[ca] El càncer colorectal és la segona causa de mort per càncer al món i el tumor més freqüent a l'Estat Espanyol englobant ambdós sexes. El tractament de la malaltia avançada es basa en la combinació de fàrmacs citotòxics, citostàtics i noves molècules anti-diana, assolint-se medianes de supervivència al voltant dels 2 anys. Encara que les darreres tendències de tractament del càncer estan enfocades principalment cap al desenvolupament de molècules anti-diana, l'administració d'oxaliplatí continua essent clau i essencial en el tractament en el CCR avançat. Malgrat els grans avenços que s'han donat en el tractament del càncer de còlon metastàtic, tots ells estan al voltant de la introducció de nous medicaments i seguim indefensos pel que fa a l'aparició de resistències, que són la causa fonamental del fracàs del tractament. Per tant, l'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és conèixer millor els mecanismes de resistència adquirida a oxaliplatí mitjançant l'estudi de perfils d'expressió proteica en models cel·lulars in vitro per després traslladar els resultats a la selecció del tractament de primera línia en pacients amb càncer colorectal avançat. Així, a partir d'una aproximació de proteòmica comparativa, s'ha identificat la proteïna piruvat quinasa M2 (PKM2) en relació amb el procés d'adquisició de resistència a oxaliplatí en el nostre model cel·lular. PKM2 catalitza l'últim pas de la glicòlisi i regula de manera clau la glicòlisi aeròbica o efecte Warburg en les cèl·lules canceroses. Recentment, se li han atribuït altres funcions no-glicolítiques; així, pot translocar al nucli i activar la transcripció gènica interaccionant i modificant proteïnes nuclears participant en funcions tant dispars com la supervivència o la mort cel·lular. Els nostres resultats demostren que PKM2 es troba infraexpressada en les línies resistents, també a nivell d'ARNm i que després del tractament amb oxaliplatí, els nivells d'expressió disminueixen. Mitjançant tècniques d'ARN d'interferència hem demostrat que la inhibició de l'expressió de PKM2 augmenta la viabilitat de les cèl·lules sensibles, amb p53 mutada, quan es tracten amb el fàrmac en un 50% mentre que l'efecte és oposat en un model amb p53 salvatge. Tanmateix no hem pogut demostrar que aquest augment en la viabilitat sigui conseqüència d'una disminució en la mort cel·lular. D'altra banda, hem pogut observar un canvi en la compartimentació de la proteïna que només es dona en les cèl·lules sensibles a oxaliplatí, donat que PKM2 és capaç de translocar al nucli de les cèl·lules sensibles al llarg de 72 hores de tractament continu però no en les cèl·lules derivades resistents. En tercer lloc, a partir d'una aproximació de silenciament gènic i proteòmica comparativa en 2 dimensions, s'han pogut establir els perfils proteics associats a la presència/absència de PKM2 i determinar possibles proteïnes vinculades a l'expressió d'aquesta com son, FKBP4 i HSC70. Finalment, pel que fa a l'estudi en pacients, hem demostrat que el grup de pacients amb els nivells més baixos de PKM2 presenten pitjors ràtios de resposta a la quimioteràpia basada en oxaliplatí i que aquest fet també pot tenir relació amb l'estat mutacional de p53 en aquests pacients, correlacionant aquests resultats amb els obtinguts a l'estudi in vitro. Així doncs, en aquesta tesi doctoral es descriu un nou mecanisme d'adquisició de resistència a oxaliplatí i se li atribueix un nou paper a la proteïna PKM2. Tanmateix, s'obren noves vies d'investigació, tant a nivell de funcionalitat de dita proteïna com també de noves vies d'intervenir en la resistència adquirida a aquest fàrmac platinat.

[en] Colorectal cancer is the second most common cause of cancer death in the world and the most frequent tumor in Spain including both genders. Survival of the advanced disease has increased from 12 months with monotherapy to roughly 2 years with the addition of cytotoxic and cytostatic drugs combined with targeted drugs. Despite the state of the art in cancer treatment is mainly focused on the development of target molecules, oxaliplatin administration remains essential in the treatment of advanced CRC. Regardless of the great improvements achieved in the treatment of metastatic CRC, all of them are focused in the introduction of new drugs and we are still defenseless in front of resistance appearance, which is the main cause of treatment failure. According to this, the main objective of this doctoral thesis is to better know and understand oxaliplatin acquired resistance mechanisms by studying protein expression profiles in in vitro models in order to translate these results in a better selection of first line treatment in advanced CRC patients. Thus, from a comparative proteomic study, we have identified the protein M2 pyruvate kinase (PKM2) related to the oxaliplatin resistance acquisition process in our cellular model. PKM2 catalyzes the last step of glycolysis and is a key enzyme in the regulation of aerobic glycolysis (known as a Warburg effect) in cancer cells. Recently, other non-glycolytic functions have been assigned to PKM2. It has been shown this protein can translocate to the nucleus and, consequently, it activates transcription of several genes. PKM2 can also interact and modify nuclear proteins taking part in different and opposed cellular processes such as proliferation or death. Our results have demonstrated that PKM2 expression is down-regulated in oxaliplatin resistant cells as compared to sensitive cells, also at mRNA level. Moreover, we have shown that oxaliplatin treatment decreases PKM2 levels. By using RNA interference techniques, we have shown that PKM2 gene silencing increases cell proliferation of sensitive cells harboring p53 mutation in about 50% when those cells are treated with the drug, while PKM2 silencing in sensitive and wild type p53 cells has the opposite result. The effect in increased cell proliferation was not related to a cell death decrease, though. On the other hand, we could observe a change in the subcellular localization of PKM2 only in treated sensitive cells, done by the fact that this protein is able to translocate to the nucleus of these cells in response to the drug and this is not observed in oxaliplatin resistant cells. Moreover, by using gene silencing and a 2-D DIGE approach, we obtained protein profiles associated to PKM2 presence/absence and we have determined possible proteins whose expression depends on that of PKM2 such as FKBP4 and HSC70. Finally, we have demonstrated that patients with the lowest PKM2 mRNA levels showed the worst response ratios to oxaliplatin-based first line treatment. Tumors from these patients presented more frequently p53 mutations linking these results with our in vitro study. To conclude, in this doctoral thesis we describe a new mechanism of oxaliplatin resistance acquisition in which PKM2 is an important player. Further investigations are guaranteed to elucidate molecular mechanisms underlying PKM2 functionality as well as to discover new pathways to interfere in acquired resistance to this platinum agent.