INTEGRATIVE OMICS ANALYSIS FOR THE IDENTIFICATION OF KEY GENOMIC BIOMARKERS DRIVING TUMOREGENSIS IN LUNG ADENOCARCINOMA PATIENTS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (Thesis) Thesis (G202215460).pdf - Draft Version Restricted to Repository staff only until 21 May 2026. Download (2MB)

Arabic Abstract

وهو النوع الفرعي األكثر شيوعا من سرطان الرئة ذو الخاليا غير الصغيرة، يسببه تغيرات معقدة على المستويين الجينومي والنسخي، تختلف باختالف مراحل المرض. على الرغم من التقدم في العالجات الموجهة، ال تزال التحوالت الجزيئية المؤدية إلى تطور سرطان الرئة الغدي غير صغير الخاليا غير مفهومة تماما. اعتمدت هذه الدراسة نهجا تكامليا متعدد األوميكس، يجمع بين مجموعات بيانات تسلسل اإلكسوم الكامل (WES (وتسلسل الحمض النووي الريبوزي (seq-RNA (من أطلس جينوم السرطان(TCGA (، للتحقيق بشكل منهجي في التغيرات الجزيئية الخاصة بكل مرحلة تم تصنيف المرضى إلى مجموعات في المراحل المبكرة والمتأخرة بناء على شروح TNM السريرية. حدد تحليل نقطة الطفرة الساخنة باستخدام OncodriveCLUSTL كال من العوامل الرئيسية، مثل KRASوEGFR، والمرشحين الناشئين مثل OBSCN و 16MUC، والتي تزداد أهميتها بشكل خاص في المراحل المتأخرة من المرض. كشف تحليل التعبير الجيني التفاضلي عن اختالفات نسخية طفيفة في المراحل المبكرة، مع خلل كبير في تنظيم حوالي %9.2 من الجينات في أورام المراحل المتأخرة، مع غلبة النخفاض التنظيم. أبرز تحليل إثراء مجموعة الجينات (GSEA (مسارات مسرطنة مهمة - بما في ذلك أهداف F2E ونقطة تفتيش M2G وتحلل الجلوكوز - على أنها ارتفعت بشكل ملحوظ في أورام المراحل المتأخرة، بينما تم تثبيط مسارات تكوين الخاليا الدهنية واالستجابة االلتهابية بشكل ملحوظ من خالل دمج البيانات الطفرية والنسخية، تم تحديد 80 جينا مزدوج التأثير، ثم فصلت بناء على التأثير الوظيفي المتوقع وتحوالت تقارب ارتباط عوامل النسخ. وضعت قائمة نهائية مختصرة ألربعة جينات مرشحة للمؤشرات الحيوية 1LCP - و 2A5COLو KALRNو - 15LRRCكل منهامتورط في عمليات السرطان المميزة مثل إشاراتKRAS ، والتحول الظهاري المتوسطي، وتكوين األوعية الدموية xviii تؤكد هذه النتائج على التطور الجزيئي الديناميكي لمتالزمةLUAD ، وتظهر قوة استراتيجيات الجينوم التكاملية في اكتشاف المؤشرات الحيوية. توفر الدراسة أساسا ألبحاث مستقبلية تهدف إلى التحقق التجريبي والتطبيق العالجي للمرشحين المحددين لتحسين تشخيص وعالج متالزمة

English Abstract

Lung adenocarcinoma (LUAD), the most common subtype of non-small cell lung cancer, is driven by a complex alteration both at genomic as well as transcriptomic level that vary across disease stages. Despite advances in targeted therapies, the molecular transitions leading to LUAD progression remain incompletely understood. This study employed an integrative multi-omics approach, combining whole exome sequencing (WES) and RNA sequencing (RNA-seq) datasets from The Cancer Genome Atlas (TCGA), to systematically investigate stage-specific molecular changes. Patients were stratified into early-stage and late-stage cohorts based on clinical TNM annotations. Mutation hotspot analysis using OncodriveCLUSTL identified both canonical drivers, such as KRAS and EGFR, and emerging candidates like OBSCN and MUC16, particularly enriched in late-stage disease. Differential gene expression analysis revealed minimal transcriptional differences in early stages but a substantial dysregulation of approximately 9.2% of genes in late-stage tumors, with a predominance of downregulation. Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) highlighted critical oncogenic pathways— including E2F Targets, G2M Checkpoint, and Glycolysis—as significantly upregulated in late-stage tumors, while adipogenesis and inflammatory response pathways were notably suppressed. By integrating mutational and transcriptomic data, 80 dual-affected genes were identified, subsequently filtered based on predicted functional impact and transcription factor binding affinity shifts. A final shortlist of four biomarker candidates—LCP1, COL5A2, KALRN, and LRRC15—was established, each implicated in hallmark cancer processes such as KRAS signaling, epithelial-mesenchymal transition, and angiogenesis. These findings underscore the dynamic molecular evolution of LUAD and illustrate the power of integrative omics strategies in biomarker discovery. The study provides a foundation for future research aimed at experimental validation and therapeutic translation of the identified candidates to improve LUAD diagnosis and treatment.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Bioengineering
Committee Advisor:	Ahmad, Irshad
Committee Members:	Nzila, Alexis and Behzad, Muzammil
Depositing User:	HASAN SHUJA (g202215460)
Date Deposited:	21 May 2025 04:41
Last Modified:	21 May 2025 04:41
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143411