Papel de la señalización RAS–PI3K en la regulación del fenotipo y la función de los fibroblastos asociados a cáncer

Abstract

[ES] El cáncer de pulmón (CP) continúa siendo una de las principales causas de mortalidad por cáncer a nivel mundial. A pesar de los importantes avances terapéuticos logrados en los últimos años, el pronóstico de los pacientes sigue siendo desfavorable, en gran medida debido a la elevada heterogeneidad tumoral, al diagnóstico tardío y a la rápida aparición de resistencias terapéuticas. Aunque las terapias dirigidas a la célula tumoral han demostrado eficacia clínica, su beneficio a largo plazo suele ser limitado, lo que subraya la necesidad de explorar estrategias complementarias que aborden otros componentes del microambiente tumoral. En este contexto, los fibroblastos asociados a cáncer (CAFs) han emergido como reguladores clave de la progresión tumoral y de la respuesta a tratamiento. En esta tesis doctoral se investigó si la modulación del fenotipo y la función de los CAFs mediante la disrupción de la interacción RAS–PI3K podría constituir una estrategia eficaz para limitar la progresión del CP. Los estudios realizados in vitro demostraron que la pérdida de la señalización RAS–PI3K en fibroblastos indujo una reprogramación profunda de su identidad funcional, promoviendo un estado menos protumoral caracterizado por una disminución de la contractilidad, una menor capacidad de remodelación de la matriz extracelular (MEC) y alteraciones marcadas en la organización del colágeno. Estos cambios se asociaron a la atenuación del programa transcripcional miofibroblástico y a un desplazamiento del fenotipo CAF hacia un estado más inmunomodulador. Desde el punto de vista mecanístico, se identificó a YAP como un efector relevante de la señalización RAS–PI3K en los CAFs. No obstante, la recuperación parcial del programa miofibroblástico tras su reintroducción indicó que YAP, aunque contribuyó de forma significativa, no fue suficiente por sí solo para restaurar completamente este fenotipo, lo que sugirió la existencia de mecanismos adicionales dependientes de la señalización RAS–PI3K. De manera coherente, las alteraciones en la composición y organización de la MEC derivadas de la disrupción de RAS–PI3K influyeron directamente en el comportamiento de las células tumorales, modulando procesos de plasticidad celular, como la transición epitelio–mesénquima (EMT), y reduciendo su capacidad proliferativa. Estos efectos protectores se validaron in vivo mediante un modelo murino con disrupción específica del eje RAS–PI3K en fibroblastos. De forma notable, la pérdida de esta interacción en el compartimento estromal fue suficiente para reducir el crecimiento tumoral y reconfigurar el microambiente tumoral, incluyendo cambios en la composición del sistema inmune. Además, la combinación de esta alteración estromal con tratamientos convencionales o terapias dirigidas potenció el efecto antitumoral, lo que respalda el potencial de estrategias terapéuticas combinadas. En conjunto, este trabajo identifica el eje RAS–PI3K–YAP como un regulador central de la plasticidad y función de los CAFs y demuestra que su modulación permite reprogramar el microambiente tumoral hacia un estado menos permisivo para la progresión del cáncer. Estos hallazgos proporcionan una base conceptual sólida para el desarrollo de nuevas aproximaciones terapéuticas dirigidas al estroma en el CP.

[EN] Lung cancer remains one of the leading causes of cancer-related mortality worldwide. Despite major therapeutic advances in recent years, patient prognosis remains poor, largely due to tumour heterogeneity, late diagnosis, and the rapid emergence of therapeutic resistance. While tumour cell–targeted therapies have shown clinical benefit, their long-term efficacy is frequently limited, highlighting the need to explore complementary strategies that target nonmalignant components of the tumour microenvironment. In this context, cancer-associated fibroblasts (CAFs) have emerged as key regulators of tumour progression and treatment response. This doctoral thesis investigated whether modulation of CAF phenotype and function through disruption of the RAS–PI3K interaction could represent a viable strategy to restrain lung tumour progression. In vitro analyses demonstrated that loss of RAS–PI3K signalling in fibroblasts induced a profound reprogramming of their functional identity, promoting a less protumoural state characterised by reduced contractility, impaired extracellular matrix (ECM) remodelling, and marked alterations in collagen organisation. These changes were accompanied by attenuation of the myofibroblastic transcriptional programme and a shift towards an immunomodulatory CAF phenotype. Mechanistically, YAP was identified as an important downstream effector of RAS–PI3K signalling in CAFs. However, the partial restoration of myofibroblastic features following YAP reintroduction indicated that YAP alone was insufficient to fully re-establish the myofibroblastic state, suggesting the involvement of additional RAS–PI3K-dependent regulatory mechanisms. Consistent with these findings, alterations in ECM composition and organisation resulting from RAS–PI3K disruption directly impacted tumour cell behaviour, modulating cellular plasticity, including epithelial–mesenchymal transition (EMT), and limiting proliferative capacity. These protective effects were validated in vivo using a murine model with fibroblast-specific disruption of the RAS–PI3K axis. Notably, loss of RAS–PI3K signalling in the stromal compartment was sufficient to reduce tumour growth and to remodel the tumour microenvironment, including changes in immune cell composition. Moreover, combining stromal RAS–PI3K disruption with conventional chemotherapy or targeted therapies enhanced antitumour efficacy, supporting the potential of combinatorial therapeutic approaches. In conclusion, this work identifies the RAS–PI3K–YAP axis as a central regulator of CAF plasticity and function and demonstrates that its modulation enables reprogramming of the tumour microenvironment towards a state less permissive to cancer progression. These findings provide a strong conceptual framework for the development of novel stroma-targeted therapeutic strategies in lung cancer.