[en] This doctoral thesis explores the role of voltage-gated calcium channels (VGCCs) and calcium-activated potassium channels (KCa) in glioblastoma (GBM), an extremely aggressive brain tumor that is resistant to conventional therapies. GBM is characterized by the presence of cancer stem cells and its remarkable ability to adapt to hostile microenvironments, such as hypoxia, which contributes to its therapeutic resistance and tumor recurrence. In this context, calcium emerges as a crucial second messenger in key cancer processes, regulating cellular proliferation, migration, invasion, and resistance to apoptosis. Additionally, calcium waves serve as a means of communication between glioma cells, which also connect to each other and to neurons through tumor microtubes and neuro-glioma synapses, thereby promoting tumor progression and resistance to therapies. To study the involvement of these channels in GBM, several models were used, including a neuroesphere model (GBM stem cells) exposed to stress conditions (hypoxia and radiotherapy), microfluidic technology to generate GBM-on-chip, and a glioma model in Drosophila. Bioinformatic analyses revealed an overexpression of Cav3.x channels (Cav3.1 and Cav3.2) and KCa channels (KCa1.1 and KCa3.1) in recurrent GBM samples. Moreover, in neuroespheres exposed to hypoxia, an increase in Cav3.x expression was observed, accompanied by an increase in autophagy, suggesting that these channels play a role in hypoxia adaptation and autophagy regulation. Treatment with NNC55-0396, an inhibitor of Cav3.x channels, was effective in reducing HIF-1α stabilization under hypoxic conditions. In the GBM-on-chip model, hypoxic tumor cells were more sensitive to cell death induced by this treatment. These results highlight the therapeutic potential of NNC to target resistant tumor cells located in hypoxic areas. In the Drosophila glioma model, the Ca-α1T channels (equivalent to Cav3.x in humans), Cacophony (Cav2.1 in humans), and Slowpoke (KCa1.1 in humans) were shown to be involved in the proliferation of tumor glia and in the extension of tumor microtubes. Specifically, Ca-α1T and Slowpoke regulate the activation of the PI3K pathway and allow the increased calcium activity in tumor glial cells. Silencing Slowpoke significantly improved survival and reduced neurodegeneration in glioma-bearing flies. Additionally, transcriptomic studies indicate that both channels play a fundamental role in tumor metabolic reprogramming, as well as in xenobiotic metabolism, potentially contributing to drug resistance. Ca-α1T is particularly involved in glucose metabolism and the Warburg effect, while Slowpoke participates in the formation of cellular projections, such as microtubes, and in calcium-mediated cell-to-cell communication. Silencing Ca-α1T and Slowpoke also reduced the expression of glutamatergic receptors, suggesting their role in neuro-glioma synapses, essential for tumor progression. It is proposed that Ca-α1T and Slowpoke could act as a functional tandem essential for GBM progression. In summary, this thesis presents Cav3.x (Ca-α1T) and KCa (Slowpoke) channels as potential therapeutic targets for the treatment of GBM, due to their role in regulating tumor metabolism, intercellular communication, and resistance to the stress conditions of the tumor microenvironment, making them promising candidates for the development of new antitumor strategies.

[es] En esta tesis doctoral se explora el papel de los canales de calcio dependientes de voltaje (VGCCs) y de los canales de potasio dependientes de calcio (KCa) en el glioblastoma (GBM), un tumor cerebral extremadamente agresivo y resistente a las terapias convencionales. El GBM se caracteriza por la presencia de células madre cancerosas y por su notable capacidad de adaptación a microambientes hostiles, como la hipoxia, lo que contribuye a su resistencia terapéutica y a la recurrencia tumoral. En este contexto, el calcio emerge como un segundo mensajero crucial en procesos clave del cáncer, regulando la proliferación, migración, invasión celular y la resistencia a la apoptosis. Además, las ondas de calcio son un medio de comunicación entre las células de glioma, que además se conectan entre sí y con las neuronas a través de microtubos tumorales y de sinapsis neuro-glioma, favoreciendo así la progresión tumoral y la resistencia a las terapias. Para estudiar la implicación de estos canales en el GBM, se utilizaron varios modelos, entre ellos un modelo de neuroesferas (células madre de GBM) expuestas a condiciones de estrés (hipoxia y radioterapia), la tecnología microfluídica para generar GBM-en-chip y un modelo de glioma en Drosophila. Análisis bioinformáticos revelaron una sobreexpresión de los canales Cav3.x (Cav3.1 y Cav3.2) y KCa (KCa1.1 y KCa3.1) en muestras de GBM recurrente. Además, en neuroesferas expuestas a hipoxia, se observó un aumento en la expresión de Cav3.x, acompañado de un incremento de la autofagia, lo que sugiere que estos canales tienen un papel en la adaptación a la hipoxia y en la regulación de la autofagia. El tratamiento con NNC55-0396, un inhibidor de los canales Cav3.x, fue eficaz en la reducción de la estabilización de HIF-1α en condiciones de hipoxia. En el modelo GBM-en-chip, las células tumorales en hipoxia fueron más sensibles a la muerte celular inducida por este tratamiento. Estos resultados destacan el potencial terapéutico de NNC para atacar células tumorales resistentes localizadas en áreas de hipoxia. En el modelo de glioma en Drosophila, los canales Ca-α1T (equivalente a Cav3.x en humanos), Cacophony (Cav2.1 en humanos) y Slowpoke (KCa1.1 en humanos) demostraron estar implicados en la proliferación de la glía tumoral y en la extensión de los microtubos tumorales. En particular, Ca-α1T y Slowpoke regulan la activación de la vía PI3K y permiten el aumento de la actividad de calcio en las células gliales tumorales. El silenciamiento de Slowpoke mejoró significativamente la supervivencia y redujo la neurodegeneración en moscas con glioma. Además, estudios de transcriptómica indican que ambos canales juegan un papel fundamental en la reprogramación metabólica del tumor, así como en el metabolismo de xenobióticos, contribuyendo potencialmente a la resistencia a fármacos. Ca-α1T también está especialmente involucrado en el metabolismo de la glucosa y el efecto Warburg, mientras que Slowpoke participa en la formación de proyecciones celulares, como los microtubos, y en la comunicación célula a célula mediada por calcio. El silenciamiento de Ca-α1T y Slowpoke también redujo la expresión de receptores glutamatérgicos, lo que sugiere su papel en las sinapsis neuro-glioma, esenciales para la progresión tumoral. Se propone que Ca-α1T y Slowpoke podrían actuar como un tándem funcional esencial para la progresión del GBM. En conjunto, esta tesis presenta a los canales Cav3.x (Ca-α1T) y KCa (Slowpoke) como posibles dianas terapéuticas para el tratamiento del GBM, debido a su papel en la regulación del metabolismo tumoral, la comunicación intercelular y la resistencia a las condiciones de estrés del microambiente tumoral, lo que los convierte en candidatos prometedores para el desarrollo de nuevas estrategias antitumorales.