejo SWI/SNF en LUAD sufre una represión
global que no puede explicarse exclusivamente por alteraciones genéticas.
Basándonos en nuestros resultados, proponemos que los tumores de LUAD con un
SWI/SNF mutante podrían considerarse como un subgrupo clínico con aplicaciones
en la prognosis de los pacientes con LUAD. Además, elegimos diferentes modelos
celulares de LUAD para realizar varios experimentos funcionales con el fin de
responder a dos de las preguntas abiertas que existen en relación al papel del
complejo SWI/SNF en cáncer. Por un lado, estudiamos la función del complejo
SWI/SNF en la regulación de la parte del genoma que no codifica para proteína,
como los microARNs, que son pequeños ARNs con funciones reguladoras clave y
cuya expresión se encuentra frecuentemente alterada en cáncer. Concretamente
usamos un modelo celular de LUAD deficiente en SMARCA4 para realizar un seguimiento de los cambios en el miRNoma derivados de la restauración de
SMARCA4. Descubrimos que el complejo SWI/SNF, cuando SMARCA4 era su
subunidad catalítica, inducía la expresión del miR-222 a través de su unión directa
a la región potenciadora de este microARN. Además, demostramos que la
sobreexpresión de miR-222 copiaba el fenotipo supresor tumoral de SMARCA4 in
LUAD. Por lo tanto, estos resultados ponen de manifiesto la importancia de
considerar los microARNs como otra capa de regulación controlada por el complejo
SWI/SNF con importantes implicaciones en el desarrollo tumoral. Por otro lado,
analizamos las consecuencias funcionales de silenciar ARID1A, una de las
subunidades del SWI/SNF más mutadas en cáncer, en diferentes líneas celulares de
LUAD. Descubrimos que varias líneas celulares de LUAD, independientemente de su
fondo genético, desarrollaban una dependencia hacia ARID1A que no se observaba
en células epiteliales de pulmón normal. Curiosamente, la pérdida de ARID1A en
células de LUAD alteraba la proteostasis, aumentando el estrés celular y el daño en
el ADN que conducía a la muerte celular. Además, observamos que eliminar ARID1A
presentaba un comportamiento similar a los tratamientos genotóxicos, mejorando
incluso la eficacia de otros fármacos genotóxicos usados para tratar el cáncer de
pulmón. En conclusión, nuestro estudio proporciona una visión general de la gran
variedad de implicaciones que tiene el complejo SWI/SNF en LUAD, resaltando el
potencial inexplorado que tiene este remodelador de la cromatina en la práctica
clínica.},
organization = {Tesis Univ. Granada.},
publisher = {Universidad de Granada},
keywords = {Genómica},
keywords = {SWI/SNF complex},
keywords = {Genomics},
keywords = {Lung cancer},
keywords = {Cáncer de pulmón},
title = {Implications of the chromatin remodeling complex SWI/SNF in lung cancer},
author = {Peinado Fernández, Paola},
}