[en] Epigenetic programming of cells during development is essential for the determination and maintenance of cell lineages and for tissue homeostasis. Embryonal tumors are originated by molecular alterations during developmental steps that result in aberrant transcriptional programs controlled by altered epigenetic landscapes. In the case of neuroblastoma, neural crest progenitors aimed at becoming cells of the sympathetic nervous system aberrantly block their natural differentiation course and initiate a neoplastic process leading to a potentially aggressive and metastatic pediatric oncologic disease. Thus, the study of the epigenetic regulators determining, interpreting or executing these oncogenic gene expression networks is crucial to fully understand these tumors and develop new epigenetic-based therapies. In this PhD thesis, a systematic and functional analysis of the ATP-dependent mSWI/SNF chromatin remodeling complex in neuroblastoma cells is presented. This chromatin remodeler acts genome-wide translating epigenetic signals into opened chromatin states, allowing the interaction of transcription factors and other regulatory proteins with DNA. Neuroblastoma cells contain the three main subtypes of mSWI/SNF complexes, but only BAF subcomplex is relevant for proliferation. BAF complex disruption through silencing of the specific and key structural subunits ARID1A and ARID1B promotes a transcriptional reprogramming of neuroblastoma cells affecting cell cycle progression and metastasis-related genes. This assembly disruption exerts a strong cell cycle blockade and a reduction of extracellular matrix adhesion and invasion in vitro, and drastically reduces metastasis formation in vivo, extending the survival of metastatic neuroblastoma mouse models. Finally, candidate molecules for the pharmacological disruption of BAF complex by inhibition of protein-protein interactions were identified in a druggability analysis and virtual screening of ARID1A structure. One of them seems to exert on-target effects and a strong proliferation inhibition on neuroblastoma cells. These findings represent a promising starting point for the development of a BAF disruption-based first-in-class therapeutic strategy against metastatic high-risk neuroblastoma.

[es] La programación epigenética de las células durante el desarrollo embrionario es esencial para la determinación y mantenimiento de los diferentes linajes celulares y la homeóstasis tisular. Los tumores embrionarios se originan a partir de alteraciones moleculares durante etapas del desarrollo que resultan en programas transcripcionales aberrantes controlados por perfiles epigenéticos alterados. En el caso del neuroblastoma, progenitores de la cresta neural destinados a convertirse en células del sistema nervioso simpático bloquean de forma aberrante su curso natural de diferenciación e inician un proceso neoplásico que conduce a una enfermedad oncológica pediátrica potencialmente agresiva y metastásica. Es por ello que el estudio de los reguladores epigenéticos que determinan, interpretan o ejecutan estas redes de expresión génica oncogénicas es crucial para comprender por completo el comportamiento de este tipo de tumores, así como para desarrollar nuevas terapias basadas en la epigenética. En esta tesis doctoral se presenta un análisis sistemático y funcional del complejo remodelador de la cromatina dependiente de ATP mSWI/SNF en células de neuroblastoma. Este remodelador de la cromatina actúa a nivel genómico traduciendo señales epigenéticas a estados abiertos de la cromatina, facilitando la interacción de factores de transcripción y otras proteínas reguladoras con el ADN. Las células de neuroblastoma contienen los tres principales subtipos de complejos mSWI/SNF, pero sólo el complejo BAF es relevante para su proliferación. La disrupción del complejo BAF mediante el silenciamiento de las subunidades clave y específicas ARID1A y ARID1B produce una reprogramación transcripcional en estas células que afecta a genes relacionados con la progresión del ciclo celular y con el proceso de metástasis. La interrupción del ensamblado de este complejo produce un fuerte bloqueo del ciclo celular así como una reducción de la adhesión a la matriz extracelular y capacidad de invasión in vitro, además de reducir drásticamente la formación de metástasis in vivo, extendiendo la supervivencia de modelos murinos de neuroblastoma metastásico. Por último, un análisis de susceptibilidad de unión a fármacos y un posterior cribado virtual de moléculas se llevó a cabo sobre la estructura de ARID1A, identificando moléculas candidatas para la disrupción farmacológica del complejo BAF mediante la inhibición de interacciones proteína-proteína. Uno de estos candidatos parece ejercer efectos sobre la diana molecular de interés y una fuerte inhibición de la proliferación de las células de neuroblastoma. Estos resultados representan un punto de partida prometedor para el desarrollo de una estrategia terapéutica pionera basada en la disrupción del complejo BAF para el tratamiento del neuroblastoma metastásico de alto riesgo.