A pesar del éxito de la inmunoterapia con los bloqueantes de los puntos del control inmune (ICBs) en el cáncer de pulmón, el porcentaje de pacientes que se beneficia de este tipo de tratamiento sigue siendo inferior al 30%, por lo que aún es necesario el desarrollo de nuevos posibles biomarcadores para una mejor selección de los pacientes. El objetivo principal del presente trabajo de tesis doctoral es caracterizar el repertorio de la cadena beta del receptor de células T (TCR-β) en sangre periférica y correlacionar con las variables demográficas, clínico-patológicas, predictivas y pronósticas en una cohorte de pacientes con cáncer de pulmón no microcítico (CPNM) en estadios avanzados tratados con anticuerpos bloqueantes dirigidos al eje PD-1/PD-L1 en primera línea. Para cumplir este objetivo se analizaron muestras de linfocitos de sangre periférica obtenidas en dos momentos durante el transcurso del tratamiento con la inmunoterapia: i) pretratamiento (PRE) y ii) en el momento de la primera evaluación de respuesta (1E), aproximadamente 3 meses después del inicio del tratamiento. Se secuenció la región determinante de complementariedad 3 (CDR3) del TCR-β en dichas muestras mediante secuenciación de nueva generación (NGS). Características del repertorio de TCR-β periférico tales como la riqueza, la equidad, la convergencia, el índice de similitud de Jaccard y la frecuencia de los segmentos variable (V), de diversidad (D) y de unión (J) compuestos de la región CDR3, se correlacionaron con variables clínico-patológicas y pronósticas de la cohorte en estudio. Nuestros datos revelaron que la secuenciación de NGS es una técnica válida para estudiar el perfil de los linfocitos circulantes a través del análisis de la región CDR3 del TCR-β, logrando una buena caracterización del repertorio inmune mediante una aproximación mínimamente invasiva; el uso de los parámetros de riqueza, equidad, convergencia, y el índice de similitud de Jaccard, así como la composición de segmentos VDJ permite comparar de forma global las características del repertorio de células T, disminuyendo la complejidad de los análisis de los datos de secuenciación. Además, el repertorio de TCR-β en sangre periférica de pacientes con CPNM se puede distinguir claramente del repertorio de controles sanos en cuanto a la riqueza y la frecuencia de uso de segmentos génicos V, indicando un estado inmunológico diferencial asociado con el cáncer de pulmón. En cuanto a los análisis de correlación con variables clínico-patológicas, los resultados indicaron que los pacientes fumadores tenían menor riqueza que los no fumadores (p= 0,040), confirmando el efecto adverso del tabaquismo sobre el sistema inmunológico. Con respecto a la dinámica de TCR-β durante el tratamiento de inmunoterapia, la comparación de los índices que analizan el repertorio inmune entre muestras tomadas en diferentes momentos evolutivos indica que existen variaciones de la composición del repertorio durante el tratamiento con inmunoterapia. En particular, el aumento de la riqueza se asoció con un beneficio clínico duradero (BCD; p= 0,046), supervivencia libre de progresión (SLP; p= 0,007) y supervivencia global (SG; p= 0,05) más prolongadas. Además, los pacientes con índice de similitud de Jaccard por encima de la mediana (0,0605) entre las muestras PRE y 1E mostraron una SLP más prolongada (p= 0,021). Por otro lado, una elevada frecuencia del uso de fragmentos TRBV20-1 PRE se asoció con BCD (p= 0,027). En línea con estos resultados, el grupo de pacientes con niveles mayores de TRBV20-1 tanto en la muestra PRE como 1E mostró una asociación estadísticamente significativa con una SLP y SG más prolongadas. En conclusión, durante el desarrollo de este trabajo de tesis doctoral, se ha demostrado que el análisis del repertorio de TCR-β en muestras de sangre periférica puede proporcionar información importante sobre la respuesta inmune en pacientes con CPNM avanzado tratados con anti-PD-1, además de aportar información pronóstica relevante posicionándose como un posible biomarcador en este contexto clínico.Despite the success of immunotherapies in lung cancer, the percentage of patients that benefit from this type of therapy is still less than 30%, so the developments of new biomarkers for patient selection continue to be needed. The aim of the present study is to characterize the T cell receptor beta chain (TCR-β) repertoire in peripheral blood and to correlate with the clinical outcomes in a cohort of patients with advanced non-small cell lung cancer (NSCLC) treated with first-line PD-1/PD-L1 blockers. Lymphocyte samples were obtained at two time points: i) pretreatment (PRE) and ii) first response assessment (FR). Next-generation sequencing (NGS) was used to analyze the hypervariable complementary determining region 3 (CDR3) of TCR-β chain. Characteristics of the peripheral TCR-β repertoire, such as richness, evenness, convergence, Jaccard similarity indexes plus variable (V), diversity (D) and joining (J)-gene usage were studied and correlated with clinicopathological and prognostic variables. Our results revealed that the group of smoking patients had less richness of the TCR-β repertoire than non-smokers (p= 0.040). According to the TCR-β dynamics during immunotherapy, increased richness was associated with durable clinical benefit (DCB; p= 0.046), improved progression-free survival (PFS; p= 0.007) and overall survival (OS; p= 0.05). In addition, patients with higher Jaccard similarity index between PRE and FR samples showed longer PFS (p= 0.021). Furthermore, a high frequency of TRBV20-1 PRE usage was associated with DCB (p= 0.027). In line with these results, the group of patients with higher levels of TRBV20-1 in both PRE and FR samples showed a statistically significant association with increased PFS and OS. Overall, the results presented in this doctoral thesis showed that the analysis of circulating TCR-β repertoire can provide information about the immune response in anti-PD-1 treated NSCLC patients; in this scenario, it can also offer relevant prognostic information.