Articulo sobre Cáncer

Cáncer: etiología, métodos de detección y avances en su cura
Resumen
Introducción
Desarrollo del cáncer
Genes involucrados en la aparición del cáncer
Métodos para la detección de alteraciones en oncogenes y genes supresores
Avances en la terapia contra el cáncer
Bibliografía
Resumen:
En el siguiente Trabajo se exponen los aspectos más relevantes acerca de los genes supresores de tumores y de los oncogenes, y el papel que estos juegan en la aparición y desarrollo del cáncer. Para abordar este novedoso tema, se realizó una amplia revisión bibliográfica con el objetivo de conocer los diferentes tipos de antioncogenes y de oncogenes, así como, la asociación de los mismos con diferentes patologías malignas. Se hizo énfasis en el modo de acción de algunos de ellos, por considerar que son de gran importancia dentro de las células, en el control de los procesos de proliferación y diferenciación.
Palabras claves: Genes supresores de tumores, oncogenes, cáncer.
Introducción:
Hace solo veinte años, los oncólogos se encogían de hombros cuando se les preguntaba acerca de como se originaba un cáncer. Los investigadores ignoraban los trastornos celulares que provocan que una célula sana pierda el control y empiece a dividirse desordenadamente. Tampoco acertaban a explicar los mecanismos por los que ese grupo de células amotinadas establecen un particular sistema de vasos sanguíneos que las ayudan a degenerar en un tejido canceroso que, con el tiempo, invade otras partes del organismo y amenaza de muerte al individuo.
Hoy, sin embargo, el desarrollo de los tumores ha dejado de ser un misterio. A lo largo de las dos ultimas décadas se ha llevado a cabo un esfuerzo titánico para desentrañar las diferencias que existen entre una célula normal y una cancerosa. También se han producido progresos trascendentales en el esclarecimiento de los mecanismos moleculares que ponen en marcha el desarrollo de una neoplasia o tumor.
Numerosos factores etiológicos para esta enfermedad han sido descritos desde épocas remotas. Los más comunes son el tabaco, productos químicos, y radiación solar, así como factores biológicos y genéticos. Estos dos últimos, han sido los más estudiados de un tiempo a esta parte en busca de nuevos horizontes para hallar la cura definitiva.
El reciente hallazgo de dos familias de genes mutantes (los oncogenes y los antioncogenes), que participan de forma activa en la aparición de tumores, ha brindado información sobre la biología del cáncer.
Los primeros indicios sobre la existencia de estos genes salieron a la luz en 1911 cuando Peyton Rous demostró que un virus, denominado posteriormente virus del sarcoma de Rous, era el agente infeccioso que causaba sarcomas en pollos; pero su trabajo cayo en el olvido hasta la década de los 60, época en que R. Dulbecco y cols. transformaron en el laboratorio células normales en tumorales al infectar células del tejido conjuntivo (fibroblastos) de hámster con virus del polioma. Más tarde en 1970, varios equipos científicos corroboraron que estos virus transmitían un gen que transformaba las células normales en cancerosas. Un lustro después Michael Bishop, Harold Varmus y sus colegas de la Universidad de San Francisco en California comprobaron que el oncogen transmitido por el virus del sarcoma de Rous se encuentra también de forma natural en células sanas. Estos estudios permitieron llegar a la conclusión de que el enigma del cáncer se halla oculto en genes sanos que de algún modo pierden el control y se transforman en oncogenes, conociéndose en la actualidad alrededor de un centenar de genes implicados directamente en la aparición del cáncer (3).
Desde comienzos de este siglo se venían exponiendo numerosas hipótesis sobre la biología molecular del cáncer, sin embargo, las limitaciones tecnológicas existentes no permitían a los investigadores ponerlas a prueba. Los progresos hechos en la ingeniería genética y en las técnicas de ADN recombinante en los años 70 permitieron identificar y caracterizar componentes del material genético que están implicados en los procesos tumorales.
Avery, Mc Leod y Mc Carty consiguieron introducir ADN biológicamente activo en bacterias en 1944; tuvieron que pasar 30 años para poder hacer lo mismo en células animales, con las denominadas técnicas de Transfección, gracias a las cuales se extraen genes de una célula y se introducen en otra. Como resultado de estos experimentos se ha identificado un gran numero de oncogenes. El conocimiento sobre otras técnicas de Transfección, además de la basada en precipitados de fosfato cálcico (utilizada por Avery y cols.) ha posibilitado un mayor rendimiento de este método. La microinyección de ADN, ya sea en el citoplasma o en el núcleo de la célula; el electrochoque y el uso de vectores víricos en los que se implanta el gen deseado, son algunas de las más empleadas (4).
Mediante el uso de la técnica denominada análisis de transferencia de Southern se detectan e identifican genes individuales de entre los mas de 50 mil que componen el genoma de un mamífero. Tras la identificación, la clonación molecular posibilitó el aislamiento de los fragmentos de ADN que contienen los oncogenes. Utilizando estos como sondas en el estudio de ADNs de organismos inferiores se ha logrado detectar la presencia de genes homólogos en los mismos.
El uso combinado de endonucleasas de restricción y ligación constituye la base de toda la moderna tecnología del ADN recombinante que nos permite aislar genes individuales y trabajar con ellos en el tubo de ensayo. Para determinar el orden de los nucleótidos una vez aislados los oncogenes se lleva a cabo una secuenciación. Con este propósito se han empleado dos técnicas descritas en 1977, la de Maxam y Gilbert y la técnica de Sanger ("dideoxi"). El primer método se basa en el uso de reacciones químicas que rompen el ADN específicamente por cada una de las diferentes bases. El segundo se fundamenta en la síntesis in vitro de una molécula complementaria al ADN problema. Con ambos métodos, el resultado final es una escalera de bandas electroforéticas cuyos peldaños corresponden a cada una de las bases del oncogen.
Las técnicas de análisis cromosómicos de los años 70 permitieron llegar a detectar defectos cromosómicos asociados con tipos específicos de tumores humanos, pero las limitaciones inherentes a las mismas impidieron extender estos análisis a todos los tipos de tumores y determinar exactamente la frecuencia de estos defectos cromosómicos. A partir de 1980, el cultivo de células procedentes de tumores malignos y el desarrollo de técnicas de bandeo cromosómico de alta resolución han permitido constatar que la inmensa mayoría de las neoplasias humanas llevan asociadas defectos cromosómicos. El notable avance de las técnicas de cartografía cromosómica (también llamada mapeo) ha sido de gran ayuda en este empeño.
La producción de anticuerpos monoclonales desarrollada por Kohler y Milstein en 1975 es en la actualidad uno de los métodos básicos para el estudio de los oncogenes. Se producen anticuerpos específicos y dirigidos contra regiones únicas de cualquier proteína como pueden ser proteínas oncogénicas o antígenos tumorales que resultan indicativos de las etapas iniciales en las cuales las proteínas oncogénicas entorpecen los complejos procesos de regulación celular y producen el fenotipo canceroso como efecto final (4).
El uso de la computación ha prestado una valiosa ayuda en la realización de estas tareas, introduciendo las secuencias en bancos de datos, lo que facilita enormemente la comparación molecular entre diversos oncogenes, así como el estudio de la evolución molecular de genes conservados en la escala evolutiva.
Desarrollo del cáncer:
El crecimiento celular es un proceso extremadamente regulado que responde a las necesidades específicas del organismo. En individuos jóvenes la multiplicación celular predomina sobre la muerte celular, de manera que, en el adulto estos procesos se encuentran en equilibrio.
En ocasiones, y debido tanto a causas tanto exógenas como endógenas, los controles que regulan la multiplicación celular no funcionan adecuadamente y una célula empieza a crecer sin fin determinado. Cuando los descendientes de esta heredan la tendencia a crecer sin responder a regulación alguna, el resultado es un clon celular (teoría del origen clonal) capaz de expandirse ilimitadamente. Finalmente este clon de células no deseadas puede formar una masa llamada tumor (5).
Etapas de la carcinogénesis:
La carcinogénesis es un proceso que ocurre en múltiples etapas e incluye numerosos eventos genéticos y epigenéticos. De manera general diversos autores (5,6) plantean tres pasos: Primero la iniciación, donde el ADN de una célula cualquiera es dañado por la acción de carcinógenos; segundo la promoción, en la que ocurre proliferación a partir de la célula dañada y; en tercer y último lugar la progresión, estadio en el que la célula sufre cambios particulares que caracterizan esta patología.
Realizando un análisis más detallado de todo el proceso se conoce que hay cinco fases en las que se encuentran involucrados cuatro o más genes cuya acción es fundamental para la aparición de una neoplasia (7).
Células genéticamente afectadas: El desarrollo del tumor comienza cuando alguna célula dentro de una población normal sufre una mutación genética que aumenta su propensión a proliferar cuando debería estar normalmente en reposo.
Hiperplasia: La célula alterada y sus descendientes continúan con apariencia normal pero se reproducen demasiado (hiperplasia). Después de años una en un millón de estas células sufre otra mutación que posteriormente pierde el control en el crecimiento celular.
Displasia: Además de proliferar excesivamente, la apariencia de estas células es anormal en forma y presentación, se dice entonces que en el tejido hay una displasia. Una vez más después de un tiempo ocurre una rara mutación que altera la conducta celular.
Cáncer in situ: Las células afectadas se hacen más anormales en el crecimiento y apariencia. Si el tumor todavía no ha brotado a través de las uniones entre los tejidos es llamado cáncer in situ. Este tumor puede permanecer en esa situación indefinidamente, sin embargo, eventualmente algunas células pueden adquirir mutaciones adicionales.
Cáncer invasivo: Si los cambios genéticos permiten que el tumor comience a invadir tejidos subyacentes y vierta células a la sangre o linfa se considera que la masa se ha malignizado. Las células que escapan probablemente establezcan nuevos tumores (metástasis) a través del cuerpo, estas pueden hacerse letales si afectan órganos vitales.
Clasificación de las neoplasias:
Las neoplasias de manera general pueden clasificarse como benignas y malignas. Lo que diferencia una neoplasia benigna de una maligna o cáncer, es el hecho de que en la primera, la formación tumoral está delimitada por una pared o cápsula que la separa del tejido circundante, y así permanece casi siempre indefinidamente. En cambio, la neoplasia se maligniza y se habla de cáncer cuando las células tumorales no están formando una estructura bien circunscrita y local, sino que por el contrario, pueden migrar, atravesar la membrana basal del tejido original y trasladarse mediante el torrente sanguíneo o linfático a órganos remotos que pueden colonizar o invadir.
Por su origen histológico, los cánceres se clasifican en carcinomas (los más frecuentes) si derivan de malignización de epitelios, sarcomas si lo son de células de tejido conectivo o de sostén, y leucemias o linfomas si son malignizaciones de células hematopoyéticas (2).
Clasificación histogenética de tumores benignos.
Tejido normal
Tumor benigno asociado
Epitelio glandular
Adenoma
Superficie epitelial
Papiloma
Fibroblastos
Fibroma
Cartílago
Condroma
Músculo estriado
Rabdomioma
Músculo liso
Leiomioma
Vasos sanguíneos
Hemangioma
Grasa
Lipoma
Hueso
Osteoma
Hígado
Hepatoma
Clasificación histogenética de tumores malignos.
Tejido normal
Tumor maligno asociado
Epitelio
Carcinoma
Tejido conectivo
Sarcoma
Médula ósea
Leucemia


Más específicamente
Epitelio glandular
Adenocarcinoma
Epitelio escamoso
Carcinoma escamoso
Fibroblastos
Fibrosarcoma
Cartílago
Condrosarcoma
Músculo estriado
Rabdomiosarcoma
Músculo liso
Leiomiosarcoma
Endotelio
Angiosarcoma
Lípidos
Liposarcoma
Hueso
Osteosarcoma
Hígado
Carcinoma hepatocelular


Algunos tumores malignos con nombres atípicos
Piel-melanocitos
Melanoma maligno
Fibroblastos/histiocitos
Histocitioma fibroso maligno
Stem cells mieloides
Leucemia mieloide
Células plasmáticas
Mieloma múltiple
Tejido linfoide
Linfoma / Enfermedad de Hodgkin
Neuronas simpáticas (neuroblastos)
Neuroblastoma
Endotelio
Sarcoma de Kaposi
Riñón embrionario
Nefroblastoma
Retina embrionario
Retinoblastoma
Gónada (femenina)
Seminoma
Gónada (masculina)
Disgerminoma
Células germinales
Teratoma maligno
Etiología del cáncer:
Se habla mucho sobre las causas del cáncer sin poder aún establecer cuales son estas. No existe una sola y única causa sino un grupo de factores cuyos efectos actúan sinérgicamente y predisponen al cáncer en el hombre.
Se plantean de forma muy general dos grandes causas fundamentales: las exógenas, responsables del 80-90 % de todas las neoplasias, y las endógenas responsables del 10-20 % restantes. Estas últimas, a diferencia de las primeras, ocurren en el organismo independientes a cualquier incidencia externa. Pueden ser mutaciones espontáneas debidas a fallas en procesos biológicos endógenos naturales que ocurren en la célula como es el caso de la reparación del ADN que realizan enzimas correctoras específicas o; por herencia, es decir, transmisión de mutaciones en genes recesivos llamados supresores que se trasmiten de generación en generación en las llamadas familias con síndrome de cáncer (2).
El hombre como ser biosicosocial se mantiene en estrecha relación con el ambiente que lo rodea y este influye de varias formas en su salud. Los carcinógenos (cualquier agente capaz de incrementar la incidencia de la malignidad neoplásica) son los factores principales de las causas exógenas o ambientales. Estos pueden ser químicos, físicos, biológicos e incluso sociales (5, 6).
Compuestos químicos: El uso cotidiano de medicamentos variados, aditivos alimenticios, cosméticos, pesticidas, productos industriales y del hogar; el tabaquismo activo o pasivo, la ingestión de bebidas alcohólicas, de estimulantes, la variada exposición ocupacional y los tipos de alimentos que ingerimos o dejamos de ingerir en la dieta, son algunos de los factores a que voluntaria o involuntariamente, nos vemos a diario expuestos. Estos carcinógenos químicos pueden ser genotóxicos, cuando causan un daño directo en el ADN, y no genotóxicos cuando inducen proliferación siendo el daño indirecto (2, 5, 6).
Carcinógenos físicos: Los cánceres causados por agentes físicos son en su mayoría debidos a radiaciones genotóxicas tanto ionizantes como no ionizantes. Las últimas están representadas básicamente por las radiaciones ultravioletas que como presentan bajo contenido energético no pueden atravesar la materia viviente ni generar radicales libres, pero en cambio interactúa con el ADN induciendo formación de dímeros entre dos bases timinas vecinas e interfiriendo así con el proceso normal de replicación. Las ionizantes (radiación gamma, X, neutrones y partículas cargadas) poseen en cambio un elevado poder energético y logran atravesar la materia viva ionizando a su paso átomos y generando radicales libres, en extremo nocivos para la célula. En cuanto a las radiaciones no genotóxicas, correspondientes al espectro electromagnético con longitudes de onda correspondientes al infrarrojo, visible, entre otros; se conoce poco aunque se ha relacionado con la aparición de leucemias y linfomas (2, 6).
Agentes biológicos: Hace más de cien años atrás los investigadores comenzaron a considerar la posibilidad de que los tumores fueran causados por virus u otros agentes infecciosos. Hoy en día ya se sabe que los patógenos más comunes causantes de cáncer son los virus de ADN los cuales se propagan por invasión a la célula de un hospedero usando la síntesis celular y la maquinaria de producción proteica para producir copias virales (8). El virus más estudiado de todos los cancerígenos es el Papiloma virus humano (PVH), un pequeño virus que causa tumores epiteliales. Hasta el momento se han descubierto más de 75 PVH la mayoría asociados a lesiones benignas aunque algunas a cánceres, en particular a cervicales, estos son los tipos 16 y 18 (9). Otro virus, también trasmitido sexualmente, es el de la hepatitis B, el cual se considera un factor etiológico para el cáncer de hígado (alrededor del 80 % de todas las neoplasias de hígado en el ámbito mundial). El virus de Epstein- Barr que produce mononucleosis es responsable también de 50 % de los cánceres de faringe, 30 % de enfermedades Hodgkin y 10 % de linfomas no Hodgkin, además de algunos cánceres gástricos. El virus de la inmunodeficiencia adquirida, causante del SIDA, puede producir sarcoma de Kaposi y algunos linfomas relacionados con la proliferación de linfocitos (8).
Otra clase de virus, los retrovirus, también están muy relacionados con el desarrollo del cáncer. En 1911 Peyton Rous demostró que el retrovirus del sarcoma de Rous provoca la formación de sarcomas en pollos. De esta forma un estudio que comenzó con el análisis de retrovirus de vertebrados acabó permitiendo el descubrimiento de genes virales que poseen sus homólogos en células humanas y que participan en la inducción de tumores. En algún momento de su historia infecciosa el genoma de estos virus debe haberse recombinado con una secuencia celular, que puede ser reintroducida en el genoma celular formando parte de un provirus. Normalmente la estructura del oncogen viral (v-oncogen) está modificada respecto a su contraparte celular (c-oncogen) (10). Otros retrovirus importantes, son el de sarcoma de simios, sarcoma felino, sarcoma murino de Harvey, sarcoma murino de Kirsten, entre otros (11). En cuanto a los cánceres causados por bacterias solo se conoce el cáncer estomacal producido por la Helicobacter pilori, que además de provocar esta enfermedad produce úlcera gástrica. Eventos secundarios a la infección de cualquiera de estos patógenos, como la acción del sistema inmune hace que no en todos los infestados aparezcan neoplasias (8).
Estrés: El ser humano en la época actual vive cargado de estrés, de tensión nerviosa, de ansiedad, de depresión, con temores, angustias y preocupaciones constantes. Todas las cargas emocionales negativas pueden contribuir a la aparición de un cáncer. Se ha observado que años después de grandes problemas familiares, depresiones profundas, pérdidas o separaciones de seres queridos muchas personas han contraído cáncer sin otras causas aparentes. Se desconocen los verdaderos mecanismos por los que ocurre esto pero se sospecha el papel que desempeña la inmunodepresión característica de las fases depresivas, importante protección del organismo frente al surgimiento de células malignas en el organismo (2).
La acción conjunta de la mayoría de estos factores etiológicos del cáncer sobre el ADN provoca mutaciones, si estos ocurren en genes implicados en la proliferación y crecimiento celular se ponen de manifiesto una serie de manifestaciones que traen como resultado el desarrollo de una neoplasia.
Genes involucrados en la aparición del cáncer:
Los genes que mayor relación presentan con la malignización celular son los genes supresores de tumores y los oncogenes ya que están directamente vinculados al crecimiento y proliferación celular. Los primeros forman parte directa del control del ciclo celular siendo los encargados de detener el mismo cuando ha ocurrido daño en el ADN. Los oncogenes, por su parte, definen los diferentes niveles de señalización celular, es decir, tienen un papel fundamental en la transmisión de señales desde el exterior celular hasta el núcleo donde se ejecutan las ordenes (12).
Mutaciones en cualquiera de estos genes rompen la celosa vigilancia que la célula tiene sobre el control de su crecimiento y proliferación destruyéndose así el balance homeostático existente entre ambos. El paradigma oncogen-antioncogen postula que, a pesar de los mecanismos de seguridad que la evolución ha proporcionado al organismo para poder soportar la ocurrencia de una o varias mutaciones, eventualmente el equilibrio entre estos dos genes se rompe y la neoplasia emerge (13).
Entre las mutaciones más comunes que se han identificado en estos tipos de genes en genomas tumorales están las mutaciones puntuales, deleciones, amplificaciones, aberraciones cromosomales como translocaciones e inversiones además de pérdidas cromosomales entre otros. Cada gen, ya sea supresor de tumor u oncogen, posee un tipo de alteración característica que lo activa. En varios casos sucede que un mismo gen puede ser activado por más de una alteración y esta se asocia a una patología específica (14).
Algunos aspectos sobre el Ciclo celular:
Una propiedad inherente a la célula es su habilidad para producir copias exactas de si misma con una alta fidelidad. La maquinaria responsable del control del ciclo celular es altamente organizada y relativamente bien conservada a través de la evolución.
La carencia de fidelidad en este proceso crea una situación de inestabilidad genética, lo cual parece ser un factor contribuyente al desarrollo de células malignas, por lo que el cáncer es una enfermedad caracterizada por una regulación anormal del crecimiento celular.
El ciclo presenta dos fases funcionales (S y M) y dos fases preparativas (G1 y G2). En S ocurre la replicación precisa y fiel del DNA, en M la segregación del sistema de cromosomas entre las células hijas y la división mitótica. En G1 procede la preparación bioquímica para la fase S y en G2 para la mitósis (15).
Como es natural este ciclo tiene mecanismos específicos que controlan la transición de una fase a otra del ciclo. Hay dos moléculas (proteínas) muy importantes en este proceso:
Quinasas dependientes de ciclinas (cdk) cuya función enzimática es fosforilar.
Ciclinas (deben su nombre a que se sintetizan y degradan de forma cíclica).
En cada transición del ciclo celular ocurre la activación de cdk las que están asociadas con ciclinas específicas de la fase actual del ciclo y que son necesarias para progresar a la próxima etapa. Estas cdk solo están activas en los momentos precisos en que la célula las necesita.
Existen seis niveles de regulación de la actividad de estas quinasas dependientes de ciclinas (cdk):
Cada cadena es sintetizada en una etapa determinada del ciclo celular.
Ciclinas D y E en G1.
Ciclina A en S y G2.
Ciclina B en G2 y M.
Degradación regulada de la ciclina .
Cuando están presentes pueden asociarse con una cdk y activarla.
Las cdk cuando están con las ciclinas pueden ser activadas cAK (cdk activaty kinasa).
Las cdk pueden inactivarse por fosforilación (thr 14 y tyr 15) y reactivarse por la acción de fosfatasas (16,17).
Existen proteínas inhibidoras de quinasas dependientes de ciclinas que actúan:
a) Evitando que se unan a la ciclina.
b) Evitando que se activen en el complejo.
De G1 a S sucede que el complejo ciclina /cdk fosforila al pRb que es el producto de un gen supresor de tumores (Retinoblastoma), este normalmente está asociado a factores de la transcripción de manera que cuando se fosforila libera los factores que participan en la transcripción de genes cuyos productos son necesarios en la síntesis de DNA (ejemplo :DHFR, DNA poli a , timidina quinasa).
En S la célula comienza a replicar el DNA y no finaliza hasta que está completamente replicado. La fidelidad del proceso se logra por la actividad correctora (3'-5' exonucleasa) de la enzima DNA polimerasa (enzima que fabrica DNA a partir de nucleótidos libres). Con esta reparación se reduce hasta mil veces el error. También las telomerasas juegan su papel formando los telómeros en los cromosomas contrarrestando la replicación incompleta evitando la pérdida de secuencias importantes de DNA (16).
En la transición de G2 a M se conoce que participa un factor promotor de mitósis (MPF) o ciclina B que actúa en blancos aún desconocidos para que la célula entre en mitósis .
De la etapa de mitósis como tal (M) a la de G1 se sabe que una vez que MPF (ciclina B / cdc 2) realizó su función se degrada. La célula entra en anafase con sus respectivos procesos necesarios para la citocinesis .
Para que la célula se replique con verdadera fidelidad cada secuencia debe replicarse un sola vez . Esto lo garantiza un factor citosólico que es necesario en el núcleo para la replicación y se destruye cuando este terminó de replicarse . Como en G2 ese factor no existe en el núcleo no puede ocurrir replicación; sin embargo como está presente en el citosol , cuando la membrana nuclear se desensambla durante la mitósis este factor entra en el núcleo y la célula en el próximo período puede replicar su DNA (17).
Genes supresores de tumores:
Como vimos en el anterior resumen del ciclo celular, la célula cuenta con moléculas importantes que vigilan la secuencia normal de acontecimientos genéticos que permiten su proliferación. Estos son los genes supresores de tumores o antioncogenes. Cuando los productos de los mismos no son funcionales o están ausentes, la célula pierde la protección que le brindan normalmente lo cual conduce a la aparición y desarrollo de tumores malignos (17).
Los genes supresores de tumores tienen como característica que para perder el controlde la proliferación celular deben tener ambas copias de los genes mutados (genotipo recesivo). Autores como (18) plantean la existencia de una teoría denominada "De los dos eventos". Según esta teoría, la aparición de la enfermedad sería el reflejo de dos lesiones genéticas independientes. Una de ellas se hereda como carácter autosómico recesivo y por consiguiente se presenta constitucionalmente en todas las células somáticas. Confirmando esto en algunos pacientes se identificaron alteraciones cromosómicas que consistían frecuentemente en deleciones en regiones cromosómicas concretas. El segundo impacto elimina la copia funcional del gen implicado por lo que en la enfermedad se pierde la heterocigocidad.
Los productos de los antioncogenes tienen diversas localizaciones en la célula, lo mismo son proteínas citoplasmáticas que nucleares. No obstante su ubicación sus funciones son básicamente iguales, proteger la célula de una posible malignización.
De todos los genes supresores de tumores los más conocidos y estudiados son el retinoblastoma (Rb) y el gen P53 por su estrecha relación con cánceres humanos (7).
Genes para proteínas citoplasmáticas
APC
Está involucrado en cánceres de colon y estómago.
DCP4
Codifica para una molécula en una ruta de señalización que inhibe la división celular. Involucrado en cáncer pancreático.
NF-1
Codifica para una proteína que inhibe una proteína (Ras) estimulatoria. Involucrado en neurofibroma y pheochromocytoma (cánceres del sistema nervioso periférico) y leucemia mieloide.
NF-2
Involucrado en meningioma y ependimoma (cánceres de cerebro) y schwannoma (afecta la vaina que envuelve los nervios periféricos).
Genes para proteínas nucleares
MTS1
Codifica para la proteína p16, un componente del reloj del ciclo celular. Involucrada en un amplio rango de cánceres .
RB
Codifica para la proteína pRB, uno de los principales controles del ciclo celular. Involucrado en retinoblastoma y cánceres de hueso, vejiga, células pequeñas de pulmón y cáncer de mama.
P53
Codifica para la proteína p53, la cual puede detener la división celular e inducir a las células anormales a matarse ellas mismas. Involucrada en una gran cantidad de cánceres.
WT1
Involucrado en el tumor de Wilm de riñón.
Genes para proteínas cuyas localizaciones celulares no están claras aún
BRCA1
Involucrado en cánceres de mama y ovario.
BCRA2
Involucrado en cáncer de mama.
VHL
Involucrado en cáncer de células renales.
Retinoblastoma:
El retinoblastoma (tumor de retina) es el cáncer ocular infantil más común en humanos. Puede ocurrir por herencia o por mutagénesis (9,19). El locus genético de este gen supresor de tumores es la banda q14 del cromosoma 13 en humanos (6,9,20).
Los niños que heredan una única copia defectiva del gen Rb por término medio padeceran tres tumores de retinoblastoma cada uno de los cuales deriva de una sola célula transformada. Ya que la retina en desarrollo contiene aproximadamente 4 x 106 células, solamente una célula de cada 106 se vuelve tumoral. Este hecho sugiere que, a pesar de su alta heredabilidad, el gen Rb actúa de manera recesiva a nivel celular y que es necesario un segundo acontecimiento para que se produzca el estado transformante (5).
Normalmente un individuo común puede ser tanto homocigótico dominante como heterocigótico para el gen Rb. Si ocurre la pérdida de un alelo ya sea en una célula somática o germinal el homocigótico puede convertirse en heterocigótico. Cuando en esta situación se pierde además el segundo alelo en una célula somática se desarrolla el tumor ocular, pero si esto ocurre en una célula germinal se trasmite la predisposición al tumor en la descendencia que entonces se considera hereditario (9).
La alteración genética que propicia la pérdida del alelo es la deleción y se encuentra asociada principalmente al retinoblastoma aunque también se ha encontrado inactivo el Rb en osteosarcomas y algunos carcinomas de mama, pulmón y vejiga (6,11,14).
El producto del gen supresor de tumores Rb es una fosfoproteína nuclear cuya influencia es fundamental para el ciclo celular. Se encuentra asociado normalmente a factores de la transcripción tales como DHFR, ADN poli a , Timidina quinasa además del E2F, el más importante. La liberación de estos factores está dada por la fosforilación de la proteína RB por el complejo ciclina / cdk en el final de la fase G1 y luego es desfosforilada lista para unirse nuevamente a los factores de la transcripción durante la mitósis. La unión de E2F a la proteína Rb hace que disminuya la habilidad de este factor para estimular la transcripción de manera que si ocurre algún daño en el ADN la proteína Rb mantien secuestrado al factor de transcripción y por tanto arrestado el ciclo celular en la fase G1 evitando que se replique un ADN incorrecto (9,17).
La función normal de la proteína Rb puede ser afectada también por la unión con las oncoproteínas E7 de PVH (5,21). Estudios realizados con proteínas quiméricas, cuya habilidad para romper fisicamente el complejo pRb/E2F está afectada, sugieren que hay moléculas determinantes en el extremo C-terminal de la proteína E7 para esta actividad (22).
p53:
El término de proteína p53 es designado a una familia de proteínas celulares que varian en talla desde 48 Kd a 55Kd en diferentes especies. En diversos estudios se han encontrado grandes cantidades de esta molécula en células transformadas por el virus SV40 y en células en plena actividad de división, lo que indica que está muy relacionada con el ciclo celular y especificamente con su control (23).
Este gen supresor de tumores está localizado en el brazo corto del cromosoma 17 en humanos, más especificamente en la banda 13 y presenta alrededor de 20 Kb. El ARN transcrito (2.8 Kb) codifica para una fosfoproteína nuclear de 53 Kd que contiene 393 aminoácidos. El análisis de nucleótidos y de secuencias aminoacídicas ha revelado la existencia de cinco dominios evolutivamente conservados que parecen ser esenciales para la función normal del producto protéico. Entre las propiedades del gen P53 se incluyen dos dominios de ligamiento al ADN, dos sitios de unión al antígeno tumoral de SV40, una señal de localización nuclear, un dominio oligomerizado y múltiples sitios de fosforilación (9).
En caso de daño en el ADN celular en el momento de la división la proteína p53 puede provocar dos respuestas celulares diferentes pero con un mismo fin, eliminar el daño y así el paso de errores genéticos a la descendencia. La primera respuesta consiste en el paro del ciclo celular seguido de la reparación. Bajos niveles de ADN afectado inducen un paro prolongado del ciclo celular en la fase G1 hasta tanto la maquinaria de reparación sea capaz de corregir la estructura del ADN. Estudios realizados en fibroblastos humanos han revelado que esta detención del proceso está estrechamente vinculada con la p53 así como también se ha encontrado asociada a una proteína denominada p21. Mutaciones inactivantes en P53 eliminan la inducción de p21 lo cual podría bloquear normalmente la fosforilación de otro gen supresor de tumores llamado Rb mediada por ciclina / cdk y la progresión hacia la fase S (9,24,25).
A diferencia de esta primera respuesta cuyo fin es que la célula pueda replicarse sin errores tras desbloquearse la división, la segunda mucho más drástica, induce la muerte de la célula si el daño es tal que no pueda ser reparado o si la célula está muy cerca de la división (9,24). Hasta el momento se han descrito dos mecanismos distintos por los cuales la p53 puede activar la apoptósis o suicido celular programado. Uno requiere la activación de la transcripción de secuencias especificas (sst) y el otro es independiente de esto. Ambos pueden dispararse simultaneamente y esta cooperación tiene como resultado los máximos efectos apoptóticos. El mecanismo que implica activación de genes determinados puede ser inhibido por la proteína codificada por el oncogen Mdm2 que forma un complejo con la p53 (26).
Otra oncoproteína, la bcl-2, puede proteger la célula contra la apoptosis inducida por daño en el DNA mientras que el producto del c-myc (oncogen) puede aumentar la respuesta apoptótica bajo estímulos como el de privación del factor de crecimiento. Al resultado final de este suicidio celular es el colapso de la célula en una masa pequeña y la fragmentación del DNA nuclear evitándose de esta forma que nuevas células hijas presenten su DNA dañado y por tanto sean proclives a una malignización neoplásica(9).
En más de la mitad de los cánceres se han identifcado alteraciones específicas en la estructura de gen de la p53. En todos se presenta el mismo fenotipo aunque puede ser producido tanto por mutaciones puntuales como por deleciones. En caso de que en un individuo heterocigótico se produzca la pérdida de un alelo funcional por deleción o que este se dañe como consecuencia de alguna mutación puntual la proteína p53 en esa célula se ausentará o funcionará de forma defectuosa de manera que, si en esa misma célula ocurre algún otro daño genético se dividirá sin que sea reparado, o peor aún si el ADN está muy afectado no es posible que la célula se destruya por apoptosis (14,27). Algunos autores como (9,28) han encontrado asociación entre mutaciones en el gen de la p53 y el síndrome de Li-Fraumeni, una rara forma de cáncer hereditario que afecta a individuos heterocigóticos.
Otra vía de inactivación de la proteína p53 se debe a la unión de la oncoproteína E6 de los PVH 16 y 18 con dos sitios diferentes en la estructura de la misma. Uno de estos sitios es dentro de la estructura nuclear de la proteína p53. Análisis realizados por deleción nuestran que el punto de unión está en el residuo 135 resultando la p53 marcada para una degradación dependiente de ubicuitina. El otro sitio de unión de la proteína supresora de tumores con la oncoproteína viral E6 es el extremo C-terminal, pero en este caso no se induce degradación (29,30).
En numerosos carcinomas han sido reportadas alteraciones de p53 en el DNA tumoral, entre los más comunes están los carcinomas de hígado, mama, colon y pulmón, así como el osteosarcoma (6).
Oncogenes:
Los protooncoges son genes de una célula normal cuyos productos están involucrados directamente en los mecanismos de transducción de señales y su función es desencadenar procesos de proliferación y diferenciación en la célula. Al mutar , estos genes se convierten en oncogenes, los cuales dan lugar a productos alterados que predisponen la célula a una transformación neoplásica (6,12,14,24).
De los cerca de 100 oncogenes hasta el momento conocidos, 32 han sido identificados en genomas retrovirales distinguiéndose estos por el prefijo v seguido del nombre del oncogen (v-oncogen) a diferencia de sus homólogos celulares que se identifican como c-oncogen (9).
Los oncogenes pueden activarse de dos formas fundamentales a manera general, puede ser por daños que alteren la secuencia genómica normal del gen como es el caso de las mutaciones puntuales, o por eventos que cambien su expresión pero que mantienen la secuencia codificante inalterada como ocurre en inserciones, translocaciones y amplificaciones. Puede suceder que un oncogen se active por más de una vía a la misma vez, o que una alteración determinada se asocie a un tipo de tumor específico (9,14,24).
Mecanismo de transducción de señales:
Las células eucariotas, a diferencia de las procariotas, han desarrollado un alto nivel de compartimentación celular y nuclear dado por membranas que separan tanto en ADN del material celular como el interior de la célula del ambiente externo. De esta manera queda protegido el material genético de agentes externos (nucleasas, mutágenos, entre otros) que pueden dañarlo. A la par de ese avance evolutivo ha tenido que ocurrir otro, el desarrollo de un mecanismo o sistema bioquímico de comunicación que provee al núcleo aislado por membranas de información del exterior celular a la que tiene que responder (31).
Señales ambientales tales como citoquinas, hormonas de bajo peso molecular, factores de crecimiento otras proteínas se impregnan a la porción externa de la membrana plasmática y ahí pueden ocurrir dos mecanismos diferentes (31).
1- Una vez unido el ligando al receptor se transmite la señal a través de la membrana plasmática desde el dominio unido al ligando hasta el dominio interno localizado en la cara interna de la misma. La consecuencia bioquímica de esta transducción de señales es generalmente la activación de una enzima (por ejemplo: proteínas quinasas) o una alteración en un nucleótido determinado que se une por afinidad (por ejemplo: GTP-unión guanosina trifosfato) estimulado por el dominio intracelular del interruptor proteico.
2- Este otro mecanismo está dado por la acción de algunos agentes externos con características liposolubles que pueden atravesar la membrana plasmática y unirse directamente con su receptor citoplasmático.
Ambos mecanismos producen cascadas de eventos bioquímicos que involucran activación de secuencias de proteínas quinasas o cambios en el contenido de fosfolípidos de la célula que conllevan a la activación de fosfolipasa C o fosfoinositol 3 quinasa. La fosfolipasa C degrada el fosfatidil inositol difosfato en diacil glicerol e inositol 3 fosfato. El primero de estos productos de la degradación es el segundo mensajero que activa una proteína específica serina treonina quinasa C. El inositol 3 fosfato por su parte libera calcio de almacenes internos resultando la activación de calcio / calmodulina quinasas además de otros efectos. El fosfoinositol 3 quinasa fosforila el fosfatidil inositol en la posición 3 del anillo de inositol (14).
Estos procesos de transducción de señales están directamente involucrados en el control de la proliferación y diferenciación celular. Cualquier error en el desarrollo normal de estas vías puede desencadenar una transformación neoplásica en la célula (6,14,24,31).