[ca] La identificació d'antígens tumorals és necessària per tal d'entendre millor la resposta immunològica contra els tumors i poder desenvolupar immunoteràpies més efectives. Els cribatges immunològics en pacients amb càncer identifiquen freqüentment respostes naturals dels limfòcits T contra antígens tumorals convencionals com els neoantigens, els antígens cancerosos de línia germinal i els antígens de diferenciació de teixits. Recentment, noves evidències suggereixen que els pèptids derivats de proteïnes no canòniques són presentats de forma específica en les molècules HLA de classe-I de les cèl·lules tumorals, el que diversifica el repertori d'antígens tumorals que es poden usar com a diana en tractaments. Actualment, els reptes principals en aquest camp són determinar si aquests antígens no-canònics es presenten de forma restringida a les cèl·lules tumorals i si els limfòcits T poden generar respostes de forma natural contra ells, dos fets importants per desenvolupar noves opcions terapèutiques. En aquesta tesi, hem estudiat en detall el repertori personalitzat d'antígens tumorals reconeguts per limfòcits T reactius contra la línia tumoral derivada de 9 pacients afectats per diferents tipus de càncer. Hem estudiat tan antígens tumorals convencionals com diferents fonts d'antígens tumorals no-canònics. En la primera part, ens hem centrat en determinar si els limfòcits T reactius reconeixien antígens tumorals convencionals per mitjà de tres metodologies diferents: cribatge immunològic personalitzat de neoantigens amb TMG, predictors in-silico i immunopeptidòmica d'HLA-I. Malgrat els esforços, la majoria de dianes antigèniques dels limfòcits T reactius contra el tumor no es van poder determinar. A la segona part, hem utilitzat un mètode proteogenomic per identificar pèptids derivats de proteïnes no-canòniques presentats en HLA-I a les línies tumorals dels pacients (en anglès, nonC-TL). Vem identificar nonC-TL en tots els pacients en la majoria de casos derivats de regions 5'UTR. Tot i representar la font d'antígens tumoral més abundant, no es van poder detectar respostes de limfòcits T contra nonC-TL en cap dels pacients estudiats. Per contra, els limfòcits T reactius contra el tumor dels pacients reconeixien preferencialment neoantigens, antígens cancerosos de línia germinal o antígens de diferenciació de teixits. Per mitjà de l'estimulació in-vitro de limfòcits de sang perifèrica de donants amb nonC-TL, vam demostrar que poden induir una resposta immunològica de novo. Concretament, vam trobar TCR específics contra 3 nonC-TL, dos dels quals deriven de la regió 5'UTR dels gens HOXC13 i ZKSCAN1 i el tercer d'ells deriva d'una variant d'splicing no-codificant del gen C5orf22C.Cal remarcar, el potencial terapèutic d'aquests tres nonC-TL degut a que s'expressen en diferents tipus tumorals però no es detecten en cèl·lules sanes. En conjunt, els nostres resultats demostren que els nonC-TL tenen un gran potencial terapèutic ja que poden ser immunogènics, freqüentment presentats en HLA-I de cèl·lules tumorals, compartits entre pacients, i poc expressats en cèl·lules sanes. Malgrat l'estudi exhaustiu de totes les possibles fonts antigèniques en pacients amb càncer, incloent nonC-TL, neoantigens, els antígens cancerosos de línia germinal, antígens de diferenciació de teixits, la diana de la majoria de limfòcits T reactius contra el tumor continua per determinar, el que deixa espai a futures investigacions.

[en] The identification of tumor antigens is critical to better understand the immune response to tumors and to develop more effective cancer immunotherapies. Immunological screenings have frequently identified natural T-cell responses to conventional tumor antigens such as neoantigens, cancer-germline, and differentiation antigens in cancer patients. Recent evidence suggests that peptides derived from nonC proteins are specifically presented on HLA-I from tumor cells, thus expanding the repertoire of targetable tumor antigens. One of the main concerns is whether those nonC HLA-I ligands can naturally elicit T-cell responses and whether they are specifically presented by tumor cells, with important implications for designing therapeutic interventions. In this thesis, we have studied in detail the personalized repertoire of tumor antigens recognized by tumor-reactive T cells in 9 cancer patients with distinct tumor histologies including conventional tumor antigens, but also expanding the scope to non-canonical tumor antigen sources. In the first part, we investigated whether tumor-reactive T cells recognize conventional tumor antigens through three different methods including personalized neoantigen screening with TMG, in silico prediction and pHLA-I immunopeptidomics. However, the specific antigen/s targeted by the majority of tumor-reactive lymphocytes could not be determined. In the second part, we used a proteogenomics approach to identify peptides derived from non-canonical proteins presented on HLA-I of patient-derived TCL (nonC-TL). We frequently identified nonC-TL which were mainly derived from 5'UTR regions and represented the most abundant source of candidate tumor antigens. However, pre-existing T-cell responses targeting nonC-TL were not detected in any patient studied. In contrast, tumor-reactive lymphocytes consistently displayed preferential recognition of neoantigens and also recognized cancer-germline and tissue differentiation antigens. Nonetheless, we showed that nonC-TL can elicit de novo T-cell responses via in vitro sensitization of donor PBL. We identified TCR specific to three nonC-TL peptides, two of which mapped to the 5' UTR regions of HOXC13 and ZKSCAN1 genes, and one mapping to a non-coding spliced variant of C5orf22C gene. Importantly, we found that these immunogenic nonC-TL display therapeutic potential, as they were expressed across diverse tumor types, but were barely detected in healthy cells. Altogether, our results show that nonC-TL antigens hold great promise as new therapeutic targets as they can be immunogenic, are frequently presented on HLA-I of tumor cells, shared across patients, and barely expressed on healthy cells. However, despite the extensive immunological screening performed including nonC-TL, neoantigens, cancer-germline, and melanoma-associated antigens, the specificity of many tumor-reactive lymphocytes remains unknown and warrants further investigation.