[ca] Després de la seqüenciació del genoma humà, gairebé el 99% va ser descartat com a "ADN escombraria". No obstant això, al llarg dels anys, aquesta teoria ha estat desbancada. La seqüenciació de transcriptomes a gran escala va revelar que la majoria de l'ADN es transcriu en transcrits d'ARN, molts dels quals van ser inicialment anotats com no codificants. Més recentment, els avenços tecnològics en biologia computacional, peptidómica i 'Ribo-Seq' han revelat que molts d'aquests transcrits en realitat contenen marcs de lectura oberts no canònics que codifiquen per petites proteïnes funcionals, anomenades microproteïnes. Ara com ara només s'ha caracteritzat la funció d'una petita part d'elles, però sabem que exerceixen papers importants en la regulació de molts processos biològics. En càncer, les microproteïnes semblen regular la majoria dels seus aspectes fonamentals. Aquests descobriments han obert una nova frontera en la recerca, amb milers de microproteïnes encara per descobrir i caracteritzar, de les quals moltes podrien tenir potencial clínic. Un aspecte poc explorat de la biologia de les microproteïnes és el seu paper com a missatgers extracelul·lars. Els tumors exploten el procés de comunicació intercel·lular per a afavorir la seva progressió, ja sigui de manera local, amb el seu estroma, o a llarga distància amb llocs de futures metàstasis. Aquesta comunicació pot ser a través de la secreció de factors solubles o vesícules extracelul·lars. S'ha demostrat que els exosomes, un tipus de petites vesícules extracelul·lars d'origen endosomal, participen en la regulació del creixement tumoral, la metàstasi, l'angiogènesi i la resistència a la teràpia. En aquesta tesi doctoral, plantegem la hipòtesi que els tumors es comuniquen a través de microproteïnes secretades, ja sigui com a factors solubles lliures o empaquetades en petites vesícules extracelul·lars (pVEs). Ens vam centrar en adenocarcinoma de pàncrees (PDAC en anglès), un tipus de càncer altament mortal caracteritzat per un dens estroma que promou la progressió tumoral. Utilitzant proteòmica en explants de 9 pacients amb PDAC, vam identificar 565 microproteïnes secretades en pVEs per tumors de PDAC. Aquestes noves microproteïnes són codificades per regions del genoma prèviament considerades no codificants, com a ARN llargs no codificants ('lncRNAs'), pseudogens o regions no traduïdes d'ARN missatgers ('UTRs'). Sorprenentment, les nostres anàlisis suggereixen que algunes d'aquestes microproteïnes tenen potencial com a biomarcadors per al diagnòstic i el pronòstic del PDAC. També vam mostrar que les microproteïnes secretades pel tumor en pVE arriben al torrent sanguini i que el perfil de microproteïnes en plasma pot distingir entre individus sans i pacients amb PDAC. Per a explorar la funció d'aquestes microproteïnes secretades per PDAC en pVEs, vam selecionar 23 microproteïnes candidates, que van ser prioritzades per la seva estabilitat i detecció en pVE per a finalment seleccionar 3 microproteïnes principals, C9, C13 i C18, les tres induïdes per estrès i enriquides en PDAC. Utilitzant models de guany de funció in vitro i in vivo per a estudiar el paper d'aquestes 3 microproteïnes en el creixement i la metàstasi del PDAC. Les nostres dades suggereixen que C9 i C13 promouen la metàstasi mitjançant la inducció de la resposta a proteïnes mal plegades ('UPR' en anglès) o mitjançant la inducció de propietats mesenquimals, respectivament. La microproteïna C18 participa en la comunicació paracrina entre les cèl·lules de PDAC i els fibroblasts associats al càncer per a induir en els últims la transició d'un fenotip de miofibroblasto (myCAF) a inflamatori (iCAF). Aquest treball aporta evidència pionera que el microproteoma és una font inexplorada de missatgers extracelul·lars amb funcions essencials per a la progressió tumoral i la metàstasi. Aquestes noves microproteïnes tenen el potencial de convertir-se en els tant necessitats biomarcadors per al diagnòstic i pronòstic del càncer, així com en dianes terapèutiques.

[en] Following the completion of human genome sequencing in the early 2000's, about 99% of the genome was dismissed as "junk DNA" for presumably bearing no function. However, this assumption, along with others, has been challenged over the years. Large-scale transcriptomics analyses first revealed that most of the DNA is transcribed into RNA transcripts, many of which were initially annotated as non-coding. More recent advances in computational biology, peptidomics and ribosome profiling have uncovered a myriad of non-canonical open reading frames (ncORFs), mostly small, within these presumed non-coding regions that code for bioactive proteins, called microproteins, micropeptides or small ORF-encoded peptides (SEPs). Although only a subset of them have been functionally characterized, we now know that they play crucial roles in regulating a wide array of fundamental biological processes. In cancer, specifically, microproteins appear to regulate most, if not all, tumor hallmarks. These discoveries have opened a new frontier in research, with thousands of microproteins yet to be discovered and characterized, holding significant clinical potential. An underexplored aspect of microprotein biology is their role as secreted messengers. Tumors exploit cell-to-cell communication through soluble factors or extracellular vesicles to fuel their progression, both within the primary site between tumor cells and their surrounding stroma or with distant sites of future metastasis. Exosomes, a type of small extracellular vesicles with endosomal origin, have been shown to participate in regulating tumor growth, metastasis, immunity, angiogenesis and therapy resistance. In this doctoral thesis, we hypothesized that tumor communication is in part mediated by secreted microproteins, either as soluble factors or packaged in exosomes (or small extracellular vesicles, sEVs). We focused on pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), a devastating disease characterized by a dense desmoplastic stroma that sustains tumor growth. Employing proteomics in tissue explants derived from 9 PDAC patients, we identified 565 novel microproteins secreted in sEVs by PDAC tumors. These newly discovered microproteins are encoded by regions of the genome previously deemed non-coding such as long noncoding RNAs (lncRNAs), pseudogenes or mRNA Untranslated Regions (UTRs). Remarkably, some of these microproteins showed potential as biomarkers for PDAC diagnosis and prognosis. We also show that tumor-derived EV microproteins reach the bloodstream and that the plasma EV microproteome can distinguish PDAC patient samples from healthy donor samples. To explore the functionality of these EV secreted microproteins in PDAC, we shortlisted 23 microprotein candidates. We screened them for stable intracellular overexpression and sEV secretion in PDAC cell lines, and eventually selected 3 top microproteins, namely C9, C13 and C18, all enriched in PDAC compared to healthy pancreas and all regulated by various types of stresses. We used gain-of-function in vitro and in vivo models to study the role of these 3 EV-secreted microproteins in PDAC growth and metastasis. Our results suggest that C9 and C13 microproteins promote PDAC metastasis by enhancing the unfolded protein response and by promoting mesenchymal traits in tumor cells, respectively. C18 microprotein participates in the paracrine communication from PDAC cells to cancer-associated fibroblasts (CAFs) to promote a myCAF-to-iCAF phenotype switch. Lastly, we interrogated the soluble fraction of plasma from PDAC patients by proteomics and identified hundreds of secreted soluble microproteins, which warrants further functional studies.Our findings provide pioneering evidence that the microproteome is a critically unexplored source of extracellular messengers in cancer, with essential functions in tumor progression, and could serve as much-needed biomarkers for cancer diagnosis or prognosis, as well as therapeutic targets in oncology.