The Role of the Oncogene Prostate Tumor Overexpressed-1 and the Regulation of Mrna Translation in Prostate Cancer Progression and Chemoresistance
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ADVERTIMENT. Lʼaccés als continguts dʼaquesta tesi queda condicionat a lʼacceptació de les condicions dʼús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://cat.creativecommons.org/?page_id=184 ADVERTENCIA. El acceso a los contenidos de esta tesis queda condicionado a la aceptación de las condiciones de uso establecidas por la siguiente licencia Creative Commons: http://es.creativecommons.org/blog/licencias/ WARNING. The access to the contents of this doctoral thesis it is limited to the acceptance of the use conditions set by the following Creative Commons license: https://creativecommons.org/licenses/?lang=en UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR PROGRAMA DE DOCTORADO EN BIOQUÍMICA, BIOLOGÍA MOLECULAR Y BIOMEDICINA The role of the oncogene Prostate Tumor Overexpressed-1 and the regulation of mRNA translation in Prostate Cancer progression and chemoresistance Tesis presentada por Verónica Cánovas Hernández para optar al grado de Doctor por la Universitat Autònoma de Barcelona. Trabajo realizado en el Grupo de Investigación Biomédica en Urología del Institut de Recerca del Hospital Vall d’Hebron, bajo la dirección de la Dra. Rosanna Paciucci. Tesis doctoral adscrita al Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universitat Autònoma de Barcelona, bajo la tutoría de la Dra. Anna Meseguer. La doctoranda, Verónica Cánovas Hernández La directora, La tutora, Dra. Rosanna Paciucci Dra. Anna Meseguer Agradecimientos Gracias a mi familia Collserola. A mis buenas compañeras de laboratorio y amigas (Yolanda, Valentina), de pasillo (Luz, Laia, Aroa, Ana, Carla, Elena, Irene, Blanca, Laura, Lucía, Tati, Mireia, Gabriel, Alfonso, Yoelsis, Marta, Maria José, Pedro, Kim, Eva, Ana, Paula …. ) a todos los estudiantes que han pasado por el laboratorio (Marga, Adriana, Blanca, Vicente, Enric, Sandra, Lidia, Estela, Daniele, Laura, Marc), y especialmente a Rosanna. Gracias por vuestras enseñanzas, consejos, por crear un entorno de trabajo agradable y en ocasiones muy divertido y contribuir a que vuestras experiencias sean parte hoy de mis experiencias. Gracias también al resto de investigadores, sobre todo a Miguel Segura por su enorme paciencia, grandes consejos y críticas constructivas. No me olvido de los celadores (Ray, Pilar, Tao, Xavi), coordinación (Eulalia, Rosa), mantenimiento y técnicos (Rashida, Nuria), gracias por el soporte y cariño recibido durante estos años, porque sin vuestro trabajo el nuestro no sería posible. Gracias al Dr. Sonenberg por brindarme la oportunidad de realizar una estancia en su laboratorio y especialmente, gracias al Dr. Mehdi por su ayuda en el día a día del laboratorio, su paciencia y por mantener y transmitir en todo momento una actitud calmada y positiva, a pesar del más horrible de los días, cuando piensas que tu trabajo ha sido en balde. A mi tesoro más preciado: amigos, los encontrados por el camino durante mi paso por Barcelona (entre ellos Gabi ☺) y a mis Biofriends murcianos y adoptados (Blanca, Joni, Juanjo, Rafa, Miriam, Pablo, Santi, Mari Paz, Javi, Gloria, Antonio) por acompañarme durante todos estos años y hacer los momentos más simples inolvidables. OS ADORO FAMILIA BIOFRIENDS. A mis padres por su educación, consejos y paciencia, porque sin vuestro esfuerzo y apoyo nada de esto hubiera sido posible. A toda mi familia, también a los Guijarro Carrillo, por apoyarme y ayudarme en este nuevo reto. A la memoria de mi abuelo Antonio, por endulzarme la vida con sus “solano” e inculcarme el valor del esfuerzo y la perseverancia. Y sobre todo a mi compañero de vida, Pedro, por haber creído siempre en mí, aconsejarme y apoyarme en todas las decisiones importantes durante estos más de 10 años. Gracias por tus mejores sonrisas y por acompañarme durante esta etapa permitiendo descubrir junto a ti esta hermosa Cataluña. A todos y cada uno de vosotros, un millón de gracias. A mi tierra… “En Murcia hablan el más bello catalán del mundo” http://www.laverdad.es/murcia/ciudad-murcia/201609/04/murcia-hablanbello-catalan-20160904012144-v.html “Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo” Arquímedes Index Index INDEX OF FIGURES ...................................................................................................... 13 ABBREVIATIONS .......................................................................................................... 17 Chapter 1: .......................................................................................................................... 21 INTRODUCTION ............................................................................................................ 21 1. Natural history, genetic alterations and current treatments of primary and metastatic prostate cancer ............................................................................................................... 23 1.1 Anatomy and histology of the normal prostate ................................................... 23 1.2 Prostate Cancer ................................................................................................... 25 1.2.1 General concepts and risk factors ................................................................ 25 1.2.2 Natural history of prostate cancer ................................................................ 26 1.2.3 Genetic and epigenetic alterations in prostate cancer .................................. 27 1.2.4 Early detection, prognosis and risk stratification of prostate cancer ........... 29 1.2.4.1 Biomarkers for early diagnosis of prostate cancer ................................. 32 1.2.4.2 Biomarkers for disease progression and post-treatment risk stratification ............................................................................................................................ 35 1.2.5 Treatment options for prostate cancer ......................................................... 36 1.2.6 Mechanisms of therapeutic resistance to docetaxel treatment in CRPC ...... 38 2. Prostate Tumor Overexpressed1 (PTOV1) ............................................................ 39 2.1 The gene structure ............................................................................................... 39 2.3 The protein structure ........................................................................................... 42 2.4 PTOV1 expression in cancer tissues ................................................................... 44 2.5 PTOV1 transcriptional regulatory functions ....................................................... 45 2.5.1 The Retinoic Acid Receptor promoter ......................................................... 46 2.5.2 The HES1 and HEY1 promoters.................................................................. 46 2.5.3 The Dickkopf-1 promoter ............................................................................ 47 Index Index Index 2.6 PTOV1 interactions and regulation of other cellular functions .......................... 48 2.6.1 BUZ/Znf-Ubp domains of the histone deacetylase 6, HDAC6 ................... 49 2.6.1 Flotillin1 ..................................................................................................... 50 2.6.3 Receptor of Activated protein C Kinase, RACK1 ....................................... 50 3. mRNA translation regulation in prostate cancer ................................................... 52 3.1 Regulation of mRNA translation ........................................................................ 52 3.2 Translation deregulation in cancer ...................................................................... 54 3.3 From transcriptome to proteome: focusing on the translatome .......................... 55 3.3.1 Polysome profiling ....................................................................................... 56 3.3.2 Ribosome profiling ...................................................................................... 57 Chapter 2: .......................................................................................................................... 59 HYPOTHESIS .................................................................................................................. 59 Chapter 3: .......................................................................................................................... 63 OBJECTIVES ................................................................................................................... 63 Chapter 4: .......................................................................................................................... 67 MATERIAL AND METHODS ........................................................................................ 67 1. Cellular cultures ........................................................................................................ 69 1.1 Cell lines ............................................................................................................. 69 1.2 Cell culture methods and reagents ...................................................................... 70 1.3 Production of lentiviral vectors and cellular transduction .................................. 71 1.4 Cell transfections ................................................................................................ 73 2. Functional assays....................................................................................................... 74 2.1 Proliferation assay ............................................................................................... 74 2.2 Cytotoxicity