El cáncer colorrectal y el de próstata causan una elevadísima tasa de muerte a nivel mundial. Por lo que, cualquier estrategia para detener o al menos reducir su desarrollo y progresión sería una importante contribución en la investigación actual. Por todo ello, el objetivo principal de la presente Tesis es la identificación de nuevos agentes quimiopreventivos frente al cáncer, que actúen modulando dos de las vías más implicadas en su desarrollo: PI3K/Akt/mTOR y Wnt/β-catenina. Hoy en día, existen diferentes enfoques para el descubrimiento de nuevos hits and leads, pero esta Tesis se centra en la metodología de la Topología Molecular, que ya ha demostrado su extraordinaria eficacia en este campo, especialmente en la identificación de nuevos tratamientos contra el cáncer. Esta metodología utiliza el formalismo de la teoría de gráfos para caracterizar numéricamente la estructura de moléculas a través de los índices topológicos. Una vez obtenido un framework específico, se construyen modelos matemáticos complejos que se emplean para predecir propiedades físico-químicas o biológicas de los compuestos. En resumen, se ha aplicado la Topología Molecular para la construcción de modelos matemáticos con el fin de identificar y seleccionar nuevos agentes antitumorales, a través de la inhibición de los mediadores Akt y β-catenina. Para la construcción de los modelos se emplearon distintas técnicas estadísticas: análisis linear discriminante, análisis de regresión multilinear y análisis por redes neuronales. Una vez obtenidos los distintos modelos cualitativos y cuantitativos, se validaron siguiendo técnicas de validación externa e interna. La validación externa consistió en reservar el 20% de la data disponible para la elaboración del modelo y pedir al modelo que la clasifique, de este modo el modelo debe clasificar correctamente a estos compuestos que no han sido empleados para su construcción. Por otro lado, se llevaron a cabo distintos métodos de validación interna como por ejemplo el test de estabilidad y de aleatoriedad. Finalmente, estos modelos se usaron para rastrear la base de datos Specs®, constituida por aproximadamente 280.000 moléculas. Se seleccionaron seis compuestos, uno de ellos de origen natural, que fueron sometidos a ensayos experimentales in vitro para confirmar su actividad farmacológica. Dos de estos seis compuestos (4 y 6), un derivado de tipo tiazolpirimidinona e un indólico, inhibieron sustancialmente el crecimiento de dos líneas celulares humanas tumorales de colon (HT-29) y próstata (PC3). Estos compuestos, de acuerdo con lo predicho en los modelos, fueron capaces de inhibir las vías de señalización de la Wnt/β-catenin y de la PI3K/Akt/mTOR. Además, inhibieron significativamente la activación de la ciclina D1, responsable de la progresión del ciclo celular. Finalmente, el compuesto 4, fue seleccionado para su ensayo in vivo, primero en un modelo de colitis ulcerosa, inducida por dextrán sulfato sódico (DSS) en ratones, con el fin de determinar su actividad antiinflamatoria y sucesivamente en un modelo de cáncer de colorrectal, asociado a colitis ulcerosa en ratones, inducido por azoximetano (AOM)/DSS. A pesar de su notable efecto antiinflamatorio en el modelo de colitis ulcerosa inducida por DSS, el producto no pudo detener la aparición de tumores de colon a la dosis utilizada, a pesar de que disminuyó el número y tamaño de los mismos.