[en] The advent of immunotherapy, predicated on immune checkpoint inhibitors (ICIs), has ushered in a paradigm shift in the therapeutic management of patients with advanced non-small cell lung carcinoma (aNSCLC) who do not possess oncogenic drivers. However, the efficacy of these therapies is limited, with only a subset of patients demonstrating a response and prolonged survival. The absence of a fully reliable biomarker to identify the most beneficiated population necessitates the identification of more sensitive and specific biomarkers. The Notch pathway plays a pivotal role in regulating diverse cell populations involved in the antitumour immune response, as well as other critical elements in the immunosuppression of the tumour microenvironment (TMA). Myeloid suppressor cells (MDSCs) have a key role in the immuno-editing process in cancer, as well as in tumour progression and response to antineoplastic treatments. The differential expression of Notch ligands in TMA, and in particular in MDSCs, appears to mediate an important immune escape mechanism through different effects in pre-clinical models, including the inhibition of CD8+, CD4+ and NK cells, Treg cells expansion, dendritic cell dysfunction, macrophage polarization toward M2 phenotype and the induction of inhibitory immune checkpoints. It is hypothesised that the levels of circulating MDSCs, as well as the expression of ligands, receptors and target genes of the Notch pathway in these cells and in tumour tissue of patients with aNSCLC treated with chemotherapy, can identify those with a higher probability of response and survival to treatment with ICIs. This doctoral thesis has been developed from a multicentre prospective observational study on samples of 105 patients with aNSCLC treated with ICIs in routine clinical practice. The analysis of circulating immune cell populations and gene expression in MDSCs and tumour tissue has yielded the following main findings: 1. A significant association has been identified between elevated proportions of circulating MDSCs and pre-treatment neutrophil/lymphocyte ratio (NLR) and reduced survival after ICI therapy. A direct correlation has been demonstrated between MDSCs and NLR levels. 2. A high proportion of circulating Treg cells was found to be associated with longer survival after ICI therapy. 3. The expression of Notch Jagged ligands on circulating MDSCs and in tissue was found to predict resistance to ICI treatment. Activation of the Notch pathway, mediated by high expression of NOTCH1 and HES1, as well as IDO1 expression in circulating and tissue MDSCs, was found to predict resistance to treatment and worse survival. Consequently, two distinct mechanisms of resistance to ICI therapy involving Jagged ligand expression and Notch pathway activation in MDSCs and TMA have been identified. A potential application of these findings is the development of treatment strategies aimed at counteracting these MDSC-mediated effects, such as the generation of anti-Jagged antibodies or Notch signalling inhibitors combined with ICIs.

[es] El desarrollo de la inmunoterapia basada en inhibidores de puntos de control inmunitario (ICIs) ha cambiado drásticamente el panorama del tratamiento de los pacientes con carcinoma de pulmón no microcítico avanzado (CPNMa) sin alteraciones diana. Sin embargo, solo una minoría logra una respuesta y una supervivencia prolongada con estas terapias y no se dispone de ningún biomarcador totalmente fiable que permita seleccionar la población que va a obtener un mayor beneficio siendo prioritario, por tanto, encontrar biomarcadores más sensibles y específicos. La señalización a través de la vía de Notch está implicada en la regulación de todas las poblaciones celulares que median la respuesta inmune anti-tumoral, así como, de otros elementos clave en la inmunosupresión del microambiente tumoral (MAT). Las células mieloides supresoras (MDSCs) juegan un papel clave en el proceso de inmuno-edición en cáncer, así como, en la progresión tumoral y respuesta a tratamientos antineoplásicos. La expresión diferencial de ligandos de Notch en el MAT y, en particular, en MDSCs parece mediar, en modelos pre-clínicos, un importante mecanismo de escape al sistema inmune a través de diferentes efectos: inhibición de células CD8+, CD4+ y NK, expansión de células Treg, disfunción de células dendríticas, polarización de macrófagos a fenotipo M2 e inducción de puntos de control inmunológico inhibitorios. Dadas estas premisas nuestra hipótesis sostiene que los niveles de MDSCs circulantes, así como, la expresión de ligandos, receptores y genes diana de la vía Notch en las mismas y en tejido tumoral de pacientes con CPNMa tratados con quimioterapia puede identificar aquellos con mayor probabilidad de respuesta y supervivencia al tratamiento con ICIs. Esta tesis doctoral ha sido desarrollada a partir de un estudio observacional de seguimiento prospectivo multicéntrico sobre muestras de 105 pacientes con CPNMa tratados con ICIs dentro de la práctica clínica habitual. Los principales hallazgos en el análisis de las poblaciones celulares inmunes circulantes y expresión de genes en MDSCs y tejido tumoral son: 1. Una asociación significativa entre un valor elevado, tanto en la proporción de MDSCs circulantes como en la ratio neutrófilo/linfocito (RNL) pre-tratamiento, y una menor supervivencia tras terapia con ICIs. Encontramos una correlación directa entre los niveles de MDSCs y RNL. 2. Una proporción alta de células Treg circulantes, se asocia con mayor supervivencia tras terapia con ICIs. 3. La expresión de ligandos de Notch Jagged en MDSCs circulantes y en tejido predicen resistencia al tratamiento con ICIs. La activación de la vía Notch mediada por una alta expresión de NOTCH1 y HES1, así como, la expresión de IDO1 en MDSCs circulantes y en tejido predicen resistencia al tratamiento y peor supervivencia. Encontramos, por tanto, dos mecanismos de resistencia al tratamiento con ICIs que implican la expresión de ligandos Jagged y la activación de la vía Notch en MDSCs y en el MAT. Una de las aplicaciones potenciales de estos hallazgos es el desarrollo de estrategias de tratamiento dirigidas a contrarrestar estos efectos mediados por las MDSCs, como pueden ser, la generación de anticuerpos anti-Jagged o fármacos inhibidores de la señalización de Notch combinados con ICIs.