Introducción y motivación:A pesar de los estudios y los avances en el diseño de nuevas terapias, el desarrollo de quimioresistencia por parte de las células tumorales sigue siendo una materia pendiente. Las proteínas de choque térmico, Heat Shock Proteins (HSP) son una superfamilia de proteínas altamente conservadas en la evolución que desempeñan un papel esencial en la protección conformacional y funcional de las proteínas dentro de la célula. Sin embargo, las proteínas HSP en células tumorales confieren una sobre-tolerancia al estrés, suponiendo un frente de resistencia a superar. Las terapias combinadas ofrecen una ventaja en el tratamiento del cáncer frente a las monoterapias tradicionales, ya que combinan diversas estrategias moleculares para inducir apoptosis en la célula tumoral. En esta Tesis Doctoral hemos abordado este problema basándonos en el papel esencial desempeñado por las HSP en la célula tumoral desde varias perspectivas: terapias sensibilizadoras a otras terapias, como la inhibición de HSP70; terapias sinérgicas, como la inhibición de HSP90; terapias protectoras, como la hipertermia; o bien, combinar todas estas acciones mediante el uso de melatonina.Desarrollo:Para desarrollar este estudio, hemos utilizado como modelo las células de leucemia monocitaria aguda U-937, que mediante diversa metodología como estudios de viabilidad celular y de la morfología apoptótica, ciclo celular o expresión de proteínas, han permitido formular las conclusiones del siguiente apartado.Conclusiones:1. La inhibición de HSP70 termosensibiliza las células de leucemia monocitaria aguda U-937, disminuye los niveles de HSP70 y HSP90, y favorece el proceso de apoptosis.2. La inhibición de HSP90 interrumpe drásticamente la proliferación celular de células de leucemia monocitaria aguda U-937 aunque no altera los efectos proapoptóticos de un tratamiento de hipertermia posterior. Es decir, el uso combinado de inhibidores de HSP90 e hipertermia compagina un efecto citostático y apoptogénico en células de leucemia U-937. 3. El tratamiento de hipertemia no modifica la capacidad antileucémica de los quimioterapéuticos citarabina, etopósido o de agentes oxidantes en células de leucemia monocitaria aguda U-937, además actúa como mecanismo protector frente a los efectos tóxicos secundarios que presentan los tratamientos antileucémicos.4. El tratamiento combinado de agentes quimioterapéuticos y melatonina tiene una gran capacidad apoptogénica en células de leucemia monocitaria aguda U-937. Aunque esta capacidad de tratamiento combinado no se ve alterada por la inhibición de HSP70, sí que favorece la quiescencia de células U-937 que presentan resistencia a la apoptosis.5. La inhibición de HSP90 disminuye drásticamente la proliferación de las células U-937 y hace que los agentes quimioterapéuticos que interfieren en la replicación del ADN no ejerzan su acción antitumoral. Esto no ocurre en el caso de la melatonina, que sí consigue inducir apoptosis en células leucémicas quiescentes. Por tanto, el tratamiento combinado de melatonina e inhibición de HSP90 muestra efectos antiproliferativos y proapoptóticos en células de leucemia monocitaria aguda U-937.Bibliografía:[1] Patel JP, Gonen M, Figueroa ME, Fernandez H, Sun Z, Racevskis J et al. Prognostic relevance of integrated genetic profiling in acute myeloid leukemia. N Engl J Med 2012; 366:1079-89.[2] Carper SW, Duffy JJ, Gerner EW. Heat shock proteins in thermotolerance and other celular processes. Cancer Res 1987; 47:5249-55.[3] Parsell DA, Lindquist S. The function of heat-shock proteins in stress tolerance: Degradation and reactivation of damaged proteins. Annu Ver Genet 1993; 27:437-96.[4] Parcellier A, Gurbuxani S, Schmitt E, Solary E, Garrido C. Heat shock proteins, cellular chaperones that modulate mitochondrial cell death pathways. Biochem Biophys Res Commun 2003; 304:505–12.[5] Richter K, Haslbeck M, Buchner J. The heat shock response: life on the verge of death. Mol Cell 2010; 40:253-66.[6] Franco L, Terrinca J, Rodríguez AB, Espino J, Pariente JA. Extracellular heat shock proteins protect U937 cells from H2O2-induced apoptotic cell death. Mol Cell Biochem 2016; 412:19-26.[7] Chatterjee S, Burns TF. Targeting Heat Shock Proteins in Cancer: A Promising Therapeutic Approach. Int J Mol Sci 2017; 18 pii: E1978. [8] Morimoto RI. Cells in stress: transcriptional activation of heat shock genes. Science 1993; 259:1409-10.[9] Fulda S, Debatin KM. Extrinsic versus intrinsic apoptosis pathways in anticancer chemotherapy. Oncogene. 2006; 25:4798-811.[10] Balaburski GM, Leu JI, Beeharry N, Hayik S, Andrake MD, Zhang G et al. A modified HSP70 inhibitor shows broad activity as an anticancer agent. Mol. Cancer Res 2013; 11:219-29. [11] Porter JR, Fritz CC, Depew KM. Discovery and development of Hsp90 inhibitors: a promising pathway for cancer therapy. Curr Opin Chem Biol 2010; 14:412-20. [12] Lee JJ, Beumer JH, Chu E.Therapeutic drug monitoring of 5-fluorouracil. Cancer Chemother Pharmacol 2016; 78:447-64. [13] Press OW, Livingston R, Mortimer J, Collins C, Appelbaum F. Treatment of relapsed non-Hodgkin's lymphomas with dexamethasone, high-dose cytarabine, and cisplatin before marrow transplantation. J Clin Oncol 1991; 9:423-31.[14] Ho AD, Brado B, Haas R, Hunstein W. Etoposide in acute leukemia. Past experience and future perspectives. Cancer 1991; 67:281-4.[15] Mediavilla MD, Sanchez-Barcelo EJ, Tan DX, Manchester L, Reiter RJ. Basic mechanisms involved in the anti-cancer effects of melatonin. Curr Med Chem 2010; 17:4462-81.[16] Bejarano I, Espino J, Marchena AM, Barriga C, Paredes SD, Rodríguez AB et al. Melatonin enhances hydrogen peroxide-induced apoptosis in human promyelocytic leukaemia HL-60 cells. Mol Cell Biochem 2011; 353:167-76.[17] Bejarano I, Redondo PC, Espino J, Rosado JA, Paredes SD, Barriga C et al. Melatonin induces mitochondrial-mediated apoptosis in human myeloid HL-60 cells. J Pineal Res 2009; 46:392-400.¬¬¬