[en] SWI/SNF (SWItch/Sucrose Non-Fermentable) complexes are ATP-dependent chromatin remodelers composed of varying combinations of subunits that, together, fine-tune relevant biological processes, such as transcriptional regulation and genome integrity. Moreover, the subunits of this chromatin remodeler have been identified as major targets of mutations in several tumor types underlying a relevant role in tumorigenesis. However, there is a lack of comprehensive studies of the whole SWI/SNF complex in lung adenocarcinoma (LUAD), and its clinical implications are not yet fully understood. In this Ph.D. thesis, we combine genomic, transcriptomic, and proteomic techniques to identify which SWI/SNF subunits are present in lung epithelial cells, as well as to determine their mutational status and expression levels in LUAD in a more integrative manner. For these purposes, we analyzed data from LUAD primary tumors, normal lung and LUAD cell lines, and external LUAD data from The Cancer Genome Atlas. We found that SWI/SNF complex mutations not only present a high incidence of 41.4% in LUAD patients and 76% in LUAD cell lines, but also the mutational status of the SWI/SNF complex was associated with poorer overall survival of LUAD patients and higher tumor mutation burdens. Furthermore, we observed that the expression of the SWI/SNF complex in LUAD suffers overall repression, which cannot be exclusively explained by genetic alterations. Based on our findings, we propose that SWI/SNF-mutant LUAD tumors could be considered as a clinical subgroup with applications in the prognosis of LUAD patients. In addition, we chose different LUAD cell models to perform various functional experiments to answer two of the open-ended questions related to the role of the SWI/SNF complex in cancer. On the one hand, we studied the function of the SWI/SNF complex in the regulation of the non-protein-coding part of the genome, such as microRNAs, which are small RNAs with key regulatory functions and whose expression is frequently altered in cancer. Specifically, we used a SMARCA4-deficient model of LUAD cells to track changes in the miRNome upon SMARCA4 restoration. We found that the SWI/SNF complex, when SMARCA4 was the catalytic subunit, induced the expression of miR-222 through its direct binding to the enhancer region of this microRNA. Furthermore, we demonstrated that the overexpression of miR-222 phenocopied the tumor suppressor effect of SMARCA4 in LUAD. Thus, these results highlight the importance of considering microRNAs as another layer of regulation that can be controlled by the SWI/SNF complex with relevant implications in tumor development. On the other hand, we analyzed the functional consequences of silencing ARID1A, one of the most mutated SWI/SNF subunits in cancer, in different LUAD cell lines. We discovered that several LUAD cell lines, regardless of their genetic background, developed a dependency on ARID1A that was not observed in normal lung epithelial cells. Interestingly, we found that ARID1A loss in LUAD cells impaired proteostasis, increasing cellular stress and DNA damage that led to cell death. Moreover, we observed that depleting ARID1A behaved as a genotoxic treatment improving the effectiveness of other chemotherapy drugs used for treating lung cancer. In conclusion, our study provides an overview of the variety of implications of the SWI/SNF complex in LUAD, underlining the unexplored potential that this chromatin remodeler has in clinical practice.

[es] Los complejos SWI/SNF (del inglés SWItch/Sucrose Non-Fermentable) son remodeladores de cromatina dependientes de ATP compuestos por combinaciones variables de subunidades que, juntas, ajustan importantes procesos biológicos tales como la regulación de la transcripción y la integridad del genoma. Además, las subunidades de este remodelador de la cromatina se han identificado como principales dianas de mutaciones en muchos tipos tumorales, lo que enfatiza su relevante papel en la tumorogénesis. Sin embargo, faltan estudios exhaustivos sobre el complejo SWI/SNF en el adenocarcinoma de pulmón (LUAD) y sus implicaciones clínicas aún no se conocen del todo. En esta tesis doctoral combinamos técnicas genómicas, transcriptómicas y proteómicas para identificar qué subunidades del SWI/SNF están presentes en las células epiteliales de pulmón, así como para determinar su estado mutacional y sus niveles de expresión en LUAD de una forma más integrativa. Para ello, analizamos los datos de tumores primarios de LUAD, de líneas celulares de pulmón normal y de LUAD, así como los datos externos de LUAD del TCGA (del inglés The Cancer Genome Atlas). Encontramos que las mutaciones del complejo SWI/SNF no sólo presentan una alta incidencia del 41,4% en los pacientes con LUAD y del 76% en las líneas celulares de LUAD, sino que también el estado mutacional del complejo SWI/SNF se asociaba con una peor supervivencia de los pacientes con LUAD y con una mayor carga de mutaciones tumorales. Además, observamos que la expresión del complejo SWI/SNF en LUAD sufre una represión global que no puede explicarse exclusivamente por alteraciones genéticas. Basándonos en nuestros resultados, proponemos que los tumores de LUAD con un SWI/SNF mutante podrían considerarse como un subgrupo clínico con aplicaciones en la prognosis de los pacientes con LUAD. Además, elegimos diferentes modelos celulares de LUAD para realizar varios experimentos funcionales con el fin de responder a dos de las preguntas abiertas que existen en relación al papel del complejo SWI/SNF en cáncer. Por un lado, estudiamos la función del complejo SWI/SNF en la regulación de la parte del genoma que no codifica para proteína, como los microARNs, que son pequeños ARNs con funciones reguladoras clave y cuya expresión se encuentra frecuentemente alterada en cáncer. Concretamente usamos un modelo celular de LUAD deficiente en SMARCA4 para realizar un seguimiento de los cambios en el miRNoma derivados de la restauración de SMARCA4. Descubrimos que el complejo SWI/SNF, cuando SMARCA4 era su subunidad catalítica, inducía la expresión del miR-222 a través de su unión directa a la región potenciadora de este microARN. Además, demostramos que la sobreexpresión de miR-222 copiaba el fenotipo supresor tumoral de SMARCA4 in LUAD. Por lo tanto, estos resultados ponen de manifiesto la importancia de considerar los microARNs como otra capa de regulación controlada por el complejo SWI/SNF con importantes implicaciones en el desarrollo tumoral. Por otro lado, analizamos las consecuencias funcionales de silenciar ARID1A, una de las subunidades del SWI/SNF más mutadas en cáncer, en diferentes líneas celulares de LUAD. Descubrimos que varias líneas celulares de LUAD, independientemente de su fondo genético, desarrollaban una dependencia hacia ARID1A que no se observaba en células epiteliales de pulmón normal. Curiosamente, la pérdida de ARID1A en células de LUAD alteraba la proteostasis, aumentando el estrés celular y el daño en el ADN que conducía a la muerte celular. Además, observamos que eliminar ARID1A presentaba un comportamiento similar a los tratamientos genotóxicos, mejorando incluso la eficacia de otros fármacos genotóxicos usados para tratar el cáncer de pulmón. En conclusión, nuestro estudio proporciona una visión general de la gran variedad de implicaciones que tiene el complejo SWI/SNF en LUAD, resaltando el potencial inexplorado que tiene este remodelador de la cromatina en la práctica clínica.