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Introducción a la

Oncología Molecular

DR. DANIEL E. GOMEZ

DR. DANIEL F. ALONSO

Profesores Titulares, Departamento de Ciencia y Tecnología,

Universidad Nacional de Quilmes

La Editorial de la Universidad Nacional de Quilmes pone a disposición de los lectores, de manera libre, gratuita y en formato pdf, un conjun-to de obras publicadas a partir de la década de 1990 cuyos autores son docentes e investigadores de la UNQ, y otras de autores considerados clásicos argentinos, cuyos derechos son de dominio público.

Introducción a la

Oncología MolecularGOMEZ-ALONSO

Introducción a la

Oncología Molecular

DR. DANIEL E. GOMEZ

DR. DANIEL F. ALONSO

Profesores Titulares, Departamento de Ciencia y Tecnología,

Universidad Nacional de Quilmes

UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMES

Primera Edición-1998-

UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMES

Rector

Julio M. Villar

Vicerrector

Ernesto F. Villanueva

Vicerrector de Asuntos Académicos

Alejandro Villar

Vicerrector de Gestión y Planeamiento

Mario Greco

Vicerrector de Posgrado

Ernesto López

Vicerrector de Investigaciones

Julián Echave

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Conceptos en medicina molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

El cáncer como modelo de enfermedad molecular adquirida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Hacia la estadificación molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2. BIOLOGÍA MOLECULAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

Flujo de la información genética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Duplicación del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

El código genético y la síntesis proteica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Estructura de los genes eucarióticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Estructura de la cromatina y los cromosomas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Regulación de la expresión génica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Determinación y diferenciación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3. BIOLOGÍA CELULAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

La membrana plasmática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Estructura de la matriz extracelular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Las membranas basales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Dinámica del citoesqueleto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Interacciones célula-célula y célula-sustrato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Migración y geometría celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Transducción de señales intracelulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Remodelación tisular en procesos fisiológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

4. BIOLOGÍA TUMORAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Fenotipos de la célula neoplásica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Cascada metastásica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Proteasas e invasión tumoral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Inhibidores proteásicos naturales y sintéticos en oncología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Angiogénesis tumoral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Adhesión celular y metástasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Papel de la fibrina en la colonización metastásica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

5. PROPIEDADES DE LA CÉLULA TRANSFORMADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Cultivo de células neoplásicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Transformación e inmortalización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Senescencia celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Dinámica de los extremos cromosómicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

El reloj telomérico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Telomerasa y cáncer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Alteraciones en la apoptosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

6. ETIOLOGÍA DEL CÁNCER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Señalización celular y cáncer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Carcinogénesis en múltiples etapas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Carcinogénesis química y física. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Iniciación y promoción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Papel de la reparación del DNA.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Heterogeneidad tumoral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Predisposición hereditaria.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Metilación del DNA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

7. ONCOGENES Y GENES SUPRESORES DE TUMOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Protooncogenes, genes normales blanco de alteraciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Activación de oncogenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Virus oncogénicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

El oncogén ras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Colesterol y cáncer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

El oncogén c-erbB2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

Genes supresores de tumor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

Pérdida de la heterocigosidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

La alteración genética más común en el cáncer humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Papel de la p53 en el ciclo celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

Cambios conformacionales de la proteína p53 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Inactivación de la p53 por proteínas virales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

La proteína supresora tumoral p16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

El gen supresor tumoral PTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Genes relacionados con mecanismos de diseminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Genes antimetástasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

8. RESISTENCIA A DROGAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Tipos de resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Conceptos básicos en biomodulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

Biomodulación de agentes alquilantes y 5-fluorouracilo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Multirresistencia a drogas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Inhibidores de topoisomerasas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

Agentes que alteran la dinámica de los microtúbulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

Reparación del DNA y quimiorresistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

9. MARCADORES TUMORALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Marcadores de estirpe celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Búsqueda de criterios uniformes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Marcadores en el cáncer colorrectal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

Marcadores en el cáncer de mama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Cáncer mamario temprano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Marcadores en el cáncer de próstata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Marcadores moleculares de leucemias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

¿Gondotrofina como marcador universal? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

10. TÉCNICAS EN ONCOLOGÍA MOLECULAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

El papel del diagnóstico histopatológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

Inmunohistoquímica: primera aproximación al diagnóstico molecular . . . . . . . . . . . 162

Clonado molecular del DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

Vectores de clonado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Enzimas de restricción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Northern blot, hibridización in situ y Western blot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Southern blot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

La reacción en cadena de la polimerasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Las técnicas moleculares en el diagnóstico de enfermedad residual mínima . . . . . . 170

11. MODELOS EXPERIMENTALES DE CÁNCER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

Modelos animales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

Sistemas de estudio in vitro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Animales transgénicos en oncología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

12. PERSPECTIVAS EN ONCOLOGÍA MOLECULAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

Diagnóstico genético del riesgo de cáncer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

Detección de lesiones preneoplásicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

Farmacogenética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

Quimioprevención. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Inmunoterapia y vacunas antitumorales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

Proyección terapéutica de la biología molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Transferencia de genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

Protocolos clínicos de terapia génica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Terapia génica en oncología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

Estrategias antisentido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Diseño de Portada: Mariana Rodríguez Nemitz

Realización: Claudio Puglia - Mariana R. Nemitz

Parte del material que integra esta obra fue publicado con anterioridad en las revistasCáncer Hoy y Medical Mag, publicaciones científicas de aparición periódica. Los autores testimonian su agradecimiento a la Dirección Editorial y Científica deE.C.S.A. por la autorización brindada para el uso de dicho material.

© Universidad Nacional de Quilmes. 1998

Roque Sáenz Peña 180

(1876) Bernal

Pcia. de Buenos Aires.

ISBN: 987-9173-29-5

Queda hecho el depósito que marca la ley 11.723.

Dedicado a la memoria de Julio González (1910-1990) y Luis Carlos Alonso (1926-1997),

quienes tanto influyeron en nuestras vidas.

AGRA DE CI MIEN TOS

Só lo una co sa es cons tan te y esa cons tan te es el cam bio. Y po cas co sas son tan frá -gi les y tan cam bian tes co mo el co no ci mien to. La ver dad cien tífi ca hoy pro cla ma da setrans for ma rá pi da men te en un sus ten to his tó ri co de otras ver da des por ve nir. En mar -ca dos en ese fluir, en la gra cia di ná mi ca del sa ber, ofre ce mos es te li bro que cree mosvie ne a lle nar una ne ce si dad de ac tua li za ción a es tu dian tes y pro fe sio na les de las áreasbio mé di cas. Su je tos al mis mo con cep to, se ría ca si im po si ble agra de cer a to dos susapor tes a es te tra ba jo. Pe ro al gu nas per so nas han te ni do un in flu jo tan du ra de ro y pro -fun do en es te pro ce so, que me re cen aten ción es pe cial. Que re mos agra de cer a la Uni -ver si dad Na cio nal de Quil mes, en es pe cial a su Rec tor ingeniero Ju lio Vi llar y a su Se -cre ta rio Ge ne ral licenciado Ma rio Gre co por per mi tir la ma te ria li za ción de es ta opor -tu ni dad y la cons tan te con fian za y apo yo ex pre sa dos en ca da mo men to.

Otras per so nas han incidido fuer te men te en nues tra for ma de pen sar, tan to en lala bor do cen te co mo en nues tros pri me ros pa sos en la in ves ti ga ción. Un re cuer do anues tros maes tros que nos ayu da ron a cre cer, a creer y a pen sar. Un ca riño so apar teme re ce la doctora Eu ge nia Sa cer do te de Lus tig, maes tra y for ma do ra de tan tas ge ne -ra cio nes de on có lo gos ex pe ri men ta les.

A nues tros be ca rios, quie nes con su cons tan te y de no da do es fuer zo ge ne ran nue -vos co no ci mien tos por ve nir, des pi den vie jos co no ci mien tos que se van y, en to do, es -tán a nues tro la do ha cien do nues tra la bor pro fe sio nal y per so nal muy gra ta y dig na deser vi vi da.

A nues tros alum nos, quie nes con sus pre gun tas y co men ta rios nos obli gan siem -pre a apos tar al fu tu ro de la cien cia y con su en tu sias mo jo ven nos ayu dan a no en ve -je cer tan rápido.

Fi nal men te a nues tras es po sas, quie nes acom pañan to dos esos cam bios, los es pe -ra dos, los in jus tos, los fe li ces, los de fi ni ti vos. A ellas nues tro amor, que no cam bia.

Los autores.

PRÓLO GO

La me di ci na mo le cu lar se con si de ra co mo la más nue va ra ma del co no ci mien tomé di co. Sin em bar go, no de be de jar de re co no cér se le un ori gen le ja no, tan to en lomo le cu lar co mo en lo mé di co. Dos mil cua tro cien tos años atrás, De mó cri to pro po níaque los or ga nis mos vi vos es ta ban com pues tos por con jun tos de áto mos que se per díancon ti nua men te y siem pre se re po nían con la mis ma orien ta ción. De mó cri to se ría, conel tiem po, pa cien te de Hi pó cra tes, quien sos te nía que el mé di co só lo asis tía a la na tu -ra le za pa ra al can zar la cu ra del pa cien te. A pe sar de que han pa sa do tan tos años, re -cién aho ra he mos al can za do la po si bi li dad de un co no ci mien to de ta lla do de las es truc -tu ras bio ló gi cas más pe que ñas.

Los cam bios que se ave ci nan en las cien cias bá si cas son, en ver dad, re vo lu cio na -rios; nos per mi ti rán iden ti fi car y co rre gir de fec tos mo le cu la res que dan ori gen a las pa -to lo gías con ma yor pre va len cia en los se res hu ma nos: ate ros cle ro sis, hi per ten sión ar -te rial, dia be tes, en fer me da des au toin mu nes y enferme da des he re di ta rias men de lia nas,en tre otras. En la prác ti ca clí ni ca, se usa rán mé to dos diag nós ti cos y te ra péu ti cas quese rán po si bles por la ma ni pu la ción ge né ti ca en los se res hu ma nos y otros se res vi vos.En re su men, he mos en tra do en la era de la me di ci na mo le cu lar.

En to dos los paí ses, cual quie ra fue ra su gra do de de sa rro llo, el cán cer es tá ubi ca -do den tro de las cin co pri me ras cau sas de muer te. La tu mo ri gé ne sis es un pro ce so aso -cia do con la acu mu la ción de al te ra cio nes ge né ti cas de las cé lu las so má ti cas. La pro gre -sión de un tu mor es el re sul ta do de mu ta cio nes en los ge nes que con tro lan la pro li fe -ra ción ce lu lar y su muer te. Co mo re sul ta do de es te co no ci mien to, la iden ti fi ca ción delos men cio na dos cam bios, en mues tras pro ve nien tes de dis tin tos orí ge nes del cuer pohu ma no, se con ver ti rán en mé to dos de ru ti na pa ra el diag nós ti co de los tu mo res ma -lig nos más fre cuen tes. La co rre la ción de al te ra cio nes ge né ti cas es pe cí fi cas con el de -sen la ce clí ni co po drá de fi nir el pro nós ti co con ma yor pre ci sión y, de es ta ma ne ra, eltra ta mien to po drá ser más efec ti vo.

Por to do lo an tes men cio na do la opor tu ni dad que ten dre mos los mé di cos de me -jo rar la sa lud de nues tros pa cien tes, in cre men tar su lon ge vi dad y dis mi nuir sus su fri -mien tos no re co no ce pre ce den tes.

Des de ha ce mu chos años sos ten go que el mé di co que no se in tro duz ca en el com -ple jo co no ci mien to de la bio lo gía mo le cu lar, en cor to tiem po no sa brá có mo tra tar aun pa cien te, o lo que es peor, só lo lo ha rá si guien do las ins truc cio nes de al go pa re ci -do a un re ce ta rio de co ci na, es cri to por quienes tie nen fuer tes in te re ses co mer cia les enel te ma. Por si es to fue ra po co, tam bién se ha ge ne ra do un nue vo len gua je y, por lotan to, no só lo de be ad qui rir se el co no ci mien to de una nue va es pe cia li dad, si no que esne ce sa rio, además, el apren di za je de la nue va len gua.

La ta rea no es sen ci lla, la in for ma ción nue va apli ca da al diag nós ti co y el tra ta -mien to de en fer me da des se pro du ce con una ve lo ci dad im pre sio nan te y ha ce du dar denues tra ca pa ci dad pa ra man te ner nos ac tua li za dos. Por ello, es plau si ble la apa ri ción dees te li bro so bre on co lo gía mo le cu lar. A tra vés de sus do ce ca pí tu los los au to res van lle -ván do nos de la ma no en un “pa seo” por as pec tos fun da men ta les de la bio lo gía y la on -

co lo gía mo le cu la res: la co mu ni ca ción den tro y en tre cé lu las, el pa pel de la re mo de la -ción ce lu lar, los on co ge nes y los ge nes su pre so res de tu mor, los mar ca do res tu mo ra les,las ba ses que jus ti fi can la qui mio rre sis ten cia ce lu lar y, por úl ti mo, una se lec ción de laspers pec ti vas más cer ca nas en on co lo gía mo le cu lar.

La obra po see un len gua je fá cil men te com pren si ble, los es que mas y las ta blas sonun com po nen te fun da men tal en esta exposición. Cla ro que am bos au to res han pues -to to da su ca pa ci dad do cen te pa ra que así sea. Am bos jó ve nes pro fe sio na les vuel canen es te tex to to da su ex pe rien cia en la in ves ti ga ción bá si ca y el pro fun do co no ci mien -to que tie nen del te ma, pa ra que otros pro fe sio na les pue dan ini ciar se en los ve ri cue -tos del fun cio na mien to ín ti mo de las cé lu las en sus as pec tos más pe que ños. Es toy se -gu ro de que en po co tiem po, Introducción a la On co lo gía Mo le cu lar se rá un tex to im -pres cin di ble pa ra es tu dian tes y pro fe sio na les que in ten ten dar sus pri me ros pa sos enel te ma.

Quizás ex tra ñe que este prólogo haya sido redactado por un in ves ti ga dor clí ni coen el área de la sa lud ma ter no fe tal. Creo que la ex pli ca ción pue de es tar en la co rrien -te afec ti va es ta ble ci da con uno de los au to res de es ta obra; dos ge ne ra cio nes de mé di -cos que com par ten con cep tos so bre la ne ce si dad de di fun dir el co no ci mien to pro ve -nien te de la in ves ti ga ción cien tí fi ca, co mo úni co me dio pa ra man te ner ac tua li za dos aaque llos pro fe sio na les en car ga dos de la sa lud de los se res hu ma nos. Con él tu ve laopor tu ni dad de te ner una ex pe rien cia edi to rial, a tra vés de las pu bli ca cio nes Cán cerHoy y Me di cal Mag, am bas de EC SA, una edi to rial abo ca da a la di fu sión de los nue -vos co no ci mien tos en me di ci na.

Cual quie ra ha ya si do el mo ti vo, pa ra mí fue un ho nor y un de sa fío ha cer lo, poram bas ra zo nes es toy muy agra de ci do a los Da nie les, Go mez y Alon so.

Dr. Omar Alt ha beDi rec tor

Cen tro pa ra la Do cen cia y la In ves ti ga ción en Me di ci na (CE DIM)La Pla ta, Pcia. de Bue nos Ai res

“Fe lix qui po tuit re rum cog nos ce re cau sas”Vir gi lio (Geor gi cas, II, 489)

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1. IN TRO DUC CIÓN

El Frag men to Qui zil, uno de los másan ti guos tex tos mé di cos hin dúes, con si -de ra al or ga nis mo co mo un uni ver so enmi nia tu ra, el cual, al igual que és te, de betam bién es tar re gu la do por la ar mo níapa ra po der fun cio nar ade cua da men te. Elcán cer no es una en fer me dad, es un gru -po de en fer me da des que com par ten unase rie de ca rac te rís ti cas co mu nes, prin ci -pal men te fa llas en la re gu la ción del cre ci -mien to. A pe sar de años de in ves ti ga ciónaún no se ha lle ga do a una cu ra de fi ni ti -va del cán cer. Só lo una pro fun di za ciónen los ni ve les de en ten di mien to de es taen fer me dad nos brin da rá cla ves nue vasque per mi tan la ar ti cu la ción de una te ra -péu ti ca más ra cio nal.

Con cep tos en me di ci na mo le cu lar

A lo lar go de la his to ria, los ám bi tosde es tu dio de las cien cias bio ló gi cas y dela me di ci na fue ron cam bian do. Se com -pren die ron los dis tin tos ni ve les de or ga -ni za ción de los se res vi vos, y los fun da -men tos pa ra ex pli car el fun cio na mien tode un or ga nis mo –tan to en cir cuns tan -cias nor ma les co mo pa to ló gi cas– se fue -ron des pla zan do des de la ma cros co píaha cia el cam po mi cros có pi co y mo le cu -lar. Pa ra des cen der uno por uno los es ca -lo nes de la com ple ji dad es truc tu ral yfun cio nal de los se res vi vos, se em plea -ron he rra mien tas ca da vez más po de ro -sas. Se es tu dia ron los ór ga nos, los te ji dosque los com po nen, las cé lu las que for -man par te de los mis mos, las es truc tu rassub ce lu la res y, fi nal men te, las pro piasmo lé cu las que dan sus ten to a la mor fo -lo gía y di ná mi ca ce lu lar.

Acom pa ñan do ca da cam bio en la

for ma de ana li zar un mis mo pro ble ma,la me di ci na bus có pri me ro fun da men tosana tó mi cos pa ra ex pli car el ori gen de lasen fer me da des, aun que, po co a po co, es -tos fun da men tos pa sa ron al do mi nio ex -clu si vo de la mi cros co pía. Bas ta re cor darque en la ma yor par te de las en ti da desno so ló gi cas só lo es po si ble es ta ble cer undiag nós ti co de cer te za a tra vés de es tu -dios his to pa to ló gi cos o, en el ca so de lasen fer me da des in fec cio sas, iden ti fi can doal agen te cau sal.

En los úl ti mos años, los avan ces en elre co no ci mien to de los com po nen tes mo -le cu la res que de ter mi nan el com por ta -mien to nor mal y pa to ló gi co de las cé lu -las fue ron mo di fi can do ca da vez más lacom pren sión de la pa to ge nia de las en -fer me da des. La ge né ti ca mo le cu lar hapro vo ca do un nue vo des pla za mien to delos ám bi tos de es tu dio. La ex pre sión abe -rran te de los ge nes, co mo con se cuen ciade fac to res he re di ta rios o am bien ta les, esaho ra vis ta co mo el pun to de par ti da demu chas en fer me da des. Los fun da men tospa ra ex pli car el ori gen de las pa to lo gíasdel ser hu ma no cam bia ron nue va men te,pe ro el sal to fue des de las cé lu las y los te -ji dos ha cia las mo lé cu las que re gu lan sucom por ta mien to.

Pa ra mu chos el nue vo es ca lón ge ne -ra cier to des con cier to y el len gua je de losge nes se in si núa co mo al go ca si abs trac -to. Tal vez es te des con cier to es el mis moque los mé di cos sin tie ron, ha ce ya mu -chos años, cuan do al gu nos in tré pi dos in -ten ta ban por pri me ra vez mo di fi car cri -te rios pu ra men te ana tó mi cos mer ced alem pleo de un mi cros co pio. Sin em bar -go, el cam bio no es más que una for mi -da ble opor tu ni dad cog ni ti va.

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Introducción a la Oncología Molecular

Ca da tan to la co mu ni dad cien tí fi case ve so bre sal ta da por el des cu bri mien tode un nue vo gen y se te jen com pli ca dascon je tu ras acer ca de su pa pel en la bio lo -gía de las cé lu las nor ma les y la par ti ci pa -ción de sus al te ra cio nes en la gé ne sis deen fer me da des. En tér mi nos más com -pren si bles pa ra aque llos no ini cia dos encues tio nes de ín do le mo le cu lar –aun quetal vez me nos exac tos–, des cu brir un genim pli ca iden ti fi car una por ción del ge no -ma (o una re gión de un cro mo so ma)don de se lo ca li za la se cuen cia de DNAque dic ta la es truc tu ra de una de ter mi na -da pro teí na o en zi ma. El des cu bri mien tolle va a los cien tí fi cos a co men tar que “elnue vo gen ha ce es to o aque llo” o que “lamu ta ción o pér di da del gen cau sa ría es too aque llo”. No obs tan te, de be que dar encla ro que, a pe sar de que el len gua je noes muy co rrec to y se dan por so breen ten -di dos al gu nos as pec tos, se es tá alu dien doen rea li dad al pro duc to pro tei co co di fi -ca do por es te gen y que las al te ra cio nesdel mis mo im por tan siem pre des de elpun to de vis ta que mo dif ican a la pro teí -na co rres pon dien te.

Mu chos de los co no ci mien tos quere vo lu cio na ron la bio lo gía mo le cu lar yce lu lar pro vie nen del es tu dio de or ga nis -mos eu ca rio tas sim ples, en los cua les secons ta tan se me jan zas asom bro sas en losme ca nis mos de re gu la ción del cre ci -mien to y di fe ren cia ción ce lu lar res pec tode or ga nis mos más evo lu cio na dos. Tal esel ca so de las le va du ras del gé ne ro Sac -cha romy ces, el gu sa no Caer nor hab di tisele gans o la pro pia mos ca Dro sop hi la me -la no gas ter. En otras cir cuns tan cias, lasob ser va cio nes arran can del es tu dio depa cien tes con sín dro mes o en fer me da despo co fre cuen tes, que ori gi nan, más tar -de, in ves ti ga cio nes de ín do le bá si ca. Deto das for mas, el ob je ti vo fi nal en am bos

ca sos es ir de lo par ti cu lar a lo ge ne ral ylo grar que ha llaz gos con si de ra dos muyes pe cí fi cos en un pri mer mo men to setrans for men en con cep tos uni ver sa les,que pue dan ex pli car los me ca nis mos bio -ló gi cos im pli ca dos en la pa to ge nia de lasen fer me da des.

El cán cer co mo mo de lo de en fer me dad mo le cu lar adquirida

En cier ta for ma, la an gus tia queacom pa ña al diag nós ti co de cán cer, com -par ti da por el pa cien te y el mé di co en al -gu nas cir cuns tan cias, es un sig no del en -fren ta mien to con un ene mi go mis te rio soy pro tei for me. Has ta ha ce unas po cas dé -ca das la trans for ma ción neo plá si ca eraun pro ce so po co com pren di do y es tedes co no ci mien to li mi ta ba la dis po ni bi li -dad de so lu cio nes al pro ble ma.

Las pri me ras evi den cias de que elcán cer era una en fer me dad de raíz ge né -ti ca pue den si tuar se a co mien zos de es tesi glo. En 1914, Theo do re Bo ve ri en sutra ba jo “Zur Fra ge der Ents te hung ma lig -ner Tu mo ren”, rea li za do en eri zos de mar,lle gó a la con clu sión de que las al te ra cio -nes del cre ci mien to y de sa rro llo re la cio -na das con el cán cer en es pe cies ani ma lespo dían ser la con se cuen cia di rec ta deanor ma li da des cro mo só mi cas. El pa sodel tiem po ra ti fi có, al me nos par cial -men te, el plan teo de Bo ve ri. Los me ca -nis mos ín ti mos que de ter mi nan el ori -gen de una neo pla sia so la men te pue denpo ner se en evi den cia efec tuan do un aná -li sis mo le cu lar de la es truc tu ra del ge no -ma. Es to se de be a que las di men sio nesdel seg men to de DNA com pro me ti do enuna re com bi na ción, pér di da o mu ta ciónson por lo ge ne ral sub mi cros có pi cas.Igual men te, es fac ti ble que el da ño sea losu fi cien te men te am plio co mo pa ra pro -

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vo car un cam bio cro mo só mi co vi si ble almi cros co pio óp ti co. De es ta ma ne ra, encier tos ti pos de leu ce mia, las anor ma li -da des cro mo só mi cas sir ven de sig no pa -ra pre su po ner la al te ra ción de de ter mi -na dos ge nes.

Los cri te rios de la me di ci na mo le cu -lar pue den ser apli ca dos con par ti cu larpre di lec ción pa ra ex pli car la gé ne sis delas en fer me da des neo plá si cas, co mo tam -bién pa ra en ca rar el di se ño de es tra te giasdiag nós ti cas, pre ven ti vas e, in clu so, te ra -péu ti cas. De to das for mas, es ne ce sa riore mar car que la ge né ti ca mo le cu lar cons -ti tu ye una ver tien te in ci pien te en la me -di ci na ac tual y su uti li dad prác ti ca es to -da vía res trin gi da, más aún en los paí sesen vías de de sa rro llo. Si bien la bio lo gíamo le cu lar lle va un lar go y fe cun do ca mi -no re co rri do, su pro yec ción co mo unahe rra mien ta de la me di ci na apun ta fun -da men tal men te al diag nós ti co y la pre -ven ción de las en fer me da des, mien trassu uti li za ción en la te ra péu ti ca se aso maco mo una al ter na ti va al go más le ja na.Sin em bar go, se ha cons ti tui do en un ar -ma uti lí si ma en el mo men to de en ten dercó mo una cé lu la tu mo ral rees cri be com -ple ta men te su pro gra ma de cre ci mien to.

El diag nós ti co de fi ni ti vo de cán cerde pen de de la vi sua li za ción de una ma sade cé lu las con una mor fo lo gía ca rac te rís -ti ca. Dis tin tos es tu dios com ple men ta riosy evi den cias clí ni cas pue den ha cer sos pe -char la exis ten cia de una en fer me dadneo plá si ca, aun que en úl ti ma ins tan ciasiem pre re sul ta im pres cin di ble con tarcon un diag nós ti co ba sa do en la his to pa -to lo gía. No obs tan te, con si de ran do losco no ci mien tos dis po ni bles acer ca de lapa to ge nia del cán cer, los sig nos mor fo ló -gi cos em plea dos pa ra su iden ti fi ca ción ydiag nós ti co son tan só lo la con se cuen ciade cam bios ge né ti cos es pe cí fi cos y es ta -

bles, acu mu la dos en una de ter mi na dapo bla ción de cé lu las.

Por lo ge ne ral, se acep ta que las neo -pla sias tie nen un ori gen clo nal. Los cam -bios ge né ti cos más tem pra nos pue dende pen der de fac to res am bien ta les o, enoca sio nes, de al te ra cio nes in trín se cas he -re da das; al pa re cer, es tos cam bios fo men -tan una par ti cu lar ines ta bi li dad en to doel ge no ma. A lo lar go de la ex pan sión dela po bla ción ce lu lar de ri va da del pri merclon por ta dor de da ños ge nó mi cos irre -pa ra bles, se van acu mu lan do nue vas al te -ra cio nes en ge nes es pe cí fi cos, que con fie -ren ven ta jas adap ta ti vas al te ji do trans -for ma do pa ra cre cer sin res tric cio nes y,fi nal men te, in va dir las es truc tu ras ti su la -res nor ma les ve ci nas.

Más allá de que el es pec tro de las al -te ra cio nes del DNA en las cé lu las neo -plá si cas es muy am plio y di fie re en tre lasdi ver sas va rian tes tu mo ra les, los pro duc -tos pro tei cos de los ge nes al te ra dos ha bi -tual men te se vin cu lan con vías de se ña lesce lu la res que re gu lan la pro li fe ra ción.Las on co pro teí nas, co di fi ca das por on co -ge nes, pue den ac tuar co mo fac to res decre ci mien to o re cep to res de mem bra nade los mis mos, par ti ci par en las ca de nasde se ña li za ción in tra ci to plas má ti ca o re -gu lar en el nú cleo la ex pre sión de otrosge nes crí ti cos. La ac ti vi dad bio ló gi ca des -ple ga da por es tas on co pro teí nas es muyse me jan te a las ver sio nes nor ma les de lasmis mas pro teí nas, aun que las mu ta cio -nes que han su fri do exa cer ban sus ac cio -nes es ti mu la do ras de la pro li fe ra ción. Enotros ca sos, las al te ra cio nes afec tan a ge -nes que, a tra vés de sus pro duc tos pro tei -cos, ac túan mo du lan do ne ga ti va men te elcre ci mien to ce lu lar. En es te ca so, las mu -ta cio nes de es tos ge nes su pre so res de tu -mor de ter mi nan una pér di da de la ac ti vi -dad mo du la do ra de la pro teí na. En la

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ma yo ría de los ca sos to dos es tos cam biosge né ti cos no son he re da dos a tra vés delas ga me tas, son cam bios en el DNA delas cé lu las so má ti cas. La al te ra ción delDNA so má ti co se en cuen tra en el co ra -zón mis mo de la gé ne sis del cán cer, con -vir tién do lo en un pa ra dig ma de en fer -me dad mo le cu lar ad qui ri da.

Los avan ces en bio lo gía mo le cu larbrin dan al mé di co la po si bi li dad de dis -po ner de nue vas téc ni cas –más ob je ti vasy sen si bles– pa ra de tec tar la pre sen cia decé lu las ma lig nas. Ade más, es tos mé to dosper mi ten la ca rac te ri za ción de anor ma li -da des ge né ti cas es pe cí fi cas pa ra ca da tu -mor en par ti cu lar y fa ci li tan la iden ti fi ca -ción de cé lu las tu mo ra les ocul tas en loste ji dos nor ma les. Si con si de ra mos que eles tu dio mor fo ló gi co (his to pa to ló gi co oci to ló gi co) de un tu mor no po ne de ma -ni fies to las al te ra cio nes pri ma rias del te -ji do en fer mo y, en cier ta for ma, pue dees tar su je to a apre cia cio nes sub je ti vas, espo si ble plan tear en ton ces dos nue vos ni -ve les o for mas de es tu dio y diag nós ti copa to ló gi co, que se apro xi man ca da vezcon ma yor pre ci sión y con fia bi li dad a laetio pa to ge nia del cán cer (Cua dro 1-1).El ni vel que si gue a la ob ser va ción de lamor fo lo gía de una cé lu la o te ji do es elaná li sis ci to ge né ti co, don de el ob je to enes tu dio pa sa a ser el ca rio ti po o los cro -mo so mas. Fi nal men te, el ter cer ni vel co -rres pon de al es tu dio mo le cu lar de ge neses pe cí fi cos o frag men tos del ge no mapro ve nien tes de la cé lu la o el te ji do anó -ma lo.

De be ad mi tir se que las evi den ciasque se ob tie nen en los tres ni ve les de es -tu dio son ab so lu ta men te com ple men ta -rias y, a su vez, es tas evi den cias de ben serin ter pre ta das en con jun to, den tro de unmar co clí ni co. En otras pa la bras, si biencon dis tin tas téc ni cas pue den es tu diar se

ge nes, cro mo so mas, cé lu las y te ji dos ais -la dos, to das las ob ser va cio nes apun ta rána es cla re cer el pro ble ma que plan tea unor ga nis mo en fer mo.

La apli ca ción de los nue vos con cep -tos de pa to lo gía mo le cu lar po dría ex ten -der se tam bién a la pre ven ción o la de tec -ción tem pra na de las neo pla sias. Co molos da ños ge né ti cos son tem pra nos ycons ti tu yen sig nos ine quí vo cos de queuna es tir pe ce lu lar ha ini cia do su trans -for ma ción neo plá si ca, se ría po si ble de -tec tar es te pro ce so mu cho an tes de laapa ri ción de sig nos ci to ló gi cos, his to pa -to ló gi cos o clí ni cos de en fer me dad.

Ha cia la es ta di fi ca ción mo le cu lar

El sis te ma TNM (del in glés, tu mor,no de, me tas ta sis) fue in tro du ci do a par tirde los años cua ren ta por el mé di co fran -cés Pie rre De noix, con el ob je ti vo de es -ta ble cer una me di da ob je ti va de la ex ten -sión de la en fer me dad en el mo men todel diag nós ti co. Su em pleo ayu dó en lapla ni fi ca ción del tra ta mien to y en la eva -lua ción de sus re sul ta dos, fa ci li tan do elin ter cam bio de in for ma ción en tre dis tin -tos cen tros on co ló gi cos. Tam bién apor tóin for ma ción pro nós ti ca y con tri bu yósig ni fi ca ti va men te en la in ves ti ga ción delcán cer en se res hu ma nos.

En la ac tua li dad sue le es ta ble cer seun cla si fi ca ción clí ni ca o pre tra ta mien to(cTNM) y una cla si fi ca ción pa to ló gi ca opos qui rúr gi ca (pTNM). Re sul ta ob vioque la ex ten sión ana tó mi ca de la en fer -me dad se eri ja en uno de los ele men tosmás re le van tes pa ra pre de cir la evo lu -ción de los tu mo res só li dos. Exis te tam -bién una mul ti tud de fac to res dis tin tosal TNM que po drían in fluir sobre eldes ti no de un pa cien te con cán cer. Al gu -nos de es tos fac to res se re la cio nan con el

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pro pio in di vi duo en fer mo, otros de pen -den de las ca rac te rís ti cas del tu mor yotros se vin cu lan con el pro to co lo te ra -péu ti co im ple men ta do (Cua dro 1-2).

A la ho ra de de ci dir el tra ta mien tode un pa cien te con cán cer la ex clu si vacon si de ra ción de los pa rá me tros tra di -cio na les pue de re sul tar in su fi cien te. Elta ma ño del tu mor pri ma rio y el gra do de

in va sión de los gan glios re gio na les, co motam bién el diag nós ti co his to ló gi co, sonin di ca do res de je rar quía pa ra pre de cir lahis to ria na tu ral de la en fer me dad y op tarpor una de ter mi na da al ter na ti va te ra péu -ti ca. No obs tan te, al gu nos ca sos sue lenale jar se del com por ta mien to es pe ra do.

El gra do de he te ro ge nei dad de unapo bla ción de cé lu las neo plá si cas y la

Cua dro 1-1. Tres ni ve les de es tu dio pa ra el diag nós ti co de cán cer. Los su ce si vosni ve les se apro xi man ca da vez con ma yor pre ci sión y con fia bi li dad a la etio pa to ge niadel cán cer. No obs tan te, las evi den cias ob te ni das en ca da uno de ellos se com ple men -tan en tre sí y de ben ser siem pre in ter pre ta das den tro de un mar co clí ni co. (Mo di fi ca -do de Cán cer Hoy, año 2, nú me ro 8: “Pa to lo gía mo le cu lar, un pa so más allá de lamor fo lo gía”.)

dis po ni bi li dad li mi ta da de mar ca do resbio ló gi cos fi de dig nos pue den ser la cau -sa de com por ta mien tos im pre vi si bles. Sees pe ra que se pro duz ca un acer ca mien topau la ti no ha cia la es ta di fi ca ción bio ló gi -ca o mo le cu lar del cán cer. Es te cam biono rem pla za rá a la clá si ca es ta di fi ca ciónclí ni ca, si no que, por el con tra rio, la en -ri que ce rá. Se ha lo gra do iden ti fi car unbuen nú me ro de mar ca do res bio ló gi cospa ra ca da va rian te tu mo ral –pro teí nas,en zi mas, on co ge nes– que po drían per -mi tir, en al gu nos ca sos, una es ti ma ciónpro nós ti ca más exac ta.

La on co lo gía en fren ta el de sa fío dein te grar de ma ne ra sis te ma ti za da mu -chos de es tos fac to res a la cla si fi ca ciónTNM, con la in ten ción de lo grar una es -ti ma ción pro nós ti ca ca da vez más ajus ta -

da. Por otra par te, se me jo ra ría la se lec -ción de es tra te gias te ra péu ti cas, mer ced ala iden ti fi ca ción de nue vos sub gru pos depa cien tes con ca rac te rís ti cas ana tó mi cas,bio ló gi cas y mo le cu la res es pe cí fi cas.

En su ma, la re vo lu ción mo le cu larper mi ti rá un ma yor do mi nio del ac todiag nós ti co y te ra péu ti co. El in gen te vo -lu men de in for ma ción ge ne ra da en losúl ti mos años ha ce po co me nos que im -po si ble que el pro fe sio nal abo ca do a losri go res de la aten ción del pa cien te on co -ló gi co pue da ma ne jar con sol tu ra los úl -ti mos avan ces mo le cu la res de la es pe cia -li dad. La hu mil de in ten ción de es te li broes ser vir co mo una com pi la ción di dác ti -ca que alla ne el lar go ca mi no que me diaen tre la me sa da de un la bo ra to rio y elcos ta do de una ca ma de hos pi tal. Só lo la

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Cua dro 1-2. Fac to res que pue den modificar el com por ta mien to de un cán cer. Laex ten sión ana tó mi ca de la en fer me dad es uno de los ele men tos más re le van tes pa rapre de cir la evo lu ción de los tu mo res só li dos. No obs tan te, exis te una mul ti tud de fac -to res dis tin tos del TNM que po drían afec tar el pro nós ti co de un pa cien te con cán cer.La on co lo gía afron ta el de sa fío de ir in cor po ran do ele men tos pa ra es ta ble cer cri te riosde es ta di fi ca ción bio ló gi ca o mo le cu lar, en ri que cien do a la es ta di fi ca ción clí ni ca tra -di cio nal.

RE LA CIO NA DOSCON EL PA CIEN TE

RE LA CIO NA DOSCON EL TU MOR

RE LA CIO NA DOSCON EL TRA TA MIEN TO

• Edad• Se xo• Sig nos y sín to mas clí ni cos• En fer me da des aso cia das

• Ti po y gra do his to ló gi co• In va sión vas cu lar y pe ri neu ral• An gio gé ne sis• Re cep to res• Ploi día• Ta sa de pro li fe ra ción• Anor ma li da des ge né ti cas

y mo le cu la res

• In ten si dad de la qui mio te ra pia o ra dio te ra pia

• Téc ni ca qui rúr gi ca

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pro fun di za ción del co no ci mien to nosper mi ti rá ir de fi nien do es tra te gias pa rade rro tar a es ta en fer me dad, tan fas ci nan -te co mo atroz.

Bi blio gra fía re co men da da

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El ge no ma con tro la la es truc tu ra y lafun ción de las cé lu las. Las cé lu las se in te -gran en te ji dos, los te ji dos en ór ga nos yés tos, a su vez, for man par te de dis tin tosapa ra tos y sis te mas de un or ga nis mo. Co -mo los ge nes co di fi can es truc tu ras pro tei -cas, en el ca so de las pro teí nas ce lu la res elcon trol pue de ser ejer ci do di rec ta men te,mien tras que pa ra otros ele men tos –lí pi -dos y glú ci dos, por ejem plo– se rea li za enfor ma in di rec ta, a tra vés de pro teí nas conac ción en zi má ti ca es pe cí fi ca.

La in for ma ción ca paz de co di fi car ydic tar las ins truc cio nes pa ra la sín te sis depro teí nas es tá con te ni da en mo lé cu las deáci do de so xi rri bo nu clei co, pre sen tes enel nú cleo de las cé lu las eu ca rió ti cas. Sinem bar go, la es truc tu ra de es ta mo lé cu laca paz de cum plir se me jan te ta rea fue enun pri mer mo men to muy di fí cil de ima -gi nar. No se co no cía un ele men to quepu die ra ser al ma ce na do en la cé lu la, di ri -gie ra su com por ta mien to y tu vie ra la ca -pa ci dad de re pli car se en for ma in de fi ni -da. A fi nes del si glo XIX, los cien tí fi cosre co no cie ron que los ca rac te res he re di ta -rios se en con tra ban en los cro mo so mas,los cua les se tor na ban vi si bles en el nú -cleo du ran te la di vi sión ce lu lar; pe ro lapre sen cia de áci dos nu clei cos en es toscro mo so mas y su ver da de ro pa pel en lahe ren cia só lo fue co no ci da mu cho tiem -po des pués.

Los áci dos de so xi rri bo nu clei co(DNA) y ri bo nu clei co (RNA) son po lí -me ros li nea les de nu cleó ti dos. Ca da nu -cleó ti do es tá for ma do por tres ele men -tos, un azú car de cin co car bo nos –de so -xi rri bo sa en el DNA y ri bo sa en elRNA–, una ba se he te ro cí cli ca ni tro ge na -da y áci do fos fó ri co. En el DNA, ca da

nu cleó ti do es tá com pues to por una delas cua tro ba ses ni tro ge na das ade ni na(A), gua ni na (G), ci to si na (C) o ti mi na(T). En el RNA ocu rre lo mis mo, aun -que en lu gar de T apa re ce ura ci lo (U).Den tro de las mis mas di fe ren cia mos lasba ses pú ri cas A y G (for ma das por dosani llos) y las ba ses pi ri mí di cas C y T, co -mo tam bién U (for ma das por un ani llo).

Re sul ta así que la enor me ver sa ti li dadde los áci dos nu clei cos de pen de de la al -ter nan cia de ape nas cua tro ele men tos di -fe ren tes. Es te he cho ge ne ró una enor medi fi cul tad pa ra la de fi ni ti va acep ta cióndel DNA co mo la esen cia de la in for ma -ción gé ni ca, de bi do a la su pues ta sim ple -za de su cons ti tu ción. Ha cia 1953, Wat -son y Crick pro pu sie ron que la mo lé cu lade DNA era una do ble hé li ce, es truc tu raque po día ex pli car sus sor pren den tes atri -bu tos bio ló gi cos. En ca da una de las ca -de nas de la do ble hé li ce, los nu cleó ti doses ta ble cen unio nes fos fo diés ter en tre laspen to sas. Las dos ca de nas se man tie nenuni das en tre sí por puen tes de hi dró ge noen tre los úni cos pa res po si bles de ba sesni tro ge na das com ple men ta rias, A con T,con dos puen tes y G con C, con tres.

El DNA lle va la in for ma ción en lase cuen cia li neal de sus nu cleó ti dos. Ca danu cleó ti do pue de ser con si de ra do co mouna le tra en un al fa be to de cua tro le tras(A, T, C y G); por lo tan to di fe ren tes se -cuen cias nu cleo tí di cas im pli can di fe ren -tes men sa jes. El nú me ro de di fe ren tescom bi na cio nes nu cleo tí di cas en una ca -de na de n nu cleó ti dos es de 4n. Te nien -do en cuen ta que una cé lu la ani mal pue -de con te ner 3 x 109 nu cleó ti dos, se apre -cia que el nú me ro de com bi na cio nes po -si bles es al tí si mo.

2. B IO LO GÍA MO LE CU LAR

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Flu jo de la in for ma ción ge né ti ca

Si se in ten ta es ta ble cer una com pa ra -ción sim ple que per mi ta te ner una no -ción apro xi ma da –aun que se gu ra men teim per fec ta– del cau dal de in for ma ciónque ma ne ja una cé lu la, el ge no ma po dríaser equi pa ra do a una enor me bi blio te caubi ca da den tro del nú cleo ce lu lar (Cua -dro 2-1). En las cé lu las de te ji dos hu ma -nos, es ta in for ma ción se en cuen tra re par -ti da en 46 es tan te rías (cro mo so mas) o,me jor di cho, en 23 pa res de es tan te rías,pues to que exis ten dos co pias de to do elma te rial de la bi blio te ca. Ca da es tan te ríain clu ye va rios es tan tes con mu chos li bros(ge nes), que cons ti tu yen las uni da des dein for ma ción. Ca da uno de los li broscon tie ne las ins truc cio nes ne ce sa rias pa rafa bri car só lo una “he rra mien ta” (pro teí -na con ac ción en zi má ti ca) o un “la dri llo”(pro teí na es truc tu ral), de los tan tos y tandi fe ren tes ele men tos que ha cen fal ta pa -ra edi fi car y po ner en mar cha a una cé lu -la. Igual men te, mu chos li bros pue den es -tar en blan co o con te ner las ins truc cio -nes pa ra otras ac ti vi da des que rea li za lacé lu la.

Los la dri llos y he rra mien tas son fa -bri ca dos fue ra de la bi blio te ca, por locual es ne ce sa rio to mar la in for ma cióndel nú cleo. Pe ro, la men ta ble men te, no espo si ble re ti rar de allí los li bros. Así, en labi blio te ca exis ten “fo to co pia do ras” (en zi -ma RNA po li me ra sa) que co pian las ins -truc cio nes de un li bro por vez. Con la“fo to co pia” (RNA men sa je ro), se dis po -ne en ton ces de las ins truc cio nes pa raque, en pe que ños “ta lle res” (ri bo so mas)exis ten tes en el ci to plas ma ce lu lar, se ela -bo re la co rres pon dien te he rra mien ta ola dri llo es pe ci fi ca do en el li bro ori gi nal.

Por tra tar se de una sim pli fi ca ción,es ta com pa ra ción del ge no ma con la in -

for ma ción con te ni da en una bi blio te case gu ra men te po sea al gu nas in co rrec cio -nes cuan do se la ana li za con ojos de ex -per to. No obs tan te, pue de re sul tar deuti li dad en un pri mer mo men to pa raquien in ten te en trar en con tac to concues tio nes de ín do le mo le cu lar.

Con ti nuan do con un len gua je máspro pio, la idea cen tral –o “dog ma” cen -tral– de la bio lo gía mo le cu lar se re fie re alflu jo uni di rec cio nal de la in for ma ción ge -né ti ca. Un seg men to de DNA se trans cri -be a RNA men sa je ro (RNAm), es teRNAm es pro ce sa do y fi nal men te tra du -ci do a pro teí na. A su vez, la pro teí na pue -de ple gar se y su frir mo di fi ca cio nes crí ti -cas lue go de la tra duc ción pa ra su ade cua -do fun cio na mien to. Una ex cep ción a es -te flu jo de in for ma ción uni di rec cio nal lacons ti tu yen los re tro vi rus, que son ca pa -ces de sin te ti zar DNA a par tir de mol desde RNA, em plean do una en zi ma de no -mi na da trans crip ta sa re ver sa. Fi nal men te,el DNA tie ne la po si bi li dad de ser du pli -ca do, ase gu rán do se la dis po ni bi li dad deco pias de la in for ma ción. En el mar co deldog ma cen tral de la bio lo gía mo le cu lar,de be re cor dar se que du pli ca ción es si nó -ni mo de sín te sis de DNA, trans crip ciónde sín te sis de RNA y tra duc ción de sín te -sis de pro teí na.

Du pli ca ción del DNA

El ci clo de vi da de una cé lu la com -pren de dos pe río dos fun da men ta les, lain ter fa se y la di vi sión ce lu lar o fa se. Du -ran te mu cho tiem po es ta úl ti ma fa se,que lle va a la for ma ción de dos cé lu lashi jas, fue vis ta co mo el úni co even to re -le van te del ci clo mien tras la in ter fa se eracon si de ra da erró nea men te un pe río do dere po so. Muy por el con tra rio, du ran te lain ter fa se se de sa rro lla la ac ti vi dad bio sin -

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té ti ca más im por tan te de to do el ci clo,in clu yen do la du pli ca ción del ma te rialge né ti co que se re par te lue go du ran te la

di vi sión ce lu lar. La in ter fa se ce lu lar in -clu ye tres pe río dos de no mi na dos G1, S yG2. El pe río do S o sin té ti co es el mo -

Cua dro 2-1. La in for ma ción ge né ti ca vis ta co mo una gran bi blio te ca, don de ca daes tan te ría es un cro mo so ma y ca da li bro, un gen. Aun que al go sim pli fi ca da, la com -pa ra ción per mi te ilus trar los pa sos prin ci pa les que lle van a la ela bo ra ción de pro teí nas,es truc tu ra les o en zi má ti cas, que dan sus ten to a la mor fo lo gía y la fun ción de las cé lu -las.

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men to en el cual se du pli ca el con te ni dode DNA. El in ter va lo que pre ce de a lasín te sis de DNA se de no mi na G1 y elque si gue a la mis ma, G2. Lue go, la cé -lu la en tra en el pe río do de mi to sis (M), ylas cé lu las hi jas re sul tan tes vuel ven a es -tar en G1. De tal for ma que el ci clo ce -lu lar es una su ce sión de los pe río dos G1,S, G2 y M, de los cua les el más va ria bleen du ra ción es G1, mien tras S, G2 y Mson re la ti va men te cons tan tes; al gu nas cé -lu las pue den per ma ne cer por lap sos pro -lon ga dos en un pe río do no pro li fe ra ti vode no mi na do G0.

Se con si de ra que la sín te sis de DNAes el acon te ci mien to que mar ca la pro -gre sión del ci clo ce lu lar. El me ca nis mode du pli ca ción del ma te rial ge né ti co, atra vés del cual se pre pa ra la in for ma ciónan tes de la di vi sión ce lu lar pa ra dis po neruna co pia pa ra ca da cé lu la hi ja, es muysim ple en apa rien cia, pe ro in vo lu cra unacom ple jo con jun to de pro teí nas. Co molas se cuen cias de las dos ca de nas delDNA son com ple men ta rias, las dos por -tan exac ta men te la mis ma in for ma ciónge né ti ca. Si lla ma mos a una ca de na A y ala otra A’, la ca de na A pue de ser vir co momol de o “tem pla do” pa ra la sín te sis de laca de na A’ y vi ce ver sa. En ton ces, la in for -ma ción ge né ti ca pue de ser co pia da porun pro ce so en el cual la ca de na A se se -pa ra de la ca de na A’ y am bas sir ven detem pla do pa ra la pro duc ción de una do -ble ca de na idén ti ca a la ori gi nal.

La DNA po li me ra sa, prin ci pal en zi -ma in ter vi nien te, ca ta li za la adi ción denu cleó ti dos al car bo no 3’ de una ca de nade DNA. Ca da nu cleó ti do que se agre guecon tie ne tres fos fa tos y la hi dró li sis de es -tos gru pos fos fa to pro vee la ener gía ne ce -sa ria. Du ran te la du pli ca ción del DNA,las dos ca de nas sir ven co mo tem pla do ylas cé lu las hi jas re ci ben un DNA de do -

ble ca de na con una he bra vie ja y otra re -cién sin te ti za da. Co mo las ca de nas es tánuni das por puen tes de hi dró ge no –unio -nes re la ti va men te dé bi les–, la se pa ra ciónno re quie re me ca nis mos en zi má ti cos. Eles tu dio de la re pli ca ción del DNA bac te -ria no re ve ló que la re gión de re pli ca ciónse mue ve a lo lar go de la do ble hé li ce pa -ren tal, co mo un “cie rre re lám pa go ro to”,ge ne ran do una es truc tu ra de for ma de Y,la hor qui lla de re pli ca ción.

Las uni da des de re pli ca ción se lla -man re pli co nes. La re pli ca ción del DNAbac te ria no fun cio na con un úni co re pli -cón, o sea que po see un so lo ori gen dere pli ca ción, que ló gi ca men te ge ne ra doshor qui llas. En los eu ca rion tes, en cam -bio, se for man va rios mi les de re pli co nesy, así, dis po nien do de múl ti ples si tios deori gen en la cro mo ti na se re suel ve el pro -ble ma de la ve lo ci dad de re pli ca ción.

La orien ta ción an ti pa ra le la de las ca -de nas de DNA en la do ble hé li ce obli gaa la sín te sis en el sen ti do 5’-3’ y 3’-5’,por lo que se rían ne ce sa rias dos po li me -ra sas dis tin tas. Co mo no exis te nin gu naDNA po li me ra sa con ac ti vi dad en el sen -ti do 3’-5’, la sín te sis del DNA es dis con -ti nua por lo me nos en una de sus ca de -nas, ge ne rán do se frag men tos cor tos(frag men tos de Oka za ki) a me di da que elcie rre re lám pa go se va abrien do. Losfrag men tos se sin te ti zan en el úni co sen -ti do po si ble y son lue go uni dos pa racrear la ca de na de DNA; las me lla du rasson se lla das por la DNA li ga sa, en zi maque tam bién in ter vie ne en la re pa ra cióndel DNA. De es ta for ma, la es truc tu ra dela hor qui lla de re pli ca ción es asi mé tri ca,ya que una ca de na es sin te ti za da en for -ma con ti nua (ca de na lí der o ade lan ta da)y la otra en for ma dis con ti nua (ca de nare tra sa da).

Pa ra la ac ti vi dad de la DNA po li me -

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ra sa se re quie re la pre sen cia del mol de otem pla do de DNA, una bue na can ti dadde los cua tro de so xi nu cleó ti dos tri fos fa toy una por ción de RNA que ac túa co moce ba dor, pues to que la en zi ma só lo pue deagre gar nue vos nu cleó ti dos a una ca de napree xis ten te. En la ca de na re tra sa da se ne -ce si ta un me ca nis mo par ti cu lar pa ra pro -du cir los ce ba do res e in vo lu cra la RNApri ma sa, que uti li za ri bo nu cleó ti dos tri -fos fa to pa ra sin te ti zar pe que ños ce ba do resde RNA. Es tos son lue go elon ga dos por laDNA po li me ra sa pa ra co men zar la sín te -sis de los frag men tos de Oka za ki.

Otras pro teí nas par ti ci pan tes in clu -yen a las DNA he li ca sas, que hi dro li zanATP cuan do es tán uni das a DNA de ca -de na sim ple; es to les per mi te mo ver se a lolar go del DNA has ta en con trar otra re -gión de do ble ca de na, pa ra con ti nuarmo vién do se se pa ran do las ca de nas en tresí. Otras pro teí nas que se unen al DNAde ca de na sim ple, lla ma das pro teí nas de -ses ta bi li zan tes de la hé li ce, se unen alDNA ex pues to que to da vía per ma ne cedis po ni ble co mo tem pla do. Es tas pro teí -nas no son ca pa ces de se pa rar la do ble hé -li ce, pe ro co la bo ran con las he li ca sas es ta -bi li zan do la con for ma ción sim ple ca de -

na. Tam bién exis ten otras pro teí nas queson las res pon sa bles de de sen re dar elDNA, las DNA to poi so me ra sas. Soncon si de ra das nu clea sas re ver si bles, quecor tan el DNA y lue go lo vuel ven a unir.El cor te tran si to rio en una (to poi so me ra -sa I) o las dos ca de nas de DNA (to poi so -me ra sa II) per mi ti ría que la hé li ce gi re yli be re así la ten sión gi ra to ria acu mu la dapor el de sen ro lla mien to pro du ci do porlas he li ca sas.

En re su men, la re pli ca ción delDNA co mien za con la se pa ra ción lo calde las ca de nas com ple men ta rias de lado ble hé li ce, ca da una de las cua les ac -túa co mo mol de pa ra la for ma ción deuna nue va mo lé cu la de DNA. Por lotan to, ca da do ble hé li ce de DNA “hi ja”,es ta rá for ma da por una ca de na ori gi naly una re cién sin te ti za da, por lo cual sedi ce que la sín te sis de DNA es se mi con -ser va do ra. La re pli ca ción del DNA esade más asin cró ni ca, pues to que no ocu -rre al mis mo tiem po en to do el ge no may tie ne múl ti ples si tios de ori gen. A pe -sar de que la DNA po li me ra sa pro ce dea la sín te sis en un úni co sen ti do deavan ce, los me ca nis mos mo le cu la resase gu ran que el pro ce so trans cu rra en

Cua dro 2-2. Prin ci pa les ca rac te rís ti cas de la du pli ca ción del DNA de cé lu las eu -ca rio tas.

1. SE MI CON SER VA DO RA: Ca da mo lé cu la de DNA tie ne una ca de na vie ja, que ac tuó de mol de, y otra re cién sin te ti za da.

2. ASINCRÓNI CA: No se de sa rro lla al mis mo tiem po en to do el ge no ma.

3. MÚL TI PLES SI TIOS DE ORI GEN: La du pli ca ción se ini cia en dis tin tos pun tos del ge no ma.

4. BI DI REC CIO NAL: Des de ca da si tio de ori gen avan za en am bas di rec cio nes, a pe sar de que la DNA po li me ra sa lee y du pli ca en un so lo sen ti do.

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am bas di rec cio nes des de un pun to deori gen (Cua dro 2-2).

Los erro res que se pro du cen du ran tela re pli ca ción del DNA pue den ser lacau sa de al te ra cio nes del ge no ma. Muyra ra men te, la ma qui na ria de re pli ca ciónsal ta o adi cio na al gún nu cleó ti do, co lo cauna T en lu gar de una C, o una A en lu -gar de una G. Cual quier cam bio en la se -cuen cia del DNA cons ti tu ye un error ge -né ti co o mu ta ción, el cual pue de per sis -tir en los si guien tes li na jes de cé lu las so -má ti cas o ser trans mi ti do de ge ne ra ciónen ge ne ra ción si afec ta a las cé lu las ger -mi na les (ga me tas). Afor tu na da men te,exis ten va rios me ca nis mos de con trolque re co no cen y eli mi nan los nu cleó ti -dos po si cio na dos en for ma in co rrec ta. Secon si de ra que los erro res en la se cuen ciade nu cleó ti dos de la mo lé cu la de DNAco pia da son me no res a 1 por ca da 109

nu cleó ti dos adi cio na dos.Las mu ta cio nes pue den in vo lu crar a

va rios pa res de ba ses, co mo ocu rre enlas pér di das de gran des frag men tos (de -le cio nes), o com pro me ter a una so la ba -se, co mo en el ca so de las mu ta cio nespun tua les. Es tas úl ti mas pue den in cluirtran si cio nes (una ba se pi ri mí di ca cam -bia da por otra pi ri mí di ca o una ba sepú ri ca por otra pú ri ca), trans ver sio nes(una ba se pú ri ca por una ba se pi ri mí di -ca o vi ce ver sa), pér di das e in ser cio nesde una ba se. Si guien do la com pa ra cióndel ge no ma con una gran bi blio te ca, losge nes mu ta dos po drían equi pa rar se a li -bros con pá gi nas fal tan tes. Así, deacuer do con la im por tan cia del tex toper di do, las ins truc cio nes pa ra ela bo rar“la dri llos” o “he rra mien tas” po drían re -sul tar al go in com ple tas o, in clu si ve,per der to do sen ti do.

La RNA po li me ra sa, que trans cri belos ge nes que lue go se rán tra du ci dos a

pro teí na, no co rri ge los po si bles erro resdel mol de de DNA o gen. Por lo tan to,las mo di fi ca cio nes en la se cuen cia denu cleó ti dos del DNA pue de in fluir en laes truc tu ra de pro teí nas crí ti cas pa ra lacé lu la. Los al te ra cio nes de una so la ba sede un gen pue den te ner un efec to pro -fun do en la es truc tu ra de la pro teí na co -di fi ca da por és te. En las tran si cio nes ytrans ver sio nes, el cam bio en un co donpue de cam biar un ami noá ci do por otro;es tas mu ta cio nes pue den ser si len tes si sede sa rro llan en re gio nes que no se ex pre -san. En las pér di das e in ser cio nes, porcam bio del mar co de lec tu ra, el men sa jees leí do en for ma dis tin ta y se pro du ceuna pro teí na muy di fe ren te de la nor -mal.

El có di go ge né ti coy la sín te sis pro tei ca

La se cuen cia de nu cleó ti dos delRNAm se tra du ce a pro teí na me dian teun pro ce di mien to re gla do por un ver da -de ro len gua je mo le cu lar, el có di go ge né -ti co. Con pe que ñas ex cep cio nes, el có di -go ge né ti co es uni ver sal, in vo lu cran do ato dos los or ga nis mos vi vos. Los nu cleó ti -dos son leí dos en gru pos de tres, que sede no mi nan co do nes o tri ple tes, la uni dadhe re di ta ria que es pe ci fi ca un ami noá ci dode la se cuen cia de una pro teí na. Exis ten64 co do nes po si bles pa ra los 20 ami noá -ci dos. Los 64 co do nes sur gen de las com -bi na cio nes po si bles de las cua tro le trasdel len gua je: A, U, C y G en el RNAm.Es evi den te que va rios tri ple tes pue denco di fi car al mis mo ami noá ci do, o sea queal gu nos tri ple tes son si nó ni mos; por es tara zón, se di ce que el có di go ge né ti co esre dun dan te o de ge ne ra do. Ade más, exis -ten tri ple tes que son sig nos de pun tua -ción de es te len gua je. El tri ple te AUG es

el que in di ca el ini cio de la tra duc ción ylos tri ple tes UAA, UAG o UGA in di canfi na li za ción de la mis ma (Cua dro 2-3).

Los co do nes no son leí dos di rec ta -men te si no que re quie ren un adap ta dor,una mo lé cu la que re co no ce tan to al ami -noá ci do co mo al tri ple te (co dón). Es tosadap ta do res son los RNA de trans fe ren -cia (RNAt), que po seen una re gión de re -co no ci mien to es pe cí fi co del co dón, o an -ti co dón, y una se cuen cia pa ra car gar alami noá ci do. És te se une al RNAt en for -ma co va len te me dian te la ami noa cilRNAt sin te ta sa, exis tien do una en zi madi fe ren te pa ra ca da ami noá ci do. De talfor ma que la sin te ta sa fun cio na co mo unadap ta dor, al igual que el RNAt. Ca daRNAt pue de lle var so la men te un ami -noá ci do de los 20 uti li za dos en la sín te sispro tei ca. Por lo tan to, es el RNAt, y no elami noá ci do uni do al mis mo, el que en -cuen tra el si tio ade cua do don de se de bein cor po rar un ami noá ci do da do en unapro teí na.

El me ca nis mo por el cual las mo lé -cu las de RNAt leen de ma ne ra se cuen cialal RNAm re quie re de una ma qui na riaadi cio nal in te gra da por los ri bo so mas y

una se rie de pro teí nas re gu la to rias. Losri bo so mas son or ga ne las com pues tas porpro teí nas y una for ma es pe cial de RNA,el ri bo so mal (RNAr). Es tán for ma dospor dos su bu ni da des, ma yor y me nor,que cal zan en tre sí. La su bu ni dad máspe que ña del ri bo so ma se une al RNAt yal RNAm, mien tras que la gran de ca ta li -za la for ma ción de la unión pep tí di ca. Setra du cen los tri ple tes a una se cuen ciaami noa cí di ca un co dón por vez, usan dolas mo lé cu las de RNAt pa ra adi cio nar losami noá ci dos a la ca de na po li pep tídi cacre cien te. Cuan do el ri bo so ma al can za lase ñal de la fi na li za ción del men sa je, sede sar ma la ma qui na ria de tra duc ción, seli be ra la pro teí na re cién sin te ti za da y elRNAm que da suel to en el ci to plas ma.

La ta sa de error en la sín te sis pro tei caes de 1 por ca da 10.000 ami noá ci dos in -cor po ra dos; es de cir, apro xi ma da men teun error ca da 25 pro teí nas sin te ti za das.La fi de li dad de la tra duc ción de pen de delos dos sis te mas adap ta do res exis ten tes, launión de ca da ami noá ci do a su RNAtco rres pon dien te y el apa rea mien to de losco do nes del RNAm con los an ti co do nesdel RNAt.

TRANSCRIPCIÓN

TRADUCCIÓN

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Cua dro 2-3. Có di go ge né ti co: ejem plo de la sín te sis de un pe que ño pép ti do.

DNADobleHélice

Proteína

RNAm

5’ ATG CTT CCT CGG TGC TAC TGT GAA TAA 3’

3’ TAC GAA GAA GCC ACG ATG ACA CTT ATT 5’

5’ AUG CUU CCU CGG UGC UAC UGU GAA UAA 3’

(NH2)MET-LEU-PRO-ARG-CIS-TIR-CIS-GLU-fin(COOH)

hebracodificadora

hebra nocodificadora(Templado)

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Es truc tu ra de los ge nes eu ca rió ti cos

Los ge nes de las cé lu las eu ca rio tas seca rac te ri zan por po seer se cuen cias co di fi -ca do ras de pro teí nas lla ma das exo nes, in -te rrum pi das por se cuen cias no co di fi ca -do ras de no mi na das in tro nes. Pa ra la pro -duc ción de una pro teí na se trans cri beini cial men te la lon gi tud to tal del gen, in -clu yen do los exo nes e in tro nes, pro du -cién do se así un RNAm muy lar go, eltrans crip to pri ma rio (Cua dro 2-4). An -tes de que es ta mo lé cu la de je el nú cleo,un con jun to de en zi mas re mue ve los in -tro nes pro du cien do una mo lé cu la mu -cho más cor ta, el RNAm ma du ro. Es teme ca nis mo de cor te y em pal me (co no ci -do co mo spli cing) es uno de los cam biosmás re le van tes del pro ce sa mien to delRNAm. Ade más, el RNAm ma du ro su -fre agre ga dos de nu cleó ti dos que otor ganma yor es ta bi li dad a la mo lé cu la, un ca -pu chón de me til gua no si na en el ex tre mo5’ (cap) y una se cuen cia de al re de dor de250 ade ni nas en el ex tre mo 3’ (po liA).

Los cor tes y em pal mes otor gan ver -sa ti li dad a la ul te rior sín te sis de pro teí -na. Los trans crip tos pri ma rios de al gu -nos ge nes pue den su frir spli cing en lu ga -res di fe ren tes pro du cién do se así dis tin -tas mo lé cu las de RNA en ca da ti po ce lu -lar o en un es ta dio par ti cu lar del de sa -rro llo o la di fe ren cia ción. Es tas va ria cio -nes en el pro ce sa mien to del RNAm seco no cen co mo spli cing al ter na ti vo y tie -nen un pa pel im por tan te en la re gu la -ción de la ex pre sión gé ni ca. En otras pa -la bras, es po si ble “fo to co piar” los ca pí -tu los de un li bro, pa ra lue go reor de nar -los y ob te ner una com bi na ción par ti cu -lar que da lu gar a una re ce ta di fe ren te dela ori gi nal.

En la re gu la ción de la trans crip ciónde las por cio nes del ge no ma co di fi ca do -ras de pro teí nas exis ten ele men tos fun da -men ta les, co mo se cuen cias re gu la to riascor tas y de fi ni das del DNA –co mo lospro mo to res– y pro teí nas que re co no cena las an te rio res. Es tas pro teí nas re gu la to -rias ac ti van o inac ti van la trans crip ción

Cua dro 2-4. Trans crip ción de ge nes eu ca rió ti cos y pro ce sa mien to del men sa je ro.Pa ra la pro duc ción de una pro teí na se trans cri be ini cial men te la lon gi tud to tal delgen, in clu yen do los exo nes e in tro nes, pro du cién do se así un RNAm muy lar go, eltrans crip to pri ma rio. Lue go se pro du cen los me ca nis mos de cor te y em pal me, co motam bién el agre ga do de nu cleó ti cos en los ex tre mos del trans crip to ma du ro.

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de gru pos de ge nes por unión es pe cí fi caa por cio nes del DNA ve ci nas a di chosge nes co di fi ca do res.

Ori gi nal men te se pen sa ba que laspro teí nas re gu la to rias re que rían un ac ce -so di rec to a los puen tes de hi dró ge no delas ba ses ni tro ge na das pa ra po der dis tin -guir una se cuen cia de DNA de otra. Enla ac tua li dad se sabe que pue den re co no -cer des de afue ra la se cuen cia y “ver” lain for ma ción del DNA sin la ne ce si dadde de sar mar la do ble hé li ce.

El pro mo tor es la se cuen cia que ac -túa co mo si tio de re co no ci mien to e ini -cio de la trans crip ción de una re giónpar ti cu lar del DNA. In clu ye se cuen ciascon sen so, al ta men te con ser va das en to -das las es pe cies. En eu ca rion tes, los pro -mo to res po seen las se cuen cias con sen soTA TA box y CAAT box. La se cuen ciacon sen so TA TA es im por tan te pa ra latrans crip ción y apa ren te men te su fun -ción es la de lo ca li zar el co mien zo de latrans crip ción. CAAT es tá pre sen te enmu chos ge nes, pe ro no en to dos, y lasde le cio nes en es ta re gión dis mi nu yenmu cho el ni vel de trans crip ción. Exis tentam bién otras se cuen cias im por tan teslla ma das po ten cia do ras o en han cers y si -tios re gu la do res, cu ya fun ción es ac ti varo inac ti var ge nes.

Es truc tu ra de la cro ma ti na y los cro mo so mas

A di fe ren cia de que lo que ocu rre enbac te rias, en los eu ca rion tes el DNA nose ha lla li bre o “des nu do”, si no in te gra doa otros ele men tos for man do la cro ma ti -na, que in clu ye DNA, RNA, his to nas yotras pro teí nas no his tó ni cas. El con te ni -do de RNA y pro teí nas no his tó ni cas co -mo po li me ra sas y dis tin tas pro teí nas re -gu la to rias es va ria ble. En con tra po si ción,

las pro teí nas his tó ni cas se en cuen tran enuna re la ción 1:1 con el DNA.

Las his to nas son cin co: H1, H2a,H2b, H3 y H4; la H1 es tá re la cio na dacon el ple ga mien to de la cro ma ti na y seune en for ma más la xa con el DNA. Alob ser var la cro ma ti na con el mi cros co -pio elec tró ni co se apre cia una es truc tu raen for ma de cuen tas de co llar, don de ca -da una de es tas cuen tas son nu cleo so -mas de DNA e his to nas, co nec ta dos en -tre sí por un hi lo de DNA. Es te as pec toes con si de ra do un ar ti fi cio de la téc ni ca,por la re mo ción de la his to na H1. Enpre sen cia de H1, se apre cia una es truc -tu ra de la cro ma ti na en cuen tas de co llarsin hi lo co nec tor y las cuen tas se to canen tre sí for man do la fi bra de 10 nm,que re pre sen ta el pri mer or den de or ga -ni za ción de la cro ma ti na. Los nu cleo so -mas es tán for ma dos por un oc tá me ro dehis to nas (dos mo lé cu las de H2a, H2b,H3 y H4), al re de dor del cual –re me -dan do un ru le ro– el DNA da dos vuel -tas com ple tas. La es truc tu ra de la fi braes tá es ta bi li za da por la his to na H1, des -de fue ra del nu cleo so ma. Las fi bras de10 nm, a su vez, se pue den ple gar for -man do fi bras grue sas de 30 nm, que co -rres pon den a cro ma ti na inac ti va des deel pun to de vis ta de la ex pre sión gé ni ca.Los nu cleo so mas se dis po nen muy apre -ta dos en tre sí y se di fi cul ta la trans crip -ción del DNA.

La he te ro cro ma ti na se ca rac te ri zapor te ner un al to ni vel de com pac ta cióndu ran te el pe río do de in ter fa se, for man -do fi bras grue sas de 30 nm. Las res tan tespor cio nes del DNA es tán en un es ta dono con den sa do en fi bras de 10 nm, laeu cro ma ti na, que co rres pon de a las zo -nas ge né ti ca men te ac ti vas (Cua dro 2-5).La he te ro cro ma ti na que no se des con -den sa en nin gún mo men to se de no mi na

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he te ro cro ma ti na cons ti tu ti va, mien trasaque lla que pue de con den sar se y des con -den sar se al ter na ti va men te se lla ma he te -ro cro ma ti na fa cul ta ti va. Los cro mo so -mas cons ti tu yen el má xi mo gra do decom pac ta ción de la cro ma ti na, al can za -do úni ca men te du ran te la mi to sis. Afec -ta a to do el ge no ma, sin im por tar su es -ta do du ran te la in ter fa se ba jo la for ma dehe te ro cro ma ti na o eu cro ma ti na. Co moes ló gi co, la con den sa ción im pi de la ex -pre sión de cual quier gen en ese pe río dodel ci clo ce lu lar.

Al igual que la con den sa ción de lacro ma ti na, el gra do de me ti la ción delDNA tam bién in flu ye so bre la ex pre sióngé ni ca. Usual men te, las re gio nes hi per me -ti la das del ge no ma no se ex pre san, mien -tras que los ge nes que re si den en zo nas hi -po me ti la das sí pue den ha cer lo (Cua dro 2-5). Exis ten evi den cias que in di can que lame ti la ción in du ce la inac ti va ción de ge nese, in clu si ve, las re gio nes si len cia das pue -den ser he re da das en tal es ta do. Por otrapar te, las al te ra cio nes de la me ti la ción delDNA son fre cuen tes en las cé lu las can ce -ro sas y pue den in ter ve nir di rec ta men te enel pro ce so de car ci no gé ne sis.

Re gu la ción de la ex pre sión gé ni ca

En fo ca da des de el cam po de la bio -lo gía mo le cu lar y ce lu lar, la ex pre sión gé -ni ca alu de a la ela bo ra ción de la pro teí naco di fi ca da por un gen. La ex pre sión deun gen, en ton ces, im pli ca que su se cuen -cia (DNA) fue trans crip ta a un men sa je -ro (RNA), se pro ce só ese men sa je ro y, fi -nal men te, en los ri bo so mas se efec tuó sutra duc ción y sín te sis de la pro teí na. Dees ta for ma, la cé lu la con vir tió la se cuen -cia de ba ses pú ri cas y pi ri mí di cas del áci -do nu clei co en la co rres pon dien te se -cuen cia de ami noá ci dos.

La re gu la ción de la ex pre sión gé ni case re la cio na con la ca pa ci dad de las cé lu -las y los or ga nis mos vi vos de de ter mi narel nú me ro, la can ti dad y el mo men to dela sín te sis de pro teí nas. En otras pa la -bras, de ci dir qué pro teí nas, cuán tas ycuán do se van ela bo rar, res pon dien do alas se ña les del am bien te o co mo par te deun plan ti su lar re la cio na do con la di fe -ren cia ción de la es tir pe ce lu lar. La ca pa -ci dad de ac ti var o inac ti var la ex pre siónde ge nes es muy im por tan te pa ra que lascé lu las pue dan res pon der y amol dar se a

CON DEN SA CIÓN

Eu cro ma ti na(des con den sa da, fi bra de 10 nm) Ge né ti ca men te ac ti va

He te ro cro ma ti na(con den sa da, fi bra de 30 nm) Ge né ti ca men te inac ti va

ME TI LA CIÓN

DNA hi po me ti la do Ge né ti ca men te ac ti vo

DNA hi per me ti la do Ge né ti ca men te inac ti vo

Cua dro 2-5. Con trol es truc tu ral de la ex pre sión gé ni ca. En eu ca rion tes, el gra dode com pac ta ción de la cro ma ti na in ci de so bre la ex pre sión gé ni ca. De la mis ma for -ma, la me ti la ción del DNA tam bién pue de si len ciar por cio nes del ge no ma.

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los cam bios del mi croam bien te cir cun -dan te. Las bac te rias ob tie nen la ener gíadi rec ta men te del me dio y, por lo tan to,de ben ser ca pa ces de adap tar se rá pi da -men te a las mo di fi ca cio nes del mis mo.En los or ga nis mos mul ti ce lu la res, encam bio, el me dio in ter no es mu cho máses ta ble, aun que las cé lu las igual men teac ti van o inac ti van ge nes en res pues ta aes tí mu los pro pios del or ga nis mo, co molos me dia dos por hor mo nas o fac to res decre ci mien to.

Exis ten mu chos pa sos en el lar go ca -mi no de la ex pre sión de los ge nes que enprin ci pio pue den ser re gu la dos, in clu -yen do con tro les en la trans crip ción, en elpro ce sa mien to del men sa je ro y en la tra -duc ción ri bo so mal. Sin em bar go, el con -trol trans crip cio nal es el más co mún, yaque im pi de la sín te sis de in ter me dia riosque no van a ser uti li za dos (Cua dro 2-6).Por lo tan to, ha bi tual men te la cé lu la de -ci de la ex pre sión del gen en los pa sos mástem pra nos, al trans cri bir el gen; es de cir,pro du cien do o no la co rres pon dien temo lé cu la de RNAm.

La ini cia ción de la trans crip ciónpue de ser re gu la da me dian te la ac ción depro teí nas ac ti va do ras y re pre so ras. Es tasúl ti mas se unen a se cuen cias de DNAde no mi na das ope ra do ras, se me jan tes aaque llas que con tac ta la RNA po li me ra -sa al dar ini cio la trans crip ción. Exis tentres ti pos de RNA po li me ra sa; la ti po IItrans cri be to dos los ge nes que co di fi canla es truc tu ra de pro teí nas, mien tras lasRNA po li me ra sas ti pos I y III se re la cio -nan con la sín te sis de RNAr, RNAt ycier tos RNAs de fun ción po co co no ci da.

En las cé lu las eu ca rion tes, si bien sesi guen li nea mien tos se me jan tes a lospro ca rion tes en la re gu la ción de la ex -pre sión gé ni ca, la RNA po li me ra sa (ti poII) no pue de ini ciar por sí so la la trans -

crip ción. Re quie re un gru po adi cio nalde pro teí nas lla ma das fac to res ba sa les,que se de ben en sam blar en la re giónpro mo to ra an tes de que co mien ce latrans crip ción del men sa je ro. El pro ce sode en sam bla je pro vee múl ti ples pa sos enlos que la ve lo ci dad de la trans crip ciónpue de ser ace le ra da o re tar da da en res -pues ta a se ña les re gu la to rias. Los en han -cers par ti ci pan co mo se cuen cias re gu la -to rias del DNA que pue den ac ti var apro mo to res que es tán a mi les de nu -cleó ti dos de dis tan cia.

Los nu cleo so mas no re pre sen tan unaobs truc ción se ria pa ra las pro teí nas re gu -la to rias o pa ra la RNA po li me ra sa y lashis to nas pue den ser des pla za das pa ra darco mien zo a la trans crip ción. In clu so, launión de una pro teí na re gu la to ria a unpro mo tor em pa que ta do con his to nas,po dría de sar mar al nu cleo so ma y per mi -tir el en sam bla je de los fac to res ba sa les.Los ge nes que se ex pre san de ma ne racons ti tu ti va tie nen pro mo to res fá cil men -te ac ce si bles pa ra los fac to res ba sa les. In -ver sa men te, el al to gra do de em pa que ta -mien to pue de tor nar al DNA inac ce si blepa ra las pro teí nas re gu la to rias y los fac to -res ba sa les. Por lo tan to, la es truc tu ra dela cro ma ti na ju ga ría un pa pel im por tan -te en el con trol de la ex pre sión gé ni ca eneu ca rion tes, si len cian do ex ten sas re gio -nes del ge no ma. Unos po cos años atrásse con si de ra ba que la es truc tu ra de lacro ma ti na era un as pec to irre le van te enla re gu la ción de la ex pre sión gé ni ca. Sinem bar go, hoy se con si de ra que las his to -nas par ti ci pan en la ac ti va ción de los ge -nes, co la bo ran do en el ini cio de la trans -crip ción del RNA men sa je ro. Se pro pu -sie ron dos eta pas en la ac ti va ción de latrans crip ción, una de pen dien te de lashis to nas y otra in de pen dien te de las mis -mas. En la pri me ra, las pro teí nas ac ti va -

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do ras, uni das a la se cuen cia en han cer, re -co no cen es pe cí fi ca men te el ex tre mo dela his to na H4 y pro du cen un cam biocon for ma cio nal que eyec ta a las H2a yH2b. Es to de sar ma tem po ra ria men te el

nu cleo so ma, fa ci li tan do el de sen ro lla -mien to del DNA y su lec tu ra. En la se -gun da eta pa, in de pen dien te de las his to -nas, las pro teí nas ac ti va do ras uni das alen han cer in te rac túan con los fac to res ba -

Cua dro 2-6. Pun tos de con trol de la ex pre sión gé ni ca. Pa sos a lo lar go de la pro -gre sión de la ex pre sión gé ni ca en los cua les pue den de sa rro llar se me ca nis mos re gu -la to rios. El con trol trans crip cio nal (b) es con si de ra do el más im por tan te. (Mo di fi ca dode Cán cer Hoy, año 2, nú me ro 10: “De gen a pro teí na, la re gu la ción de la ex pre siónge né ti ca”.)

a) Con trol de es truc tu ra: Con trol en re la ción con la con den sa ción de la cro ma ti na y la me ti la ción del DNA.

b) Con trol trans crip cio nal: Con trol de la fre cuen cia de trans crip ción de un gen.c) Con trol del pro ce sa mien to: Con trol de los me ca nis mos por los cua les

el trans crip to pri ma rio es pro ce sa do o su fre spli cing.d) Con trol del trans por te: Se lec ción del RNA men sa je ro que pa sa del nú cleo

al ci to plas ma.e) Con trol de la tra duc ción: Se lec ción del RNA men sa je ro que es tra du ci do

en los ri bo so mas.f ) Con trol de de gra da ción del RNA men sa je ro: De ses ta bi li za ción

de la mo lé cu la de RNA men sa je ro.g) Con trol de la ac ti vi dad pro tei ca: Ple ga mien to, ac ti va ción o inac ti va ción

de las pro teí nas lue go de su sín te sis.

CITOPLASMA

e

f

g

dc

ab

TRADUCCIÓN

Proteína

Ribosoma

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sa les aso cia dos a la se cuen cia pro mo to ray se pro du ce la trans crip ción del gen conuna má xi ma efi cien cia.

De ter mi na ción y di fe ren cia ción

Una cé lu la tie ne un de ter mi na do as -pec to mor fo ló gi co por que se ha adap ta -do a cum plir una fun ción es pe cí fi ca den -tro del or ga nis mo. A su vez, pue de cum -plir esa fun ción de bi do a que ha ex pre sa -do los ge nes in di ca dos y, de es ta for ma,fa bri ca y dis po ne de las pro teí nas ne ce sa -rias. To das las cé lu las dis po nen del mis -mo ge no ma, aun que ca da es tir pe de ci decuá les ge nes ex pre sar. Las di fe ren ciasfun cio na les y mor fo ló gi cas en tre los dis -tin tos ti pos ce lu la res de un or ga nis mora di can por lo tan to en la ex pre sión dege nes par ti cu la res. Así, el ge no ma de unfi bro blas to in clu ye los ge nes in vo lu cra -dos en la sín te sis del co lá ge no; el fi bro -blas to los ex pre sa y ela bo ra la pro teí na.Una neu ro na y un lin fo ci to tam biéndis po nen de es tos ge nes, aun que nor -mal men te no los ex pre san, de bi do a queno es tán com pro me ti dos con las fun cio -nes es pe cí fi cas que des plie ga un fi bro -blas to.

En la com pa ra ción del ge no ma conuna bi blio te ca, po dría de cir se que to daslas cé lu las so má ti cas de un or ga nis motie nen bi blio te cas idén ti cas, con los mis -mos li bros, si bien ca da es tir pe ce lu larabre, fo to co pia y lee só lo los li bros que leson ne ce sa rios pa ra com pro me ter se conuna fun ción. Una vez que las cé lu las ani -ma les se es pe cia li zan en usar de ter mi na -dos li bros y apren den una ta rea, en con -di cio nes nor ma les es po co pro ba ble quese de ci dan a abrir otros li bros.

El or ga nis mo hu ma no es tá cons ti tui -do por mi llo nes de cé lu las. Sin em bar go,en tér mi nos de los dis tin tos ti pos ce lu la -

res la ci fra se re du ce a un va lor cer ca no ados cien tos. Pa ra com pren der al gu nosme ca nis mos que lle van a la di fe ren cia -ción es ne ce sa rio te ner en cuen ta que nose tra ta de un even to que afec ta en for main di vi dual y ais la da a ca da una de las cé -lu las de un or ga nis mo mul ti ce lu lar. Muypor el con tra rio, la di fe ren cia ción, es unpro ce so ti su lar, que de pen de de una in te -gra ción fun cio nal de to das las cé lu las delor ga nis mo des de el mis mo de sa rro lloem brio na rio has ta la vi da adul ta.

La di fe ren cia ción de be ser pri me road qui ri da y lue go man te ni da. El man te -ni mien to de la di fe ren cia ción im pli caun de li ca do ba lan ce con la re no va ciónti su lar; mien tras un te ji do se re nue va–al gu nos te ji dos lo ha cen con ma yor ve -lo ci dad que otros– las nue vas cé lu las,que vie nen a re po ner a las que se fue rondes car tan do, de ben adop tar y man te nerla di fe ren cia ción que im po ne el mi -croam bien te ti su lar.

La fe cun da ción ori gi na un or ga nis -mo uni ce lu lar, la cé lu la hue vo o ci go to,pun to de par ti da pa ra el de sa rro llo de unnue vo in di vi duo den tro de la es pe cie.Du ran te el de sa rro llo em brio na rio tem -pra no sur ge un or ga nis mo mul ti ce lu larcom ple jo, cu yas cé lu las se or de nan en eles pa cio en ba se a un pre ci so pa trón deor ga ni za ción cor po ral. En lí neas ge ne ra -les pue de con si de rar se que pa ra al can zarel es ta do plu ri ce lu lar la pro li fe ra ción ce -lu lar es su fi cien te. Pe ro es te com por ta -mien to ce lu lar só lo per mi te in cre men tarel nú me ro de cé lu las que son equi va len -tes en tre sí, es de cir no ge ne ra di ver si dadce lu lar. El ci go to es la cé lu la con ma yorpo ten cia li dad evo lu ti va, ya que ori gi na ato dos los ti pos ce lu la res pre sen tes en eladul to. Ca da ti po ce lu lar re pre sen ta unade las for mas po si bles de evo lu ción,cons ti tu yen do una vía evo lu ti va. Por lo

tan to, la po ten cia li dad evo lu ti va es la to -ta li dad de for mas po si bles de evo lu cióndel ci go to.

Una cé lu la que ha ya es co gi do una lí -nea de de sa rro llo es tá de ter mi na da. Unade fi ni ción más es tric ta de es te es ta do di -ce que la de ter mi na ción co rres pon de aun cam bio in ter no que dis tin gue a unacé lu la y su pro ge nie de otras cé lu las deun em brión y, ade más, en cau za a lasmis mas ha cia un cur so del de sa rro llo. Eltér mi no di fe ren cia ción, en cam bio, alu -de a una es pe cia li za ción ma ni fies ta deuna cé lu la en una ac ti vi dad o una fun -ción ca rac te rís ti ca. Por lo ge ne ral unacé lu la pri me ro se de ter mi na pa ra lue godi fe ren ciar se, si bien am bos pro ce sospue den ocu rrir si mul tá nea men te en al -gu nos ca sos. Ex cep cio nal men te la di fe -ren cia ción pue de de sa rro llar se sin de ter -mi na ción, pe ro la es pe cia li za ción de lacé lu la es re ver si ble.

En el con tex to de la de ter mi na ción,

de be ope rar al gún me ca nis mo de me mo -ria ce lu lar ope ran do en al gún ni vel decon trol, ya sea ci to plas má ti co, pa rá cri noo nu clear (Cua dro 2-7). La se ñal de ter -mi nan te in du ce mo di fi ca cio nes a ni velde las ma cro mo lé cu las aso cia das al ge no -ma, que im pli ca rían un cam bio en el es -ta do de al gu nas re gio nes del mis mo. Eles tí mu lo de ter mi nan te ten dría la ca pa ci -dad de mo di fi car el pa trón de ge nes“apa ga dos” y “en cen di dos” en ese mo -men to en par ti cu lar. Una re pro gra ma -ción ge né ti ca du ran te la de ter mi na ciónse lec cio na una ba te ría de ge nes que se ex -pre sa rán en las si guien tes eta pas del de sa -rro llo has ta que una nue va in te rac cióndi rec ti va in duz ca una nue va de ter mi na -ción. Los cam bios que su fre el ge no madu ran te la de ter mi na ción son es ta bles,irre ver si bles y he re da bles. Es de cir que,en con di cio nes nor ma les, se trans mi ten atra vés de ca da ci clo pro li fe ra ti vo a la si -guien te ge ne ra ción ce lu lar.

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Cua dro 2-7. Po si ble ni ve les de con trol de la me mo ria ce lu lar.

Me mo ria ci to plas má ti ca

Re gu la ción pa rá cri na o au tó cri na

Me mo ria nu clear

Ele men tos re gu la to rios pre sen tesen el ci to plas ma afec tan di rec ta oin di rec ta men te la ex pre sión delge no ma.

Los ele men tos re gu la to rios sonli be ra dos al me dio ex tra ce lu lar ydes de allí go bier nan la ex pre -sión del ge no ma. Las cé lu las ve -ci nas se in flu yen mu tua men te yel mi croam bien te se con vier teen un ele men to di fe ren cia dorco mún.

Cam bios in trín se cos del ge no -ma, por va ria cio nes en sec to resde la cro ma ti na o el DNA.

Ejem plo: El trans plan tede nú cleos de mues tra laac ti vi dad re gu la to ria delci to plas ma.

Ejem plo: El tras la do decé lu las a otro am bien teti su lar pue de mo di fi carsu com por ta mien to.

Ejem plos: Con de sa cióndel cro mo so ma X (Cor -pús cu lo de Barr); me ti la -ción del DNA.

41


La ex pre sión de nue vas ca rac te rís ti -cas fe no tí pi cas a lo lar go de la vía evo lu -ti va ele gi da cons ti tu ye el ver da de ro pro -ce so de di fe ren cia ción. La apa ri ción gra -dual de esas nue vas ca rac te rís ti cas per mi -te iden ti fi car es ta dos de di fe ren cia ciónpar cial. Al fi nal de la vía evo lu ti va, la cé -lu la ad quie re en for ma com ple ta el con -jun to de atri bu tos que per mi ten re co no -cer la co mo un ti po ce lu lar de fi ni do, lo -gran do la di fe ren cia ción ter mi nal. Es tees ta do re quie re de in te rac cio nes per mi si -vas pa ra su man te ni mien to y po see, ade -más, la ca pa ci dad de mo du la ción fren tea un me dio am bien te ex ter no va ria ble eim pre de ci ble.

En ca da te ji do las cé lu las sin te ti zansu pro pia ma triz ex tra ce lu lar. Es ta in flu -ye en gran me di da so bre la for ma y el ti -po de an cla je ce lu lar, que a su vez pue -den in fluir so bre la ex pre sión de ge nespor me dio de se ña les in tra ce lu la res sur gi -das en zo nas de con tac to fo cal. De es tama ne ra, la ma triz ex tra ce lu lar pue de in -fluir so bre la di fe ren cia ción ce lu lar. Enlos te ji dos coe xis ten di fe ren tes ti pos ce -lu la res que man tie nen su iden ti dad; laor ga ni za ción ti su lar se pre ser va, a pe sarde la muer te y la re no va ción cons tan tede sus com po nen tes. El man te ni mien tode la es truc tu ra y fun ción cor po ral se de -be en par te a que cé lu las es pe cia li za dasman tie nen sus ca rac te rís ti cas en for maau tó no ma (me mo ria ce lu lar) y las trans -mi ten a su pro ge nie (he re da bi li dad).Ade más, es to se re fle ja en las in te rac cio -nes en tre las cé lu las y con los sus tra toscir cun dan tes, lo que per mi te ajus tar su

com por ta mien to a cam bios del mi -croam bien te ti su lar (mo du la ción). Encon di cio nes fi sio ló gi cas, el es ta do de di -fe ren cia ción ter mi nal es es ta ble, pe ropue de ser mo du la do den tro de cier toran go por es tí mu los am bien ta les. Así, lamo du la ción es una pro pie dad del es ta dode di fe ren cia ción ter mi nal que per mi te ala cé lu la cier to gra do de adap ta ción fren -te a con di cio nes no ha bi tua les. Ba jo es tascon di cio nes, las cé lu las per ma ne cen de -ter mi na das, ya que sus ca rac te rís ti cas bá -si cas se de ter mi na ron irre ver si ble men tedu ran te su de sa rro llo.


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Des de la Edad An ti gua se acep ta quelos or ga nis mos ani ma les y ve ge ta les es táncons ti tui dos por ele men tos co mu nes quese re pi ten. Va rios si glos des pués, con lain tro duc ción del mi cros co pio, se avan zóen es ta idea a par tir de la iden ti fi ca ciónde fi ni ti va de la cé lu la co mo uni dad es -truc tu ral y fun cio nal de to dos los se resvi vos. La teo ría ce lu lar fue la con se cuen -cia de es tu dios que co men za ron en el si -glo XVII. El nom bre de cé lu la, otor ga doa es tos ele men tos re pe ti ti vos pre sen tes enla ma te ria vi va, pro vie ne del la tín ce lla,en alu sión a los es pa cios va cíos o “cel das”en con tra dos ini cial men te por Hoo ke enla tex tu ra del cor cho. Un po co más tar -de, a me dia dos del si glo XIX, fue Vir -chow quien afian zó la teo ría ce lu lar es ta -ble cien do con su afo ris mo Om nis ce llu laee ce llu la que to das las cé lu las tie nen suori gen en la di vi sión de cé lu las pree xis -ten tes.

Una úni ca cé lu la ais la da pue de cons -ti tuir un or ga nis mo en te ro; tal es el ca sode los pro ca rion tes co mo las bac te rias y,en tre los eu ca rion tes, los pro to zoa rios. Enlos se res hu ma nos y en otros or ga nis mos

mul ti ce lu la res eu ca rió ti cos, las cé lu las sedi fe ren cian en te ji dos y ór ga nos, pa ra darori gen a sis te mas y apa ra tos con fun cio -nes al ta men te es pe cí fi cas (Cua dro 3-1).

Los or ga nis mos mul ti ce lu la res noson tan só lo un amon to na mien to de cé -lu las más o me nos com pro me ti das conuna de ter mi na da ac ti vi dad; al es que maclá si co de los com po nen tes sub ce lu la res(nú cleo, ci to plas ma y mem bra na plas -má ti ca) de be in cor po rar se un cuar tocom par ti mien to, el es pa cio ex tra ce lu lar.La pre sen cia de una ma triz ti su lar en es -te es pa cio es el fac tor de ter mi nan te de laco he ren cia es truc tu ral y fun cio nal decual quier te ji do. Nin gún aná li sis queomi ta el pa pel de es ta ma triz se rá ca pazde ex pli car en for ma aca ba da el fun cio -na mien to par ti cu lar de un te ji do den trodel or ga nis mo, tan to en cir cuns tan ciasnor ma les co mo pa to ló gi cas.

A lo lar go de la evo lu ción, los or ga -nis mos uni ce lu la res se fue ron aso cian do aotros en una fuer te in te rac ción coo pe ra ti -va. Lue go de tal agre ga ción, las cé lu lasela bo ra ron unio nes que es ta bi li za ron esasin te rac cio nes y pro mo vie ron la co mu ni -

3. B IO LO GÍA CE LU LAR

EU CA RION TES PRO CA RION TES

DNA Aso cia do a pro teí nas (cro ma ti na) Des nu do

Cro mo so mas Va rios Uno

Nú cleo y en vol tu ra nu clear Sí No

Di vi sión Mi to sis /Meio sis Ami to sis

Ri bo so mas Sí Sí

Sis te ma de en do mem bra nas Sí No

Mi to con drias Sí No

Ejem plos Cé lu las hu ma nas Bac te rias

Cua dro 3-1. Ras gos re le van tes de la or ga ni za ción es truc tu ral de cé lu las pro ca rió -ti cas y eu ca rió ti cas.

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ca ción lo cal en tre cé lu las ad ya cen tes. Lascé lu las ani ma les, ade más, se en car ga ronde se cre tar una red com ple ja de pro teí -nas y car bo hi dra tos, la ma triz ex tra ce lu -lar, la cual ocu pa los es pa cios en tre las cé -lu las (Cua dro 3-2). La ma triz aso cia a lascé lu las en te ji dos y ac túa co mo re ser vo -rio pa ra mu chas hor mo nas y fac to res decre ci mien to, con tro lan do así el cre ci -mien to ce lu lar y la di fe ren cia ción. Lama triz, ade más, pro vee un so por te a tra -vés del cual las cé lu las pue den mo ver se,par ti cu lar men te du ran te los es ta dos tem -pra nos de la di fe ren cia ción. Los ani ma lestie nen di ver sos ti pos de ma tri ces ex tra ce -lu la res, ca da una de ellas es pe cia li za dapa ra una fun ción par ti cu lar, tal co mo latrac ción en el ten dón o la fil tra ción en elglo mé ru lo re nal. Las di fe ren tes ma tri cesex tra ce lu la res re sul tan de la com bi na ciónde pro teí nas co lá ge nas es pe cí fi cas, en car -ga das de re sis tir la ten sión, elas ti na quebrin da fle xi bi li dad o elas ti ci dad, el vo lu -mi no so po li sa cá ri do co no ci do co mo áci -

do hia lu ró ni co y los pro teo glu ca nos.Una se rie de pro teí nas mul tiad he si vas -la mi ni na, fi bro nec ti na- son tam biéncons ti tu yen tes im por tan tes de la ma triz,unién do se a re cep to res pro tei cos en lasu per fi cie de las cé lu las. Por otra par te, lama yo ría de los epi te lios y otros gru posor ga ni za dos de cé lu las se en cuen tranuni dos ín ti ma men te a una es pe cia li za -ción de la ma triz ex tra ce lu lar, la mem -bra na ba sal.

La ma triz ex tra ce lu lar va ría su con -for ma ción de acuer do con la fun ciónque de be cum plir y no es, co mo se con -si de ra ba en el pa sa do, un me ro so por tees truc tu ral que sos tie ne a las cé lu las y loste ji dos. La ma triz es re que ri da por mu -chos ti pos ce lu la res pa ra cum plir fun cio -nes es pe cí fi cas, in fluen cian do la mi gra -ción y la pro li fe ra ción, y mo di fi can do lamor fo lo gía ce lu lar. Las cé lu las es tán obli -ga das a es ta ble cer un flui do in ter cam biode in for ma ción con el en tor no pa ra rea -li zar to dos es tos pro ce sos en tiem po y

Cua dro 3-2. Los prin ci pa les com po nen tes sub ce lu la res y el com par ti mien to ex tra -ce lu lar. Pa ra cual quier aná li sis de la fi sio lo gía y la fi sio pa to lo gía de los te ji dos ani ma les,se re quie re un pro fun do co no ci mien to de las pro pie da des de la ma triz ex tra ce lu lar.

MATRIZEXTRACELULAR

MembranaCitoplasma

Núcleo

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for ma. Co mo se ve rá más ade lan te, lasal te ra cio nes mo le cu la res que in te rrum -pen el nor mal de sen vol vi mien to de lasse ña les en tre las cé lu las y la ma triz ex tra -ce lu lar e, in di rec ta men te, mo di fi can lacom po si ción de és ta, cons ti tu yen uno delos ejes prin ci pa les de la trans for ma ciónneo plá si ca y la pro gre sión tu mo ral.

La mem bra na plas má ti ca

La mem bra na plas má ti ca re gu la elin ter cam bio de io nes y mo lé cu las en tre lacé lu la y el me dio ex tra ce lu lar. To das lasmem bra nas bio ló gi cas se en cuen trancon for ma das por lí pi dos y pro teí nas, pre -sen tan do glú ci dos uni dos a es tos úl ti mosen di fe ren tes pro por cio nes. De acuer docon el mo de lo del mo sai co flui do, los lí -pi dos se dis po nen en una fi na lá mi na bi -mo le cu lar, mien tras que las pro teí nas sein ser tan en “mo sai co” en es ta bi ca pa flui -da, de la que pue den aflo rar ha cia una oam bas su per fi cies. La flui dez, una ca rac -te rís ti ca im por tan te de las mem bra nasbio ló gi cas, se re la cio na con la po si bi li dadde que las pro teí nas, y en me nor me di dalos lí pi dos, se des pla cen den tro del pla noes truc tu ral. En oca sio nes, se com pa ró laflui dez de la mem bra na a la mo vi li dadque mues tran un gru po de cu bi tos dehie lo (las pro teí nas) flo tan do en un re ci -pien te con un pe que ño vo lu men de lí -qui do (la bi ca pa flui da de lí pi dos).

Los lí pi dos con sti tu yen por lo me nosla mi tad de la com po si ción de las mem -bra nas bio ló gi cas. Los ti pos de lí pi dosva rían am plia men te en tre las di ver sascla ses de mem bra nas; los prin ci pa les sonlos fos fo lí pi dos y el co les te rol. Los fos fo -lí pi dos son mo lé cu las an fi pá ti cas, que enun me dio acuo so tien den a agru par se es -pon tá nea men te en bi ca pas, con sus gru -pos po la res hi dro fí li cos ha cia el ex te rior y

sus gru pos no po la res hi dro fó bi cos ha ciael in te rior. El co les te rol, por su par te, au -men ta la im per mea bi li dad de la bi ca pali pí di ca, otor ga ma yor vis co si dad y per -mi te el man te ni mien to de la flui dez an teva ria cio nes de la tem pe ra tu ra. Aun quelas dos ca pas de lí pi dos son bas tan te se -me jan tes, exis te cier ta asi me tría par cialpa ra al gu nos com po nen tes. Por ejem plo,los glu co lí pi dos, es fin go mie li na y fos fa ti -dil co li na se con cen tran en la ca pa ex ter -na, mien tras fos fa ti dil se ri na y fos fa ti di le -ta no la mi na ocu pan la ca pa in ter na.

Las pro teí nas de mem bra na se cla si -fi can en in trín se cas (o in te gra les) y ex -trín se cas (o pe ri fé ri cas), de acuer do consu gra do de aso cia ción con los lí pi dos.Las pro teí nas in trín se cas son en su ma -yo ría de trans mem bra na, o es tán uni dasa tra vés de unio nes muy fir mes. Las pro -teí nas ex trín se cas, en cam bio, no pe ne -tran en el in te rior hi dro fó bi co de la bi ca -pa li pí di ca y sue len aso ciar se me dian tein te rac cio nes dé bi les. Las pro teí nas re -pre sen tan el com po nen te fun cio nal fun -da men tal de las mem bra nas bio ló gi cas.De sem pe ñan un pa pel cen tral no só lo enla es truc tu ra de la mem bra na, si no tam -bién en su per mea bi li dad se lec ti va y en lare cep ción y la trans mi sión de se ña lesmuy di ver sas des de el me dio ex tra ce lu larha cia el in te rior de la cé lu la.

Los hi dra tos de car bo no son loscom po nen tes me nos abun dan tes de lasmem bra nas, usual men te me nos de la dé -ci ma par te. Se pre sen tan en la for ma deoli go sa cá ri dos –a ve ces de mo no sa cá ri -dos– uni dos co va len te men te a lí pi dos opro teí nas, for man do glu co lí pi dos o glu -co pro teí nas, res pec ti va men te. Los po li sa -cá ri dos pue den en con trar se ba jo la for -ma de pro teo glu ca nos. Los hi dra tos decar bo no siem pre se orien tan ha cia la ca -ra ex ter na de la cé lu la; me dian te téc ni cas

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his to quí mi cas con ven cio na les pa ra re ve -lar glú ci dos, co mo el mé to do del PAS,pue de dis tin guir se el glu co cá lix, una es -truc tu ra in te gra da por glu co pro teí nas demem bra na, pro teo glu ca nos y al gu noscom po nen tes ad sor bi dos des de la ma trizex tra ce lu lar. En tre las fun cio nes de losglú ci dos y el glu co cá lix, se acep ta su par -ti ci pa ción en me ca nis mos de re co no ci -mien to ce lu lar.

El ori gen de los com po nen tes de lamem bra na plas má ti ca pue de re sul tar unabue na opor tu ni dad pa ra re pa sar al gu noscon cep tos mo le cu la res (Cua dro 3-3). Laes truc tu ra de las pro teí nas de mem bra nade pen de di rec ta men te de ge nes es pe cí fi -cos, que se trans cri ben y lue go se tra du -cen en ri bo so mas del re tí cu lo en do plás -mi co ru go so. El gra do de in ser ción en la

bi ca pa li pí di ca no es ca sual, de pen dien dode las pro pie da des hi dro fó bi cas e hi dro fí -li cas de su se cuen cia pep tí di ca. En el ca -so de los lí pi dos, tie nen su ori gen en elre tí cu lo en do plas má ti co li so, pe ro su sín -te sis se en cuen tra dic ta da ge né ti ca men tede un mo do in di rec to. Dis tin tos ge nesco di fi can pro teí nas con ac ción en zi má ti -ca so bre sus tra tos li pí di cos, que al trans -cri bir se y tra du cir se en ri bo so mas, in ter -vie nen en su ela bo ra ción. Al go se me jan teocu rre con los glú ci dos de la mem bra na,que se in cor po ran en el apa ra to de Gol gipor la ac ción de en zi mas es pe cí fi cas.

Es truc tu ra de la ma triz ex tra ce lu lar

Una bue na par te del vo lu men de unte ji do co rres pon de al es pa cio ex tra ce lu -

Cua dro 3-3. Ori gen de los cons ti tu yen tes de la mem bra na plas má ti ca. El ge no macon tro la la for ma ción de las es truc tu ras ce lu la res, di rec ta men te en el ca so de las pro -teí nas, in di rec ta men te pa ra lí pi dos y glú ci dos mer ced a sín te sis de en zi mas es pe cí fi cas.

GLÚCIDOSAparato de

Golgi

LÍPIDOSRetículo

EndoplasmáticoLiso

PROTEÍNASRetículo

EndoplásmaticoGranular

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lar, ocu pa do por una in trin ca da red dema cro mo lé cu las que dan for ma a la ma -triz ex tra ce lu lar. Es ta ma triz po see unava rie dad de pro teí nas y po li sa cá ri dos queson se cre ta dos lo cal men te, y en sam bla -dos en una red or ga ni za da en es tre chaaso cia ción con la su per fi cie de la cé lu laque los pro du jo. Si bien to dos los te ji dospre sen tan una ma triz ex tra ce lu lar con di -fe ren tes pro pie da des, el te ji do co nec ti vose des ta ca por la ma yor pro por ción dema triz res pec to del vo lu men ce lu lar. Noto das las ma tri ces ex tra ce lu la res sonidén ti cas, exis ten va ria cio nes en las can -ti da des re la ti vas de los di fe ren tes com po -nen tes de la ma triz y en la for ma en queellos se or ga ni zan, lo cual da por re sul ta -do una enor me di ver si dad de for mas, ca -da una de las cua les se adap ta a un re que -ri mien to fun cio nal. Así, por ejem plo, lama triz se pue de cal ci fi car pa ra for mar laes truc tu ra de hue sos o dien tes, ad qui rirun as pec to trans pa ren te en la cór nea o fi -bro so en el ten dón pa ra otor gar re sis ten -cia a las ten sio nes.

Has ta ha ce unos po cos años, la ma -triz ex tra ce lu lar era des crip ta co mo unan da mio re la ti va men te iner te que per mi -tía es ta bi li zar la es truc tu ra fí si ca de loste ji dos. Sin em bar go, hoy se sa be que lama triz jue ga un pa pel mu cho más ac ti voy com ple jo en la re gu la ción del com por -ta mien to de las cé lu las que con tac ta, in -fluen cian do su fun ción y su for ma. Lasma cro mo lé cu las que cons ti tu yen la ma -triz ex tra ce lu lar son pro du ci das lo cal -men te por cé lu las ubi ca das en la pro piama triz. En los te ji dos co nec ti vos sonpro du ci das por fi bro blas tos o por cé lu lases pe cia li za das em pa ren ta das, co mo elcon dro blas to en el car tí la go y el os teo -blas to en el hue so.

Las dos cla ses prin ci pa les de ma cro -mo lé cu las de la ma triz son los glu co sa -

mi no glu ca nos –ca de nas de po li sa cá ri dosque usual men te se unen en for ma co va -len te a co res pro tei cos pa ra for mar pro -teo glu ca nos– y las pro teí nas. En tre es tasúl ti mas, se in clu yen pro teí nas es truc tu -ra les de ti po fi bri lar, co mo co lá ge no yelas ti na, y pro teí nas ad he si vas, co mo fi -bro nec ti na y la mi ni na. Ca da uno de loscom po nen tes jue ga un pa pel es pe cí fi coen la es truc tu ra de la ma triz. Glu co sa mi -no glu ca nos y pro teo glu ca nos for manuna es pe cie de ce men to, en la for ma deun gel al ta men te hi dra ta do en el cual laspro teí nas es tán em be bi das. Es te gel re sis -te fuer zas de com pre sión, mien tras quelas fi bras co lá ge nas re sis ten ten sión. Laes truc tu ra acuo sa del gel po li sa cá ri doper mi te la rá pi da di fu sión de nu trien tes,me ta bo li tos y hor mo nas des de la san grehas ta las cé lu las, mien tras las fi bras co lá -ge nas y elás ti cas otor gan co he sión, re sis -ten cia y elas ti ci dad. Fi nal men te, las pro -teí nas de ad he sión per mi ten que las cé lu -las re co noz can com po nen tes es pe cí fi cosy se ad hie ran al sus tra to.

Los glu co sa mi no glu ca nos son ca de -nas de po li sa cá ri dos no ra mi fi ca dos,com pues tas por di sa cá ri dos que se re pi -ten. De bi do a la pre sen cia de grupos sul -fa to o car bo xi lo en la ma yo ría de los azú -ca res, pre sen tan una ele va da car ga ne ga ti -va. Se los di vi de en dis tin tos gru pos, des -ta cán do se el áci do hia lu ró ni co, con droi -tín y der ma tán sul fa to, he pa rán sul fa to yhe pa ri na, y que ra tán sul fa to. Los glu co sa -mi no glu ca nos son in fle xi bles, no pu dien -do ple gar se co mo lo ha cen las ca de naspo li pép ti di cas. Ade más, son al ta men tehi dro fí li cos y tien den a adop tar con for -ma cio nes ex ten di das que ocu pan un granvo lu men. La al ta den si dad de car gas ne -ga ti vas atrae una gran can ti dad de ca tio -nes os mó ti ca men te ac ti vos, con lo cualin gre sa un buen vo lu men de agua en el

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se no de la ma triz. El áci do hia lu ró ni co,de es truc tu ra más sim ple, se en cuen tra encan ti da des va ria bles en to dos los te ji dos yflui dos cor po ra les de ani ma les adul tos,pe ro es par ti cu lar men te abun dan te du -ran te el de sa rro llo em brio na rio. Se creeque es fun da men tal pa ra re sis tir fuer zasde com pre sión en te ji dos y ar ti cu la cio -nes, don de ac túa co mo lu bri can te. Tam -bién es pro du ci do en gran des can ti da desdu ran te la re pa ra ción ti su lar.

Co mo se men cio nó, to dos los glu co -sa mi no glu ca nos, ex cep to el áci do hia lu ró -ni co, es tán uni dos co va len te men te a pro -teí nas en la for ma de pro teo glu ca nos. Aligual que en las glu co pro teí nas, el nú cleopro tei co de los pro teo glu ca nos se for maen los ri bo so mas y se li be ra en la luz delre tícu lo en do plás mi co, mien tras los po li -sa cá ri dos se agre gan en el apa ra to de Gol -gi. La es truc tu ra de los pro teo glu ca nos eshe te ro gé nea, va rian do la pro teí na cen tral,el nú me ro y el ti po de glu co sa mi no glu ca -nos o el gra do de sul fa ta ción. La gran di -ver si dad ha ce pen sar que la fun ción no seli mi ta ría a pro veer un es pa cio hi dra ta doal re de dor de las cé lu las. Los pro teo glu ca -nos pue den re gu lar las ac ti vi da des de lasen zi mas pro teo lí ti cas y sus in hi bi do res.La unión de una pro teí na a un pro teo glu -ca no pue de con tro lar la ac ti vi dad de di -ver sas ma ne ras, ya sea blo quean do es té ri -ca men te su ac ti vi dad, ac tuan do co mo re -ser vo rio pa ra su li be ra ción sos te ni da, pro -te gién do la de la de gra da ción o in mo vi li -zan do a la pro teí na cer ca del si tio don dees pro du ci da pa ra res trin gir su ran go deac ción. Tam bién pue de au men tar la con -cen tra ción lo cal de la pro teí na, pa ra unamás efec ti va pre sen ta ción a los re cep to resde la su per fi cie ce lu lar.

Lue go de ser se cre ta dos, los glu co sa -mi no glu ca nos se aso cian en tre ellos y lospro teo glu ca nos in te rac cio nan con pro -

teí nas de la ma triz for man do re des com -ple jas.

No obs tan te, al gu nos pro teo glu ca -nos no son se cre ta dos, que dan do co mocom po nen tes in te gra les de la mem bra naplas má ti ca. En tre és tos, los más ca rac te -ri za dos son los sin de ca nos; po seen uncom po nen te ex tra ce lu lar in te gra do porglu co sa mi no glu ca nos y un com po nen tein tra ce lu lar que se re la cio na con el ci -toes que le to. Los sin de ca nos se en cuen -tran en mu chos ti pos ce lu la res, don depue den ac tuar co mo re cep to res de com -po nen tes de la ma triz. Los sin de ca nostam bién se unen a fac to res de cre ci mien -to y los pre sen tan a los re cep to res es pe cí -fi cos. Así, los pro teo glu ca nos de mem -bra na se rían ca pa ces de ac tuar co mo co-re cep to res, que co la bo ran con los re cep -to res con ven cio na les en la unión de lascé lu las a la ma triz cir cun dan te, ini cian dola res pues ta ce lu lar a los fac to res de cre -ci mien to.

Los co lá ge nos cons ti tu yen una fa mi -lia de pro teí nas fi bro sas que se en cuen -tran en to dos los ani ma les. Su ca rac te rís -ti ca prin ci pal es su lar ga y rí gi da es truc -tu ra de tri ple hé li ce, en la cual tres ca de -nas po li pep tí di cas al fa se en ros can en tresí co mo los hi los de una so ga. Has ta elpre sen te se han iden ti fi ca do más de vein -te ti pos de ca de nas al fa de co lá ge no, ca -da una co di fi ca da por un gen di fe ren te.Si bien el nú me ro de com bi na cio nes delas dis tin tas ca de nas al fa es muy al to,has ta el mo men to se co no cen unos quin -ce ti pos de co lá ge no. En el te ji do co nec -ti vo los más co mu nes son los co lá ge nosI, II, III, V y XI, sien do el ti po I el másabun dan te, pre sen te en piel y hue sos.Los ti pos men cio na dos co rres pon den alos co lá ge nos fi bri la res, los cua les adop -tan la es truc tu ra ca rac te rís ti ca en tri plehé li ce. Lue go de ser se cre ta dos en el es -

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pa cio ex tra ce lu lar las mó le cu las se en -sam blan en po lí me ros or de na dos o fi bri -llas que, a su vez, se aso cian en ma no jos,dan do lu gar a la for ma ción de fi bras deco lá ge no. Los ti pos IX y XII son los lla -ma dos co lá ge nos aso cia dos, ya que se losen cuen tra ro dean do a las fi bri llas pa ra li -gar las en tre sí y con otros com po nen tesde la ma triz ex tra ce lu lar. Los ti pos IV yVII son los co lá ge nos for ma do res de re -des. El co lá ge no IV for ma una red quecons ti tu ye el com po nen tes prin ci pal delas mem bra nas ba sa les, mien tras que elti po VII for ma las fi bri llas de an cla je, lascua les unen la mem bra na ba sal de losepi te lios es tra ti fi ca dos con el te ji do co -nec ti vo sub ya cen te.

A di fe ren cia de los glu co sa mi no glu -ca nos que amor ti guan fuer zas de com -pre sión, los co lá ge nos re sis ten ten sión.Pa ra lo grar la es truc tu ra más ade cua dapa ra re sis tir las fuer zas, las cé lu las pue -den re gu lar la dis po si ción de las mo lé cu -las de co lá ge no lue go de su se cre ción,guian do la for ma ción de la fi bri lla de co -lá ge no en aso cia ción con la mem bra naplas má ti ca. Ade más, mu chos te ji dos dela piel, va sos san guí neos y pul mo nes, ne -ce si tan ser al mis mo tiem po re sis ten te yelás ti cos. Una red de fi bras elás ti cas pre -sen tes en la ma triz le brin da al te ji do laca pa ci dad de re co brar su for ma ori gi nallue go de ser tem po ra ria men te es ti ra dos.Las fi bras de co lá ge no se in ter ca lan conlas fi bras elás ti cas pa ra li mi tar el gra do dees ti ra mien to y pre ve nir rup tu ras del te ji -do.

Las mem bra nas ba sa les

La ma triz ex tra ce lu lar con tie ne al gu -nas pro teí nas ad he si vas, con múl ti plesdo mi nios que in clu yen si tios de uniónes pe cí fi cos pa ra otras ma cro mo lé cu las de

la ma triz o pa ra re cep to res de la su per fi -cie ce lu lar. Es tas pro teí nas con tri bu yen aor ga ni zar la ma triz, fa ci li tan do el en sam -bla do fi nal de su es truc tu ra y apor tan doun sus tra to ade cua do pa ra la ad he siónce lu lar. La fi bro nec ti na fue la pri me ra enser ca rac te ri za da; sus prin ci pa les do mi -nios se unen a co lá ge no, he pa ri na y a re -cep to res es pe cí fi cos de mem bra na.

De ba jo de los epi te lios, la ma triz ex -tra ce lu lar se or ga ni za pa ra cons ti tuir unaho ja del ga da y fuer te que se de no mi namem bra na ba sal (Cua dro 3-4). Ade más,es ta mem bra na ro dea a las cé lu las mus cu -la res, adi po ci tos y cé lu las de Sch wann. Lamem bra na ba sal mar ca el lí mi te en tre lascé lu las men cio na das y el te ji do co nec ti vosub ya cen te. Las fun cio nes prin ci pa les delas mem bra nas ba sa les son: de ter mi nar lapo la ri dad ce lu lar, mo di fi car el me ta bo lis -mo ce lu lar, or ga ni zar las pro teí nas en lasmem bra nas plas má ti cas que con tac tan,in du cir la di fe ren cia ción ce lu lar y ser virco mo tra yec tos es pe cí fi cos pa ra la mi gra -ción ce lu lar. En cier tos ór ga nos, co mo enel glo mé ru lo re nal o los al véo los pul mo -na res, la mem bra na ba sal des can sa en tredos ca pas ce lu la res, ac tuan do co mo unfil tro al ta men te se lec ti vo.

La mem bra na ba sal es sin te ti za dama yor men te por las cé lu las que des can -san en ella. Su cons truc ción de pen de dela sín te sis del co lá ge no de ti po IV, quepo see una es truc tu ra más fle xi ble que losco lá ge nos fi bri la res. Sus ex tre mos in te -rac cio nan con los de las mo lé cu las ve ci -nas de co lá ge no IV, pa ra for mar una redfle xi ble e in so lu ble a la cual se unen otroscom po nen tes de la mem bra na ba sal. Sibien la com po si ción pre ci sa va ría en ca -da te ji do, la ma yo ría de las mem bra nasba sa les con tie ne ade más de co lá ge no IV,el pro teo glu ca no per le can y las glu co pro -teí nas la mi ni na y en tac ti na, ade más de

fi bro nec ti na. La la mi ni na es tá com pues -ta por tres ca de nas po li pep tí di cas que seen cas tran pa ra con for mar una es pe cie decruz asi mé tri ca, man te ni da por puen tesdi sul fu ro. Los do mi nios fun cio na les seunen prin ci pal men te a co lá ge no IV, he -pa rán sul fa to, y al re cep tor de mem bra nade la la mi ni na.

Di ná mi ca del ci toes que le to

El ci toes que le to es una red com ple jade fi la men tos pro tei cos que se ex tien de alo lar go y a lo an cho del ci to plas ma. Co -mo tal, es tá au sen te en las bac te rias, y pa -re ce ha ber si do un fac tor cru cial en laevo lu ción de las ce lu las eu ca rió ti cas.Mer ced a es ta tra ma de ma cro mo lé cu laslas cé lu las eu ca rió ti cas tie nen la ca pa ci -

dad de adop tar dis tin tas for mas y lle var aca bo mo vi mien tos coor di na dos so bre elsus tra to. Ade más de la for ma ce lu lar y lamo ti li dad, mu chas otras fun cio nes de -pen den de la ar mó ni ca in te rac ción de loscom po nen tes del ci toes que le to, in clu -yen do ad he sión, di vi sión ce lu lar, trans -por te de sus tan cias e in te gri dad ti su lar.

Las fun cio nes del ci toes que le to de -pen den de tres ti pos de pro teí nas fi la -men to sas, los mi cro tú bu los, los fi la men -tos in ter me dios y los fi la men tos de ac ti -na. Los fi la men tos se for man a par tir dela po li me ri za ción de di fe ren tes su bu ni da -des pro tei cas; ac ti na pa ra los fi la men tosde ac ti na, tu bu li na pa ra los mi cro tú bu losy una fa mi lia de pro teí nas fi bri la res –ci to -que ra ti nas, des mi na o neu ro fi la men tos–pa ra los fi la men tos in ter me dios. En ge ne -

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Cua dro 3-4. Prin ci pa les com po nen tes de las mem bra nas ba sa les. (Mo di fi ca do deCán cer Hoy, año 2, nú me ro 11: “In hi bi do res pro teá si cos na tu ra les y sin té ti cos en on -co lo gía”.)

Com po nen te Co men ta rios

Co lá ge no Co lá ge no IV For ma la es truc tu ra re ti cu lar de sos tén de las mem bra nas ba sa les.

Glu co pro teí nas La mi ni na Prin ci pal pro teí na no co lá ge na. Me dia la ad he sión de cé lu las epi te lia les y en do te lia les.

Fi bro nec ti na Aun que no es un com po nen te ex clu si vo, ac túa co mo un li gan do en tre las cé lu las y mem bra nas ba sa les, par ti cu lar men te en pro ce sos de re mo de la ción.

En tac ti na Se lla rían y es ta bi li za rían las unio nes Ni dó ge no en tre los dis tin tos com po nen tes.

Pro teo glu ca nos He pa rán sul fa to Su es truc tu ra de po lia nión otor ga car gas ne ga ti vas a las mem bra nas ba sa les.

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ral, los fi la men tos del ci to es que le to con -sis ten en po lí me ros he li coi da les, con dis -tri bu cio nes par ti cu la res den tro de la cé lu -la y fun cio nes ca rac te rís ti cas. Sin em bar -go, en for ma in di vi dual ca da fi la men tono pue de brin dar for ma o fuer za mo triz.Su fun ción de pen de de un gran nú me rode pro teí nas ac ce so rias que unen los fi la -men tos en tre sí y a otros com po nen tes dela cé lu la. De tal ma ne ra que los tres ti posde fi la men tos del ci toes que le to es tán in -ter co nec ta dos y sus fun cio nes se en cuen -tran ex qui si ta men te coor di na das.

Los mi cro tú bu los son tu bos hue cosfor ma dos por la pro teí na tu bu li na. Uncor te trans ver sal re ve la al mi cros co pioelec tró ni co que es tán cons ti tui dos portre ce su bu ni da des dis pues tas en for ma deani llo. Ca da una de las su bu ni da des co -rres pon de a una mo lé cu la de tu bu li na,con for ma da a su vez por un he te ro dí me -ro de dos po li pép ti dos glo bu la res, co no -ci dos co mo α y ß tu bu li na. Los mi cro tú -bu los son es truc tu ras po la res muy di ná -mi cas. Los mis mos pre sen tan un ex tre mopo si ti vo que pue de po li me ri zar se rá pi da -men te, mien tras que el ex tre mo ne ga ti votien de a per der su bu ni da des si no es es ta -bi li za do. En la ma yo ría de las cé lu las, di -chos ex tre mos ne ga ti vos son es ta bi li za dosme dian te su en cas tre en una es truc tu rade no mi na da cen tro so ma. El cen tro so mase ubi ca ge ne ral men te en la ve cin dad delnú cleo ce lu lar y en su in te rior se en cuen -tra un par de es truc tu ras ci lín dri cas, loscen trío los, dis pues tos en un án gu lo rec tofor man do una L. En ca da mo men to,cien tos de mi cro tú bu los van cre cien doha cia afue ra des de el cen tro so ma; ca dauno de es tos mi cro tú bu los es una es truc -tu ra en equi li brio ines ta ble y en cons tan -te cam bio, se pue de tan to acor tar co moalar gar. Lue go de cre cer por va rios mi nu -tos por el agre ga do de su bu ni da des de tu -

bu li na, pue den su frir una rá pi da tran si -ción que cau sa la pér di da de su bu ni da -des, pa ra acor tar se rá pi da men te y even -tual men te de sa pa re cer. Es ta con duc ta,de no mi na da ines ta bi li dad di ná mi ca, jue -ga un pa pel fun da men tal en la orien ta -ción de los mi cro tú bu los den tro de la cé -lu la. La ines ta bi li dad di ná mi ca de los mi -cro tú bu los re quie re un gas to de ener gíapa ra ade cuar el ba lan ce quí mi co en trepo li me ri za ción y des po li me ri za ción. Encier ta for ma, la red de mi cro tú bu los lo ca -li za y po si cio na el cen tro de la cé lu la,brin dan do una or ga ni za ción es pa cial ha -cia el in te rior ce lu lar. Ade más, el cen tro -so ma in ter vie ne en la for ma ción del hu somi tó ti co, es truc tu ra di ná mi ca que go -bier na la dis tri bu ción del ma te rial ge né ti -co du ran te la di vi sión ce lu lar.

La la bi li dad de los mi cro tú bu los losha ce sen si bles a dro gas co mo la col chi ci -na y el ta xol. La col chi ci na se une a unamo lé cu la de tu bu li na y pre vie ne su po li -me ri za ción, mien tras el ta xol pre sen ta elefec to opues to, unién do se a los mi cro tú -bu los y es ta bi li zán do los. Ca be re sal tarque, en teo ría, es te ti po de dro gas que in -te rac cio nan con com po nen tes del ci toes -que le to, se com por ta rían no só lo co moagen tes an ti mi tó ti cos si no tam bién co -mo agen tes an ti mi gra to rios. Al al te rar ladi ná mi ca de los mi cro tú bu los di fi cul tanla mi gra ción de las cé lu las tu mo ra les y li -mi tan los pro ce sos de in va sión y me tás -ta sis (Cua dro 3-5).

Las ci lias son apén di ces com pues tospor un ma no jo de mi cro tú bu los pa ra le -los, de es truc tu ra al ta men te or ga ni za da.Cons tan de nue ve du ple tes de mi cro tú -bu los, dis tri bui dos en for ma de ani lloal re de dor de un par de mi cro tú bu los(es truc tu ra 9+2). Es ta con for ma ción esca rac te rís ti ca de ca si to das las ci lias yfla ge los de las cé lu las eu ca rió ti cas. Los

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cen trío los y los cuer pos ba sa les ci lia resson es truc tu ras ci lín dri cas que pre sen tannue ve tri ple tes de mi cro tú bu los y ca re -cen de par cen tral. Du ran te la for ma -ción de la ci lia, ca da du ple te cre ce des dedos de los mi cro tú bu los del tri ple te delcuer po ba sal. Se des co no ce có mo se ge -ne ra el par cen tral, que es tá au sen te enlos cuer pos ba sa les. Los dos cen trío los deun par no son idén ti cos; el cen trío lo hi -jo pre sen ta una orien ta ción distinta yuna mor fo lo gía y fun ción di fe ren te. Enmu chas cé lu las de ver te bra dos, uno delos dos cen trío los se dis tin gue por su ca -pa ci dad de ge ne rar una “ci lia pri ma ria”in mó vil, que ca re ce del par de mi cro tú -bu los cen tra les. Se ha su ge ri do una aso -cia ción en tre la for ma ción de ci lias so li -ta rias y la sín te sis de DNA. In clu si ve, enlas cé lu las neo plá si cas, con im por tan tesal te ra cio nes en la re gu la ción del ci clo ce -lu lar, re sul ta fre cuen te en con trar ci liasanor ma les.

Los fi la men tos in ter me dios son es -truc tu ras re sis ten tes, que pro veen es ta bi -li dad me cá ni ca a cé lu las y te ji dos. Ro -dean el nú cleo y se ex tien den ha cia la pe -ri fe ria ce lu lar, don de in te rac cio nan conla mem bra na plas má ti ca. Ade más, unain trin ca da red de fi la men tos in ter me -dios, la lá mi na nu clear, ro dea la en vol tu -ra nu clear. En las cé lu las de los ver te bra -dos los fi la men tos in ter me dios pue denagru par se en cua tro cla ses, tres de ellas

ubi ca das en el ci to plas ma, los fi la men tosde que ra ti na, las vi men ti nas y los neu ro -fi la men tos, y una en la ca ra in ter na de lamem bra na nu clear, las lá mi nas. Exis tenunas vein te que ra ti nas dis tin tas en losepi te lios hu ma nos, y otras ocho que ra ti -nas “du ras” co mo mí ni mo, es pe cí fi casde pe lo y uñas. Un de ter mi na do ti poepi te lial pue de pro du cir una va rie dad deque ra ti nas, to das las cua les co po li me ri -za ran en un sis te ma de fi la men tos úni co.La dis tri bu ción ti su lar es pe cí fi ca de lasque ra ti nas es de uti li dad pa ra la iden ti fi -ca ción es pe cí fi ca de cé lu las de es tir peepi te lial.

La ac ti na es una pro teí na muy abun -dan te, que en el mús cu lo lle ga a cer ca dela quin ta par te de la ma sa to tal de la cé -lu la con trác til. Al po li me ri zar se los mo -nó me ros de ac ti na glo bu lar for man el fi -la men to de ac ti na. La ac ti na da lu gar aes truc tu ras muy di ná mi cas que po li me ri -zan y des po li me ri zan for man do re des oma no jos, en lu gar de sim ples fi la men tos.La ac ti na y otras pro teí nas aso cia dascons ti tu yen una lá mi na o cor te za por de -ba jo de la mem bra na plas má ti ca. Es tacor te za es al ta men te di ná mi ca y con tro lala for ma y el mo vi mien to en la ma yo ríade las cé lu las ani ma les. La ac ti na es res -pon sa ble del mo vi mien to y tam bién dela for ma ce lu lar. La pre sen cia de ex ten -sio nes ce lu la res que con ti nen fi la men tosde ac ti na es co mún en las cé lu las ani ma -

Cua dro 3-5. Fun cio nes de los mi cro tú bu los. La ines ta bi li dad di ná mi ca de los mi -cro tú bu los los ha ce vul ne ra bles a agen tes co mo el ta xol y la col chi ci na. Es tos agen tesse com por ta rían no só lo co mo agen tes an ti mi tó ti cos si no tam bién co mo agen tes an -ti mi gra to rios, li mi tan do los pro ce sos de in va sión tu mo ral.

Es truc tu ra for ma da por mi cro tú bu los Fun cio nes ce lu la res re la cio na das

Ci toes que le to de tu bu li na Mi gra ción, In va sión

Hu so mi tó ti co Mi to sis

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les, en es pe cial en aque llas que es tán enmo vi mien to o cam bian do cons tan te -men te de for ma. Pseu do po dios, la me li -po dios, fi lo po dios y mi croes pí cu las sones truc tu ras mó vi les que se for man y re -trac tan con gran ra pi dez, de pen dien dode la po li me ri za ción lo cal en la ve cin -dad de la mem bra na plas má ti ca. La po -li me ri za ción de la ac ti na, em pu ja a lamem bra na, pe ro sin rom per la.

In te rac cio nes cé lu la-cé lu lay cé lu la-sus tra to

Exis ten di fe ren tes unio nes ce lu la reses pe cia li za das en mu chos pun tos de con -tac to en tre cé lu las ve ci nas y en tre las cé -lu las y la ma triz en to dos los te ji dos, pe -ro son par ti cu lar men te im por tan tes yabun dan tes en los epi te lios. Las unio nesce lu la res pue den cla si fi car se en tres gru -pos fun cio na les: oclu si vas, co mu ni can tesy de an cla je. Mien tras las pri me ras se llanel es pa cio in ter ce lu lar pa ra pre ve nir elpa sa je de mo lé cu las de un la do a otro, lasco mu ni can tes me dian el pa sa je de se ña -les quí mi cas o eléc tri cas de una cé lu la aotra. Las unio nes de an cla je, en cam bio,se en car gan de unir cé lu las o fi jar las apun tos de apo yo so bre la ma triz ex tra -ce lu lar. Es tán am plia men te dis tri bui dasen los te ji dos ani ma les y son abun dan -tes en los te ji dos que es tán so me ti dos agran des ten sio nes me cá ni cas co mo laepi der mis. En los epi te lios, los an cla jesha cen que un gru po de cé lu las fun cio neco mo una só li da uni dad es truc tu ral me -dian te la co ne xión de los ele men tos delci toes que le to de una cé lu la con aque llosde otra cé lu la o con la ma triz.

En tre las unio nes de an cla je se des ta -can los des mo so mas, que man tie nen jun -tas a cé lu las ad ya cen tes, y los he mi des -mo so mas, se me jan tes a los an te rio res pe -

ro en car ga dos de an clar las cé lu las a lamem bra na ba sal. Es tas unio nes dis tri bu -yen la ten sión a lo lar go de un epi te lio yel te ji do co nec ti vo sub ya cen te. Por otrapar te, en el in te rior de la cé lu la ac túanco mo si tios de an cla je pa ra los fi la men tosin ter me dios, los cua les for man el an da -mia je es truc tu ral pa ra el ci to plas ma. Atra vés de los des mo so mas, los fi la men tosin ter me dios de cé lu las ve ci nas se co nec -tan pa ra for mar una red con ti nua a lolar go del te ji do. El des mo so ma pre sen tauna den sa pla ca ci to plas má ti ca com pues -ta por un com ple jo de pro teí nas de ad he -sión in tra ce lu lar (prin ci pal men te des mo -pla qui na I), res pon sa bles de la co ne xióndel ci toes que le to a las pro teí nas de co ne -xión de trans mem bra na. Es tas úl ti masin te rac túan a tra ves de sus do mi nios ex -tra ce lu la res pa ra man te ner bien uni das alas mem bra nas plas má ti cas ad ya cen tes.Los he mi des mo so mas se pa re cen a losdes mo so mas, pe ro son di fe ren tes des deun pun to de vis ta fun cio nal y bio quí mi -co. En lu gar de co nec tar mem bra nas epi -te lia les la te ra les, co nec tan la su per fi cieba sal de la cé lu la con la mem bra na ba sal.Ade más, mien tras que los fi la men tos deque ra ti na aso cia dos con los des mo so mases ta ble cen un con tac to la te ral con las pla -cas del des mo so ma, las aso cia das a los he -mi des mo so mas tie nen sus ex tre mos en te -rra dos en la pla ca. Las pro teí nas de co ne -xión de trans mem bra na de los he mi des -mo so mas co rres pon den a la fa mi lia de lasin te gri nas, en lu gar de las cad he ri nas queen con tra mos en los des mo so mas.

Otro ti po de unio nes de an cla je, lasunio nes ad he si vas, co nec tan ma no jos defi la men tos de ac ti na de cé lu las ve ci nas yde las cé lu las con la ma triz ex tra ce lu lar.En los te ji dos epi te lia les, las unio nes ad -he ren tes tien den a for mar un cin tu rónde ad he sión con ti nuo al re de dor de ca da

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una de las cé lu las, lo ca li za do cer ca de lapor ción api cal. Los cin tu ro nes de ad he -sión en célu las epi te lia les ad ya cen tes es -tán di rec ta men te en con tac to y las mem -bra nas plas má ti cas son man te ni das enesa po si ción me dian te pro teí nas de co ne -xión de trans mem bra na del ti po de lascad he ri nas. Den tro de ca da cé lu la exis teun haz con trác til de fi la men tos de ac ti -na, que des can sa ad ya cen te al cin tu rónde ad he sión y pa ra le lo a la mem bra naplas má ti ca, a la cual se co nec ta me dian teun gru po de pro teí nas de ad he sión in tra -ce lu lar, co mo vin cu li na y ca te ni nas.

A pe sar de que las ex pre sio nes“unión in ter ce lu lar” y “ad he sión in ter ce -lu lar” pue den ser in ter pre ta das co mo si -nó ni mos, en rea li dad co rres pon den a dosfe nó me nos dis tin tos. Una unión ce lu larpue de ser de tec ta da me dian te el es tu diomor fo ló gi co ba sa do en la mi cros co píaelec tró ni ca, mien tras la ad he sión ce lu larse in ves ti ga a tra vés de prue bas fun cio na -les o bio quí mi cas. Ade más, pa ra un te ji -do da do, pue den ser pro ce sos co rres pon -dien tes a pe río dos di fe ren tes del de sa rro -llo o la di fe ren cia ción. Los me ca nis mosde ad he sión son muy im por tan tes eneta pas ini cia les de las in te rac cio nes ce lu -la res, pa ra que más tar de la unión in ter -ce lu lar pue da ser cons trui da. A di fe ren -cia de los te ji dos adul tos, los cua les sondi fí ci les de di so ciar, los em brio nes de losver te bra dos son fá cil men te de sar ma doscon tra ta mien tos a ba se de en zi mas pro -teo lí ti cas (trip si na), com bi na das con lare mo ción de cal cio y mag ne sio ex tra ce lu -lar con que lan tes de ca tio nes di va len tes(ED TA). Es tos agen tes rom pen las in te -rac cio nes en tre pro teí nas que man tie nena las cé lu las uni das, mu chas de las cua lesde pen den de ca tio nes di va len tes. Fre -cuen te men te las cé lu las di so cia das serein te gran in vi tro en es truc tu ras que re -

cuer dan a aque llas de los te ji dos ori gi na -les. Es ta ob ser va ción su gie re que la es -truc tu ra ti su lar es man te ni da ac ti va men -te y es ta bi li za da por un sis te ma de afi ni -da des que las cé lu las tie nen en tre ellas ycon la pro pia ma triz ex tra ce lu lar.

Exis ten sis te mas de re co no ci mien toce lu lar que ha cen que cé lu las del mis mote ji do di fe ren cia do se ad hie ran pre fe ren -te men te en tre sí. Es tas pre fe ren cias dead he sión se rían im por tan tes pa ra es ta bi -li zar la ar qui tec tu ra ti su lar. Dos cla ses di -fe ren tes de mo lé cu las de ad he sión ce lu -lar, o CAMs (cell ad he sion mo le cu les),ope ran en la ma yo ría de los ani ma lesmul ti ce lu la res, unas son cal cio de pen -dien te y las otras son in de pen dien tes.

Las cad he ri nas son res pon sa bles de laad he sión in ter ce lu lar de pen dien te de cal -cio en los te ji dos de ver te bra dos. Las pri -me ras tres cad he ri nas que fue ron des cu -bier tas fue ron nom bra das de acuer docon el te ji do del cual se ais la ron; E-cad -he ri na en cé lu las epi te lia les, N-cad he ri naen cé lu las ner vio sas y P-cad he ri na en lapla cen ta. Se han en con tra do ade másnue vos ti pos de cad he ri nas y ac tual men -te se co no cen unas do ce. Vir tual men teto das las cé lu las de ver te bra dos ex pre sanuna o más cad he ri nas, sien do el pa trónde cad he ri nas un ras go de cada es tir pe.

La ma yo ría de las cad he ri nas son glu -co pro teí nas de trans mem bra na y con tie -nen si tios de unión al cal cio. En la au sen -cia de cal cio, las cad he ri nas su fren un im -por tan te cam bio con for ma cio nal y, co more sul ta do, son de gra da das rá pi da men tepor en zi mas pro teo lí ti cas. Fun cio nan co -mo pro teí nas de trans mem bra na que me -dian la in te rac ción en tre los ci toes que le -tos de ac ti na de las cé lu las que unen. Undo mi nio ci to plas má ti co in te rac cio na conla cor te za de ac ti na me dian te por lo me -nos tres pro teí nas de ad he sión in tra ce lu -

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lar de no mi na das ca te ni nas, re que ri daspa ra una ade cua da ad he sión. Las mo lé cu -las de cad he ri na que ca re cen de es te do -mi nio ci to plas má ti co son in ca pa ces deman te ner a las cé lu las ad he ri das.

Las cad he ri nas no son las úni cas pro -teí nas que pue den me diar me ca nis mosde ad he sión in ter ce lu lar de pen dien te decal cio, pues to que cier tas in te gri nas tam -bién pue den unir a las cé lu las a tra vés dein te rac cio nes se me jan tes. Ade más, exis teuna fa mi lia de lec ti nas (pro teí nas que seunen a car bo hi dra tos de la su per fi cie ce -lu lar) de no mi na das se lec ti nas, que fun -cio nan en una va rie dad de in te rac cio nesad he si vas tran si to rias de las cé lu las san -guí neas. Las se lec ti nas con tie nen un do -mi nio si mi lar a las lec ti nas que, en pre -sen cia de cal cio, se unen a un oli go sa cá -ri do en la su per fi cie de otra cé lu la. Lasse lec ti nas ac túan prin ci pal men te du ran tela res pues ta in fla ma to ria, don de un gru -po de neu tró fi los de be ser re clu ta do des -de la san gre al si tio de in fla ma ción. Losneu tró fi los se ad hie ren dé bil men te a lascé lu las en do te lia les que re cu bren los va -sos san guí neos, más tar de lo ha cen conmás fuer za y mi gran fue ra de los va sossan guí neos, pe ne tran do a tra vés de es pa -cios en tre cé lu las en do te lia les ad ya cen -tes. Se co no ce que me dia do res quí mi coslo ca les li be ra dos por las cé lu las en el si tiode in fla ma ción in du cen a las cé lu las en -do te lia les a ex pre sar P-se lec ti na. Es tamo lé cu la re co no ce oli go sa cá ri dos es pe cí -fi cos en la su per fi cie de los neu tró fi los,los cua les se ad hie ren a las cé lu las en do -te lia les cer ca nas al si tio in fla ma do. Launión es de ba ja afi ni dad y las cé lu lasad he ri das rue dan so bre el en do te lio enel si tio de in fla ma ción al ser pro pe li daspor el flu jo san guí neo. Lue go, otro me -ca nis mo de ad he sión in ter ce lu lar me dia -do por in te gri nas se ac ti va, se for ta le ce la

ad he sión y los neu tró fi los de jan de ro dar,pa ra fi nal men te mi grar fue ra del va sosan guí neo ha cia el fo co in fla ma to rio.

La fa mi lia Ig CAM se de no mi na asíde bi do a que con tie nen uno o más do mi -nios si mi la res a los en con tra dos en in mu -no glo bu li nas. El ejem plo me jor es tu dia does la N-CAM, que se ex pre sa en va rios ti -pos ce lu la res y en la ma yo ría de las cé lu -las ner vio sas. Es la más fre cuen te de lasmo lé cu las de ad he sión in de pen dien tes decal cio y, al igual que las cad he ri nas, in ter -vie ne en in te rac cio nes ho mo fí li cas, esde cir, en tre dos mo lé cu las igua les de cé lu -las ad ya cen tes. Otros miem bros de es tafa mi lia usan un me ca nis mo he te ro fí li co,unién do se a mo lé cu las dis tin tas. Tal es elca so de las I-CAM, que se ex pre san encé lu las en do te lia les ac ti va das e in te rac cio -nan con in te gri nas de la su per fi cie de leu -co ci tos.

Exis ten unas vein te for mas deN-CAM; la ma yo ría son pro teí nas detrans mem bra na con un do mi nio in tra ce -lu lar va ria ble, el cual es ta ría in vo lu cra doen la se ña li za ción ce lu lar o en la unión alci toes que le to. Hay un ti po de N-CAMque no cru za la bi ca pa li pí di ca y queque da en gan cha da a la mem bra na plas -má ti ca me dian te un gli co sil fos fa ti di li no -si tol. Otro ti po se se cre ta y po dría in cor -po rar se a la ma triz ex tra ce lu lar. La glu -co si la ción va ría la fun cio na li dad de lasN-CAM. Al gu nas for mas lle van unagran can ti dad de áci do siá li co, mien trasque otras lle van mu cho me nos. De bi do asu car ga ne ga ti va, las lar gas ca de nas deaci do siá li co im pi den la ad he sión ce lu lar,mo di fi can do así la fun ción ad he si va delas N-CAM.

Si bien las cad he ri nas y las Ig CAMson fre cuen te men te ex pre sa das en losmis mos ti pos ce lu la res, las ad he sio nesme dia das por las pri me ras son mu cho

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más fuer tes y jue gan un pa pel cen tral enel man te ni mien to de las unio nes ce lu la -res. Las N-CAM y otras mo lé cu las de lafa mi lia pa re cen con tri buir más a la re gu -la ción fi na de las in te rac cio nes ad he si vasal ta men te di ná mi cas, du ran te el de sa rro -llo em brio na rio y la re ge ne ra ción ti su lar.

Las in te gri nas son una gran fa mi liade pro teí nas de trans mem bra na en car ga -das de me diar la unión de la cé lu la a lama triz ex tra ce lu lar (Cua dro 3-6). Secom por tan co mo re cep to res de las pro -teí nas de ma triz, aun que se di fe ren ciande los re cep to res de hor mo nas y otros li -gan dos so lu bles por su ba ja afi ni dad yme nor con cen tra ción en la su per fi cie ce -lu lar. Es tas ca rac te rís ti cas fa ci li tan la in -te rac ción si mul tá nea con un gran nú me -ro de mo lé cu las de la ma triz, per mi tien -do a la cé lu la ex plo rar el am bien te sinper der con tac to con el sus tra to. Si launión fue ra muy fuer te, las cé lu las po -drían que dar pe ga das irre ver si ble men te ala ma triz e in ca pa ci ta das pa ra efec tuarmo vi mien tos, un pro ble ma que no exis -te si la ad he sión de pen de de múl ti plescon tac tos más dé bi les, co mo en los bro -

ches “abro jo” o vel cro.Las in te gri nas es tán for ma das por dos

su bu ni da des α y β, dos glu co pro teí nas detrans mem bra na aso cia das en for ma noco va len te. La unión de las in te gri nas a losli gan dos co rres pon dien tes de pen de decal cio o mag ne sio. Se han des crip to unasvein te in te gri nas, que re sul tan de la com -bi na cion de nue ve ti pos de su bu ni dad β yca tor ce de su bu ni dad α. Va rias pro teí nasde la ma triz son re co no ci das por múl ti -ples in te gri nas; por ejem plo, exis ten ochoque se unen a fi bro nec ti na y cin co a la mi -ni na. Las ca de nas ß1 se en cuen tran en ca -si to das las cé lu las de ver te bra dos. Las ca -de nas ß2, en cam bio, se ex pre san ex clu si -va men te en la su per fi cie de los gló bu losblan cos y par ti ci pan en su ad he sión al en -do te lio. Me dian in te rac cio nes cé lu la-cé -lu la, en lu gar de pro ce sos cé lu la-ma triz tí -pi co de las in te gri nas.

Mi gra ción y geo me tría ce lu lar

La in te rac ción en tre la ma triz ex tra -ce lu lar y el ci toes que le to es re cí pro ca, yaque los fi la men tos in tra ce lu la res de ac ti -

Cua dro 3-6. Las in te gri nas, re cep to res de trans mem bra na que re co no cen com -po nen tes de la ma triz ex tra ce lu lar. A tra vés del do mi nio in tra ce lu lar in du cen la or ga -ni za ción del ci toes que le to y po nen en mar cha vías de trans duc ción de se ña les ha ciael nú cleo. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 3, nú me ro 20: “Vi da y muer te, una cues -tión de geo me tría ce lu lar”.)

Integrina

Proteínas dela matriz

Citoesqueletode actina

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na pue den in fluir en la orien ta ción de lasmo lé cu las de fi bro nec ti na. Da do quetan to el ci toes que le to pue de in fluir la or -ga ni za ción de la ma triz co mo la ma trizpue de or ga ni zar el ci toes que le to, se acep -ta que la ma triz ex tra ce lu lar po dría “pro -pa gar or den” de cé lu la a cé lu la, crean does truc tu ras or de na das su pra ce lu la res. Lasin te gri nas ser vi rían co mo adap ta do res enes te pro ce so, con du cien do las in te rac cio -nes en tre las cé lu las y el me dio que lasro dea.

La di ná mi ca red cor ti cal de fi la men -tos de ac ti na cam bia rá pi da men te decon fi gu ra ción en res pues ta a se ña les ex -ter nas. El ci toes que le to de ac ti na pue de,por lo tan to, ser con si de ra do co mo unapar te in te gral del sis te ma de trans duc -ción de se ña les de una cé lu la. La cé lu la seune a la ma triz ex tra ce lu lar me dian te in -te gri nas, for man do ad he sio nes fo ca les;las unio nes in du cen cam bios con for ma -cio na les en el ci toes que le to que son me -

dia das por una es truc tu ra su pra mo le cu -lar de trans mem bra na, que agru pa a fi -bro nec ti na, in te gri na, vin cu li na, ten si nay fi nal men te los fi la men tos de ac ti na(Cua dro 3-7).

Du ran te la mi gra ción, las cé lu las pri -me ro pro tu yen me dian te la for ma ciónde la me li po dios y mi croes pí cu las, pa ralue go ad he rir se al sus tra to es ta ble cien docon tac tos fo ca les. La co ne xión con elsus tra to or ga ni za al ci toes que le to y des -pier ta las se ña les ne ce sa rias pa ra ge ne rarla trac ción que mue ve a la cé lu la. Se li be -ran los pun tos de an cla je de la zo na pos -te rior y, fi nal men te, la con trac ción delci to plas ma des pla za a la cé lu la en la di -rec ción ade cua da. Es te ci clo se re pi tetan tas ve ces co mo fue ra ne ce sa rio –co molo ha cen las oru gas de un tan que de gue -rra– y el pro ce so se va adap tan do a laspro pie da des cam bian tes del sus tra to oma triz de apo yo. Mien tras que su pa peles truc tu ral es am plia men te co no ci do, los

Cua dro 3-7. Com po nen tes de la unión fo cal.

Re gión Com po nen tes Fun ción

Ma triz ex tra ce lu lar Fi bro nec ti na Sus tra to pa ra la ad he sión.

Trans mem bra na In te gri na Re cep tor del sus tra to y es tí mu lo pa ra el ci toes que le to.

Pla ca ci to plas má ti ca

A. Es truc tu ra Ta li na Or ga ni za ción ini cial delVin cu li na ci toes que le to y ac ti va ción Pa xi li na de se ña les in tra ce lu la res.Ten si na

B. Re gu la ción FAK Pues ta en fun cio na mien toTen si na de res pues tas ce lu la res PKC in du ci das por el sus tra to.

Mi cro fi la men tos Ac ti na En sam bla do fi nal delα-ac ti ni na ci toes que le to y mo di fi ca ción

de la for ma ce lu lar.

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in ves ti ga do res co mien zan a cen trar se enel es tu dio de la unión fo cal co mo un si -tio de in ter cam bio de se ña les. Apa ren te -men te, la ten si na po dría ser el es la bónen tre el ci toes que le to y los fe nó me nos detrans duc ción de se ña les.

Re cien te men te, se re por tó que lascé lu las en cul ti vo pue den ser in du ci das apro li fe rar o mo rir va rian do sim ple men tesu mor fo lo gía. Se fa bri ca ron di fe ren tesso por tes ar ti fi cia les cu bier tos con pro teí -nas ad he si vas de la ma triz ex tra ce lu lar–co mo fi bro nec ti na, vi tro nec ti na o co lá -ge no– con la in ten ción de va riar el sprea -ding; es de cir, el gra do de ex ten sión de lacé lu la so bre el sus tra to. El área to tal decon tac to en tre la cé lu la y la ma triz seman tu vo cons tan te, mo di fi cán do se só loel es pa cio de se pa ra ción en tre los pun tosde con tac to. De es ta for ma, se obli ga ba ala cé lu la a per ma ne cer con una for maglo bu lar (cuan do los con tac tos se con -gre ga ban en un pe que ño sec tor) o a ex -ten der se so bre el sus tra to co mo un “hue -

vo fri to” (cuan do los pun tos de con tac tose dis tri buían en una su per fi cie mu chomás am plia).

Ba jo la me to do lo gía des crip ta se pu -so en evi den cia que el cam bio de mor fo -lo gía po dría ser ca paz, por sí so lo, de go -ber nar el cre ci mien to o la muer te de unacé lu la. Cuan do las cé lu las de bían per ma -ne cer po co an cla das al sus tra to, man te -nien do su as pec to re don dea do, au men -ta ban las cé lu las muer tas. En cam bio, lapro gre si va ex ten sión ce lu lar so bre unsus tra to ade cua do se co rre la cio na ba di -rec ta men te con un des cen so en la ta sa deapop to sis de los cul ti vos e, in clu si ve, conel ini cio de la fa se de sín te sis de DNA,se gui da de pro li fe ra ción (Cua dro 3-8).

Has ta el mo men to, un as pec to po coacla ra do acer ca de las con se cuen cias de lamor fo lo gía so bre la pro gre sión del ci cloce lu lar co rres pon de a los me ca nis mos dese ña li za ción que de be rían ope rar pa raque la cé lu la res pon da ade cua da men te.Co mo se co men tó an tes, el ci toes que le to

Cua dro 3-8. Geo me tría ce lu lar y su per vi ven cia. La po si bi li dad de ex ten der se so -bre un sus tra to ade cua do man tie ne en la cé lu la una se ñal de su per vi ven cia y, even -tual men te, de pro li fe ra ción. Por el con tra rio, el an cla je ina de cua do lle va a la muer tece lu lar. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 3, nú me ro 20: “Vi da y muer te, una cues tiónde geo me tría ce lu lar”.)

MUERTE SUPERVIVENCIAPROLIFERACIÓN

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po dría ser el ele men to ca paz de acom pa -ñar ca da cam bio en la for ma de la cé lu lay, por otra par te, des per tar se ña les in tra -ce lu la res. En las unio nes fo ca les, las in te -gri nas re ci ben la se ñal de la ma triz, con -vo can al ci toes que le to de ac ti na a tra vésde su do mi nio in tra ce lu lar y orien tan lapo la ri dad de la cé lu la. En otras pa la bras,se in te gra rían se ña les me cá ni cas aso cia -das al cam bio de for ma ce lu lar con sis te -mas de trans duc ción de se ña les bio quí -mi cas. Por ejem plo, se re por tó que la ac -ti va ción anó ma la cons ti tu ti va de la ti ro -si na ki na sa FAK (fo cal ad he sion ki na se)del com ple jo de unión fo cal pue de de ri -var en la su per vi ven cia ce lu lar y cre ci -mien to in de pen dien te del an cla je. La po -si bi li dad de go ber nar fun cio nes al ta men -te es pe cia li za das de la cé lu la a tra vés decam bios en la mor fo lo gía se opo ne a laidea –bas tan te acep ta da– que sos tie neque el as pec to de una cé lu la o te ji do esape nas la con se cuen cia de la adap ta cióna una fun ción. Los nue vos con cep tos engeo me tría ce lu lar ha cen su po ner quetam bién una cé lu la po dría lle var a ca boun pro ce so, tan re le van te co mo vi vir omo rir, si guien do tan só lo lo que su mor -fo lo gía le di ce.

Trans duc ción de se ña lesin tra ce lu la res

Los me ca nis mos de se ña li za ción ce -lu lar per mi ten que las cé lu las se co mu ni -quen en tre sí, de tal ma ne ra que coor di -nen su con duc ta pa ra el be ne fi cio del or -ga nis mo en su to ta li dad. Las se ña les in -tra ce lu la res go bier nan el “com por ta -mien to so cial” de ca da cé lu la, ase gu ran -do que se lle ve a ca bo una de ter mi na daac ción só lo cuan do la in for ma ción emi -ti da por el en tor no así lo in di ca. La im -por tan cia de es te com por ta mien to que da

en evi den cia, por ejem plo, cuan do sepier de el con trol de la di vi sión en las cé -lu las can ce ro sas; la pro li fe ra ción anó ma -la de sor de na pri me ro la es truc tu ra del te -ji do afec ta do y, más tar de, ma ta al or ga -nis mo. En es te sen ti do, las al te ra cio nesmo le cu la res pri ma rias que lle van a latrans for ma ción neo plá si ca afec tan fre -cuen te men te a va rios de los sis te mas dese ña li za ción ce lu lar que se des cri bi rán acon ti nua ción.

Pa ra que una cé lu la sea ca paz de res -pon der a una se ñal pro ve nien te del me -dio ex tra ce lu lar, de be pri me ro cap tar la,lue go in te grar la y fi nal men te trans mi tir -la al nú cleo, don de se de sa rro lla rá unares pues ta. En el ca so de las se ña les mi to -gé ni cas me dia das por fac to res de cre ci -mien to el es tí mu lo ga ti lla un acon te ci -mien to ca rac te rís ti co, la du pli ca ción delDNA, con la con se cuen te pro gre sióndel ci clo ce lu lar. La cé lu la po see re cep to -res de las di fe ren tes se ña les in ter ce lu la -res ba sa das en mo lé cu las lla ma das “pri -me ros men sa je ros”. El pro ce sa mien toin tra ce lu lar de la se ñal se ba sa en sis te -mas de trans duc ción com ple jos, queem plean mo lé cu las de la mem bra naplas má ti ca y el ci to plas ma, los “se gun -dos men sa je ros”. Por lo tan to, la trans -duc ción de se ña les in clu ye dis tin tos ele -men tos que se ac ti van en ca de na. Es tosele men tos pue den lo ca li zar se pa ra cum -plir su fun ción en cua tro com par ti mien -tos: el es pa cio ex tra ce lu lar, la mem bra naplas má ti ca, el ci to plas ma y el nú cleo(Cua dro 3-9). Uno de los de sa fíos pen -dien tes den tro del mar co de la trans duc -ción de se ña les in tra ce lu la res es la iden -ti fi ca ción de los me ca nis mos pre ci sosque co nec tan la ca de na de se gun dosmen sa je ros ci to plas má ti cos con la re gu -la ción de la ex pre sión de ge nes es pe cí fi -cos. Se co mien zan a co no cer pro ce sos

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par ti cu la res que lle van a la re gu la ción dela trans crip ción, aun que se es tá le jos dees ta ble cer un pa no ra ma que ex pli que lama yo ría de las res pues tas ce lu la res enfor ma aca ba da.

Las mo lé cu las se ña li za do ras son re -co no ci das por re cep to res es pe cí fi cos pre -sen tes en las cé lu las blan co. Las cé lu lasde ani ma les su pe rio res se co mu ni canme dian te cien tos de mo lé cu las se ña li za -do ras, las cua les pue den ser pro teí nas,pép ti dos, ami noá ci dos, nu cleó ti dos, es -te roi des, re ti noi des, de ri va dos de áci dosgra sos y ga ses di suel tos. En su ma yo ríason se cre ta das por exo ci to sis; otras sonli be ra das me dian te di fu sión a tra vés dela mem bra na plas má ti ca y otras que danfi jas a la su per fi cie ce lu lar e in fluyen so -la men te a las cé lu las que con tac tan a lacé lu la por ta do ra de la se ñal. La cé lu lablan co pue de res pon der mer ced al re -cep tor es pe cí fi co de la mo lé cu la se ñal,ge ne ral men te pro teí nas de trans mem -bra na. En otros ca sos, los re cep to res es -tán den tro de la cé lu la blan co, pues toque la se ñal pue de in gre sar sin in con ve -nien tes a la cé lu la di fun dien do a tra vés

de la mem bra na plas má ti ca.Ca da cé lu la de un or ga nis mo mul ti -

ce lu lar es tá ex pues ta a cien tos de di fe ren -tes se ña les que le lle gan de su mi croam -bien te de zo nas más le ja nas. La cé lu la de -be res pon der a és tas en for ma se lec ti va,de acuer do con un ca rác ter es pe cí fi co ad -qui ri do en su di fe ren cia ción. Da do quelas se ña les ac túan por lo ge ne ral en for -ma com bi na da, se pro du ce una gran di -ver si dad de es tí mu los, don de cien tos dese ña les po drían ori gi nar mi llo nes decom bi na cio nes al ter na ti vas. La for ma es -pe cí fi ca en que una cé lu la reac cio na consu mi croam bien te va ría, pri me ro, con elcon jun to de re cep to res que esa cé lu la tie -ne a dis po si ción pa ra de tec tar se ña les y,se gun do, con la ma qui na ria in tra ce lu larque la cé lu la po see pa ra in te grar e in ter -pre tar la in for ma ción que re ci be. Por lotan to, la mis ma se ñal a pe sar de unir se almis mo re cep tor pue de pro du cir efec tosdi fe ren tes en las cé lu las, re fle jan do las di -fe ren cias en la ma qui na ria in ter na detrans duc ción de la se ñal a la cual los re -cep to res es tán aco pla dos.

Los me dia do res de se ña les in ter ce lu -

Cua dro 3-9. Lo ca li za ción de los ele men tos de la ca de na de se ña les ce lu la res.

Ejem plos:1. Fac to res de cre ci mien to, hor mo nas2. Re cep to res3. Ki na sas4. Fac to res trans crip cio na les

Mem bra na

Espacio extra

celular

Ci to plas maNú cleo

2

4

13

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la res pue den ac tuar a dis tan cia o lo cal -men te. Exis ten tres for mas prin ci pa les dese ña li za ción me dia da por mo lé cu las li be -ra das al me dio ex tra ce lu lar: pa rá cri na,en dó cri na y si náp ti ca. En la se ña li za ciónpa rá cri na, las cé lu las blan co son afec ta -das por te ji dos ad ya cen tes lo ca li za dos enel en tor no cer ca no; tam bién exis ten me -ca nis mos se me jan tes de se ña li za ción au -tó cri na, que se ori gi nan en las mis mascé lu las que re ci ben la se ñal. Pa ra que unase ñal pa rá cri na o au tó cri na sea efec ti va -men te re ci bi da en el blan co es pe cí fi co, lase ñal de be ser cap ta da e in me dia ta men tedes trui da por en zi mas o in mo vi li za da enla ma triz ex tra ce lu lar. Pa ra un or ga nis mocom ple jo, es tas se ña les re sul tan in su fi -cien tes. Las glán du las en docri nas li be ranhor mo nas pa ra afec tar a dis tan cia elcom por ta mien to de ór ga nos blan co. Lasse ña les más so fis ti ca das son las des ple ga -das por las neu ro nas. Cuan do se ac ti vanpor se ña les del am bien te o por otras cé -lu las ner vio sas, las neu ro nas en vían im -pul sos eléc tri cos a lo lar go del axón y li -be ran una se ñal quí mi ca, el neu ro trans -mi sor, que tie ne ac ción so bre la cé lu lablan co.

La ma yo ría de las se ña les de pen dende mo lé cu las hi dro fí li cas que se unen are cep to res de la su per fi cie ce lu lar. Otrasmo lé cu las se ña li za do ras son lo su fi cien -te men te pe que ñas e hi dró fo bi cas co mopa ra atra ve sar la mem bra na plas má ti ca y,una vez den tro de la cé lu la, re gu lar di rec -ta men te la ac ti vi dad de una pro teí na. Unejem plo de es te me ca nis mo co rres pon deal gas óxi do ní tri co. Exis te otro gru po dese ña les que pue den cru zar la mem bra na;las hor mo nas es te roi des, las hor mo nas ti -roi deas, los re ti noi des y la vi ta mi na D seunen a re cep to res in tra ce lu la res. Launión al re cep tor ac ti va di rec ta men te latrans crip ción de ge nes es pe cí fi cos,

unién do se a se cuen cias re gu la to rias es pe -cí fi cas del DNA ad ya cen te a es tos ge nes.To das es tas se ña les son re la ti va men te in -so lu bles en agua, aun que se so lu bi li zanpa ra su trans por te en la co rrien te san guí -nea me dian te la unión a pro teí nas trans -por ta do ras, de las cua les se se pa ran an tesde en trar a la cé lu la.

Una de las di fe ren cias prin ci pa lesen tre las mo lé cu las so lu bles y las in so lu -bles en agua es la du ra ción de la se ñalque ga ti llan. La ma yo ría de las se ña leshi dro so lu bles son re mo vi das o di ge ri dasen po cos mi nu tos lue go de in gre sar en lacir cu la ción san guí nea. In clu si ve, los me -dia do res au tó cri nos o pa rá cri nos y losneu ro trans mi so res son re mo vi dos aúnmás rá pi do, en se gun dos o mi li se gun -dos. Las hor mo nas es te roi deas, en cam -bio, per sis ten en la san gre por ho ras ylas hor mo nas ti roi deas por va rios días.Con se cuen te men te, las se ña les so lu blesen agua me dian res pues tas de cor ta du -ra ción, mien tras que las in so lu bles delar ga du ra ción.

To das las se ña les so lu bles en agua seunen a re cep to res es pe cí fi cos en la su -per fi cie de la cé lu la blan co. Es tos re cep -to res se com por tan co mo trans duc to resde la se ñal, cap tan do el li gan do so lu ble(pri mer men sa je ro) y ge ne ran do una omás se ña les in tra ce lu la res (se gun dosmen sa je ros). Pa ra in du cir un efec to enla cé lu la, la gran ma yo ría de los re cep -to res de su per fi cie res pon de a al gu no delos tres me ca nis mos de trans duc ción bá -si cos: abren ca na les ió ni cos de mem bra -na, ac ti van pro teí nas G o ac ti van en zi -mas (Cua dro 3-10). El pri mer me ca nis -mo es ca rac te rís ti co de las se ña les si náp -ti cas me dia das por neu ro trans mi so res;el li gan do abre ca na les ió ni cos de la pro -pia es truc tu ra del re cep tor, que mo di fi -can la ex ci ta bi li dad eléc tri ca de la cé lu -

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la. Los re cep to res li ga dos a pro teí nas Gac túan in di rec ta men te, re gu lan do la ac -ti vi dad de otra pro teí na de mem bra naque pue de ser una en zi ma o, en oca sio -nes, un ca nal ió ni co. La pro teí na G, quese une a GTP en su for ma ac ti va da(GTP-bin ding re gu la tory pro tein), es lame dia do ra de la in te rac cion en tre el re -cep tor y la pro teí na de mem bra na. Porúl ti mo, los re cep to res li ga dos a en zi mascuan do son ac ti va dos fun cio nan di rec -ta men te co mo en zi mas o es tán aso cia -dos con en zi mas.

Más allá del me ca nis mo ini cial,cuan do la se ñal es re ci bi da y los re cep to -res son ac ti va dos se de sen ca de na la fos fo -ri la ción de una se rie de pro teí nas in tra ce -lu la res que ter mi nan al te ran do la ex pre -sión de ge nes es pe cí fi cos. Pa ra tal fin,exis te un con jun to de pro teí nas de se ña -li za ción in tra ce lu lar que cons ti tu ye unver da de ro “sis te ma de pos tas”. Di chaspro teí nas res pon den prin ci pal men te ados ti pos, pro teí nas que son fos fo ri la das

por pro teína ki na sas (se ri na /treo ni na ki -na sas y ti ro si na ki na sas) o pro teí nas queson in du ci das a unir se a GTP. En am bosca sos, las pro teí nas ga nan uno o más fos -fa tos en su es ta do ac ti vo y pier den esosfos fa tos cuan do la se ñal de cae. Es tas pro -teí nas cau san la fos fo ri la ción de otraspro teí nas pa ra que el men sa je va ya avan -zan do ha cia el nú cleo, ge ne ran do unacas ca da de fos fo ri la cio nes.

Los re cep to res li ga dos a en zi mas sonpro teí nas de trans mem bra na que con -tie nen un do mi nio in tra ci to plas má ti cocon ac ti vi dad en zi má ti ca in trín se ca oaso cia do a una en zi ma. Al gu nos se en -cuen tran li ga dos a la gua ni la to ci cla sa,que pro du ce co mo se gun do men sa je roel nu cleó ti do GMP cí cli co. Ade más, va -rios re cep to res de fac to res de cre ci mien -to se com por tan co mo ti ro si na ki na sas,fos fo ri lan do a pro teí nas de se ña li za cionin tra ce lu lar (Cua dro 3-11A).

Los re cep to res li ga dos a pro teí nas Ggo bier nan res pues tas ce lu la res a una am -

Cua dro 3-10. Me ca nis mos bá si cos de trans duc ción se ña les ce lu la res de los re -cep to res de la su per fi cie ce lu lar.

Re cep to res li ga dos a ca na les ió ni cos

Re cep to res li ga dos a pro teí nas G

Re cep to res li ga dos a en zi mas

El li gan do abre ca na les ió ni cos de la pro pia es truc -tu ra del re cep tor, que mo di fi can la ex ci ta bi li dad eléc -tri ca de la cé lu la. Me ca nis mo ca rac te rís ti co de las se ña -les si náp ti cas me dia das por neu ro trans mi so res.

La pro teí na G es la me dia do ra de la in te rac ción en -tre el re cep tor y una pro teí na de mem bra na que ini ciala se ñal in tra ce lu lar. Es ta pro teí na pue de ser una en zi -ma o, en oca sio nes, un ca nal ió ni co.

Al ac ti var se los re cep to res des plie gan por sí mis mosuna ac ti vi dad en zi má ti ca o es tán aso cia dos a en zi mas.La ac ti vi dad en zi má ti ca ini cia la se ñal in tra ce lu lar.

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plia ga ma de me dia do res lo ca les, hor -mo na les y ner vio sos. Se co no cen pro teí -nas G tri mé ri cas y mo no mé ri cas; es tasúl ti mas cons ti tu yen la su per fa mi lia Ras.Por lo ge ne ral, las pro teí nas G se ubi canen re la ción con las dis tin tas mem bra nasce lu la res. La su per fa mi lia Ras re gu la

mu chos pro ce sos fi sio ló gi cos, in clu yen -do mi to sis (pro teí na Ras), or ga ni za cióndel ci toes que le to (pro teí nas Rho y Rac),fun cio nes nu clea res (pro teí na Ran) yme ca nis mos de trans por te in tra ce lu lar(pro teí na Rab). La co ne xión fun cio nalde los re cep to res de mem bra na con en -

Cua dro 3-11. Prin ci pa les ca de nas de se ña les in tra ce lu la res aso cia das a re cep to res li -ga dos a en zi mas o a pro teí nas G. A: Los re cep to res li ga dos a en zi mas son pro teí nas detrans mem bra na que con tie nen un do mi nio in tra ci to plas má ti co con ac ti vi dad en zi má ti -ca in trín se ca o aso cia do a una en zi ma. B: Los re cep to res li ga dos a pro teí nas G in ter vie -nen en res pues tas en una am plia ga ma de se ña les ner vio sas, hor mo na les y lo ca les. Pue -den ini ciar se ña les ac ti van do las en zi mas ade ni la to ci cla sa o fos fo li pa sa C. (Re fe ren cias:GMPc, Gua no sín mo no fos fa to cí cli co; AMPc, Ade no sín mo no fos fa to cí cli co; PKA, Pro -teí na ki na sa A; PKC, Pro teí na ki na sa C; IP3, Ino si tol tri fos fa to; DAG, Dia cil gli ce rol.)

TirosinaKinasa

GuanilatoCiclasa

PROTEÍNA G

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zi mas blan co o ca na les ió ni cos es ta ble ci -da por las pro teí nas G de pen de de sufun ción de in te rrup tor de se ña les. Seunen a GTP cuan do el re cep tor cap ta alli gan do y en cien den la se ñal in tra ce lu lar,pa ra rá pi da men te hi dro li zar el GTP aGDP y dar por ter mi na da la mis ma. Laim por tan cia de la fa mi lia Ras en la re -gu la ción fi na de la di ná mi ca ce lu lar sere fle ja en la es tre cha aso cia ción de susal te ra cio nes con la trans for ma ción neo -plá si ca. Con al ta fre cuen cia se en cuen -tran ge nes Ras mu ta dos en mu chas va -rian tes tu mo ra les, don de la al te ra ciónde ter mi na una in ca pa ci dad de la pro teí -na pa ra apa gar la se ñal.

La cas ca da de se ña les que arran ca delos re cep to res li ga dos a pro teí nas G ac ti -va dis tin tos se gun dos men sa je ros, de loscua les los más ha bi tua les son el AMP cí -cli co y el cal cio (Cua dro 3-11B). Al gu -nos re cep to res in du cen la for ma ción deAMP cí cli co ac ti van do una en zi ma ubi -ca da en la mem bra na plas má ti ca, la ade -ni la to ci cla sa, a tra vés de una pro teí na Ges ti mu la to ria. El AMP cí cli co se des tru -ye rá pi da men te por la ac ción de fos fo -dies te ra sas pa ra cul mi nar la se ñal. Se des -cri bie ron tam bién pro teí nas G in hi bi to -rias, que blo quean a la ade ni la to ci cla sa.El AMP cí cli co con ti núa la cas ca da dese ña les ha cien do ac ti va a la pro teí na ki -na sa A (PKA), la cual, a su vez, fos fo ri lare si duos se ri na o treo ni na en de ter mi na -das pro teí nas; di cha fos fo ri la ción re gu lala ac ti vi dad de es ta pro teí na blan co. Lue -go, las fos fa ta sas rá pi da men te ba lan ceanel efec to de la PKA.

Las pro teí nas G tam bién pue denaco plar re cep to res a la fos fo li pa sa C. Laac ti va ción de es ta en zi ma lle va a un in -cre men to en la con cen tra ción ci to só li cade cal cio, ion que se com por ta co momen sa je ro in tra ce lu lar. Pa ra que el cal cio

sea efec ti vo en es te pa pel, las cé lu las tie -nen que man te ner los ni ve les ci to só li cosba sa les del mis mo muy ba jos. Co mo sucon cen tra ción en el es pa cio ex tra ce lu lary las cis ter nas del re tí cu lo en do plás mi coes ele va da, cuan do una se ñal abre ca na lescál ci cos, el ion flu ye ha cia el ci to sol au -men tan do dra má ti ca men te su con cen -tra ción y afec tan do a una se rie de pro teí -nas ce lu la res.

De jan do de la do las neu ro nas, enca si to das las cé lu las la li be ra ción de cal -cio es pre ce di da por una cas ca da de se -ña les que de pen de de otro se gun domen sa je ro, el ino si tol tri fos fa to. Losfos fo lí pi dos ino si tó li cos más im por tan -tes en la trans duc ción de se ña les sondos de ri va dos del fos fa ti di li no si tol, elfos fa ti di li no si tol fos fa to y el fos fa ti di li -no si tol di fos fa to, pre sen tes en la ca rain ter na de la mem bra na plas má ti ca.Cuan do una se ñal po ne en fun cio na -mien to a un re cep tor li ga do a pro teí naG, es ta úl ti ma ac ti va a una fos fo li pa saC. La en zi ma de gra da a un fos fa ti di li -no si tol di fos fa to y ge ne ra dos pro duc -tos, ino si tol tri fos fa to y dia cil gli ce rol,ca da uno de los cua les pue de con ti nuarin de pen dien te men te la cas ca da de se ña -les. El ino si tol tri fos fa to es una mo lé cu -la pe que ña que aban do na la mem bra naplas má ti ca y di fun de rá pi da men te ha ciael ci to sol. Allí in du ce la li be ra ción decal cio del re tí cu lo en do plás mi co. El finde es ta res pues ta me dia da por cal ciopue de ser por la des fos fo ri la ción delino si tol tri fos fa to por una fos fa ta sa opor el rá pi do bom beo del cal cio fue rade la cé lu la. La unión del cal cio li bre auna pro teí na de no mi na da cal mo du li nase ría la res pon sa ble de la ma yor par te delas ac cio nes me dia das por el ion. Elcom ple jo cal cio /cal mo du li na po ne enfun cio na mien to a pro teí na ki na sas

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(cam-ki na sas), efec to res fi na les de es taca de na de trans duc ción.

Por otra par te, el dia cil gli ce rol ac ti vaa la pro teí na ki na sa C (PKC), la cual fos -fo ri la a cier tas pro teí nas en re si duos ti ro -si na y treo ni na. Even tual men te, el dia cil -gli ce rol pue de ser pro ce sa do pa ra for maráci do ara qui dó ni co, que pue de ac tuarco mo men sa je ro por sí mis mo o ser usa -do co mo sus tra to pa ra la sín te sis de ei co -sa noi des. En mu chas cé lu las la ac ti va ciónde la PKC in cre men ta la trans crip ciónde ge nes es pe cí fi cos, ya sea in du cien do lafos fo ri la ción y la ac ti va ción de pro teí nasre gu la to rias uni das al DNA o fos fo ri lan -do un in hi bi dor que en esas con di cio nesli be ra a una pro teí na re gu la to ria quepue de mi grar al nú cleo y es ti mu lar latrans crip ción.

Se co no cen mé to dos far ma co ló gi cospa ra imi tar los efec tos aso cia dos a las dosvías de pen dien tes de los fos fo lí pi dosino si tó li cos. Los efec tos del ino si tol tri -fos fa to pue den ge ne rar se con io nó fo roscál ci cos, que in du cen la li be ra ción decal cio al ci to sol. Los efec tos del dia cil gli -ce rol pue den ser emu la dos con és te resde for bol, pro duc tos ve ge ta les que seunen a la PKC y la ac ti van di rec ta men -te. Con el em pleo de es te ti po de sus tan -cias se ob ser vó que los ca mi nos de se ña -li za ción con fre cuen cia ac túan en for masi nér gi ca pa ra pro du cir una res pues ta ce -lu lar. Cier tas cé lu las pue den ser es ti mu -la das a pro li fe rar en cul ti vo cuan do sontra ta das al mis mo tiem po con un io nó -fo ro y un ac ti va dor de PKC, pe ro nocuan do es tos agen tes son usa dos in di vi -dual men te.

El co no ci mien to de los dis tin tosefec to res de los sis te mas de trans duc ciónde se ña les ce lu la res y la com pren sión dela im por tan cia de es tos me ca nis mos en labio lo gía de cual quier te ji do re sul tan im -

pres cin di bles en el mo men to de de fi nirlas cau sas de raíz mo le cu lar que lle van ala trans for ma ción neo plá si ca. Cuan tomás se pro fun di za en las al te ra cio nes ge -né ti cas que dan lu gar a un cre ci mien totu mo ral, más se po ne en evi den cia que elcán cer de ri va de los in con ve nien tes deuna po bla ción ce lu lar pa ra in ter pre tar lasse ña les del en tor no, ajus tan do su re cam -bio y des ple gan do una ade cua da con vi -ven cia con los te ji dos ve ci nos.

Re mo de la ción ti su laren pro ce sos fi sio ló gi cos

Las pro tea sas que de gra dan com po -nen tes de la ma triz ex tra ce lu lar se re quie -ren en dis tin tos pro ce sos fi sio ló gi cos dere mo de la ción ti su lar. Va rias en zi mas de -gra da ti vas se re la cio nan con fe nó me nosde de gra da ción ti su lar du ran te pro ce sosnor ma les, co mo la ovu la ción, el cre ci -mien to in va si vo del tro fo blas to, la re mo -de la ción ma ma ria des pués de la lac tan cia,la an gio gé ne sis, el de sa rro llo del sis te maner vio so y la in fla ma ción. La ci ca tri za -ción de he ri das con sti tu ye tam bién unex ce len te ejem plo de pro ce so de re mo de -la ción, en el cual la ma triz de be ne ce sa -ria men te ser mo di fi ca da –de gra da da yre sin te ti za da– pa ra per mi tir la pro li fe ra -ción, la mi gra ción ce lu lar y la re pa ra ciónfi nal del te ji do.

La ma yor par te de las he ri das de lapiel ci ca tri zan de for ma efi cien te en unlap so de una a dos se ma nas. El coá gu lode fi bri na ac túa co mo una ma triz pro vi -so ria so bre la cual las cé lu las pue den mo -ver se du ran te la re pa ra ción. Ade más, elcoá gu lo in clu ye pla que tas, fi bro nec ti na yotras pro teí nas de ma triz y sir ve co mo re -ser vo rio de fac to res de cre ci mien to. Alpa re cer, es te cóc tel ac ti va to dos los pro -ce sos ne ce sa rios pa ra la ci ca tri za ción;

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atrae cé lu las in fla ma to rias, ini cia los mo -vi mien tos ti su la res pa ra la ree pi te li za ciónde la zo na le sio na da y es ti mu la la for ma -ción de nue vos va sos san guí neos. En losbor des de las he ri das, la se cre ción de en -zi mas fi bri no lí ti cas y cier tas co la ge na sases muy im por tan te. Es tas pro tea sas vande gra dan do el coá gu lo pro vi so rio, pe rotam bién per mi ten la re mo de la ción de to -da la es truc tu ra de la ma triz ex tra ce lu lar.Cuan do la he ri da fue re pa ra da y la epi -der mis lo gró vol ver a cu brir la zo na afec -ta da, la ta sa pro li fe ra ti va dis mi nu ye, losque ra ti no ci tos to man con tac to con lamem bra na ba sal e ini cian su pro ce so ha -bi tual de di fe ren cia ción. Coin ci den te -men te con el au men to de sín te sis demem bra na ba sal, la ex pre sión de pro tea -sas dis mi nu ye y vuel ven a for mar se he -mi des mo so mas. De tal for ma que dis tin -tas se ña les, en su ma yo ría ori gi na das encon tac tos in ter ce lu la res o con la ma triz,po nen fin al pro ce so re pa ra ti vo y dan lu -gar al res ta ble ci mien to de la ar qui tec tu rati su lar nor mal.

Con si de ran do su al to con te ni do defi bri na, un tu mor pue de ser vis to co mouna “he ri da que nun ca ci ca tri za”. Los de -pó si tos de fi bri na, ac tuan do ini cial men teco mo un sus tra to tem po ra rio pa ra lapro li fe ra ción y la for ma ción de va sossan guí neos, es ti mu la rían la se cre ción deen zi mas fi bri no lí ti cas res pon sa bles de lare mo de la ción ti su lar que pre ce de la in va -sión tu mo ral. En otras pa la bras, el coá -gu lo ini cia la re pa ra ción del te ji do le sio -na do por las cé lu las neo plá si cas en cre ci -mien to, pe ro es ta re pa ra ción nun ca secon cre ta por que, pa ra dó ji ca men te, supre sen cia fa vo re ce la pro gre sión tu mo ral.Re sul ta evi den te que en los te ji dos ma -lig nos las se ña les que de bie ran po ner final pro ce so de re pa ra ción no ope ran o loha cen de una ma ne ra al te ra da.

El plan teo de ja tras lu cir la im por tan -cia de cier tas se ña les que se ori gi nan enla in te rac ción de las cé lu las neo plá si cascon la ma triz ex tra ce lu lar cir cun dan te.Es tas se ña les no ac tua rían in de pen dien -te men te de los sis te mas in tra ce lu la res detrans duc ción al te ra dos, que ca rac te ri zanal fe no ti po trans for ma do. Muy por elcon tra rio, lo ha rían de ma ne ra com ple -men ta ria, re for zan do y per pe tuan do elcom por ta mien to agre si vo de los te ji dosneo plá si cos.


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La di se mi na ción me tas tá si ca de uncán cer es un even to se cuen cial y pro gre si -vo, que tar de o tem pra no com pro me te lavi da del pa cien te. Si bien se co no cen lospa sos más im por tan tes del pro ce so me -tas tá si co y mu chas cua li da des in dis pen sa -bles pa ra que una cé lu la tu mo ral pue dade sa rro llar un cre ci mien to se cun da rio adis tan cia, exis ten al gu nas so lu cio nes decon ti nui dad en es te co no ci mien to queaten tan con tra el es ta ble ci mien to de te ra -pias efec ti vas. Re sul ta cla ro que el pro ce -so por el cual una neo pla sia cre ce, in va delos te ji dos cir cun dan tes y se di se mi na porel or ga nis mo de pen de en gran me di da deal te ra cio nes en las in te rac cio nes ce lu la res.Sin em bar go, in da gar en la tra ma ín ti made es te pro ce so y ad ju di car un pa pel a ca -da pe que ña mo lé cu la in ter vi nien te, setrans for ma en una ta rea ex tre ma da men tecom pli ca da, aun que no exen ta de im por -tan cia. La com pren sión del fe nó me nobio ló gi co con tri bu ye a ex pli car la pa to ge -nia de una en fer me dad po co go ber na bledes de el pun to de vis ta clí ni co.

Por de fi ni ción, neo pla sia sig ni fi ca“nue vo cre ci mien to”, en ten dien do por“nue vo” un cre ci mien to “au tó no mo”, esde cir, in de pen dien te de las se ña les re gu -la to rias que im po ne nor mal men te el mi -croam bien te ti su lar. El cre ci mien to des -me di do de una po bla ción de cé lu las neo -plá si cas es el ras go fe no tí pi co más re le -van te. No obs tan te, la ca pa ci dad de in va -dir te ji dos cir cun dan tes y aban do nar elsi tio pri ma rio cons ti tu ye un atri bu tobio ló gi co tan im por tan te co mo el an te -rior, que en la ma yor par te de los ca sosde ter mi na el pro nós ti co del in di vi duopor ta dor de un tu mor.

Fe no ti pos de la cé lu la neo plá si ca

Pa ra lle var a ca bo una sis te ma ti za -ción de las pro pie da des de un te ji do neo -plá si co, se es ta ble cie ron tres fe no ti posbá si cos: G o cre ci mien to (del in glés,growth), I o in va sión y M o me tás ta sis(Cua dro 4-1). El fe no ti po G es con si de -ra do po si ti vo cuan do las cé lu las se acu -

4. B IO LO GÍA TU MO RAL

Cua dro 4-1. Fe no ti pos de los te ji dos tu mo ra les.

Fenotipo G= CRECIMIENTO (Growth)G- no existe acumulación de células (o ausencia de proliferación)G+ acumulación de células (proliferación supera a muerte celular)

Fenotipo I= INVASIÓNI- respeta la membrana basal o tiene cápsula conectiva

I+ no respeta membrana basal o no tiene cápsula

Fenotipo M= METÁSTASISM- no existen crecimientos a distancia

M+ crecimiento tumoral distante

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mu lan, de bi do a que la ta sa de pro li fe ra -ción ex ce de el rit mo de muer te ce lu lar.Así, el he cho más re le van te en es ta cir -cuns tan cia es el re cam bio al te ra do, másallá de las va ria cio nes en la ta sa de pro li -fe ra ción. El fe no ti po I se re la cio na con laagre si vi dad lo cal de la neo pla sia; cuan doun tu mor no po see una cáp su la li mi tan -te de fi ni da, o no res pe ta la mem bra naba sal en el ca so de las neo pla sias epi te lia -les, po see un fe no ti po I po si ti vo. Fi nal -men te, el fe no ti po M se re la cio na con laca pa ci dad del tu mor de ge ne rar fo cos decre ci mien to a dis tan cia, sin con ti nui dadcon la ma sa pri ma ria. El ras go M sur gede una com bi na ción de los fe no ti pos an -te rio res G e I. Po drían in cor po rar se otrosfe no ti pos re le van tes en es ta sis te ma ti za -ción –co mo an gio gé ne sis, ad he sión, mi -gra ción o em bo li za ción– aun que, si bienen ri que ce rían la des crip ción de la po bla -ción neo plá si ca, com pli ca rían el ob je ti voini cial de sim pli fi car es ta ca rac te ri za ción.Ade más, se con si de ra que los tres ras gosfe no tí pi cos G, I y M re su men las pro pie -da des más des ta ca das que afec tan la bio -lo gía tu mo ral.

El fe no ti po com bi na do com ple toG+I+M+ (cre ce, in va de, ori gi na me tás ta -sis) se ajus ta a cual quier neo pla sia ma lig -na, mien tras el fe no ti po G+I-M- (cre ce,no in va de, no ori gi na me tás ta sis) re fle ja

el com por ta mien to de las neo pla sias be -nig nas. En un ni vel in ter me dio po dríamen cio nar se el epi te lio ma ba so ce lu lar ylas neo pla sias del sis te ma ner vio so, de fe -no ti po G+I+M-, pues to que cre cen e in -va den lo cal men te, pe ro muy ra ra vez danlu gar a me tás ta sis a dis tan cia (Cua dro 4-2). Por otra par te, es ta sis te ma ti za ciónfe no tí pi ca per mi te su apli ca ción en la ca -rac te ri za ción de otras pa to lo gías no neo -plá si cas y cier tas po bla cio nes ce lu la resnor ma les, de com por ta mien tos par ti cu -la res. La ade no sis es cle ro san te de la ma -ma y el co les tea to ma son ejem plos de pa -to lo gías seu do tu mo ra les, de fe no ti po G-I+M-. Las cé lu las blan cas cir cu lan tes, co -mo neu tró fi los y lin fo ci tos, son ca pa cesde ex tra va sar se e in va dir te ji dos pa ra ac -ce der a los fo cos in fla ma ta rios. Es te com -por ta mien to po dría ser in ter pre ta do co -mo un pro ce so de “me tás ta sis” fi sio ló gi -ca, que si gue un fe no ti po G-I+M+. Al gopa re ci do ocu rre con el cre ci mien to in va -si vo del tro fo blas to que, en oca sio nes,pue de ori gi nar fo cos dis tan tes por em bo -li za ción.

Al igual que las cé lu las me tas tá si cas,mu chas cé lu las nor ma les po seen la ca pa -ci dad de in va dir te ji dos só li dos. Tal es elca so de fi bro blas tos, cé lu las en do te lia lesy mu chas cé lu las del em brión en de sa -rro llo, ade más de leu co ci tos y cé lu las tro -

Cua dro 4-2. Ejem plos de fe no ti pos com bi na dos en te ji dos nor ma les y pa to ló gi cos.

G-I+M- Adenosis esclerosante de la mama, colesteatoma

G-I+M+ Leucocitos, trofoblasto

G+I-M- Neoplasias benignas

G+I+M- Tumores cerebrales, epitelioma basocelular

G+I+M+ Neoplasias malignas (cáncer)

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fo blás ti cas. En mu chas oca sio nes, lacom pa ra ción con me ca nis mos nor ma lesper fec ta men te co no ci dos ayu dan a com -pren der pro ce sos fi sio pa to ló gi cos com -ple jos. Por ejem plo, la ex tra va sa ción delos lin fo ci tos T, B y NK con for ma unain trin ca da co reo gra fía de pro pie da desad he si vas, mi gra to rias y se cre to rias, re gu -la das por se ña les pro ve nien tes del en do -te lio, del es tro ma y del fo co in fla ma to -rio. La se ñal pa ra la mi gra ción tran sen -do te lial de los lin fo ci tos se ini cia ría lue -go de una in te rac ción es pe cí fi ca de és toscon la pa red vas cu lar. Las ci to qui nas co -man dan las in te rac cio nes bi di rec cio na lesde leu co ci tos y en do te lio, y son pro du ci -das por las pro pias cé lu las in vo lu cra das.Los cam bios in du ci dos por la li be ra ciónde ci to qui nas pro vo can un dra má ti cocam bio en los re cep to res de ad he sión ce -lu lar, re gu lan do el nú me ro y el ti po deleu co ci tos que mi gran des de el le cho vas -cu lar ha cia el fo co in fla ma to rio. El co no -ci mien to del pro ce so de ex tra va sa ciónlin fo ci ta ria am plía y en ri que ce las in ves -ti ga cio nes que se lle van a ca bo so bre ladi se mi na ción de un cán cer, pues to quelos me ca nis mos de in va sión tu mo ral yme tás ta sis se rían una ho mo lo gía gro tes cade aque llos que uti li zan los leu co ci tospa ra mo vi li zar se por to do el or ga nis mo.La cé lu la tu mo ral, por des fa sa jes en lossis te mas de se ña les, po dría po ner en fun -cio na men to un com por ta mien to aje no asu es tir pe.

Cas ca da me tas tá si ca

Las cé lu las can ce ro sas son ca pa ces deli be rar se del tu mor pri ma rio y so bre vi vira una com ple ja se rie de in te rac cio nes conlos te ji dos nor ma les del hués ped, asen -tán do se fi nal men te en un si tio dis tan tepa ra dar ori gen a un fo co me tas tá si co.

To do es te fe nó me no se ini cia cuan do lascé lu las tu mo ra les in fil tran los te ji dos ad -ya cen tes y lue go pe ne tran en ca vi da descor po ra les o en la cir cu la ción.

La se rie de es ta dios in ter me dios quecon for man el pro ce so de in va sión y me -tás ta sis por vía he má ti ca pue de ser sin te -ti za da co mo si gue. Pri me ra men te se pro -du ce la an gio gé ne sis, que im pli ca el de -sa rro llo y la or ga ni za ción de nue vas es -truc tu ras vas cu la res so bre la ma sa tu mo -ral pri ma ria y po si bi li ta la nu tri ción y elcre ci mien to de las cé lu las ma lig nas. Lue -go tie ne lu gar la ad he sión de las cé lu lascan ce ro sas a la pa red de los nue vos va sossan guí neos; la pos te rior li be ra ción de en -zi mas con ac ción pro teo lí ti ca per mi te alas cé lu las tu mo ra les des truir la ar qui tec -tu ra de las ma tri ces ti su la res, lo gran doasí el ac ce so a la co rrien te cir cu la to ria.Fi nal men te, las cé lu las tu mo ra les sontrans por ta das pa si va men te ha cia los si -tios se cun da rios de im plan ta ción, don dese de tie nen, ex tra va san y co mien zan otravez su pro li fe ra ción. La na tu ra le za se -cuen cial del pro ce so –don de un pri mereven to ge ne ra otro y és te, a su vez, otrosmás– ori gi nó la idea de un fe nó me no “encas ca da” (Cua dro 4-3). Los dis tin tos pa -sos si guen un or den, y son in dis pen sa -bles pa ra que una cé lu la can ce ro sa se di -se mi ne ha cia los po si bles ór ga nos blan co.Sin em bar go, el or den de es tos pa sospue de va riar de acuer do con el ti po tu -mo ral; al gu nos pue den ser omi ti dos,otros du pli ca dos, lo que ra ti fi ca la com -ple ji dad del pro ce so.

La in te rac ción que se de sa rro lla en trelas cé lu las tu mo ra les y la ma triz ex tra ce -lu lar cir cun dan te –ver da de ra “zo na decho que” del tu mor con los te ji dos delhués ped– cons ti tu ye un fe nó me no deim por tan cia de ci si va en el pro ce so de in -va sión y me tás ta sis. El po ten cial in va si vo

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y me tas tá si co de un cán cer se re la cio namuy es tre cha men te con la ha bi li dad delas cé lu las tu mo ra les de pro du cir y/ocon cen trar en su en tor no gran des can ti -da des de en zi mas lí ti cas, que aca rrean lare mo de la ción de las ma tri ces in ters ti cia -les y per mi ten la mi gra ción ce lu lar. Lain va sión tu mo ral pri ma ria es con si de ra -da la eta pa ini cial del pro ce so me tas tá si -co. Co rres pon de a la mi gra ción de las cé -lu las tu mo ra les des de el lu gar de ori genhas ta al can zar los va sos. La in va sión se -cun da ria, en cam bio, alu de a la ex tra va -sa ción de las cé lu las tu mo ra les y la for -ma ción del nú cleo me tas tá si co. En am -bas cir cuns tan cias, la in va sión in vo lu crael pa sa je a tra vés de una o va rias mem -bra nas ba sa les, las cua les son es truc tu rases pe cia li za das de la ma triz ex tra ce lu lar.

Las mem bra nas ba sa les son es truc tu -ras ubi cuas, que se lo ca li zan en la in ter -fa se en tre las cé lu las epi te lia les y los te ji -dos co nec ti vos. Ro dean tam bién a los va -

sos san guí neos y man tie nen la ar qui tec -tu ra ti su lar, apor tan do un so por te a lascé lu las. Se acep ta que los com po nen tesde las mem bra nas ba sa les son sin te ti za -dos por las cé lu las epi te lia les su pra ya cen -tes. Co mo se des cri bió an te s, una mem -bra na ba sal es tá con for ma da por unacom ple ja red de co lá ge no IV aso cia da aglu co pro teí nas co mo la mi ni na y fi bro -nec ti na y dis tin tos pro teo gli ca nos, es pe -cial men te he pa rán sul fa to.

Las al te ra cio nes de las mem bra nasba sa les du ran te los pro ce sos neo plá si cospue den re la cio nar se con la sín te sis anor -mal de los com po nen tes o la ex ce si va ac -ti vi dad pro teo lí ti ca in du ci da por la pre -sen cia del tu mor. Por lo tan to, los te ji dosneo plá si cos sue len ma ni fes tar un de se -qui li brio no to rio en tre la de po si ción y lare mo ción de ma triz ex tra ce lu lar. A me -dia dos de los años ochen ta, se pos tu lóque la in va sión tu mo ral in clu ye tresacon te ci mien tos con se cu ti vos: ad he sión

Cua dro 4-3. Prin ci pa les pa sos del fe nó me no me tas tá si co. El pro ce so de me tás ta -sis pue de ser vis to co mo una lar ga es ca le ra, en la cual ca da es ca lón cons ti tu ye unnue vo es co llo que só lo al gu nas cé lu las de la po bla ción neo plá si ca son ca pa ces de su -pe rar mer ced a sus atri bu tos bio ló gi cos es pe cí fi cos.

8- CRECIMIENTO

7- EXTRAVASACIÓN

6- ADHESIÓN

5- TRANSPORTE

4- INTRAVASACIÓN

3- INVASIÓN

2- VASCULARIZACIÓN

1- CRECIMIENTO

M+ ÓrganoBlanco

Vasos

I+

G+ Tumor

a la ma triz, de gra da ción de la mis ma y,fi nal men te, mi gra ción de las cé lu las tu -mo ra les a tra vés de la ma triz mo di fi ca da(Cua dro 4-4).

Las en zi mas de gra da ti vas aso cia dascon el pro ce so de in va sión tu mo ral y me -tás ta sis son en su ma yo ría me ta lo, cis teí -no, as par til o se ri no pro tei na sas, dis tin tosti pos de en do pep ti da sas. Ha bi tual men teson sin te ti za das co mo proen zi mas inac ti -vas o zi mó ge nos. Al gu nas, co mo la plas -mi na, ac túan so bre una am plia va rie dadde sus tra tos, mien tras otras, co mo los ac -ti va do res del plas mi nó ge no o las co la ge -na sas, tie nen ac cio nes so bre sus tra tos es -pe cí fi cos. Más allá del efec to di rec to e in -di vi dual de ca da pro tea sa, pue den in ter -ve nir en fe nó me nos de ac ti va ción en cas -ca da de las proen zi mas pre sen tes en el es -pa cio ex tra ce lu lar. De tal for ma, des plie -gan en con jun to una ac ción de gra da ti vaefi cien te y muy am plia (Cua dro 4-5).

Ca be re sal tar que mu chos otros pro -ce sos pa to ló gi cos, di fe ren tes de la in va -sión tu mo ral, se vin cu lan con anor ma li -da des en la ac ción de cier tas pro tea sas.Va rias en fer me da des del ser hu ma no co -mo las afec cio nes reu má ti cas y los pro ce -

sos de ge ne ra ti vos del sis te ma ner vio socen tral de pen den de cam bios en la ac ti -vi dad pro teo lí ti ca, he cho que alen ta ría eldi se ño de pro to co los de tra ta mien to ba -sa dos en agen tes que blo queen la ac ciónde pro tea sas (Cua dro 4-6).

Pro tea sas e in va sión tu mo ral

Los ac ti va do res del plas mi nó ge noson en zi mas pro teo lí ti cas de ti po se ri naque con vier ten es pe cí fi ca men te al plas -mi nó ge no en una en zi ma ac ti va, la plas -mi na, ca paz de di sol ver la ma lla de fi -bri na de los coá gu los. Se co no cen dosti pos de ac ti va do res del plas mi nó ge no,el tPA o ti po ti su lar y el uPA o ti po uro -qui na sa, que di fie ren en tre sí res pec tode su dis tri bu ción ti su lar y de sus pro -pie da des in mu no ló gi cas, mo le cu la res yca ta lí ti cas. Los pe sos mo le cu la res deltPA y el uPA se ubi can en 54 y 70 kDa,res pec ti va men te, en el ser hu ma no. Másallá de que el uPA y el tPA son pro duc -tos de di fe ren tes ge nes –el gen del uPAse lo ca li za en el cro mo so ma 10, mien -tras que el del tPA en el 8– las ho mo lo -gías en la se cuen cia ami noa cí di ca su pe -

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Cua dro 4-4. Los tres pa sos de la in va sión tu mo ral.

Adhesión de las células tumorales a componentes dematriz, como laminina o fibronectina que, a su vez,pueden estar ligados a otros constituyentes.

Degradación de la matriz, ya sea por la secreción deenzimas líticas al medio extracelular o por la presenciade proteasas en la superficie de las células invasivas.

Locomoción de las células tumorales a través de lamatriz modificada. No es necesaria la disolución de lasmatrices, la reducción de la organización molecular delas mismas es suficiente para permitir la migración delas células cancerosas.

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ran el 40%. Am bos ac ti va do res del plas -mi nó ge no se en cuen tran am plia men tedis tri buidos en los flui dos bio ló gi cos yen los te ji dos, si bien el uPA es másabun dan te en la ori na y el tPA en elplas ma. En con di cio nes nor ma les sonpro du ci dos por va rios ti pos ce lu la res y,en al gu nos ca sos, pue den ser se cre ta dossi mul tá nea men te por las mis mas cé lu -las. La ac ti vi dad del tPA o el uPA, porotra par te, es ba lan cea da y mo du la dapor in hi bi do res na tu ra les es pe cí fi cos delos ac ti va do res del plas mi nó ge no, losPAIs (plas mi no gen ac ti va tor in hi bi -tors). Es tos in hi bi do res pro teá si cos per -te ne cen a la su per fa mi lia de las ser pi nas,

in clu yen do a PAI-1, PAI-2 y PAI-3, co -mo tam bién a cier tas pro tea sas ne xi nas.

La fi bri nó li sis sis té mi ca –es to es, lali sis de los coá gu los de fi bri na in tra vas cu -la res– de pen de prin ci pal men te del tPAcir cu lan te. El uPA, en cam bio, se re la -cio na con va rios fe nó me nos de de gra da -ción y re mo de la ción que ocu rren nor -mal men te so bre las ma tri ces ti su la res,du ran te pro ce sos co mo la ovu la ción, elcre ci mien to in va si vo del tro fo blas to, lare mo de la ción ma ma ria des pués de la lac -tan cia, la in fla ma ción y la ci ca tri za ciónde he ri das, la an gio gé ne sis, el de sa rro llodel sis te ma ner vio so, así co mo en pro ce -sos de in va sión tu mo ral y me tás ta sis. La

Cua dro 4-5. Ti pos de pro tea sas que in ter vie nen en la re mo de la ción de ma tri cesti su la res y sus co rres pon den tes sus tra tos.

Tipos Enzimas

Serino uPA(uroquinasa)

Plasmina

Cisteíno Catepsina B

Aspartil Catepsina D

Metalo MMP-1(Colagenasa intersticial)MMP-2 y MMP-9(Gelatinasas A y B o Colagenasas IV)MMP-8(Colagenasa de neutrófilos)MT-MMP(Metaloproteasa de membrana)Metaloelastasa macrofágicaEstromelisinasMatrilisinas

Sustratos

Activa al plasminógeno de las matricesextracelulares en plasmina. Degrada directa-mente algunas proteínas de la matriz, como lafibronectina.

Degrada laminina, fibronectina y colágeno IV.Activa a las metaloproteinasas.

Amplio espectro. Activa al uPA y las metalo-proteinasas.

Degrada una amplia variedad de proteínasendocitadas.

El es pec tro de la ac ción de ga da ti va es, encon jun to, bas tan te va ria do. In clu ye co lá ge -nos in ters ti cia les y de mem bra nas ba sa les,pro teo gli ca nos, glu co pro teí nas y co lá ge nodes na tu ra li za do (ge la ti na).

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for ma ac ti va del uPA se ori gi na por el cli -va je de la proen zi ma de ca de na úni ca, enuna unión li si na-iso leu ci na ubi ca da cer -ca de la mi tad de la mo lé cu la; es te fe nó -me no pue de ser ca ta li za do por ka li kreí nay la pro pia plas mi na. Así, se ge ne ra lafor ma com ple ta men te ac ti va del uPA,in te gra da por dos ca de nas de no mi na dasA y B, uni das en tre sí por un puen te di -sul fu ro. La ca de na A o li via na, de 24kDa, in clu ye seg men tos ho mó lo gos a fi -bro nec ti na, plas mi nó ge no y pro trom bi -na. Ade más, con tie ne un do mi nio es -truc tu ral men te se me jan te al fac tor decre ci mien to epi dér mi co que in te rac cio na

con el re cep tor de mem bra na del uPA. Eldo mi nio ca ta lí ti co de la en zi ma re si de ensu ca de na B o pe sa da, de 30 kDa, y po -see ho mo lo gías con los si tios ac ti vos deotras se ri no pro tea sas, co mo trip si na,plas mi na y trom bi na.

La fuen te ha bi tual de uPA du ran te lare mo de la ción ti su lar nor mal sue len serlas cé lu las en do te lia les. En cam bio, en lain va sión tu mo ral pri ma ria el uPA es pro -du ci do en ex ce so por las cé lu las neo plá -si cas. Es to ge ne ra una in ten sa ac ti vi dadde gra da ti va que no se li mi ta a la fi bri na;por el con tra rio, se ex tien de a una granpar te de los cons ti tu yen tes de las mem -

Cua dro 4-6. Pro tea sas in vo lu cra das en al gu nas en fer me da des hu ma nas y sus res -pec ti vos in hi bi do res na tu ra les o sin té ti cos. Las si glas em plea das son: MMPs, me ta lo -pro tei na sas de ma triz (ma trix me ta llo pro tei na ses); TIMPs, in hi bi do res ti su la res de me -ta lo pro tei na sas (tis sue in hi bi tors of me ta llo pro tei na ses); uPA, ac ti va dor del plas mi nó ge -no de ti po uro qui na sa (uro ki na se-ty pe plas mi no gen ac ti va tor); PAIs, in hi bi do res de ac -ti va do res del plas mi nó ge no (plas mi no gen ac ti va tor in hi bi tors). (Mo di fi ca do de Cán cerHoy, año 2, nú me ro 11: “In hi bi do res pro teá si cos na tu ra les y sin té ti cos en on co lo gía”.)

Enfermedad

Retinopatía diabética

Artritis reumatoidea

Periodontitis

E n f i s e m a

H i p e r t e n s i ón

Cáncer

Proteasas

MMPs

MMPs

Colagenasa

uPA PAIs

Carboxamidinassustituídas

(B428 y B623)

Amiloride

TIMPs

TIMPs

TIMPs

TIMPs

E l a s t a s a l e u c o c i t a r i a α1–a n t i t r i p s i n a

? E n z i m a c o n v e r t i d o r ad e a n g i o t e n s i n a

TIMPs

Batimastat(BB-94)

BatimastatMinociclina

Hidroxamato

?

BatimastatDoxiciclinaMinociclina

C a p t o p r i l E n a l a p r i l

InhibidoresNaturales

InhibidoresSintéticos

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bra nas ba sa les y el in ters ti cio co nec ti vo.Se acep ta que las cé lu las tu mo ra les au -men tan su in va si vi dad mer ced a una cas -ca da pro teo lí ti ca ini cia da por el uPA. Laplas mi na ac ti va da en la ma triz ex tra ce lu -lar por ac ción del uPA pue de de gra dardi rec ta men te com po nen tes de las mem -bra nas ba sa les co mo fi bro nec ti na y la mi -ni na, y ac ti var co la ge na sas la ten tes, fa ci -li tan do la de gra da ción del co lá ge no I fi -bri lar y del co lá ge no IV de las mem bra -nas ba sa les. Lue go de ad he rir se a com po -nen tes de la ma triz ex tra ce lu lar y de gra -dar los, las cé lu las ma lig nas mi gran a tra -vés de la ma triz mo di fi ca da, se cuen ciaque, co mo se acla ró an tes, es cru cial en ladi se mi na ción del cán cer.

Va rios ti pos ce lu la res po seen re cep to -res de mem bra na pa ra el uPA. El re cep torco rres pon de a una pro teí na al ta men teglu co si la da que se une a la su per fi cie ex -ter na de la mem bra na plas má ti ca mer ceda un an cla je por glu co sil-fos fa ti dil in so si -tol. Se cree que el uPA es se cre ta do co mouna pro teí na so lu ble, que rá pi da men tepue de unir se al re cep tor pre sen te en lasu per fi cie de las cé lu las in va si vas. Launión no re quie re de la ac ti vi dad ca ta lí ti -ca, ya que el uPA en for ma de proen zi made ca de na úni ca pue de unir se al re cep torcon igual afi ni dad que la en zi ma ac ti va.De es ta ma ne ra, el re cep tor del uPA pre -sen te en las mem bra nas de las cé lu lasma lig nas fo ca li za la ac ti vi dad de gra da ti vaen el fren te de in va sión.

Al gu nos au to res ve ri fi ca ron unavin cu la ción con sis ten te en tre la pre sen -cia de uPA uni do a la su per fi cie ce lu lary la trans for ma ción ma lig na en lí neasde fi bro blas tos. Se pos tu la que las cé lu -las tu mo ra les, al so breex pre sar el re cep -tor, po drían cap tu rar el uPA pro du ci dopor las cé lu las nor ma les del es tro ma–ma cró fa gos, leu co ci tos, fi bro blas tos– y

ad qui rir pro pie da des in va si vas, aún sinela bo rar por sí mis mas gran des can ti da -des de la pro tea sa. Igual men te, se de mos -tró una co rre la ción di rec ta en tre la se cre -ción de uPA y el po ten cial me tas tá si co delí neas mu ri nas de me la no ma trans fec ta -das con ge nes sen se y an ti sen se de uPAhu ma no. En es te ca so, las cé lu las tu mo -ra les de ori gen mu ri no son in ca pa ces deli gar en su su per fi cie al uPA hu ma no, loque su pon dría que la so la se cre ción al es -pa cio ex tra ce lu lar del uPA fa vo re ce ría lacas ca da me tas tá si ca.

Ade mas de las se ri no pro tea sas, lasme ta lo pro tei na sas de ma triz o MMPs(ma trix me ta llo pro tei na ses) jue gan un rolfun da men tal en los pro ce sos de de gra da -ción re que ri dos du ran te los pro ce sos dein va sión y me tás ta sis. Es tas en zi mas for -man una fa mi lia de más de diez en do -pep ti da sas que son ex pre sa das en ni ve lesba jos en los te ji dos adul tos nor ma les, pe -ro cu ya ex pre sión se ele va rá pi da men teen pro ce sos de re mo de la ción ti su lar nor -ma les y pa to ló gi cos ta les co mo el de sa -rro llo em brio na rio, la re pa ra ción ti su lar,la in fla ma ción y du ran te la di se mi na cióntu mo ral. Es te gru po de en zi mas in clu yea la co la ge na sa in ters ti cial (MMP-1), laco la ge na sa de neu tró fi los (MMP-8),dos cla ses de co la ge na sa ti po IV (MMP-2 y MMP-9), tres es tro me li si nas, la ma -tri li si na, una me ta loe las ta sa ma cro fá gi -ca y la re cien te men te des crip ta me ta lo -pro tei na sa de mem bra na (MT-MMP).To das es tas en zi mas son se cre ta das co -mo proen zi mas y re quie ren cal cio y zincpa ra de sem pe ñar su fun ción. El es pec -tro de ac ti vi dad pro teo lí ti ca ejer ci do porlas MMPs es am plio e in clu ye los co lá -ge nos in ters ti cia les y de mem bra na ba -sal, glu co pro teí nas, pro teo glu ca nos yco lá ge no des na tu ra li za do (ge la ti na). Porotra par te, al gu nas de es tas pro tea sas,

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co mo la es tro me li si na y la MT-MMP,pue den in du cir la ac ti va ción de otrasMMPs (Cua dro 4-7).

El co no ci mien to so bre el pa pel que lasMMPs jue gan en los pro ce sos de in va sióny me tás ta sis ha evo lu cio na do des de una su -ges ti va evi den cia ha cia una prue ba cau sal.Di cha evi den cia pue de ser agru pa da en cin -co ca te go rías: 1) exis te una co rre la ción po -si ti va en tre la pro duc ción de MMPs y lacon duc ta in va si va de di ver sas lí neas tu mo -ra les; 2) los fac to res de cre ci mien to que pro -mue ven el cre ci mien to tu mo ral tam biénin du cen la pro duc ción de di ver sas MMPs;

3) la es ti mu la ción de cier tos re cep to res de lama triz ex tra ce lu lar pro mue ven la in va sión ytam bién in du cen la pro duc ción de MMPs;4) las ma ni pu la cio nes ge né ti cas ex pe ri men -ta les que au men tan la pro duc ción deMMPs tam bién exal tan el com por ta mien tome tas tá si co; 5) los in hi bi do res de MMPsin hi ben in va sión y me tás ta sis.

In hi bi do res pro teá si cos na tu ra lesy sin té ti cos en on co lo gía

Si bien la in va sión tu mo ral es el atri -bu to que, en úl ti ma ins tan cia, de ter mi na

Cua dro 4-7. Las pro tea sas en la in va sión tu mo ral. Más allá de que las cé lu las tu -mo ra les pro du cen pro tea sas, tam bién son ca pa ces de cap tu rar en re cep to res de mem -bra na aque llas pro du ci das por las cé lu las del es tro ma. Es te fe nó me no fo ca li za la ac ti -vi dad de gra da ti va so bre la su per fi cie de las cé lu las in va si vas. El uPA ac ti va al plas mi nó -ge no en plas mi na y, a su vez, és ta pue de ac ti var me ta lo pro tei na sas la ten tes. Así, la cas -ca da pro teo lí ti ca des plie ga una ac ti vi dad de gra da ti va efi cien te y muy am plia so bre loscom po nen tes de ma tri ces co nec ti vas. So bre es te sis te ma pue den ac tuar los in hi bi do -res pro teá si cos na tu ra les del uPA (PAI-1 y PAI-2) y de las me ta lo pro tei na sas (TIMP-1 yTIMP-2), mo du lan do la re mo de la ción ti su lar. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 2, nú -me ro 11: “In hi bi do res pro teá si cos na tu ra les y sin té ti cos en on co lo gía”.)

DEGRADACIÓN DE COMPONENTESDE LA MATRIZ EXTRACELULAR

Colágeno, Laminina, Fibronectina, Elastina, Vitronectina,Fibrinógeno/Fibrina.

MMP–1Plasmina

Plasminógeno

MMP–2

uPA

Célula del Estroma

CélulaTumoral

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la agre si vi dad bio ló gi ca y la pro gre siónde la en fer me dad, la ma yo ría de las es tra -te gias te ra péu ti cas tra di cio na les se ba sanen la in hi bi ción de la pro li fe ra ción o enla des truc ción de las cé lu las neo plá si cas,pe ro no en la re duc ción de sus pro pie da -des in va si vas. La in te rrup ción de la cas -ca da me tas tá si ca me dian te dis tin tosagen tes, al me nos en al gún pun to de lase cuen cia, po dría cam biar el cur so na tu -ral de la di se mi na ción. Se co no ce que endis tin tos sis te mas ex pe ri men ta les los an -ti cuer pos an ti-uPA y pép ti dos an ta go nis -tas de su ac ti vi dad ca ta lí ti ca blo quean lain va sión tu mo ral. Del mis mo mo do, losin hi bi do res na tu ra les PAI-1 y PAI-2 pue -den ejer cer una ac ción se me jan te. En losúl ti mos años, aten dien do a la re co no ci dapar ti ci pa ción del uPA en la di se mi na cióndel cán cer, se ha ge ne ra do un cre cien tein te rés en re la ción con el po ten cial te ra -péu ti co de los in hi bi do res sin té ti cos se -lec ti vos de es ta pro tea sa. Las car bo xa mi -das sus tuidas de ri va das del diu ré ti coami lo ri de, los agen tes más po ten tes de sa -rro lla dos has ta el mo men to, po drían serca pa ces de de te ner la in va sión tu mo ral y,even tual men te, li mi tar la pro gre sión dela en fer me dad me tas tá si ca. Co mo con se -cuen cia de un ma yor de pó si to de es tro -ma, los in hi bi do res sin té ti cos del uPA in -du ci rían la en cap su la ción del tu mor pri -ma rio.

Da da la im por tan cia de las MMPs,es ló gi co que el mun do mé di co ha ya ob -ser va do con aten ción los avan ces en elco no ci mien to so bre los in hi bi do res ti su -la res de MMPs, los TIMPs (tis sue in hi bi -tors of me ta llo pro tei na ses). El TIMP-1es el in hi bi dor más co no ci do y ha si doais la do de una am plia va rie dad de te ji dosy fluidos cor po ra les. Es una pro teí na al -ta men te glu co si la da de apro xi ma da men -te 30 kDa. Re cien te men te otros tres in -

hi bi do res si mi la res han si do ais la dos; y selos de no mi nó TIMP-2, TIMP-3 yTIMP-4. Si bien los cua tro in hi bi do resson ac ti vos con tra la ma yo ría de lasMMPs, di fie ren en su so lu bi li dad, re gu -la ción y su in te rac ción es pe cí fi ca conproen zi mas. Los TIMPs in hi ben lasMMPs for man do un com ple jo irre ver si -ble y de al ta afi ni dad. Ade más de in hi birlas en zi mas ac ti vas, los TIMPs con tro lanla ac ti va ción de va rias MMPs y for mancom ple jos con di chas proen zi mas. ElTIMP-1 lo ha ce pre fe ren cial men te conproMMP-9 y TIMP-2 con proMMP-2.Los TIMPs jue gan un pa pel fun da men -tal en el man te ni mien to del ba lan ce en -tre la de po si ción y la de gra da ción de lama triz ex tra ce lu lar en una am plia ga made pro ce sos fi sio ló gi cos –co mo la re mo -de la ción ósea, el man te ni mien to delcuer po lú teo, en tre otros– y se rían ac to -res cen tra les en la fi sio pa to lo gía de di ver -sas en fer me da des. Se ha ob ser va do que laad mi nis tra ción sis té mi ca de TIMP-1 re -du ce la in ci den cia de ero sión ar ti cu lar enra to nes ar trí ti cos. Por otra par te, la re -cien te men te des cu bier ta ac ti vi dad an -tian gio gé ni ca del TIMP-1 y 2 abrió unnue vo cam po de in te rés so bre el pa pelque los TIMPs po drían ju gar en va riasen fer me da des que in vo lu cran la for ma -ción de nue vos va sos, co mo en la re ti no -pa tía dia bé ti ca.

Sin lu gar a du das, la evi den cia máscon tun den te, es la que in vo lu cra a losTIMPs en el con trol de la ca pa ci dad in -va si va y me tas tá si ca de las cé lu las tu mo -ra les. Se ha ob ser va do que los ni ve les deTIMP-1 pre sen tan una co rre la ción in -ver sa con el po ten cial in va si vo en cé lu lasNIH 7T1/2. Cé lu las me sen qui má ti casmu tan tes con una dis rup ción del gen deTIMP-1 pre sen ta ron ma yor ca pa ci dadin va si va que sus con tra par tes nor ma les y

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esa ca rac te rís ti ca pu do re ver tir se me dian -te el agre ga do de TIMP-1 exó ge no. Porotro la do, el agre ga do de TIMP-1 pu ri fi -ca do in hi bió sus tan cial men te la in va siónde cé lu las sar co ma to sas en un mo de lo dein va sión en mem bra nas am nió ti cas. Porel con tra rio, la dis mi nu ción de los ni ve -les de TIMP-1, lo gra da me dian te téc ni -cas de an ti sen ti do en cé lu las 3T3, con -vir tió a es tas cé lu las en tu mo ri gé ni cas yme tas tá si cas en ra to nes atí mi cos. Aunmás, la trans fec ción de un seg men to deDNA que co di fi ca pa ra TIMP-1 dis mi -nu yó sig ni fi ca ti va men te la ca pa ci dadme tas tá si ca en cé lu las de me la no ma y detu mo res gás tri cos. Se ob tu vie ron re sul ta -dos si mi la res con TIMP-2. En es tu diospre clí ni cos, TIMP-1 y TIMP-2 fue ronca pa ces de in hi bir la co lo ni za ción pul -mo nar de cé lu las tu mo ra les in yec ta daspor vía in tra ve no sa en ra to nes. Se ha de -sa rro lla do tam bién un gru po de in hi bi -do res sin té ti cos de MMPs que ac tual -men te son eva lua dos en es tu dios pre clí -ni cos. En tre ellos de be mos des ta car elBB-94 o Ba ti mas tat, que in hi be lasMMPs al ocu par el si tio del Zn en la en -zi ma, y cier tas te tra ci cli nas mo di fi ca das(do xi ci cli na, mi no ci cli na), cu yo me ca -nis mo de ac ción exac to se des co no ce.Di chos in hi bi do res sin té ti cos tam biénson ca pa ces de in hi bir el de sa rro llo deme tás ta sis he ma tó ge nas en ani ma les.

Más allá de sus pro pie da des an tiin -va si vas, los TIMPs se rían ca pa ces de in -hi bir el cre ci mien to tu mo ral in vi vo. Laso breex pre sión de TIMP-1 en cé lu las deme la no ma mo di fi ca das ge né ti ca men tere sul tó en una dis mi nu ción sus tan cial enel cre ci mien to tu mo ral. Re sul ta dos si mi -la res se ob tu vie ron en trans fec cio nes deTIMP-2. La cau sa de di cha in hi bi cióndel cre ci mien to tu mo ral es des co no ci dapor el mo men to y re sul ta pa ra dó ji ca si se

con si de ra que cua tro gru pos di fe ren teshan re por ta do re cien te men te que elTIMP-1 y el TIMP-2 ac tua rían co mofac to res de cre ci mien to en di ver sos ti posce lu la res. Es ta ac ti vi dad pro mo to ra delcre ci mien to de be ría ser eva lua da máscon sis ten te men te an tes de la eva lua ciónclí ni ca de los TIMPs.

Se ha pos tu la do que los TIMPs po -drían ser de fi ni dos co mo ge nes su pre so -res tu mo ra les; pri me ro, por su ac ción in -hi bi do ra di rec ta so bre las me ta lo pro tei -na sas ac ti vas; y se gun do, en for ma in di -rec ta, de bi do a las con se cuen cias del mi -croam bien te ce lu lar al te ra do. Den tro deun mo de lo es to cás ti co, la dis mi nu ción delos ni ve les de TIMP-1 no só lo ini cia ría laon co gé ne sis, si no tam bién pre dis pon dríaa la cé lu la a cam bios pos te rio res en la ex -pre sión gé ni ca con du cen tes a la pro gre -sión tu mo ral. A me di da que au men tanlos co no ci mien tos so bre el pa pel que jue -gan las pro tea sas y sus in hi bi do res en lafi sio pa to lo gía hu ma na, los in hi bi do res depro tea sas emer gen co mo agen tes no ve do -sos y po ten cial men te su pe rio res pa ra eltra ta mien to de va rias con di cio nes pa to ló -gi cas, in clui do el cán cer. La in hi bi ción dela an gio gé ne sis, el cre ci mien to tu mo ral yla ca pa ci dad in va si va per mi ti rían que losTIMPs fue ran usa dos co mo un tra ta -mien to coad yu van te jun to a los tra di cio -na les tra ta mien tos ci to tó xi cos.

An gio gé ne sis tu mo ral

Las de man das me ta bó li cas go bier -nan la vas cu la ri za ción de los te ji dos nor -ma les y de las neo pla sias. Co mo con se -cuen cia de la ina de cua da vas cu la ri za cióndel te ji do tu mo ral y la com pre sión vas -cu lar, las cé lu las tu mo ra les son muy de -pen dien tes del oxí ge no. De bi do a su cre -ci mien to de sor de na do, las cé lu las tu mo -

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ra les pue den en con trar se muy ale ja das delas re des de vas cu la ri za ción y, en ca sosex tre mos, las cé lu las en tran en ne cro sis.Di ver sos sis te mas ex pe ri men ta les hande mos tra do que los tu mo res no cre cenmas allá de 2 a 3 mi lí me tros cú bi cos ame nos que sean ca pa ces de in du cir elcre ci mien to de nue vos ca pi la res a par tirde la red vas cu lar pree xis ten te. El cre ci -mien to tu mo ral, por lo tan to, de pen dede la con ti nua es ti mu la ción de nue vosca pi la res. La fa se vas cu lar de la pro gre -sión tu mo ral es se gui da por un rá pi docre ci mien to y el even tual de sa rro llo deme tás ta sis a dis tan cia.

El pro ce so de neo vas cu la ri za cióntu mo ral es pro duc to de un equi li brioen tre la ela bo ra ción de va rios po li pép ti -dos con ac ción an gio gé ni ca por par te decé lu las nor ma les y tu mo ra les. Ade más,la ma triz pro tei ca ex tra ce lu lar del es tro -ma tu mo ral pue de con tri buir a es te fe -nó me no, me dian te el se cues tro de po li -pép ti dos an gio gé ni cos y, par ti cu lar men -te, ac tuan do co mo un sus tra to fa vo ra ble

pa ra el an cla je de las cé lu las en do te lia lesen cre ci mien to. Es ta vi sión de la an gio -gé ne sis co mo el re sul ta do de com ple jasin te rac cio nes en tre los dis tin tos ti posce lu la res –tu mo ra les, en do te lia les, es -tro ma les– y con los com po nen tes es -truc tu ra les y re gu la to rios pre sen tes enlas ma tri ces ti su la res, ex pli ca ría con bas -tan te fi de li dad los ras gos bio ló gi cos másca rac te rís ti cos del fe nó me no de neo vas -cu la ri za ción.

Al igual que otras cé lu las nor ma lesem brio na rias y adul tas, las cé lu las en do -te lia les rea li zan fe nó me nos ac ti vos de re -mo de la ción de las ma tri ces ti su la res pa racrear nue vos va sos san guí neos. Es ta re -mo de la ción sue le acom pa ñar a aque llaque efec túan las pro pias cé lu las can ce ro -sas du ran te la in va sión tu mo ral pri ma riae in tra va sa ción (Cua dro 4-8). Los nue -vos ca pi la res en pro li fe ra ción tie nenmem bra nas ba sa les frag men ta das y sonpo ro sos, lo que per mi te la pe ne tra ciónde las cé lu las tu mo ra les con más fa ci li -dad que en los va sos ma du ros.

Cua dro 4-8. An gio gé ne sis e in va sión tu mo ral. La for ma ción de nue vos va sos san -guí neos guar da si mi li tu des fun cio na les con la in va sión tu mo ral pri ma ria. De he cho,los pro ce sos sue len ocu rrir al mis mo tiem po y se de sa rro llan de ma ne ra si nér gi ca,com par tien do va rios fe nó me nos bio ló gi cos.

PROLIFERACIÓNPROTEOLISISMIGRACIÓN

AngiogénesisInvasión tumoral

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El com por ta mien to qui mio tác ti coin va sor de las cé lu las en do te lia les en lasasas ca pi la res re sul ta fa ci li ta do por la li -be ra ción de en zi mas de gra da ti vas, que, asu vez, co la bo ran en la en tra da de las cé -lu las tu mo ra les den tro de las nue vas es -truc tu ras vas cu la res. Mu chos tu mo respue den li be rar sus tan cias pro coa gu lan -tes, que ge ne ran el de pó si to de fi bri naden tro y al re de dor de la ma sa neo plá si caen cre ci mien to. En es te sen ti do, se co no -ce que la fi bri na pue de ac tuar co mo unsus tra to más pa ra la ad he sión ce lu lar, sir -vien do co mo una ma triz pro vi so ria quesus ten ta y es ti mu la la mi gra ción y la pro -li fe ra ción de las cé lu las en do te lia les.

Di ver sos es tu dios clí ni cos mues tranque el nú me ro de va sos san guí neos pre -sen tes en un tu mor pri ma rio pue de serem plea do co mo un in di ca dor de pro nós -ti co in de pen dien te de la evo lu ción de laen fer me dad y se re la cio na es tre cha men tecon la ca pa ci dad me tas tá si ca de neo pla -sias de ori gen muy va ria do. Me dian tetéc ni cas in mu no his to quí mi cas di ri gi dascon tra el fac tor VIII, mar ca dor es pe cí fi -co de cé lu las en do te lia les, es po si bleiden ti fi car y cuan ti fi car la den si dad vas -cu lar de un tu mor, a fin de es ta ble cer es -ti ma cio nes pro nós ti cas. Al gu nos au to ressu gie ren op ti mi zar el mé to do con el em -pleo de in mu no his to quí mi ca con traCD31, que co rres pon de a la mo lé cu la dead he sión PE CAM (pla te let en dot he lialcell ad he sion mo le cu le), pues to que esmás sen si ble co mo mar ca dor de cé lu lasen do te lia les y re co no ce va sos san guí neosmuy pe que ños. La po ten cial uti li dadpro nós ti ca de la an gio gé ne sis tu mo ral seve dis mi nui da de bi do a las di fi cul ta despa ra po ner a pun to una téc ni ca sim ple ycon fia ble pa ra con tar va sos. Los mé to dosac tua les im pli can una gran pér di da detiem po pa ra el pa tó lo go, por lo cual se

es tán exa mi nan do dis tin tas téc ni cas al -ter na ti vas que in clu yen el aná li sis deima gen por com pu ta do ra y los sis te masde gri llas mi cros có pi cas, co mo el mé to dode re cuen to de Chal kley. Apa ren te men -te, am bos se rían com pa ra bles en cuan toa su con fia bi li dad, aun que el úl ti mo se -ría al go más ex pe di ti vo.

Se co mu ni ca ron evi den cias de laexis ten cia de una al ta pro duc ción en dó -ge na de óxi do ní tri co en in di vi duos por -ta do res de neo pla sias, de bi do a la ac ti va -ción de la en zi ma óxi do ní tri co sin te ta sa.Al gu nos ha llaz gos con fir ma rían la pre -sen cia de un sis te ma in du ci ble por ci to -qui nas pa ra la sín te sis óxi do ní tri co apar tir de L-ar gi ni na. Lla ma ti va men te, elras go his to ló gi co más ca rac te rís ti co de lostu mo res con con te ni dos ele va dos de óxi -do ní tri co es la al ta den si dad vas cu lar,con te nien do has ta cin co ve ces más va sossan guí neos. Se su po ne que el óxi do ní tri -co for ma do en la ma sa tu mo ral, aun enba jas con cen tra cio nes, pro mue ve el cre -ci mien to tu mo ral por su po si ble par ti ci -pa ción en la ca de na de se ña les que con -tro lan la an gio gé ne sis. Es to en cuen tra suco rre la to en evi den cias clí ni cas en pa -cien tes con cán cer ma ma rio y otros cán -ce res gi ne co ló gi cos que mues tran que elma yor gra do tu mo ral se aso cia con lapro duc ción óxi do ní tri co en la ma saneo plá si ca.

En mu chas cir cuns tan cias, la re mo -ción qui rúr gi ca de un tu mor pri ma rio esse gui da por un rá pi do de sa rro llo de me -tás ta sis. Ha ce po co se de mos tró que cier -tos tu mo res ex pe ri men ta les ela bo ran unin hi bi dor en dó ge no de la an gio gé ne sis,de no mi na do an gios ta ti na. Es te fac tor esli be ra do al to rren te san guí neo e in hi be adis tan cia la vas cu la ri za ción de los fo cosme tas tá si cos y por en de su cre ci mien to.La ex tir pa ción del tu mor pro du ce una

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caí da brus ca en los ni ve les cir cu lan tes dean gios ta ti na, que fa ci li ta el cre ci mien torá pi do de las me tás ta sis. Por lo tan to,exis ti rían fe nó me nos de re gu la ción hor -mo nal en tre la ma sa neo plá si ca pri ma riay los fo cos dis tan tes. Se dis po ne de evi -den cias que in di can que las me tás ta sispo drían per ma ne cer en un es ta do dequies cen cia co mo con se cuen cia de un ba -lan ce en tre la pro li fe ra ción y la apop to sistu mo ral, re gu la do de li ca da men te por laan gio gé ne sis. La de sa pa ri ción de los me -ca nis mos en dó ge nos de in hi bi ción de laan gio gé ne sis me dia dos por la an gios ta ti -na ga ti lla ría el cre ci mien to de las me tás ta -sis al dis mi nuir la pro por ción de cé lu lascan ce ro sas que in gre san en apop to sis.

La hi po xia es una cau sa re le van te demor bi li dad ce lu lar y, por lo tan to, exis -ten me ca nis mos fi sio ló gi cos adap ta ti vospa ra res ti tuir la pro vi sión de oxí ge no. Lascé lu las can ce ro sas tam bién de pen den deloxí ge no pa ra so bre vi vir y di vi dir se, ycuen tan con sis te mas efi cien tes pa ra es ti -mu lar la for ma ción de va sos san guí neosen res pues ta a la hi po xia. Se en con tróque va rias lí neas tu mo ra les so breex pre -san el gen de fac tor de cre ci mien to delen do te lio vas cu lar VEGF (vas cu lar en -do te lial growth fac tor) cuan do son ex -pues tas a con di cio nes hi pó xi cas, res pon -dien do de ma ne ra con tra ria a la pre sen -cia de mo nó xi do de car bo no. En con di -cio nes ex pe ri men ta les, al gu nos in hi bi do -res de vías de se ña li za ción in tra ce lu lar in -hi ben la ele va da ex pre sión de VEGF quesi gue a la hi po xia tu mo ral. Tal es el ca sodel agen te H7, un in hi bi dor de pro teí naki na sa C, y de la ge nis teí na, un in hi bi dorde vías de pen dien tes de ti ro si na ki na sa.

Di ver sos pro duc tos pro tei cos in du -cen el cre ci mien to de las cé lu las en do te -lia les en el se no de una ma sa neo plá si ca.El más es tu dia do de los fac to res an gio gé -

ni cos y el que ge ne ra las res pues tas máspro mi nen tes es una va rian te del fac tor decre ci mien to fi bro blás ti co, el bFGF (ba sicfi bro blast growth fac tor). Otras mo lé cu -las, co mo el fac tor de cre ci mien to epi dér -mi co EGF (epi der mal growth fac tor), elfac tor de cre ci mien to trans for ma dorTGF–α (trans for ming growth fac tor–α),el fac tor de cre ci mien to he pa to ci ta rioHGF (he pa tocy te growth fac tor), el fac -tor de cre ci mien to de ri va do de pla que tasPDGF (pla te let-de ri ved growth fac tor),el fac tor VIII de la coa gu la ción, la pleio -tro fi na, la in ter leu qui na 4 y el ya men cio -na do VEGF son con si de ra dos los máspo ten tes fac to res an gio gé ni cos tu mo ra les.

Se en cuen tran en en sa yo mu chosagen tes con po ten cia les ac cio nes an tian -gio gé ni cas in vi vo, con la am bi cio sa me -ta de su apli ca ción te ra péu ti ca. Se es tánlle van do a ca bo los en sa yos clí ni cos ini -cia les de fa se I con un in hi bidor sin té ti -co de co la ge na sa co no ci do co mo BB94.Tam bién se es tá tra ba jan do con po li sa -cá ri dos po li sul fa ta dos an gios tá ti cos quein hi ben las in te rac cio nes con el bFGF;la unión del he pa rán sul fa to a las cé lu -las en do te lia les pa re ce ser de ter mi nan teen su ca pa ci ta ción pa ra res pon der a losfac to res de cre ci mien to y los azú ca respue den al te rar es te pro ce so si com pi tenpor los si tios de unión. En tre los po li sa -cá ri dos sul fa ta dos el com pues to la mi na -rin sul fa to LAMS5 se mos tró co mo unode los an tian gio gé ni cos más po ten tes.Al go se me jan te se ha com pro ba do concier tos aná lo gos sin té ti cos de la su ra mi -na. Cier tos es te roi des an gios tá ti cos, co -mo el 2-me to xies tra diol, de sa rro llan suefec to, en cam bio, sin de pen der de in te -rac cio nes con po li sa cá ri dos.

Otros com pues tos ba san su ac ciónen los me ca nis mos de oxi ge na ción de loste ji dos. El agen te BW12C pro du ce un

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des pla za mien to ha cia la iz quier da de lacur va de di so cia ción del oxí ge no y sepien sa que cau sa ría una hi po xia se lec ti vaen el tu mor, que po dría po ten ciar losefec tos an gios tá ti cos de otras dro gas. Porotra par te, re cien te men te se des cri bie ronfac to res trans crip cio na les que pue den serre gu la dos de acuer do con el gra do deoxi ge na ción de las cé lu las, en par ti cu laren ge nes co mo el de la eri tro po ye ti na, elVEGF y la fos fo gli ce ra to ci na sa. Es to po -dría abrir las puer tas pa ra lo grar la ex pre -sión se lec ti va de de ter mi na dos ge nes enlas cé lu las tu mo ra les, pues to que los ni -ve les de hi po xia sue len ser mu cho máspro fun dos que los te ji dos nor ma les.

Ad he sión ce lu lar y me tás ta sis

La ad he sión de las cé lu las en tre sí–per te nez can o no a la mis ma es tir pe– ycon dis tin tos com po nen tes del me dio ex -tra ce lu lar, ad quie re un pa pel de gran je -rar quía en la di se mi na ción me tas tá si ca.Sin em bar go, mu chos pro ce sos nor ma lesin clu yen la ad he sión y el trán si to de cé lu -las de un com par ti mien to ti su lar a otro,sin por ello ge ne rar se anar quías en la ar -qui tec tu ra ti su lar ni ec to pías ce lu la res.

Du ran te el de sa rro llo em brio na rio sesu ce den me ca nis mos de trán si to ce lu larque guar dan cier tas se me jan zas con elpro ce so de in va sión y me tás ta sis tu mo ral.Mu chos even tos nor ma les de la mor fo gé -ne sis, ci to di fe ren cia ción y or ga no gé ne sispue den ser ex pli ca dos aten dien do al pa -pel de sem pe ña do por la ad he sión de lascé lu las a los dis tin tos com po nen tes delas ma tri ces ex tra ce lu la res. Las in te gri -nas, re cep to res de trans mem bra na quere co no cen a las pro teí nas de la ma triz,par ti ci pan co mo ele men tos me dia do res.Las cé lu las em brio na rias mi gran so brema tri ces ri cas en la glu co pro teí na fi bro -

nec ti na, que ac tua ría a mo do de so por tey guía pa ra el re co rri do. Por lo tan to, laex pre sión de in te gri nas en la su per fi ciece lu lar se re la cio na ría con el re co no ci -mien to y la ad he sión tran si to ria a es taspro teí nas de la ma triz, co mo tam bién conel reor de na mien to del ci toes que le to y lami gra ción. En ge ne ral, las cé lu las más di -fe ren cia das mues tran una ex pre sión li mi -ta da de in te gri nas, mien tras que en de ter -mi na dos pe río dos crí ti cos del de sa rro lloem brio na rio ocu rre lo con tra rio. En lascé lu las can ce ro sas las in te gri nas po seenuna dis tri bu ción di fu sa, que coin ci de conaque lla ob ser va da en las cé lu las em brio -na rias más ac ti vas. Tal vez la in va sión tu -mo ral de pen da de una ex pre sión ele va dade es tas mo lé cu las de ad he sión, aun queen un mo men to ina de cua do. Al gu nos in -ves ti ga do res ha blan de me ca nis mos de“usur pa ción” por par te de las cé lu las ma -lig nas de los sis te mas de ad he sión ce lu lar,que son nor ma les cuan do son em plea dospor otros ti pos ce lu la res.

La la mi ni na es el com po nen te glu co -pro tei co no co lá ge no más im por tan te delas mem bra nas ba sa les. En tre los ele men -tos pre sen tes en la su per fi cie ce lu lar quetie nen la ca pa ci dad de unir se a la la mi ni -na, se iden ti fi có en va rios te ji dos un re -cep tor de al ta afi ni dad, que no per te ne cea la fa mi lia de las in te gri nas. Ade más decon tac tar con la la mi ni na, el re cep torpue de in te rac cio nar con otras mo lé cu lasde la ma triz ex tra ce lu lar, co mo el co lá ge -no de ti po IV, ca rac te rís ti co tam bién enla mem bra nas ba sa les, y la elas ti na. Losda tos pro ve nien tes de es tu dios in mu no -his to quí mi cos e hi dri di za ción mo le cu lar,de mues tran que los ni ve les de ex pre sióndel re cep tor se ha llan muy ele va dos enade no car ci no mas ma ma rios, co ló ni cos,gás tri cos y cer vi ca les. La so breex pre siónde es te re cep tor for ma ría par te de la co -

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reo gra fía de sig nos ti su la res que se co rre -la cio nan con la pro gre sión de la en fer -me dad.

Mu chas de las mo lé cu las in vo lu cra -das en la ad he sión ce lu lar con tie nen do -mi nios es pe cí fi cos que re sul tan crí ti cosdu ran te la in te rac ción con las in te gri naspre sen tes en la su per fi cie de las cé lu las.El prin ci pal si tio de unión de la fi bro -nec ti na se lo ca li za en el cen tro de la mo -lé cu la y es re co no ci do por in te gri nas. Eltri pép ti do RGD (Ar gi ni na-Gli ci na-As -par ta to), in clui do en la se cuen cia po li -pep tí di ca, re pre sen ta el si tio cla ve en es -te re co no ci mien to. Se co no ce que lospép ti dos que con tie nen la se cuen ciaRGD pue den so por tar la ad he sión cuan -do se en cuen tran in mo vi li za dos so breuna su per fi cie o sus tra to. Sin em bar go,cuan do se en cuen tran en for ma so lu blese com por tan de ma ne ra in ver sa, ya quein ter fie ren el me ca nis mo de ad he sión ce -lu lar por com pe ten cia. Sin lu gar a du dases ta ob ser va ción abre las puer tas pa ra elde sa rro llo de agen tes so lu bles que ten ganla ca pa ci dad de in ter fe rir los fe nó me nosde ad he sión y, de es ta for ma, blo quear lain va sión de las ma tri ces ex tra ce lu la respor par te de las cé lu las tu mo ra les. Enmo de los ani ma les se de mos tró uti li zan -do cé lu las de me la no ma que el pen ta -pép ti do GRGDS in hi be la pro duc ciónde me tás ta sis ex pe ri men ta les. Es ta ac ciónse re la cio na ine quí vo ca men te con suspro pie da des an ti-ad he si vas, pues to quedis tin tos pép ti dos em plea dos co mo con -tro les, que no con tie nen la se cuen ciaRGD, ca re cen de la ac ción pro tec to racon tra el de sa rro llo de me tás ta sis.

Las glu co pro teí nas con tie nen hi dra -tos de car bo no aso cia dos a su es truc tu rapo li pep tí di ca; la unión de los oli go sa cá -ri dos es co va len te y en mu chos ca sos supre sen cia se re la cio na con la fun ción bio -

ló gi ca de la glu co pro teí na. En ge ne ral, elagre ga do de oli go sa cá ri dos ocu rre en elapa ra to de Gol gi, lue go de fi na li za da latra duc ción ri bo so mal. Des de ha ce al gu -nos años, se sos pe cha que las al te ra cio nesen los oli go sa cá ri dos que for man par tede las mo lé cu las de ad he sión po drían es -tar aso cia das al fe no ti po ma lig no. La tu -ni ca mi ci na blo quea los pa sos ini cia les dela glu co si da ción de las pro teí nas y se re -por tó que in hi be la ni da ción pul mo narde las cé lu las de me la no ma. La tu ni ca mi -ci na tor na a las cé lu las mu cho me nos ad -he ren tes a cé lu las en do te lia les y a di fe -ren tes com po nen tes de la ma triz ex tra ce -lu lar, co mo fi bro nec ti na, co lá ge no y la -mi ni na.

Las evi den cias ob te ni das en mo de losex pe ri men ta les ava lan la hi pó te sis quesos tie ne que cier tos pép ti dos es pe cí fi cospo drían ser em plea dos en el tra ta mien tode las en fer me da des que in clu yen co moras go ca rac te rís ti co una per tur ba ción enlos me ca nis mos de ad he sión ce lu lar. Dis -tin tas en fer me da des que se ca rac te ri zanpor cam bios en los pa tro nes de la ad he -sión y la mi gra ción ce lu lar, co mo al gu naspa to lo gías in fla ma to rias y car dio vas cu la -res, po drían cons ti tuir la pri me ra lí neapa ra ex pe ri men tar nue vos tra ta mien tosba sa dos en agen tes an ti-ad he si vos. Porotra par te, la in for ma ción que se ob ten gaen otras áreas de in ves ti ga ción bio ló gi ca–coa gu la ción san guí nea, trán si to de leu -co ci tos, mi gra ción de las cé lu las em brio -na rias– po drían me jo rar el co no ci mien todel pro ce so me tas tá si co y am pliar aúnmás los ho ri zon tes te ra péu ti cos.

Pa pel de la fi bri naen la co lo ni za ción me tas tá si ca

La di se mi na ción me tas tá si ca por víahe má ti ca co mien za con la an gio gé ne sis y

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la ad he sión de las cé lu las can ce ro sas a laspa re des de los va sos en for ma ción, en es -pe cial a com po nen tes de las mem bra nasba sa les co mo la mi ni na y fi bro nec ti na. Lade gra da ción pro teo lí ti ca rom pe la ar qui -tec tu ra de las ma tri ces ex tra ce lu la res ymem bra nas ba sa les de las pa re des vas cu -la res y las cé lu las neo plá si cas ac ce den alle cho san guí neo. Lue go de ser trans por -ta da por el to rren te vas cu lar, la cé lu lacan ce ro sa se de tie ne en la mi cro vas cu la -tu ra del ór ga no blan co, se ad hie re a es -truc tu ras ca pi la res, mi gra ha cia si tios se -cun da rios de im plan ta ción y co mien za apro li fe rar nue va men te pa ra for mar unfo co me tas tá si co.

Del aná li sis de es te pro ce so se des -pren de que las cé lu las ma lig nas son ca pa -ces de mi grar ac ti va men te a tra vés de laspa re des vas cu la res y que exis ti rían me ca -nis mos qui mio tác ti cos que guían es tetrán si to. Se re por tó que al gu nas pro teí -nas de las pla que tas pue den com por tar seco mo po ten tes agen tes que es ti mu lan laqui mio ta xis de va rios ti pos ce lu la res, in -clu yen do neu tró fi los, ma cró fa gos y cé lu -las mus cu la res li sas. El PDGF y el fac torpla que ta rio PF4 (pla te let fac tor 4), co motam bién cier tos me ta bo li tos li pí di cos yde ri va dos de ei co sa noi des, es ta rían im -pli ca dos en es tos pro ce sos de qui mio ta -xis. La glu co pro teí na pla que ta ria trom -bos pon di na par ti ci pa ría di rec ta men te enel mo vi mien to de las cé lu las tu mo ra lesdu ran te el fe nó me no de ex tra va sa ción yme tás ta sis. Las cé lu las can ce ro sas via janen la cir cu la ción san guí nea for man do uném bo lo, que con tie ne de pó si tos de fi bri -na y pla que tas. Es to les for ma un “es cu -do” que las pro te ge de agre sio nes me cá -ni cas y de los em ba tes del sis te ma in mu -ne; ade más, di fi cul ta la di fu sión de agen -tes qui mio te rá pi cos. La pre sen cia de pla -que tas fa vo re ce la ad he sión del ém bo lo

tu mo ral a las cé lu las en do te lia les y, a suvez, la ad he sión del mis mo ac ti va a laspla que tas. Mu chos de los fac to res so lu -bles men cio na dos que se cre tan las pla -que tas ac ti va das es ti mu la rían en ton ces lami gra ción de las cé lu las me tas tá si cas. Porotra par te, las pla que tas pue den que darad he ri das a las cé lu las tu mo ra les por másde 24 ho ras lue go de que el ém bo lo hi zoim pac to en la mi cro cir cu la ción del ór ga -no blan co.

Los fe nó me nos trom boem bó li cosjue gan un pa pel muy im por tan te en lapa to ge nia de la me tás ta sis. La ele va dacoa gu la bi li dad san guí nea aso cia da a va -rios ti pos de neo pla sias se atri bu ye a lapro duc ción de pro coa gu lan tes por par tede las cé lu las tu mo ra les. Ade más, la ac ti -vi dad dis mi nui da del sis te ma fi bri no lí ti -co cir cu lan te con tri bu ye en oca sio nescon el de pó si to pe ri ce lu lar de fi bri na. Endis tin tos sis te mas ex pe ri men ta les, secom pro bó que el tra ta mien to con agen -tes an ti coa gu lan tes co mo he pa ri na e hi -ru di na blo quea la co lo ni za ción me tas tá -si ca. Por el con tra rio, se co mu ni có queuna car bo xa mi di na sin té ti ca de ri va da deldiu ré ti co ami lo ri de ca paz de re du cir lafi bri nó li sis sis té mi ca me dian te la in hi bi -ción de la ac ti vi dad ca ta lí ti ca del uPA,fa vo re ce el de sa rro llo de me tás ta sis porvía he má ti ca en un mo de lo ani mal decar ci no ma ma ma rio. Al in hi bir el uPApre sen te en la san gre, la ac ti va ción delplas mi nó ge no es de fi cien te y no se dis -po ne de su fi cien te plas mi na ac ti va pa rade gra dar el ex ce so de fi bri na in du ci dopor las pro pias cé lu las can ce ro sas cir cu -lan tes. Co mo con se cuen cia, se for maném bo los tu mo ra les que tie nen gran desoportunidades de so bre vi vir a las agre sio -nes me cá ni cas, quí mi cas e in mu no ló gi -cas en el to rren te cir cu la to rio y dar ori -gen a fo cos me tas tá si cos.

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La ac ción des crip ta de la car bo xa mi -di na sin té ti ca re sul ta par dó ji ca, si secon si de ra que in hi bi do res sin té ti cos deluPA se com por tan co mo po ten tes agen -tes an ti-in va si vos en tu mo res ex pe ri -men ta les agre si vos a ni vel lo cal. Al pa re -cer, el efec to ne to de la in hi bi ción de lapro tea sa uPA de pen de de un de li ca doba lan ce en tre dos ac ti vi da des opues tas.Si los me ca nis mos pro teo lí ti cos re la cio -na dos con el sis te ma fi bri no lí ti co in cre -men tan la in va sión lo cal, su blo queo de -ter mi na rá una re duc ción de la agre si vi -dad lo cal y, por en de, de lasoportunidades de in tra va sa ción de lascé lu las tu mo ra les. Si el uPA cir cu lan te,en cam bio, fa vo re ce la li sis de fi bri na in -tra vas cu lar, y re du ce la su per vi ven cia delém bo lo tu mo ral y la ad he sión a la mi -

cro vas cu la tu ra del ór ga no blan co, la in -hi bi ción de su ac ti vi dad ca ta lí ti ca de ter -mi na rá un au men to de la co lo ni za ciónme tas tá si ca (Cua dro 4-9). Es ta ble cer conpre ci sión cuál de los dos me ca nis mospre do mi na ría es muy di fí cil, aun que elcom par ti mien to en don de se en cuen tranlas cé lu las tu mo ra les en el mo men to deejer cer su ac ción el agen te in hi bi dor deuPA se ría de ter mi nan te. En es te sen ti do,cuan do se rea li za la ex tir pa ción qui rúr gi -ca de un cán cer, un nú me ro con si de ra blede cé lu las tu mo ra les pue den ser li be ra dasa la cir cu la ción. La te ra pia ad yu van te ba -sa da en agen tes fi bri no lí ti cos o an ti coa -gu lan tes po dría en es ta cir cuns tan ciablo quear la im plan ta ción de fo cos a dis -tan cia y pre ve nir la pro gre sión de la en -fer me dad me tas tá si ca.

Cua dro 4-9. Pa pel de la de gra da ción y el de pó si to de fi bri na en el pro ce so de in -va sión y me tás ta sis por vía he má ti ca. Va rios ti pos tu mo ra les, en tre los que se des ta -can cier tos car ci no mas y neo pla sias ová ri cas, ex pre san en for ma con co mi tan te vías dela coa gu la ción y la fi bri nó li sis. En la ma triz ex tra ce lu lar, la ba lan za se des pla za ha ciala de gra da ción de fi bri na, fa ci li tan do la in va sión lo cal. En el le cho vas cu lar, la ba lan -za se des pla za ha cia el de pó si to de fi bri na, au men tan do la su per vi ven cia de las cé lu -las tu mo ra les cir cu lan tes y la co lo ni za ción me tas tá si ca.

TUMOR PRIMARIO

Degradación de fibrinaDegradación de matrices

INVASIÓN LOCAL

LECHO VASCULAR

Depósito pericelularde fibrina

EMBOLIZACIÓNMETÁSTASIS

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El ras go más lla ma ti vo de to das lascé lu las neo plá si cas es su ca pa ci dad decre ci mien to, que ex ce de lar ga men te a lascé lu las nor ma les de la mis ma es tir pe.Arran can do de la idea del ori gen mo no -clo nal de las neo pla sias, pue de es ti mar seque un tu mor clí ni ca men te de tec ta ble hasu fri do por lo me nos unas 30 du pli ca cio -nes con se cu ti vas, ori gi nan do una ma sade al re de dor de 1 gra mo y al me nos 5 a10 mi lí me tros de diá me tro. Si bien es taes ti ma ción teó ri ca su po ne que to das lascé lu las neo plá si cas so bre vi ven y man tie -nen su ca pa ci dad pro li fe ra ti va, el cál cu locon tri bu ye a po ner en evi den cia que enel mo men to del diag nós ti co la en fer me -dad ha brá com ple ta do gran par te de suevo lu ción.

Las cé lu las tu mo ra les no tie nen ne -ce sa ria men te acor ta da la du ra ción de ci -clo ce lu lar o el tiem po que de man da ladu pli ca ción del DNA. En rea li dad, la ex -traor di na ria ve lo ci dad de cre ci mien to deuna ma sa neo plá si ca guar da re la ción conla frac ción de cé lu las en cre ci mien to y,muy es pe cial men te, con el gra do de de -se qui li brio en tre la ge ne ra ción de nue vas

cé lu las y la pér di da de las mis mas. Lapro por ción de cé lu las neo plá si cas que seen cuen tran en cre ci mien to es por lo ge -ne ral re la ti va men te pe que ña en los tu -mo res avan za dos. No obs tan te, una mo -des ta frac ción de cre ci mien to pue de sersu fi cien te pa ra de ter mi nar el au men topro gre si vo de la ma sa tu mo ral si su pe ra ala muer te ce lu lar den tro del te ji do neo -plá si co. Los des fa sa jes del re cam bio ce lu -lar son, por lo tan to, la cau sa cen tral dela acu mu la ción de cé lu las en una po bla -ción tu mo ral.

Cul ti vo de cé lu las neo plá si cas

El cul ti vo ce lu lar se ha eri gi do enuna he rra mien ta irrem pla za ble en laiden ti fi ca ción de los me ca nis mos ce lu la -res y mo le cu la res que ope ran en la car ci -no gé ne sis y en el es tu dio de la bio lo gíatu mo ral. Las cé lu las tu mo ra les en cul ti vomues tran ras gos tí pi cos, que las dis tin -guen de las cé lu las nor ma les del mis moori gen y se aso cian con sus prin ci pa lespro pie da des bio ló gi cas (Cua dro 5-1).Las cé lu las tu mo ra les ad quie ren la ca pa -

5. PRO P IE DA DES DE LA CÉ LU LA TRANS FOR MA DA

Cua dro 5-1. Prin ci pa les pro pie da des de las cé lu las trans for ma das.

Pérdida del control del crecimiento:Pérdida del control por densidad celularMenor dependencia de factores exógenosIndependencia del anclajeInmortalización

Alteraciones de membrana:Variaciones de la composiciónCambios en la fluidezPerturbaciones en el transporteModificación de las cargas de superficieModificaciones en integrinas

Cambios morfológicos:Menor extensión sobre el sustratoAumento de la relación núcleo/citoplasmaAnormalidades nucleolaresHeterogeneidad

Alteraciones en adhesividad, motilidad ydeposición de matriz:Disminución de la adhesiónAumento de la motilidadAlteraciones en la síntesis y deposición decolágeno, fibronectina y laminina

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ci dad de cre cer in de fi ni da men te in vi tro,con me nor de pen den cia del apor te defac to res exó ge nos. Cre cen en agre ga dosce lu la res, sin de ma sia da de pen den cia delan cla je al sus tra to y con tro lan la pro li fe -ra ción en re la ción con el au men to de laden si dad ce lu lar.

Las al te ra cio nes mor fo ló gi cas sue lenser muy evi den tes, ob ser ván do se re don -da mien to, ma yor se pa ra ción ce lu lar y“api la mien to” del cul ti vo en va rias ca pasde cé lu las. La re la ción nu cleo ci to plas má -ti ca se en cuen tra au men ta da, cons ta tán -do se anor ma li da des en el nú me ro y el ta -ma ño de los nu cleo los. La mi cros co píaelec tró ni ca mues tra un au men to del nú -me ro de las va cuo las ci to plas má ti cas, dis -mi nu ción de los con tac tos fo ca les y buennú me ro de ri bo so mas li bres. La mem -bra na plas má ti ca su fre cam bios en lacom po si ción, flui dez y los me ca nis mosde trans por te. Igual men te, se en cuen tranal te ra dos los me ca nis mos de ad he sión,mi gra ción y de po si ción de com po nen tesde la ma triz ex tra ce lu lar.

Si bien to dos los ras gos de las cé lu lastu mo ra les en cul ti vo guar dan un vín cu locon sus pro pie da des pro li fe ra ti vas, in va -si vas y me tas tá si cas, no es po si ble pre de -cir la tu mo ri ge ni ci dad y el com por ta -mien to in vi vo de una po bla ción neo plá -si ca a par tir de los da tos in vi tro. Es porello que los mo de los de es tu dio ex pe ri -men tal de ben com ple men tar las evi den -cias ob te ni das in vi tro con en sa yos enani ma les sus cep ti bles de ser trans plan ta -dos con el tu mor.

Trans for ma ción e in mor ta li za ción

La trans for ma ción in vi tro alu de aun cam bio he re da ble que se pro du ce enlas cé lu las, tan to en for ma es pon tá neaco mo con se cuen cia de la ex po si ción de

agen tes quí mi cos, vi rus o ra dia cio nes. Elcam bio con du ce a la ad qui si ción de nue -vas pro pie da des mor fo ló gi cas, pro li fe ra -ti vas o an ti gé ni cas. De be acla rar se quees ta trans for ma ción del cul ti vo pue de noser su fi cien te pa ra que las cé lu las sean ca -pa ces de pro du cir tu mo res al ser trans -plan ta das a ani ma les sin gé ni cos. Así, laex pre sión “trans for ma ción neo plá si ca invi tro” só lo es ade cua da cuan do las cé lu lastrans for ma das en cul ti vo tie nen la fa cul -tad de for mar neo pla sias be nig nas oma lig nas in vi vo. Mu chas po bla cio nesce lu la res trans for ma das in vi tro ge ne rantu mo res be nig nos, de tal for ma que sere ser va la ex pre sión “trans for ma ciónneo plá si ca ma lig na in vi tro” pa ra aque -llos ca sos en los cua les se de mues tra quela lí nea ce lu lar es ver da de ra men te in va -si va y me tás ta si ca.

Cuan do son cul ti va das in vi tro, lascé lu las nor ma les no pue den vi vir eter na -men te. Lue go de un nú me ro fi ni to de di -vi sio nes, es ti ma do en un má xi mo de 50a 60, se de sen ca de nan fe nó me nos de se -nes cen cia que cul mi nan con la muer tedel cul ti vo. Por el con tra rio, las cé lu lastrans for ma das pue den ser cul ti va das enfor ma in de fi ni da, mien tras se man ten gaun apor te ade cua do de nu trien tes y seefec túen sub cul ti vos pe rió di ca men te. Es -ta ca rac te rís ti ca, tal vez el atri bu to másdes ta ca do de las cé lu las tu mo ra les en cul -ti vo, po ne en evi den cia la in mor ta li dadde las cé lu las trans for ma das.

Se nes cen cia ce lu lar

La vi da li mi ta da de una cé lu la nor -mal su po ne la exis ten cia de un re loj bio -ló gi co que le in di ca el ini cio de la se nes -cen cia. El en ve je ci mien to hu ma no es unpro ce so com ple jo en el cual es im pro ba -ble que un úni co me ca nis mo sea com -

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ple ta men te res pon sa ble de la mi ría da decam bios de le té reos que se acu mu lan conel pa so del tiem po. Por otra par te, da dala au sen cia de bue nos mo de los ex pe ri -men ta les, no ha si do po si ble va li dar dema ne ra aca ba da la re le van cia de las teo -rías so bre po ten cia les me ca nis mos delen ve je ci mien to hu ma no. Sin em bar go,una teo ría par ti cu lar men te atrac ti va secen tra en el pa pel de la “se nes cen cia re -pli ca ti va” en en fer me da des re la cio na dascon la edad. La se nes cen cia re pli ca ti va sere fie re no só lo a la ca pa ci dad li mi ta da depro li fe ra ción que pre sen tan las cé lu lasso má ti cas hu ma nas si no tam bién al pa -trón abe rran te de ex pre sión gé ni ca ob -ser va do en cé lu las se nes cen tes so bre el fi -nal de su vi da re pli ca ti va.

Si bien la se nes cen cia re pli ca ti va fuedes crip ta ini cial men te en fi bro blas tos,nu me ro sos ti pos ce lu la res in clu yen do cé -lu las epi te lia les, en do te lia les, mio blas tos,as tro ci tos, lin fo ci tos y cé lu las tron ca leshe ma to po yé ti cas pre sen tan prue bas so -bre la exis ten cia de un ver da de ro “re lojmi tó ti co” que li mi ta su ca pa ci dad de di -vi sión. Re cien tes avan ces en el en ten di -mien to de los me ca nis mos mo le cu la respo si ble men te in vo lu cra dos en la se nes -cen cia re pli ca ti va po drían pro veer nue -vos ca mi nos pa ra la ma ni pu la ción ex pe -ri men tal del ci clo vi tal ce lu lar o la ex pre -sión gé ni ca en cé lu las se nes cen tes. Se es -ta ría cer ca de la po si bi li dad de es tu diar elpa pel que es tos pro ce sos jue gan en el en -ve je ci mien to ce lu lar nor mal y en ten dercó mo el es ca pe de la mor ta li dad ce lu larpue de lle var al cán cer.

Di ná mi ca de los ex tre moscro mo só mi cos

Los te ló me ros, cons ti tu yen tes ter mi -na les de los cro mo so mas, fue ron des crip -

tos por pri me ra vez en tér mi nos de suspro pie da des y no de su es truc tu ra. Lospri me ros es tu dios ci to ló gi cos y ge né ti cosre ve la ron que la unión de los ex tre mosde cro mo so mas in tac tos es re la ti va men tera ra, mien tras que los ex tre mos de cro -mo so mas ro tos son ines ta bles y tien den afu sio nar se con otros ex tre mos ro tos. Dees tas ob ser va cio nes se de du jo que los ex -tre mos na tu ra les de los cro mo so mas de -bían es tar pro te gi dos por al gún ti po dees truc tu ra es pe cia li za da que se de no mi -nó te ló me ro.

Hoy se sa be que el te ló me ro es uncom ple jo de DNA y pro teí nas. El DNAte lo mé ri co de to das las es pe cies con sis teen una re pe ti ción de una se cuen cia cor tade 5 a 10 pa res de ba ses (TTAGGG en elhu ma no). Otro he cho es truc tu ral que seob ser va en to das las es pe cies es que el ex -tre mo 3’ se ex tien de 12 a 16 ba ses másallá que el ex tre mo 5’. En mu chos or ga -nis mos pue den en con trar se se cuen ciasre pe ti ti vas adi cio na les ad ya cen tes al te ló -me ro. Has ta el mo men to, la fun ción dees tas se cuen cias aso cia das no es cla ra yno pa re cen ser esen cia les pa ra la es ta bi li -dad te lo mé ri ca. Es po si ble que ten ganco mo fin se pa rar los ge nes del ex tre moter mi nal del cro mo so ma.

La dis tan cia en tre los ge nes y el te ló -me ro pa re ce ser muy im por tan te pa raase gu rar que los ge nes pró xi mos al te ló -me ro sean co rrec ta men te ex pre sa dos.Cuan do los ge nes se ubi can cer ca del te -ló me ro, su trans crip ción sue le ser re pri -mi da, pro ba ble men te de bi do a que elDNA pró xi mo al te ló me ro es em pa ca doen una es truc tu ra de cro ma ti na que im -pi de la trans crip ción.

El te ló me ro con tie ne tam bién uncom po nen te pro tei co. Las pro teí nas quese unen al te ló me ro pue den ser di vi di dasen dos gru pos, las que se unen só lo al ex -

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tre mo del DNA te lo mé ri co y las que seunen a to do lo lar go del DNA te lo mé ri -co. Las pro teí nas que se unen al ex tre model DNA te lo mé ri co lo ha cen es pe cí fi ca -men te a lo lar go de la ex ten sión de 12 a16 ba ses de la ca de na 3’ y for man un ca -pu chón so bre el ex tre mo de la mo lé cu lade DNA. Se su po ne que es tas pro teí nascon fe ri rían es ta bi li dad cro mo só mi caim pi dien do la unión de los ex tre moscro mo só mi cos y la di ges tión por par tede exo nu clea sas. Un nú me ro im por tan -te de pro teí nas que se unen en la es truc -tu ra in ter na del DNA te lo mé ri co han si -do des crip tas, pe ro su fun ción aún sedes co no ce.

El re loj te lo mé ri co

Los te ló me ros son esen cia les pa ra laes truc tu ra y el fun cio na mien to del cro -mo so ma, in clu yen do la com ple ta re pli -ca ción del ge no ma. El frag men to ter mi -nal de una mo lé cu la de DNA no pue deser re pli ca do com ple ta men te por lasDNA po li me ra sas con ven cio na les, pues -to que re quie ren un RNA lá bil, de no mi -na do ce ba dor o pri mer, pa ra co men zarla sín te sis de DNA. Sin la exis ten cia deun me ca nis mo de elon ga ción del te ló -me ro, la re mo ción del ce ba dor del ex tre -mo 5’ de ca da ca de na nue va de DNApro du ci ría un acor ta mien to en el ex tre -mo de ca da mo lé cu la hi ja. Lue go de va -rios ci clos de re pli ca ción, es to lle va ría alacor ta mien to pro gre si vo del cro mo so ma.Si los or ga nis mos no pu die ran re sol veres te pro ble ma re pli ca ti vo no po drían pa -sar su car ga ge né ti ca com ple ta de ge ne ra -ción en ge ne ra ción. Co mo con se cuen cia,to das las es pe cies po seen, al me nos en lascé lu las ger mi na les, un me ca nis mo quepre ven ga la men cio na da re pli ca ción in -com ple ta de sus ge no mas.

Si bien di ver sos or ga nis mos han ad -qui ri do a lo lar go de la evo lu ción va riosmé to dos pa ra pre ve nir la pér di da deDNA de los ex tre mos cro mo só mi cos, lama yo ría de los eu ca rion tes se va len de laen zi ma te lo me ra sa, una par ti cu lar trans -crip ta sa re ver sa, pa ra ex ten der el DNAte lo mé ri co y así com pen sar la re pli ca ciónin com ple ta. La te lo me ra sa es una ri bo -nu cleo pro teí na que po see ac ti vi dad deDNA po li me ra sa de pen dien te de RNA.La de pen den cia del RNA se de be a quecon tie ne un tem pla do de RNA en su es -truc tu ra que ac túa co mo ce ba dor, agre -gan do se cuen cias te lo mé ri cas es pe cí fi casen el ex tre mo 3’ ter mi nal, con lo cualcom pen sa la pér di da que ocu rre con ca -da di vi sión ce lu lar.

La te lo me ra sa ha si do in vo lu cra datam bién en cier tos pro ce sos de re pa ra -ción cro mo só mi ca. La re pa ra ción de cro -mo so mas ro tos me dian te la sín te sis dete ló me ro ocu rre ra ra men te en cé lu lasque han su fri do in ju rias cro mo só mi cas,aun que es ru ti na ria du ran te el ci clo vi talde ci lia dos y ne ma to des. En am bos ca -sos, el DNA te lo mé ri co es agre ga do di -rec ta men te a las se cuen cias no te lo mé ri -cas pre sen tes en el ex tre mo del cro mo so -ma afec ta do.

Si bien el pa pel de la re pli ca ción in -com ple ta y la ac ti vi dad de la te lo me ra saen el man te ni mien to de un equi li brio di -ná mi co de la lon gi tud te lo mé ri ca en cé -lu las in mor ta les es com pren di da des deun pun to de vis ta con cep tual, nues troen ten di mien to de los even tos rea les y dela re gu la ción bio quí mi ca y ge né ti ca dees te pro ce so es to da vía bas tan te po bre.Las evi den cias ex pe ri men ta les que com -prue ban que la di ná mi ca del te ló me ro seen cuen tra re gu la da de for ma di fe ren te encé lu las nor ma les y tu mo ra les se do cu -men ta ron por pri me ra vez a prin ci pios

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de los no ven ta. Los da tos con du je ron ales ta ble ci mien to de un mo de lo que im -pli ca la re pre sión de la te lo me ra sa y lapér di da de te ló me ro en la se nes cen cia re -pli ca ti va y la reac ti va ción abe rran te de late lo me ra sa en la in mor ta li za ción ce lu lary el cán cer. Es te mo de lo de ri vó, en par -te, de dis cu sio nes teó ri cas so bre el pro -ble ma de la re pli ca ción ter mi nal. Es tu -dios sub se cuen tes de mos tra ron que lascé lu las so má ti cas nor ma les del ser hu ma -no ca re cían de ac ti vi dad te lo me ra sa de -tec ta ble y per dían DNA te lo mé ri co conla edad.

Las ob ser va cio nes ini cia les se han ex -ten di do y con fir ma do me dian te es tu diosre cien tes que uti li za ron un en sa yo de ac -ti vi dad de la te lo me ra sa ba sa do en la reac -ción en ca de na de la po li me ra sa. La ta sade pér di da te lo mé ri ca en fi bro blas tos hu -ma nos, lin fo ci tos, cé lu las epi te lia les y en -do te lia les os ci la en tre 50 y 200 pa res deba ses por di vi sión ce lu lar en cul ti vo. Invi vo, la ta sa de pér di da te lo mé ri ca es de15 a 50 pa res de ba ses anua les.

En con tras te con la efec ti va re pre siónde la te lo me ra sa y la pér di da de DNA te -lo mé ri co en te ji dos so má ti cos hu ma nos,la ac ti vi dad de la te lo me ra sa es de tec ta bleen cé lu las ger mi na les mas cu li nas y fe me -ni nas, co mo tam bién en una gran va rie -dad de lí neas ce lu la res tu mo ra les. En ra -to nes, va rias lí neas in mor ta li za das y te ji -dos ger mi na les pre sen tan te lo me ra sa.Ade más, se de mos tró que, com pa ra doscon los te ji dos nor ma les hu ma nos, loste ji dos mu ri nos no tie nen com ple ta men -te re pri mi da la ac ti vi dad de la te lo me ra -sa. Es po si ble que la re pre sión de la te lo -me ra sa ha ya evo lu cio na do co mo un me -ca nis mo su pre sor tu mo ral y que el ni velde re pre sión que al can za ron las di fe ren -tes es pe cies de ma mí fe ros guar de re la -ción con la lon ge vi dad de las mis mas.

Te lo me ra sa y cán cer

La com ple ta re pre sión de la ac ti vi -dad de la te lo me ra sa po dría ser im por -tan te en las cé lu las so má ti cas de es pe ciesde lar ga vi da, co mo los se res hu ma nos,per mi tien do un lar go pe río do de cre ci -mien to y de sa rro llo li bre de cán cer. Lare pre sión de la te lo me ra sa en las cé lu lasso má ti cas del ra tón pue de ser me nos es -tric ta, pu dien do ex pli car se así la al ta fre -cuen cia de in mor ta li za cio nes es pon tá -neas de cé lu las mu ri nas en cul ti vo y dede sa rro llo de neo pla sias in vi vo.

Un es tu dio re ve ló que 98 de un to talde 100 lí neas ce lu la res in mor ta les po -seían te lo me ra sa y que es ta ba au sen te enlos 22 cul ti vos de cé lu las nor ma les ana li -za dos. Es ta in for ma ción su gie re que la te -lo me ra sa es ne ce sa ria pa ra el cre ci mien tode las cé lu las in mor ta li za das y que la te -lo me ra sa po dría ser un ex ce len te blan copa ra una te ra pia an ti tu mo ral. Por otrapar te, se co no ce que en el cán cer ma ma -rio la ac ti va ción de la te lo me ra sa se aso ciacon de fec tos en la ma qui na ria re gu la to riadel ci clo ce lu lar. Las al te ra cio nes pro gre -si vas del con trol del ci clo ce lu lar en lascé lu las neo plá si cas po drían ser la cau saque con du ce la ex pre sión de la te lo me ra -sa, acon te ci mien to fi nal re que ri do pa rala in mor ta li za ción.

La hi pó te sis te lo mé ri ca del en ve je ci -mien to ce lu lar y la in mor ta li za ción com -bi na ob ser va cio nes de la di ná mi ca del te -ló me ro y de la ex pre sión de la te lo me ra -sa, brin dan do ex pli ca cio nes plau si blespa ra la pér di da del te ló me ro en la se nes -cen cia re pli ca ti va y en fer me da des del en -ve je ci mien to y en la ac ti va ción abe rran tede la te lo me ra sa en la in mor ta li dad ce lu -lar y la pro gre sión del cán cer (Cua dro 5-2). Es ta hi pó te sis ha re ci bi do cier to apo -yo ba sa do en la re la ción cau sal en con tra -

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da en es tu dios de or ga nis mos eu ca rio tasuni ce lu la res, que son in mor ta les. Cuan -do se pro du cen mu ta cio nes en el com po -nen te ri bo nu clei co de la te lo me ra sa uotras al te ra cio nes ge né ti cas que lle van auna gra dual pér di da te lo mé ri ca se ge ne -ran cé lu las mu tan tes que tie nen una ca -pa ci dad re pli ca ti va fi ni ta que cul mi na enla de ten ción del ci clo ce lu lar y even tual -men te la muer te ce lu lar.

Va rios ti pos de evi den cia su gie renque la pér di da del te ló me ro es muy sig -ni fi ca ti va en la se nes cen cia de las cé lu lashu ma nas. Co mo un ver da de ro re loj bio -

ló gi co, la dis mi nu ción pro gre si va del te -ló me ro mar ca ría el mo men to don de lacé lu la de be en trar en se nes cen cia y fi nal -men te mo rir. De la mis ma ma ne ra, la ac -ti vi dad de la te lo me ra sa pre sen te en lascé lu las tu mo ra les, per mi ti ría que los te -ló me ros nun ca se acor ten, que ese re lojbio ló gi co mar que siem pre el mis motiem po vi tal y, por lo tan to, que las cé lu -las se ha gan in mor ta les.

Pa ra com pro bar de fi ni ti va men te si lapér di da de te ló me ro es sim ple men te unmar ca dor bio ló gi co del en ve je ci mien tore pli ca ti vo o, en rea li dad, una de sus cau -

Cua dro 5-2. Te ló me ros y te lo me ra sa. El acor ta mien to te lo mé ri co lle va a la se nes -cen cia re pli ca ti va, mien tras la ac ti va ción de la te lo me ra sa per mi te el man te ni mien todel te ló me ro, con la con se cuen te in mor ta li za ción ce lu lar. La ma ni pu la ción de los te -ló me ros otor ga nue vas opor tu ni da des pa ra re ver tir la se nes cen cia ce lu lar y com ba tirel cán cer.

ENVEJECIMIENTO CÁNCER

Revertirpérdidatelomérica

Activación de latelomerasa ymantenimientode los telómeros

Pérdida teloméricapor falta de

actividad de latelomerasa

Senescencia Inmortalización

Inhibirtelomerasa

Célula joven

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sas, se es tán rea li zan do ex pe ri men tos concé lu las hu ma nas nor ma les, di se ña dos pa -ra es ta ble cer si la ma ni pu la ción de la lon -gi tud te lo mé ri ca al te ra el ci clo vi tal de lacé lu la en la for ma pre vis ta. De la mis mama ne ra, se es tán rea li zan do ex pe ri men -tos de in hi bi ción y ac ti va ción de la te lo -me ra sa en cé lu las hu ma nas pa ra de ter mi -nar si es ta en zi ma es ne ce sa ria o su fi cien -te pa ra la in mor ta li dad ce lu lar.

El es ca pe de la se nes cen cia re pli ca ti -va y la in mor ta li za ción ce lu lar per mi ti -rían a los tu mo res so bre vi vir lo su fi cien -te co mo pa ra acu mu lar las mu ta cio nesob ser va das en las neo pla sias ma lig nas.De es ta ma ne ra, la me di ción de la lon gi -tud te lo mé ri ca y la ac ti vi dad de la te lo -me ra sa po drían cons ti tuir se en mar ca do -res diag nós ti cos de en ve je ci mien to ce lu -lar y cán cer, res pec ti va men te. Por otrapar te, de ser po si ble re tra sar la pér di dadel te ló me ro me dian te una reac ti va cióntran si to ria de la te lo me ra sa, se po dría ex -ten der el ci clo vi tal ce lu lar y re tra sar eles ta ble ci mien to de la se nes cen cia re pli ca -ti va. Ade más, la in hi bi ción de la te lo me -ra sa po dría pro veer una te ra pia an ti tu -mo ral se gu ra, uni ver sal y efec ti va.

Re cien te men te, se exa mi nó el po -ten cial pro li fe ra ti vo de cé lu las hu ma -nas nor ma les que fue ron for za das a ex -pre sar te lo me ra sa me dian te una trans -fec ción. Mien tras las cé lu las con tro lesen ve je cie ron des pués de un cier to nú -me ro de sub cul ti vos, las cé lu las que ex -pre sa ban te lo me ra sa no en tra ron en se -nes cen cia y con ti nua ron di vi dién do se.Por otra par te, se en con tró que la zi do -vu di na (AZT), agen te em plea do en eltra ta mien to de los pa cien tes con si da, sein cor po ra pre fe ren cial men te al DNA te -lo mé ri co. Ade más, al tra tar cé lu las tu -mo ra les con es ta dro ga los te ló me ros co -mien zan a acor tar se. La AZT, por lo tan -

to, po dría ser de uti li dad en el tra ta -mien to del cán cer.

Al te ra cio nes en la apop to sis

Co mo se co men tó an tes, la acu mu -la ción de cé lu las de una es tir pe neo plá -si ca por al te ra cio nes en los me ca nis mosde con trol del ci clo ce lu lar, no de be serin ter pre ta da ex clu si va men te co mo unacon se cuen cia de una pro li fe ra ción des -me di da. El ci clo de re no va ción de lascé lu las que com po nen un te ji do –y poren de el nú me ro de cé lu las del mis mo–de pen den no só lo de la pro li fe ra ción, si -no, ade más, de un ade cua do re cam bioade cua do a la can ti dad de cé lu las quemue ren.

Por lo ge ne ral, los cán ce res se ca rac -te ri zan por una ta sa de pro li fe ra ción que,ele va da o no, ex ce de lar ga men te a la ta sade muer te ce lu lar. La apop to sis o muer tece lu lar pro gra ma da es un pro ce so nor -mal, que ocu rre tan to en cé lu las de unor ga nis mo adul to, co mo a lo lar go delde sa rro llo em brio na rio. Al igual que lapro li fe ra ción, la apop to sis in vo lu cra unase rie de even tos pro gra ma dos ge né ti ca -men te, que pue den ser de sa ta dos a par tirde la in fluen cia de fac to res re gu la to riosin tra y ex tra ce lu la res. La au sen cia o la al -te ra ción de es tos fac to res con tri bu ye a laapa ri ción de clo nes in mor ta les y ge né ti -ca men te ines ta bles, pues to que la apop -to sis es tam bién un me ca nis mo de de fen -sa pa ra eli mi nar cé lu las con da ños se ve -ros en el ge no ma.

La apop to sis es con si de ra da una res -pues ta re gu la to ria fren te a es tí mu los es -pe cí fi cos; en cam bio, la ne cro sis, un fe -nó me no de muer te ce lu lar ori gi na do enpro ce sos pa to ló gi cos, res pon de a una fa -lla ge ne ral de la ho meos ta sis ti su lar. Nu -me ro sas di fe ren cias dis tin guen la apop -

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to sis de la ne cro sis (Cua dro 5-3). Prin ci -pal men te, la apop to sis afec ta a cé lu lasais la das, no ge ne ra res pues ta in fla ma to -ria y las cé lu las apop tó ti cas son fa go ci ta -das por las cé lu las ad ya cen tes. La apop -to sis se en cuen tra al ta men te re gu la da, re -quie re ener gía y el DNA se frag men ta enuna for ma ca rac te rís ti ca, dan do lu gar amul tí me ros de 180 pa res de ba ses.

En cuan to a la re gu la ción de la apop -to sis, exis ten tres cla ses de ge nes in vo lu -cra dos: los ge nes que su pri men la apop -to sis, aque llos que la ac ti van y un gru pode ge nes lla ma dos in ter me dios. En tre losque su pri men la apop to sis, el más im -por tan te es el bcl-2, el cual pre vie ne laapop to sis cau sa da por una am plia va rie -dad de es tí mu los. Exis te un an ta go nis ta,el gen bax. Los pro duc tos pro tei cos dees tos ge nes es ta ble cen un equi li brio di -ná mi co en tre ho mo dí me ros bax /bax,que per mi ten la apop to sis, y he te ro dí me -ros bax/bcl-2 que la su pri men. Así, lascan ti da des re la ti vas de es tas mo lé cu las enuna cé lu la pre de ter mi nan su res pues ta aun de ter mi na do es tí mu lo le tal.

En tre los fac to res ac ti va do res, me re -ce ser ci ta da la en zi ma con ver ti do ra dein ter leu qui na 1β o ICE (in ter leu kincon ver ting en zi me), una cis teí no pro tea -

sa que se ría una de los res pon sa bles fi na -les del pro ce so de eje cu ción de la apop -to sis. Los ge nes in ter me dios in vo lu cra -dos en la cas ca da apop tó ti ca in clu yen al -gu nos on co ge nes y ge nes su pre so res detu mor, co mo myc, fos, rel y p53, en treotros. El pa pel de la pro teí na co di fi ca dapor el p53 pa re ce ser de ter mi nan te, yaque se co no ce que re gu la la ex pre sión debcl-2 y bax. La hi pó te sis más di fun di dasu gie re que el p53 con tro la la in te gri daddel DNA. Si el ge no ma ne ce si ta ser re pa -ra do, de tie ne la di vi sión y la re pa ra ciónse ini cia; si el da ño es irre pa ra ble, se ini -cia la apop to sis me dia da por p53.

Lue go de una in hi bi ción pro lon ga dade la pro gre sión del ci clo ce lu lar, las cé -lu las son más sus cep ti bles a en trar enapop to sis. De acuer do con su es ta dofun cio nal o las ne ce si da des del te ji do alcual per te ne ce, una cé lu la pue de in gre saren la sen da que la lle va a su “sui ci dio”.

El nom bre asig na do a las fa ses delpro ce so apop tó ti co imi ta a aque llas co -rres pon dien tes al ci clo ce lu lar (D1, F yD2). Es tas dis tin tas fa ses se re la cio nancon los cam bios en la ac ti vi dad de va riosgru pos de ge nes, la frag men ta ción delDNA (fa se F) ca rac te rís ti ca de la apop -to sis y, fi nal men te, la tí pi ca de ge ne ra -

Cua dro 5-3. Apop to sis ver sus ne cro sis. Va rios cri te rios mor fo ló gi cos y da tos bio -quí mi cos mar can di fe ren cias im por tan tes.

Apoptosis

• Proceso altamente regulado• Inducida por estímulos fisiológicos• Requiere energía• Eliminación de células aisladas• Membrana celular íntegra• Contracción celular, fragmentación• Sin respuesta inflamatoria• Fagocitosis por células normales• Lisosomas intactos• Fragmentación oligonucleosómica del DNA

Necrosis

• Derivada de la pérdida de la homeostasis• Causada por disturbios patológicos• No requiere energía• Muerte de grupos celulares• Pérdida de integridad de membrana• Hinchamiento celular, lisis• Respuesta inflamatoria• Fagocitosis sólo por macrófagos• Liberación del contenido lisosomal• Digestión al azar del DNA

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ción de la cé lu la a pun to de mo rir (Cua -dro 5-4).

Al gu nos fac to res que nor mal men tecau san la in hi bi ción del ci clo ce lu lar enla fa se G1 tie nen, ade más, la ca pa ci dadde in du cir apop to sis en cier tos te ji dos.Por ejem plo, el fac tor de cre ci mien totrans for ma dor TGF–β (trans for minggrowth fac tor–β), que in hi be la pro li fe -ra ción de cé lu las epi te lia les, en do te lia lesy he ma to po yé ti cas, y el pro duc to pro -tei co del gen su pre sor tu mo ral p53 in -du ci rían apop to sis en cé lu las da ña daspor ra dia cio nes o agen tes quí mi cos.Cuan do la ac ti vi dad bio ló gi ca de es te ti -po de fac to res se en cuen tra al te ra da, ya

sea por mu ta cio nes o de le cio nes en elge no ma, se pier de al mis mo tiem po elcon trol del ci clo ce lu lar y de la muer tece lu lar pro gra ma da. De es ta ma ne ra, lascé lu las pro li fe ra rían más y mo ri rían me -nos, ca rac te rís ti cas tí pi cas de los te ji dosneo plá si cos.

En tre los mo du la do res bio ló gi cosque ac túan co mo mi tó ge nos y con tra ba -lan cean a fac to res in hi bi do res de la pro -li fe ra ción que es ti mu lan la apop to sis(Cua dro 5-5), se in clu yen el fac tor decre ci mien to trans for ma dor TGF–α(trans for ming growth fac tor–α), el fac -tor de cre ci mien to epi dér mi co EGF (epi -der mal growth fac tor), el fac tor de cre ci -

Cua dro 5-4. Pa sos en el con trol de la apop to sis.

Cua dro 5-5. Fac to res que in ter vie nen en la re gu la ción de la pro li fe ra ción y laapop to sis o muer te ce lu lar pro gra ma da. (Mo di fi ca do de Me di cal Mag, vo lu men 6,nú me ro 55: “De có mo una cé lu la se re pro du ce, en ve je ce y mue re”.)

Célula Intacta

Célula apoptótica

Célula fragmentada

Da ño del DNAp53Bcl-2/Bax

Cambios desuperficieICENucleasas

Estimulan

Inhiben

ProliferaciónTGF–αEGFPDGFIGFsTGF-βp53

ApoptosisTGF –βp53ICEBaxBcl-2

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mien to de ri va do de pla que tas PDGF(pla te let-de ri ved growth fac tor) y los fac -to res de cre ci mien to si mi la res a la in su li -na IGFs (in su lin-li ke growth fac tors).To dos es tos fac to res ac túan a tra vés dere cep to res es pe cí fi cos que, al ser ac ti va -dos por el co rres pon dien te li gan do, de -sen ca de nan una cas ca da de fos fo ri la ciónen los sus tra tos de las ca de nas de se ña lesin tra ce lu la res que cul mi nan en la trans -crip ción de ge nes re la cio na dos con lapro li fe ra ción. Las for mas mu tan tes dees tos fac to res de cre ci mien to y sus re cep -to res pue den cau sar una exa ge ra da ac ti -va ción de las ca de nas de se ña les in tra -ce lu la res, ori gi nan do una pro li fe ra ciónce lu lar anor mal.

Co mo se ve rá más ade lan te, las mu -ta cio nes en un úni co ale lo de ge nes queco di fi can a re gu la do res po si ti vos del ci -clo ce lu lar son su fi cien tes pa ra in du ciral te ra cio nes en la pro li fe ra ción (mu ta cio -nes do mi nan tes), mien tras que aque llasque se de sa rro llan so bre ge nes de re gu la -do res ne ga ti vos de ben afec tar a am bosale los (mu ta cio nes re ce si vas o “de pér di -da de fun ción”).


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Los agen tes ca pa ces de in du cir neo -pla sias con for man una lis ta lar ga y bas -tan te va ria da, que in clu ye car ci nó ge nosquí mi cos, dis tin tas ra dia cio nes y vi ruson co gé ni cos. Más allá del pe so in dis cu ti -ble de la pre dis po si ción he re di ta ria encier tas fa mi lias con cán cer, los da tos epi -de mio ló gi cos in di can que en el ser hu -ma no más del 80% de los cán ce res de -pen de de in fluen cias am bien ta les o seen cuen tran re la cio na dos con há bi tos devi da, ob ser va ción que ra ti fi ca que la granma yo ría de las neo pla sias pue den ser pre -ve ni das. A pe sar del do cu men ta do pa pelde cier tos há bi tos de vi da en el de sa rro -llo de cán cer, las cau sas pri ma rias de laen fer me dad de ben ras trear se igual men teen fac to res es pe cí fi cos aso cia dos a ese há -bi to de vi da. A su vez, pa ra una ade cua -da com pren sión de las ba ses etio ló gi casdel cán cer, el im pac to del fac tor iden ti fi -ca do so bre el te ji do blan co de la trans for -ma ción neo plá si ca de be va lo rar se en elni vel ce lu lar, sub ce lu lar y, prin ci pal men -te, mo le cu lar.

El aná li sis de los ele men tos mo le cu -la res que go bier nan el com por ta mien tonor mal de las cé lu las y en oca sio nes de -ter mi nan ras gos pa to ló gi cos, ha con du ci -do a la com pren sión del ori gen de mu -chas en fer me da des. La ge né ti ca mo le cu -lar apor tó he rra mien tas pa ra in ter pre tarel sig ni fi ca do bio ló gi co de la ex pre siónabe rran te de los ge nes, co mo con se cuen -cia de fac to res am bien ta les o he re di ta -rios. Los me ca nis mos mo le cu la res pri -ma rios que lle van al de sa rro llo de unaneo pla sia só lo pue den po ner se en evi -den cia efec tuan do un aná li sis mo le cu larpre ci so de la es truc tu ra del ge no ma. Es -to se de be a que las di men sio nes del seg -

men to de DNA da ña do son por lo ge ne -ral sub mi cros có pi cas.

Se ña li za ción ce lu lar y cán cer

En el con tex to de la bio lo gía ce lu lar,el cán cer en glo ba a en fer me da des ca rac -te ri za das por dis tur bios en las re glas decom por ta mien to de un gru po de cé lu lasque for man par te de un or ga nis mo mul -ti ce lu lar. Es ta pér di da del “com por ta -mien to so cial” en las cé lu las can ce ro sases el re fle jo de da ños ge né ti cos es pe cí fi -cos, que afec tan a efec to res de los sis te -mas de trans duc ción de se ña les ce lu la res.Los me ca nis mos de se ña li za ción per mi -ten la coor di na ción de las di fe ren tes ac ti -vi da des ce lu la res pa ra un nor mal fun cio -na mien to del or ga nis mo. Las se ña les ori -gi nan el men cio na do “com por ta mien toso cial” de una cé lu la, ade cuan do sus fun -cio nes a los re que ri mien tos de to do el or -ga nis mo.

Cuan do una cé lu la cap ta una se ñalde su en tor no, lue go de in te grar la latrans mi te al nú cleo, don de se de sa rro lla -rá la res pues ta. Pa ra las se ña les mi to gé ni -cas me dia das por fac to res de cre ci mien -to, por ejem plo, el es tí mu lo po ne enmar cha la du pli ca ción del DNA y la pro -gre sión del ci clo ce lu lar. Co mo se ana li -zó an te rior men te, los dis tin tos ele men tospro tei cos que par ti ci pan en los me ca nis -mos de trans duc ción de se ña les ce lu la resse lo ca li zan, de acuer do con su fun ción,en cua tro com par ti mien tos: 1) el es pa cioex tra ce lu lar, co mo los fac to res de cre ci -mien to, 2) la mem bra na plas má ti ca, co -mo mu chos re cep to res de mem bra na, 3)el ci to plas ma, co mo di fe ren tes pro teí naki na sas, y 4) el nú cleo ce lu lar, co mo los

6. ET IO LO GÍA DEL CÁN CER

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fac to res trans crip cio na les que re gu lanen for ma di rec ta la ex pre sión de los ge -nes.

La re le van cia de los sis te mas detrans duc ción de se ña les en el con trol del“com por ta mien to so cial” en los or ga nis -mos mul ti ce lu la res que da de ma ni fies toen las ano ma lías del re cam bio ce lu larque afec ta a los te ji dos can ce ro sos. Lapro li fe ra ción anár qui ca de la ma sa neo -plá si ca no res pe ta los re que ri mien tos delmi croam bien te y me nos aún de to do elor ga nis mo. Con si de ra das en con jun to,las al te ra cio nes mo le cu la res pri ma riasque lle van a la trans for ma ción can ce ro saafec tan di rec ta men te a efec to res de lossis te mas de se ña li za ción ce lu lar (Cua dro6-1). Si bien las mo di fi ca cio nes delDNA en los dis tin tos ti pos tu mo ra lesson muy va ria das, los pro duc tos pro tei -cos de los ge nes al te ra dos co di fi can pro -teí nas que par ti ci pan de al gu na for ma enlas vías de se ña les que re gu lan los me ca -nis mos de re cam bio ce lu lar. De es ta for -ma, las on co pro teí nas pue den ac tuar co -mo fac to res de cre ci mien to o re cep to res

de mem bra na de los mis mos, par ti ci paren las ca de nas de se ña li za ción in tra ci to -plas má ti ca o re gu lar en el nú cleo la ex -pre sión de otros ge nes crí ti cos. La ac ti vi -dad bio ló gi ca des ple ga da por es tas on co -pro teí nas es muy se me jan te a las ver sio -nes nor ma les de las mis mas pro teí nas,aun que las mu ta cio nes que han su fri doexa cer ban sus ac cio nes es ti mu la do ras dela pro li fe ra ción. En otras cir cuns tan cias,las al te ra cio nes afec tan a ge nes que, a tra -vés de sus pro duc tos pro tei cos, re gu lanne ga ti va men te el cre ci mien to ce lu lar. Lasmu ta cio nes en es tos ge nes su pre so res detu mor de ter mi nan una pér di da de la ac -ti vi dad mo du la do ra nor mal, que se com -bi na de ma ne ra ca tas tró fi ca en las cé lu lasafec ta das con las pro pie da des de las on -co pro teí nas de ri va das de on co ge nes ac ti -va dos.

En los úl ti mos tiem pos, se acu mu la -ron da tos que su gie ren una ac ti va ción“cons ti tu ti va” del fe no ti po pro li fe ra ti voen las cé lu las neo plá si cas. De la mis mafor ma, los da ños en efec to res de los sis te -mas de trans duc ción de se ña les in tra ce -

Cua dro 6-1. Se ña les ce lu la res al te ra das en el cán cer. Los da ños acu mu la ti vos enge nes que co di fi can pro teí nas que par ti ci pan en los sis te mas de se ña les in ter ce lu la -res in du cen ano ma lías en el re cam bio ce lu lar y pro li fe ra ción des con tro la da.

Mutacionesacumulativas en genesde efectores de señales

celulares

Deterioro de lossistemas quecontrolan el

recambio celular

PROLIFERACIÓNDESCONTROLADA

++ +

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lu la res son ca pa ces de con du cir –di rec tao in di rec ta men te – a un fe no ti po in va si -vo o me tas tá si co “cons ti tu ti vo” en los tu -mo res ma lig nos. En am bos ca sos, la pro -fi le ra ción y la in va sión eran re gu la das dema ne ra exqui si ta en el te ji do nor mal, enar mo nía con las se ña les or gá ni cas; en elte ji do trans for ma do es tos pro ce sos se po -nen en mar cha en for ma au tó no ma, in -de pen dien te men te de los me ca nis mosre gu la to rios.

La gran ma yo ría de los cam bios ge -né ti cos aso cia dos a la trans for ma ciónneo plá si ca no se he re dan a tra vés de lasga me tas. Por el con tra rio, de ri van decam bios en el DNA que afec tan a las cé -lu las so má ti cas du ran te la vi da pos na tal.Los da ños acu mu la ti vos del DNA so má -ti co en te ji dos par ti cu la res cons ti tu yen elfac tor cen tral cau san te de cán cer y esosda ños ge né ti cos van de te rio ran do la es -truc tu ra y la fun ción de ele men tos quecon tro lan las com ple jas se ña les de los or -ga nis mos mul ti ce lu la res.

Car ci no gé ne sis en múl ti ples eta pas

En las úl ti mas dé ca das se fue ron des -cu brien do las cau sas de los dis tin tos ti -pos de cán cer y, en es pe cial, los me ca nis -mos mo le cu la res aso cia dos. Sor pren den -te men te, el in trin ca do pro ce so que im -pli ca la ini cia ción y la pro gre sión de uncán cer, de pen de de la acu mu la ción demu ta cio nes que guar dan se me jan zasasom bro sas en tre las dis tin tas va rian testu mo ra les. En otras pa la bras, aun que lasneo pla sias son muy di fe ren tes de acuer -do con el te ji do don de se ori gi nan, la lo -ca li za ción ana tó mi ca o su ma ni fes ta ciónclí ni ca, los da ños mo le cu la res que las ini -cia ron sue len ser si mi la res.

Los cam bios ge né ti cos más tem pra -nos que po nen en mar cha la car ci no gé -

ne sis de pen den de fac to res am bien ta les–a ve ces de al te ra cio nes in trín se cas he re -da das – y, al pa re cer, fo men tan la ines ta -bi li dad de to do el ge no ma. Por lo ge ne -ral, se acep ta que las neo pla sias tie nen unori gen clo nal. Mien tras se ex pan de la po -bla ción de ri va da de la pri me ra cé lu lapor ta do ra de da ños ge né ti cos irre pa ra -bles, se van acu mu lan do nue vas al te ra -cio nes en ge nes es pe cí fi cos, que con fie -ren ven ta jas adap ta ti vas pa ra pro li fe rarin dis cri mi na da men te y, fi nal men te, in -va dir los te ji dos nor ma les ve ci nos.

En la ac tua li dad se sa be que to das lasfor mas de cán cer en to das las es pe cies,de pen den de la al te ra ción de ge nes quein ter vie nen –a tra vés de sus pro duc tospro tei cos– en la re gu la ción de la pro li fe -ra ción, di fe ren cia ción o su per vi ven ciace lu lar. Ex pre sa do en tér mi nos sim ples,las mu ta cio nes que con du cen a las cé lu -las tu mo ra les a su com por ta mien to anár -qui co, se re la cio nan con dos me ca nis mosmo le cu la res: la ac ti va ción de on co ge nesy la pér di da de de la fun ción de ge nes su -pre so res de tu mor. Las al te ra cio nes delge no ma con la ca pa ci dad de in du cir unes ta do neo plá si co tam bién pue den sercla si fi ca das en dos ti pos: las que po seenun efec to po si ti vo y do mi nan te, que lle -van a la cé lu la a di vi dir se in de fi ni da men -te, o aque llas de na tu ra le za re ce si va quepor lo ge ne ral cau san el fa llo de los sis te -mas que con tro lan la di fe ren cia ción y laapop to sis. La pri me ra va rian te co rres -pon de a la al te ra ción es truc tu ral de ungen nor mal (pro toon co gén) que se ac ti vapa ra trans for mar se en un on co gén, cu yopro duc to pro tei co tie ne la ca pa ci dad dein du cir a las cé lu las ca rac te rís ti cas neo -plá si cas. La se gun da, en cam bio, re pre -sen ta la inac ti va ción de un gen nor malcon pro pie da des su pre so ras de tu mor(an tion co gén).

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Los dis tin tos on co ge nes ne ce si ta ríande la ex pre sión de otros ge nes adi cio na -les que coo pe ran con el es ta ble ci mien todel fe no ti po neo plá si co. Abun dan tes evi -den cias ex pe ri men ta les y clí ni cas in di canque la trans for ma ción neo plá si ca de pen -de de va rios cam bios ge né ti cos o epi ge -né ti cos su ce si vos. Es te con cep to de car ci -no gé ne sis y pro gre sión tu mo ral en múl -ti ples pa sos se ha for ta le ci do de ma ne rano ta ble mer ced a los avan ces en bio tec -no lo gía y, en es pe cial, al de sa rro llo detrans fec cio nes ce lu la res y de ani ma lestrans gé ni cos.

Car ci no gé ne sis quí mi ca y fí si ca

Cien tos de agen tes quí mi cos han de -mos tra do pro pie da des car ci no gé ni cas so -bre cé lu las cul ti va das in vi tro y en en sa -yos en ani ma les de ex pe ri men ta ción. Enmu chos ca sos, exis ten ade más da tos epi -de mio ló gi cos que vie nen a su mar se a es -tas evi den cias. El ori gen de los car ci nó -ge nos quí mi cos es va ria do; al gu nos sonpro duc tos na tu ra les, con te ni dos en ve ge -ta les, mi croor ga nis mos o com bus ti blesfó si les, mien tras otros son pro duc tos sin -té ti cos in dus tria les o, in clu si ve, uti li za -

dos en me di ci na. Los car ci nó ge nos for -man unio nes co va len tes con mu chos ele -men tos ce lu la res, aun que es la in te rac -ción con el DNA la que se aso cia con laca pa ci dad de in du cir tu mo res a tra vés desus pro pie da des mu ta gé ni cas.

Si bien los agen tes al qui lan tes y aci -lan tes se com por tan co mo car ci nó ge nosdi rec tos, el res to de las sus tan cias iden ti -fi ca das –in clu yen do hi dro car bu ros yami nas aro má ti cas, pro duc tos de ri va dosde la in dus tria, pro duc tos de ori gen ve -ge tal y mi cro bia no– son pro car ci nó ge -nos que re quie ren ac ti va ción me ta bó li caen el or ga nis mo. Es te he cho im pli ca quela po ten cia car ci no gé ni ca de una sus tan -cia de pen de de los pro ce sos de ac ti va ciónme ta bó li ca, que pue den va riar de un or -ga nis mo a otro. En es te sen ti do, el me ca -nis mo de ac ti va ción de la afla to xi na B1del hon go As per gi llus cons ti tu ye unbuen ejem plo. La to xi na reac cio na congua ni nas del DNA, aun que es to só lo espo si ble lue go de su mo di fi ca ción poroxi da sas mi cro so ma les he pá ti cas (Cua -dro 6-2). De la mis ma for ma que la po -ten cia de un pro car ci nó ge no guar da re la -ción con su ac ti va ción, los sis te mas dedes to xi fi ca ción me ta bó li ca e inac ti va ción

Cua dro 6-2. Ac ti va ción me ta bó li ca de la afla to xi na. Mu chos agen tes re quie rende una ac ti va ción me ta bó li ca pa ra ad qui rir sus pro pie da des car ci no gé ni cas.

AFLATOXINA AFLATOXINA–2,3–EPOXIDO

Reacción con guaninasdel DNA

Oxidasas delcitocromo P450

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den tro del or ga nis mo tam bién pue dentam bién mo di fi car la ac ti vi dad ne ta deun agen te lue go de ser in cor po ra do.

Pa san do a la car ci no gé ne sis poragen tes fí si cos, de ben men cio nar se lasra dia cio nes io ni zan tes de par tí cu las al fa ybe ta y las elec tro mag né ti cas, co mo los ra -yos X y gam ma. Es te ti po de ra dia cio nesio ni za en for ma di rec ta ma cro mo lé cu lasce lu la res o ge ne ra ra di ca les li bres de oxí -ge no. Am bas pro pie da des pue den in du -cir al te ra cio nes en el DNA, que con du -cen a mu ta cio nes so má ti cas cau san tes decán cer. Más allá de la in ne ga ble ac ti vi dadcar ci no gé ni ca de las ra dia cio nes, el ver -da de ro pa pel de las mis mas en el de sa rro -llo de neo pla sias en el ser hu ma no esmuy di fí cil de es ti mar, de bi do a la pro -lon ga da la ten cia de la ener gía ra dian te yel re co no ci do efec to acu mu la ti vo. Ade -más, dis tin tos fac to res del hués ped, co -mo la re pa ra ción del DNA, ha cen va riaren for ma no ta ble la sus cep ti bi li dad in di -vi dual a las ra dia cio nes.

La luz so lar con fi gu ra un ries go ca davez más se rio pa ra la sa lud mun dial. Lapér di da pau la ti na de la cu bier ta de ozo -no ex po ne a la po bla ción a do sis ca da vezma yo res de uno de los más im por tan tesagen tes cau san tes de cán cer. Las lon gi tu -des de on da co rres pon dien tes a la zo name dia del es pec tro de los ra yos ul tra vio -le tas, las ra dia cio nes UV-B, re pre sen tanel fac tor más re le van te en los pro ce sos deca rci no gé ne sis. Si bien las ra dia cio nesUV-C se com por tan co mo un agen temu ta gé ni co más po ten te, son fil tra dasca si en su to ta li dad en la ca pa de ozo no.Las UV-A, en cam bio, la atra vie san sinin con ve nien tes, pe ro su po ten cial car ci -no gé ni co es muy li mi ta do.

Co mo con se cuen cia de la ba ja ca pa -ci dad de pe ne tra ción de las ra dia cio nesul tra vio le tas, los te ji dos ex pues tos son los

más su per fi cia les, in clu yen do la piel y losojos. Las que ra to sis ac tí ni cas in te gran ungru po de pa to lo gías de la piel que se re -la cio nan con la ex po si ción cró ni ca a laluz so lar y se ca rac te ri zan por la pre sen -cia de fe nó me nos dis plá si cos y una pro -duc ción ex ce si va de que ra ti na. Mu chasve ces las al te ra cio nes epi dér mi cas sonpro gre si vas has ta el de sa rro llo de unaneo pla sia, por lo ge ne ral un car ci no made cé lu las es ca mo sas. Es te úl ti mo, y encier ta me di da el car ci no ma ba so ce lu lar yel me la no ma, se con si de ran las en fer me -da des más vin cu la das con la ex po si ciónex ce si va a la luz del sol.

Ini cial men te los prin ci pa les fac to resre la cio na dos con el de sa rro llo de neo pla -sias de la piel fue ron iden ti fi ca dos a par tirde es tu dios epi de mio ló gi cos. Sin em bar -go, la se rie de even tos mo le cu la res que de -sa ta el agen te car ci no gé ni co has ta ori gi naral te ra cio nes en las cé lu las que cul mi nanen el cre ci mien to de un tu mor, re cién co -mien zan a acla rar se. La bio lo gía mo le cu -lar es tá po si bi li tan do un acer ca mien to aes ta pro ble má ti ca. En el ca so de los tu mo -res de la piel, las le sio nes que pro du cen lasra dia cio nes ul tra vio le tas en el DNA sontan ca rac te rís ti cas, que la iden ti fi ca ciónde las mis mas y la va lo ra ción de su gra do depar ti ci pa ción en la pro gre sión neo plá si ca seven su ma men te sim pli fi ca das. Cuan dolas ba ses pi ri mí di cas del DNA –ci to si na yti mi na– ab sor ben luz, au men tan su ener -gía y tien den a reac cio nar en tre sí. De es -ta ma ne ra, la pre sen cia en el ge no ma dedí me ros de bi dos a la unión de pi ri mi di -nas ve ci nas (dí me ros C-C, T-T o C-T) esun se llo dis tin ti vo de mu ta gé ne sis in du ci -da por ra dia cio nes ul tra vio le tas.

En los car ci no mas cu tá neos con fre -cuen cia se ve ri fi can mu ta cio nes de bi dasa dí me ros de pi ri mi di nas. Co mo se men -cio nó, es te he cho de mues tra la par ti ci pa -

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ción de las ra dia cio nes ul tra vio le tas. Enotros tu mo res no re la cio na dos con la ex -po si ción a la luz del sol –in clu yen do cán -cer ma ma rio, pul mo nar y co ló ni co–tam bién se cons ta tan con mu cha fre -cuen cia mu ta cio nes en ge nes si mi la res,aun que las mis mas nun ca se aso cian a lafor ma ción de dí me ros de pi ri mi di nas.

Su ma dos a los fac to res quí mi cos y fí -si cos, cier tos agen tes vi ra les pue den tam -bién cau sar la trans for ma ción neo plá si ca.Si bien es tos vi rus se rán co men ta dos másade lan te, re sul ta opor tu no men cio nar quemu chos de es tos agen tes con tie nen se -cuen cias de on co ge nes ac ti va dos (on co ge -nes vi ra les). Se cree que es tos on co ge nesde ri van de ge nes ce lu la res al te ra dos ini -cial men te por agen tes car ci no gé ni cos, quelue go fue ron cap tu ra dos por re tro vi ruscon la ca pa ci dad de vol ver a in ser tar en elge no ma ce lu lar la se cuen cia on co gé ni came dian te re tro trans crip ción.

Ini cia ción y pro mo ción

Se con si de ra que la trans for ma ciónneo plá si ca in du ci da por car ci nó ge nosquí mi cos si gue una se rie de pa sos, don delos li na jes su ce si vos de una po bla ción ce -

lu lar su fren ex po si cio nes re pe ti das a agen -tes ini cia do res y pro mo to res (o pro vo ca -do res) de cán cer. Los car ci nó ge nos quí mi -cos ini cia do res son mu ta gé ni cos y sus ac -cio nes son irre ver si bles, mien tras los pro -mo to res no al te ran el DNA y sus efec tosse re vier ten des pués de un tiem po. Apa -ren te men te, los agen tes pro mo to res es ti -mu lan la di vi sión ce lu lar y fa vo re cen laex pre sión del gen mu ta do antes, de bi do ala ac ción del ini cia dor (Cua dro 6-3). Lospro mo to res tu mo ra les más em plea dos sonés te res for bó li cos, que ac ti van a la pro teí -na ki na sa C y po nen en fun cio na mien toar ti fi cial men te la vía de trans duc ción dese ña les in tra ce lu la res de pen dien te de fos -foi no sí ti dos.

Ex pe ri men tos clá si cos rea li za dos en lapiel de ra to nes de mos tra ron la se cuen ciane ce sa ria de ex po si ción a ini cia do res ypro mo to res pa ra el de sa rro llo de tu mo res.El con tac to con una do sis su fi cien te delagen te ini cia dor de be pre ce der a ex po si -cio nes re pe ti das a un pro mo tor. Ade más,los pro mo to res só lo ori gi nan tu mo res sicon an te rio ri dad el te ji do fue ex pues to alini cia dor y si las su ce si vas apli ca cio nes delpro mo tor se ad mi nis tran se pa ra das porun lap so re la ti va men te bre ve (Cua dro 6-4).

Cua dro 6-3. Ac ción de ini cia do res y pro mo to res (o pro vo ca do res) en la car ci no -gé ne sis. Lue go de la mu ta ción ge ne ra da por el agen te ini cia dor, el pro mo tor po dríain du cir la ex pre sión del gen y de ter mi nar la ex pan sión de un clon de cé lu las mu tan -tes. Igual men te, cual quier es tí mu lo pro li fe ra ti vo se ría ca paz de am pli fi car la le sión ge -né ti ca, crean do un te rre no fér til pa ra la acu mu la ción de nue vas mu ta cio nes.

Iniciador

Estímulo proliferativo Amplificación yexpresión delgen mutado

Promotor

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La “ini cia ción” y la “pro mo ción” for -man par te del pe río do pre neo plá si co de latrans for ma ción can ce ro sa, en la cual lapo bla ción ce lu lar al te ra su re cam bio, pe roel pro ce so to da vía pue de re ver tir se si ce sala ex po si ción a los agen tes car ci no gé ni cos.En un de ter mi na do mo men to, cuan do seacu mu lan los cam bios ge né ti cos su fi cien -tes en al gu na cé lu la, tie ne lu gar la “con -ver sión” neo plá si ca. La po bla ción ce lu laren ton ces ad quie re un cre ci mien to des -con tro la do y au tó no mo, que ya no se re -vier te aun de sa pa re cien do la ex po si ción alos fac to res cau sa les (Cua dro 6-5).

Pa pel de la re pa ra ción del DNA

Mu chas de las al te ra cio nes ge nó mi casque se pro du cen en cé lu las so má ti cas oger mi na les a lo lar go de la vi da de un in -

di vi duo pue den re ver tir se me dian te la in -ter ven ción de los sis te mas en zi má ti cos re -pa ra do res del DNA. A pe sar de ello, conel pa so del tiem po las mu ta cio nes ter mi -nan por acu mu lar se en los te ji dos más ex -pues tos a car ci nó ge nos y se es ta ble ce unmo sai co de cé lu las da ña das con vi vien docon cé lu las nor ma les. Co mo ya se ex pli -có, mu chos de los cam bios per ma nen tese irre pa ra bles del ge no ma pue den de sa -rro llar se so bre ge nes que co di fi can la es -truc tu ra de pro teí nas que in ter vie nen enla re gu la ción de la pro li fe ra ción, la di fe -ren cia ción o la apop to sis, pro ce sos cru -cia les en el re cam bio de cual quier te ji do.Cuan do al gu na po bla ción ce lu lar acu mu -la los da ños ge nó mi cos su fi cien tes pa rades ca la brar su ci clo de re no va ción, latrans for ma ción neo plá si ca en tra en es ce -na y la his to ria de su pro ge nie ce lu lar

Cua dro 6-4. Es que mas clá si cos que ilus tran las con se cuen cias de dis tin tas for masde ex po si ción a agen tes ini cia do res y pro mo to res a lo lar go del tiem po.

IniciadorPromotor

CÁNCER

CÁNCER

CÁNCER

No haycáncer

No haycáncer

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cam bia de ma ne ra drás ti ca. Las cé lu lasau men tan la ca pa ci dad de pro li fe rar, sein de pen di zan de las se ña les re gu la to riasnor ma les y, fi nal men te, adop tan un com -por ta mien to in va sor so bre los te ji dos cir -cun dan tes. Los sis te mas de re pa ra ción delDNA de sa rro llan un pa pel pro tec torcon tra las mo di fi ca cio nes del ge no macau san tes de cán cer. Cuan do los da ñosson muy sig ni fi ca ti vos y su pe ran a la ca -pa ci dad de re pa ra ción, pau la ti na men te elge no ma acu mu la y to le ra mu ta cio nes quepue den cul mi nar en la trans for ma ciónneo plá si ca. Los sis te mas re pa ra ti vos cum -pli rían por lo tan to un pa pel crí ti co en lagé ne sis de tu mo res en cier tas en fer me da -des he re di ta rias ca rac te ri za das por de fi -cien cias con gé ni tas se ve ras en las en zi masque re pa ran el DNA da ña do. Tal es el ca -so de la en fer me dad co no ci da con elnom bre de xe ro der ma pig men to so, en lacual los pa cien tes mues tran in to le ran cia alas ra dia cio nes ul tra vio le tas y, en las zo nasex pues tas a la luz so lar, se pro du cen pig -men ta cio nes, fi bro sis y con fre cuen ciacán cer. Al gu nas evi den cias ex pe ri men ta -les su ge ri rían ade más que la pa to ge nia delcán cer en el ni vel mo le cu lar, po dría aso -ciar se con el pro pio rit mo de re pa ra cióndel DNA en de ter mi na das re gio nes delge no ma. Has ta el mo men to re sul ta di fí cilde ter mi nar en qué gra do son res pon sa -bles del de sa rro llo de mu ta cio nes el agen -te car ci no gé ni co y la ve lo ci dad de re pa ra -ción del da ño, aun que se su po ne que lomás ló gi co se ría en ten der lo co mo unacom bi na ción de am bos me ca nis mos.

He te ro ge nei dad tu mo ral

Se acep ta que los tu mo res se com po -nen de sub po bla cio nes de cé lu las conpro pie da des bio ló gi cas muy di fe ren tesen tre sí. Es ta apre cia ción re sul ta pa ra dó -

ji ca si se atien de al he cho de que la ma -yo ría de las neo pla sias tie ne un ori genclo nal. Es de cir que, aun que la ma yo ríade los tu mo res del ser hu ma no de ri vande la mul ti pli ca ción de una úni ca cé lu latrans for ma da, las cé lu las que com po nenla ma sa neo plá si ca sue len po seer una ex -traor di na ria di ver si dad.

Los tu mo res pue den ser con si de ra -dos po bla cio nes ce lu la res he te ro gé neasque lu chan por so bre vi vir en un me dioad ver so. Den tro de la ma sa tu mo ral sue -len coe xis tir in nu me ra bles clo nes de cé -lu las can ce ro sas, con di fe ren tes ta sas depro li fe ra ción, mor fo lo gía y po ten cialme tas tá si co. De bi do al de sa rro llo de pre -sio nes na tu ra les, pro pias del hués ped, yar ti fi cia les, co mo cual quier in ter ven ciónte ra péu ti ca, cons tan te men te se van se lec -cio nan do sub po bla cio nes tu mo ra les quepo seen ven ta jas adap ta ti vas pa ra pro li fe -rar y, even tual men te, ge ne rar me tás ta sisa dis tan cia.

Las cau sas de la he te ro ge nei dad in -tra tu mo ral no se co no cen por com ple to.Se su po ne que las cé lu las ma lig nas sonines ta bles des de el pun to de vis ta ge né ti -co y su fri rían cam bios fre cuen tes a lo lar -go del avan ce de la en fer me dad, ori gi nán -do se tu mo res com pues tos por una mez clade di fe ren tes sub po bla cio nes ce lu la res.Igual men te, las pre sio nes del mi croam -bien te po drían ser ca pa ces de se lec cio narsub po bla cio nes tu mo ra les tran si to riascon mo di fi ca cio nes en la ex pre sión decier tos ge nes, que más tar de po drían de -ter mi nar el de sa rro llo de me tás ta sis.

El de sa rro llo de me tás ta sis no si gueun pa trón al azar; por el con tra rio, des deha ce al gu nos años se sos tie ne que de pen -de ría de la se lec ción y el cre ci mien to deuna o va rias sub po bla cio nes ce lu la respre sen tes den tro de la ma sa tu mo ral pri -ma ria, con ven ta jas adap ta ti vas res pec to

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del res to. Va rios es tu dios con du ci dos enani ma les de ex pe ri men ta ción, en es pe cialen mo de los de me la no mas y car ci no masma ma rios, su gie ren que la pro por ciónre la ti va de dis tin tos clo nes du ran te lapro gre sión de la en fer me dad neo plá si caju ga ría un pa pel crí ti co en el pro ce so me -tas tá si co.

La ad qui si ción del fe no ti po me tas tá -si co de pen de ría de la ines ta bi li dad in he -ren te al fe no ti po de las cé lu las tu mo ra lesque com po nen la neo pla sia pri ma ria. Sinem bar go, es ló gi co su po ner que las pre -sio nes del mi croam bien te pue den co la -bo rar en es te pro ce so, se lec cio nan dosub po bla cio nes tu mo ra les tran si to riasque, con la pro gre sión de la en fer me dad,po drían con du cir al de sa rro llo de me tás -ta sis. Se ha pos tu la do que el equi li briodi ná mi co exis ten te en tre los clo nes con -

te ni dos en un tu mor po dría ser even tual -men te ro to por la do mi nan cia de unclon con un po ten cial me tas tá si co exa -cer ba do. Así, la evo lu ción clo nal de lascé lu las neo plá si cas du ran te el cre ci mien -to de los tu mo res só li dos pue de aca rrearel sur gi mien to de una nue va sub po bla -ción que po dría cam biar el com por ta -mien to de la en fer me dad ma lig na.

La pro gre sión pue de ser de fi ni da co -mo la ad qui si ción de cam bios cua li ta ti -vos per ma nen tes e irre ver si bles en las ca -rac te rís ti cas de una neo pla sia. La pro gre -sión de un tu mor se vin cu la de for mamuy es tre cha con la he te ro ge nei dad delas cé lu las que lo com po nen (Cua dro 6-5). La pro pia ines ta bi li dad ge no tí pi ca yfe no tí pi ca de una po bla ción neo plá si case tra du ce en una cre cien te he te ro ge nei -dad, que tar de o tem pra no se con vier te

Cua dro 6-5. Se rie de cam bios acu mu la ti vos in vo lu cra dos en la car ci no gé ne sis yla pro gre sión neo plá si ca.

1. Iniciación

2. Promoción

3. Conversión

4. Progresión

CÉLULA NORMAL

Exposición a carcinógenos iniciadoresCÉLULA INICIADA

Exposición crónica a carcinógenos promotoresLESIÓN PRENEOPLÁSICA

Cambios genéticos suficientesNEOPLASIA BENIGNA o IN SITU

Inestabilidad genómica, cambios adaptativos,selección de subpoblacionesNEOPLASIA INVASIVA

Inestabilidad genómica, cambios adaptativos,selección de subpoblacionesCÁNCER METASTÁSICO

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en un te rre no pro pi cio pa ra la apa ri ciónde al gu na nue va ca rac te rís ti ca. A su vez,ca da pa so de la pro gre sión tu mo ral tie nepro yec cio nes bio ló gi cas y clí ni cas.

Aten dien do a la he te ro ge nei dad delas po bla cio nes ce lu la res de un tu mor y ala con se cuen te se lec ción adap ta ti va deesas po bla cio nes, el cán cer pue de ser vis -to co mo un pro ce so de mi croe vo lu ciónden tro de un te ji do. En un or ga nis momul ti ce lu lar la com pe ten cia en tre las po -bla cio nes ce lu la res que lo com po nenque dan abo li das en pro ve cho del con -jun to y pa ra ase gu rar la su per vi ven cia delas cé lu las ger mi na les, úni cas ca pa ces decon ti nuar la es pe cie. Las cé lu las del or ga -nis mo es tán por lo tan to obli ga das a coo -pe rar en tre sí en con di cio nes nor ma les.Las mu ta cio nes aso cia das a la trans for -ma ción neo plá si ca rom pen los ca na les deco mu ni ca ción que sos tie nen esa co la bo -ra ción mu tua y em pu jan a la po bla ciónce lu lar mu ta da a la com pe ten cia y la se -lec ción adap ta ti va. Las cé lu las can ce ro saspue den pros pe rar y triun far en el pro ce -so mi croe vo lu ti vo, pe ro a cos ta de de sor -ga ni zar la co mu ni dad ti su lar a la cualper te ne cen y, even tual men te, cau sar lamuer te del pro pio or ga nis mo.

Pre dis po si ción he re di ta ria

Una pre gun ta ha bi tual, que mu chospa cien tes se ha cen y sue len plan tear enuna con sul ta mé di ca, se vin cu la con el te -mor a de sa rro llar un tu mor lue go de queuno o va rios de sus fa mi lia res di rec tos fue -ron pre sas de una en fer me dad can ce ro sa.Es ta pre gun ta, a la luz de los nue vos co -no ci mien tos, de be ser con tes ta da con su -mo cui da do. Las evi den cias dis po ni blesin di can que mu chos ca sos de cán cer en elser hu ma no –en tre los que se en cuen tranlos tu mo res más fre cuen tes– no de pen de -

rían ex clu si va men te de la ex po si ción afac to res am bien ta les. No que dan du dasde que la enor me ma yo ría de los tu mo -res se ge ne ran de bi do a la ex po si ción acar ci nó ge nos quí mi cos, fí si cos o vi rus.No obs tan te, la sus cep ti bi li dad de ca dain di vi duo pa ra so por tar la agre sión am -bien tal es el fac tor que de ter mi na ría enúl ti ma ins tan cia las con se cuen cias de esaex po si ción.

Se acep ta que el ries go de que los pa -rien tes más cer ca nos de un pa cien te concán cer ma ni fies ten la mis ma va rian te tu -mo ral, se ría al re de dor de tres ve ces ma -yor que una po bla ción sin an te ce den tesfa mi lia res de es te ti po. Sin em bar go, enmu chos ca sos res ta iden ti fi car y ca rac te -ri zar el sus ten to ge né ti co que lle va es tasus cep ti bi li dad y de qué ma ne ra pue deser he re da do.

Tal vez el ejem plo más ilus tra ti vores pec to del pe so de la pre dis po si ción he -re di ta ria en el de sa rro llo de tu mo res, es -tá re pre sen ta do por el re ti no blas to ma dela in fan cia: cer ca de la mi tad de los ca sosde re ti no blas to ma re ve lan un pa trón fa -mi liar, con una trans mi sión au to só mi cado mi nan te. Co mo es co no ci do, en elcro mo so ma 13 del ser hu ma no se lo ca li -za el gen Rb, un po ten te su pre sor tu mo -ral. En los ca sos fa mi lia res, se he re da ungen mu tan te Rb a tra vés de las cé lu lasger mi na les. Por lo tan to, el pa cien te eshe te ro ci go ta y ne ce si ta una úni ca mu ta -ción en el res tan te ale lo nor mal pa ra quese de sa te el fe no ti po neo plá si co. De es tafor ma, una tem pra na mu ta ción so má ti caso bre las cé lu las re ti nia nas ga ti lla el fe nó -me no can ce ro so. El gen Rb pue de cons -ti tuir el pa ra dig ma de las ba ses he re di ta -rias del cán cer; una mu ta ción en las cé lu -las ger mi na les, den tro de un úni co ale lode un gen crí ti co, po dría re pre sen tar unaver da de ra pre dis po si ción, re du cien do las

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mu ta cio nes so má ti cas ne ce sa rias pa ra elini cio de un de ter mi na do ti po de cán cer.

En los úl ti mos tiem pos, el ra ro sín -dro me fa mi liar de Li-Frau me ni, don delos in te gran tes es tán ex pues tos a un inu -sual ries go pa ra pa de cer os teo sar co mas,sar co mas de par tes blan das y cán cer ma -ma rio, fue blan co de in ten sas in ves ti ga -cio nes pa ra di lu ci dar el pa pel de sem pe -ña do por las al te ra cio nes de las cé lu lasger mi na les que pue den ser he re da das.Los pa cien tes con es te sín dro me po seenen sus cé lu las una mu ta ción ger mi nal he -re di ta ria en una va rian te alé li ca del gensu pre sor tu mo ral p53. Una sus cep ti bi li -dad al cán cer se me jan te al sín dro me deLi-Frau me ni se cons ta ta, tam bién, en ra -to nes trans gé ni cos ca ren tes del gen su -pre sor tu mo ral p53 o por ta do res de for -mas mu tan tes del mis mo. Sin em bar go,no de be des car tar se la pre sen cia de otrosda ños ge né ti cos he re da bles pa ra ex pli carla pre dis po si ción.

De jan do de la do las al te ra cio nes enge nes su pre so res de tu mor, que se ránana li za das más ade lan te, otros me ca nis -mos al ter na ti vos po drían otor gar unama yor sus cep ti bi li dad in di vi dual pa ra elde sa rro llo de cán cer. Las de fi cien cias in -na tas en los sis te mas en zi má ti cos de re -pa ra ción del DNA se aso cian con unaele va da in ci den cia de neo pla sias, co moes el ca so de los pa cien tes con xe ro der mapig men to so. Otros sín dro mes he re di ta -rios de ines ta bi li dad cro mo só mi ca –co -mo la ata xia-te lan gec ta sia, la ane mia deFan co ni y el sín dro me de Bloom– tam -bién guar da rían re la ción con de fec tos enel me ta bo lis mo del DNA.

Por otra par te, co mo ya se co men tó,las di fe ren cias in di vi dua les pa ra pro ce sare inac ti var agen tes quí mi cos de ter mi nanmu chas ve ces la ac ti vi dad ne ta del car ci -nó ge no. Cier tas par ti cu la ri da des me ta -

bó li cas po drían pro te ger a un in di vi duode una ex po si ción cró ni ca a un tó xi co,mien tras pe que ños de fec tos ha rían muyvul ne ra ble a otra per so na.

Me ti la ción del DNA

La pre dis po si ción pa ra su frir en fer -me da des neo plá si cas de pen de, por lo ge -ne ral, de un in ter jue go com pli ca do defac to res en dó ge nos y exó ge nos que, fi -nal men te, mo di fi can la ex pre sión de ge -nes es pe cí fi cos. La trans mi sión del ries gode los pa dres a los hi jos no si gue un pa -trón de he ren cia men de lia na, pues to quelos ale los pa ter nos o ma ter nos de ca dagen no se ex pre sa rían de ma ne ra equi va -len te. El im prin ting ge nó mi co (o “im -pron ta ge nó mi ca”) es el di fe ren te pa trónde me ti la cio nes de ge nes ho mó lo gos, deacuer do con el ori gen pa ter no o ma ter nodel cro mo so ma.

El con cep to de im prin ting po dría ex -pli car la ex pre sión di fe ren cial –o fal ta deex pre sión– de un de ter mi na do ale lo en lades cen den cia. Las me ti la cio nes del DNAdu ran te la ma du ra ción de las cé lu las ger -mi na les po drían otor gar ven ta jas a de ter -mi na dos ale los del pa dre o de la ma dre,pues to que se co no ce que los ge nes me ti -la dos son inac ti vos, mien tras aque llos nome ti la dos o hi po me ti la dos pue den sertrans crip tos pa ra ge ne rar un pro duc topro tei co.

El im prin ting ge nó mi co se re la cio na -ría con sín dro mes de cán cer he re di ta rio,co mo la neu ro fi bro ma to sis, el tu mor deWilms, os teo sar co mas y re ti no blas to -mas. En es te úl ti mo ca so, las mu ta cio nesdel gen su pre sor Rb en el ale lo pa ter no yla pér di da de la ac ti vi dad del ale lo ma ter -no se vin cu la rían con me ti la cio nes delDNA. Por otra par te, en el cán cer ma -ma rio fa mi liar con fre cuen cia se en cuen -

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tran mu ta cio nes ger mi na les en el gen su -pre sor BR CA1. En los tu mo res es po rá di -cos, en cam bio, la ex pre sión del gen seen con tra ría dis mi nui da de bi do a la hi -per me ti la ción de la re gión pro mo to ra.

El sín dro me de Beck with-Wie de -mann se ca rac te ri za por ano ma lías delde sa rro llo (her nia um bi li cal con gé ni ta,vis ce ro me ga lia, ma cro glo sia y gi gan tis -mo) y se aso cia con una ele va da in ci den -cia de neo pla sias em brio na rias, in clu yen -do car ci no mas adre no cor ti ca les, rab do -mio sar co mas, he pa to blas to mas, neu ro -blas to mas y tu mor de Wilms, en treotros. Se cree que las ano ma lías de pen -den de la so breex pre sión de los ge nes dela in su li na y el fac tor de cre ci mien to si -mi lar a la in su li na IGF-2 (in su lin-li kegrowth fac tor-2). En es te sín dro me elpro ce so de tu mo ri gé ne sis se re la cio na ríacon el im prin ting ge nó mi co, por pér di dade la fun cio na li dad de ale los ma ter nosque po seen una fun ción su pre so ra de tu -mo res y la exa cer ba ción de ale los pa ter -nos que pro mue ven la pro li fe ra ción, co -mo el co rres pon dien te al IGF-2.

Por otra par te, la pér di da del im prin -ting en los fe nó me nos de car ci no gé ne sispo dría vin cu lar se con fac to res fi sio ló gi -cos (hor mo nas se xua les, in ter leu qui nas),die té ti cos (fo la tos, re ti noi des, ra di ca lesli bres) y am bien ta les, que po seen la ca pa -ci dad de me ti lar el DNA. Es ta po si bi li -dad obli ga a re plan tear la di ná mi ca de latrans mi sión he re di ta ria de las en fer me -da des. Tam bién abre nue vos ca mi nos pa -ra ex plo rar el po ten cial pa pel de los fac -to res am bien ta les en la ex pre sión de losge nes.


Agui rre Ghi so JA, Alon so DF, Fa ríasEF, Bal de Kier Jof fé E: Over pro duc tion

of uro ki na se-ty pe plas mi no gen ac ti va toris re gu la ted by phosp ho li pa se D- andpro tein ki na se C-de pen dent path ways inmu ri ne mam mary ade no car ci no ma cells.Bio chim Biophys Ac ta 1356: 171-184,1997.

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El atri bu to más ca rac te rís ti co de to -dos los ti pos de neo pla sias, y par ti cu lar -men te de los te ji dos can ce ro sos, es lapro li fe ra ción au tó no ma, que no res pe talos me ca nis mos nor ma les de con trol. Invi tro, es ta pro pie dad que da de mos tra dapor la in mor ta li dad de las cé lu las can ce -ro sas, que con tras ta con el com por ta -mien to cau to y or de na do de las cé lu lasso má ti cas nor ma les. Co mo se vio an te -rior men te, mu chos as pec tos del fe no ti -po ma lig no co mo el cre ci mien to rá pi do,la in va sión, la in mor ta li dad ce lu lar o lapo si bi li dad de eva dir las ba rre ras queim po ne el sis te ma in mu no ló gi co, re pre -sen tan ana lo gías gro tes cas de pro ce sosque nor mal men te rea li zan cier tos ti posce lu la res.

En los ni ve les ce lu lar y mo le cu lar, elcre ci mien to y di se mi na ción de un cán cermues tra se me jan zas asom bro sas con elde sa rro llo em brio na rio. No obs tan te, elem brión res pe ta có di gos en cua dra dosden tro de un pro gra ma, mien tras que elcán cer re pre sen ta la per ver sión de mu -chos de los me ca nis mos de ese pro gra ma.Los te ji dos tu mo ra les pon drían en mar -cha com por ta mien tos de otros li na jes ce -lu la res y los ex pre sa rían equi vo ca da men -te –tan to en un lu gar co mo en un mo -men to ina de cua do– de so yen do las se ña -les re gu la to rias del mi croam bien te.

Los co no ci mien tos ac tua les en bio lo -gía mo le cu lar y ce lu lar obli gan a una ma -yor exac ti tud a la ho ra de des cri bir losras gos que de fi nen a un te ji do neo plá si -co. Mer ced a los avan ces en ge né ti ca mo -le cu lar, es po si ble no só lo des cri bir elcom por ta mien to de la po bla ción trans -

for ma da, si no tam bién pre ci sar mu chasde las al te ra cio nes del ge no ma que fue -ron la cau sa de la trans for ma ción. Ló gi -ca men te, es te he cho po dría de ri var, tar deo tem pra no, en cam bios sus tan cia les enla pre ven ción, el diag nós ti co, el se gui -mien to y el tra ta mien to del cán cer en losse res hu ma nos.

Pro toon co ge nes, ge nes nor ma lesblan co de al te ra cio nes

Con si de ran do to dos los co no ci -mien tos dis po ni bles acer ca de la pa to ge -nia del cán cer, pue de con cluir se que lossig nos mor fo ló gi cos em plea dos pa ra suiden ti fi ca ción y diag nós ti co en pa to lo gíamé di ca son tan só lo la con se cuen cia decam bios ge né ti cos es pe cí fi cos y es ta bles,acu mu la dos en una de ter mi na da po bla -ción de cé lu las anó ma las. Más allá deque el es pec tro de las al te ra cio nes delDNA en las cé lu las neo plá si cas es muyam plio y que va ría en tre las di fe ren tesva rian tes tu mo ra les, con fre cuen cia losge nes al te ra dos se vin cu lan de ma ne ra di -rec ta o in di rec ta con la re gu la ción de lapro li fe ra ción.

Se lla man pro toon co ge nes a los dis -tin tos ge nes que nor mal men te se en car -gan, a tra vés de la co rres pon dien te pro teí -na que co di fi can, de go ber nar la re pli ca -ción y la di fe ren cia ción ce lu lar. Es ta de -no mi na ción arran ca de la idea que el de -sa rro llo de de ter mi na das al te ra cio nes enun pro toon co gén, por más pe que ñas queés tas pu die ran ser, lo trans for man en lacon tra par ti da pa to ló gi ca, u on co gén. Po -co a po co fue que dan do en cla ro que los

7. ON CO GE NES Y GE NES SU PRE SO RES DE TU MOR

114


dis tin tos on co ge nes co di fi can la es truc tu -ra de pro teí nas im pli ca das en la trans duc -ción de se ña les ce lu la res, in clu yen do losmen sa jes pro ve nien tes del es pa cio ex tra -ce lu lar que re gu lan la pro li fe ra ción y lama qui na ria que con tro la la re pli ca ciónden tro del pro pio ci to plas ma y nú cleo ce -lu lar. Así, las on co pro teí nas pue den ac -tuar co mo fac to res de cre ci mien to o re -cep to res de mem bra na de los mis mos,par ti ci par en las ca de nas de se ña li za ciónin tra ci to plas má ti ca o re gu lar en el nú cleola ex pre sión de otros ge nes crí ti cos (Cua -dro 7-1). La ac ti vi dad bio ló gi ca des ple ga -da por las on co pro teí nas es muy se me jan -te a las ver sio nes nor ma les de las mis mas,aun que las mu ta cio nes que han su fri doexa cer ban sus ac cio nes es ti mu la do ras dela pro li fe ra ción y la se ñal se man tie ne. Enotras cir cuns tan cias las mo di fi ca cio nesafec tan a ge nes que, a tra vés de sus pro -duc tos pro tei cos, ac túan co mo su pre so resde tu mor; en es tos ca sos, las mu ta cio nesde ter mi nan una pér di da de la ac ti vi dadmo du la do ra de la pro teí na.

Ac ti va ción de on co ge nes

Los pro toon co ge nes pue den ac ti var -se a on co ge nes por una gran va rie dad deme ca nis mos, que in clu yen la in ser ción omo di fi ca ción del pro mo tor, mu ta cio nespun ti for mes, trans lo ca cio nes o am pli fi -ca ción del gen (au men to del nú me ro deco pias). Es tos fe nó me nos, que se re su -men en el Cua dro 7-2, son pro mo vi dospor la ac ción de car ci nó ge nos am bien ta -les. Los on co ge nes ac ti va dos por al gu nade es tas for mas son de no mi na dos c-onc(on co ge nes ce lu la res), por que de ri van dela mo di fi ca ción de pro toon co ge nes nor -ma les pree xis ten tes.

Los pro pios on co ge nes ac ti va dospue den en con trar se co mo ta les en cier tosvi rus; en es te ca so se tra ta de v-onc (on -co ge nes vi ra les). Fue ron iden ti fi ca dos envi rus de ti po RNA, que po seen la en zi matrans crip ta sa re ver sa y, por ello, son ca -pa ces de in ser tar en el ge no ma ce lu lar lase cuen cia on có ge na me dian te re tro trans -crip ción.

Cua dro 7-1. Lo ca li za ción y fun ción de las dis tin tas on co pro teí nas. Las pro teí nasco di fi ca das por on co ge nes pue den es tar in vo lu cra das en di fe ren tes me ca nis mos dese ña li za ción que con tro lan la pro li fe ra ción.

1

SisHst

ErbB Kit Ros2a

3RafMos

2b

4

Ras Src Abl

Myc JunFos MybErbA p53

1. Espacio extracelular; Ej. factores de crecimiento2a. Transmembrana; Ej. receptores de factores de crecimiento2b. Membrana, cara interna; Ej. proteínas asociadas a receptores3. Citoplasma; Ej. proteínas de señalización intracelular4. Núcleo; Ej. factores transcripcionales

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Vi rus on co gé ni cos

Las lí neas de in ves ti ga ción que lle va -ron en las úl ti mas dé ca das al des cu bri -mien to y ca rac te ri za ción de fi ni ti va de loson co ge nes se de sa rro lla ron so bre la ba sedel es tu dio mi nu cio so del pa pel de lospro toon co ge nes en el con trol del ci clo

ce lu lar y en las pro pie da des de cier tos re -tro vi rus trans for man tes. Se do cu men tóuna lar ga lis ta de vi rus ani ma les cau san -tes de cán cer (Cua dro 7-3), que lle vó a laidea erró nea de que el cán cer era un pro -ce so ne ce sa ria men te vin cu la do a in fec -cio nes por es tos agen tes, in clu si ve en elhom bre.

Cua dro 7-3. On co ge nes vi ra les. Al gu nos on co ge nes ha lla dos en las se cuen ciasde re tro vi rus trans for man tes ani ma les.

Cua dro 7-2. Prin ci pa les me ca nis mos de ac ti va ción de pro toon co ge nes en en co -ge nes ce lu la res

Mutación puntual o deleción en lasecuencia codificadora

Amplificación

Rearreglos cromosómicos

Proteína hiperactiva(o inactiva en el caso de supresorestumorales)

Proteína normal, pero producida en canti-dades excesivas.

Por ubicación vecina a promotor o enhancer,se sobreproduce una proteína normal.

Fusión de genes, con sobreproducción deproteína quimérica o formación de una pro-teína quimérica hiperactiva.

Oncogén

abl

fos/jun

raf

ras

erbB

sis

Actividad del producto proteico

Tirosina kinasa

Proteínas regulatorias

Proteína kinasa

Proteína ligadora de GTP

Receptor del factor de crecimientoepidérmico (EGF)

Factor de crecimiento derivado deplaquetas (PDGF)

Neoplasia

Leucemia

Osteosarcoma

Sarcoma

Sarcoma

Eritroleucemia

Sarcoma

Especie

Ratón

Ratón

Ratón, Pollo

Rata

Pollo

Mono

116


Muy le jos de las ex pec ta ti vas ini cia -les, se com pro bó que los vi rus no se eri -gen en el fac tor cau sal más re le van te enla pa to ge nia del cán cer en los se res hu -ma nos. Las in fec cio nes vi ra les par ti ci panen la car ci no gé ne sis hu ma na en ape nas 5a 15% de los ca sos y más de las dos ter -ce ras par tes de és tas co rres pon den a se -cue las de in fec cio nes por vi rus DNA,prin ci pal men te el vi rus de la he pa ti tis B(he pa to car ci no ma) y los pa pi llo ma vi rus(car ci no ma cer vi cal). El cua dro 7-4mues tra los prin ci pa les agen tes vi ra lesaso cia dos al cán cer en se res hu ma nos,en tre los cua les tam bién de ben in cluir seal gu nos vi rus RNA, co mo los re tro vi rusHIV y HTLV.

A di fe ren cia de lo que ocu rre en mo -de los ani ma les de cán cer y en sis te mas decul ti vo, no se co no ce nin gún vi rus DNAo RNA que en for ma di rec ta pue da pro -du cir cán cer en el ser hu ma no. Se creeque en mu chos ca sos la in fec ción vi ralace le ra el re cam bio ce lu lar de bi do a la in -

fla ma ción cró ni ca del te ji do. Así, la ma -yor ta sa pro li fe ra ti va au men ta el nú me rode cé lu las con ries go de su frir nue vas al -te ra cio nes ge né ti cas. Es te me ca nis mo,per fec ta men te apli ca ble a la car ci no gé ne -sis he pá ti ca aso cia da a los vi rus B y C,po dría ex pli car có mo un vi rus pue depar ti ci par en la car ci no gé ne sis aun sinpor tar una se cuen cia de un on co gén ac -ti va do en su ge no ma. Por otra par te, es -te da to ra ti fi ca la va li dez del mo de lo decar ci no gé ne sis en múl ti ples eta pas en loste ji dos hu ma nos, don de dis tin tos fac to -res etio ló gi cos se su man pa ra ori gi nar da -ños ge né ti cos acu mu la ti vos.

El on co gén ras

Uno de los on co ge nes más in ves ti ga -dos es el ras, im pli ca do en el de sa rro llode una bue na par te de los tu mo res delser hu ma no. A mo do de ejem plo, es muyfre cuen te en con trar for mas on co gé ni casdel ras en los car ci no mas de pán creas

Cua dro 7-4. Prin ci pa les vi rus aso cia dos al cán cer hu ma no. Si bien la aso cia ciónse en cuen tra ple na men te do cu men ta da, en al gu nos ca sos la se cuen cia vi ral no in clu -ye on co ge nes. El me jor ejem plo de es ta cir cuns tan cia co rres pon de a los vi rus de la he -pa ti tis, que in du cen una in fla ma ción cró ni ca que ace le ra el re cam bio ce lu lar y au men -ta las posibilidades de nue vos da ños ge né ti cos.

DNA virus

RNA virus

PapovavirusHPV (Papillomavirus)

HepadnavirusHBV (Hepatitis B)

HerpesvirusEBV (Epstein-Barr)

RetrovirusHTLV (Leucemia T)HIV (Inmunodeficiencia)

FlavivirusHCV (Hepatitis C)

Cáncer de cervix, verrugas

Hepatocarcinoma

Linfoma de Burkitt, carcinoma nasofaríngeo

Leucemia T del adulto, linfomaSarcoma de Kaposi

Hepatocarcinoma

117


(90%) y de co lon (50%). Se des cri bie rondis tin tos ti pos de ge nes ras mu tan tes, va -rian tes co no ci das co mo H-ras, N-ras yK-ras. En al gu nos ca sos, la ex po si ción aun de ter mi na do fac tor am bien tal se re la -cio na con una va rian te ca rac te rís ti ca. Porejem plo, los me la no mas in du ci dos por laex po si ción a la ra dia ción so lar sue len de -mos trar mu ta cio nes del ti po N-ras,mien tras que en los an gio sar co mas de bi -dos al clo ru ro de vi ni lo se ve ri fi can mu -ta cio nes del ti po K-ras.

Nor mal men te, las pro teí nas Ras seha llan so bre la ca ra in ter na de la mem -bra na plas má ti ca, a la cual lue go se unende su frir al gu nas mo di fi ca cio nes pos tra -duc cio na les. Cum plen un pa pel muy im -por tan te en la trans duc ción de se ña lesdes de el es pa cio ex tra ce lu lar ha cia el nú -cleo, en par ti cu lar aque llas se ña les re la -cio na das con los fac to res de cre ci mien to.En las cé lu las tu mo ra les, los on co ge nesras de ter mi nan la sín te sis de pro teí nas al -te ra das que per ma ne cen ac ti vas de ma ne -ra cons tan te. A mo do de un ver da de ro“in te rrup tor” que se en cuen tra siem preen cen di do, las pro teí nas Ras mu tan tesen vían se ña les que pro mue ven la di vi siónce lu lar, aún en au sen cia de es tí mu los pro -ve nien tes del me dio ex tra ce lu lar. De es tafor ma, se de se qui li bra la re gu la ción de lapro li fe ra ción y las cé lu las afec ta das se in -de pen di zan de la ac ción mo du la do ra delos fac to res de cre ci mien to. Las pro teí nasRas se unen a pro teí nas que li gan GTP(GTP-bin ding pro teins) y las se ña les queac ti van la pro li fe ra ción ce lu lar cul mi nancuan do se hi dro li za el GTP a GDP. Alpa re cer las pro teí nas Ras mu tan tes pier -den la ca pa ci dad de hi dro li zar el GTP y“apa gar se” (Cua dro 7-5).

La ex pre sión de pro teí nas Ras mu -tan tes en las cé lu las tu mo ra les pro du ce laaper tu ra de ca na les de cal cio; es te efec to

es muy es pe cí fi co de Ras y es esen cial pa -ra su fun ción mi to gé ni ca. Ade más, laspro teí nas Ras ac ti van otros ele men tos dela ca de na de trans duc ción de se ña les, co -mo la pro teí na ki na sa C. Mu chos de lospa sos de es ta ca de na pue den ser blo quea -dos me dian te in hi bi do res es pe cí fi cos. Lasus tan cia de no mi na da he xa de cil fos fo co -li na, por ejem plo, es un ex ce len te in hi bi -dor de pro teí na ki na sa C y fos fo li pa sa C,en con trán do se va rios aná lo gos en es tu -dio co mo agen tes an ti tu mo ra les.

Co mo se di jo an te rior men te, las pro -teí nas Ras de sa rro llan su fun ción aso cia -das a la ca ra in ter na de la mem bra naplas má ti ca pe ro, pa ra arri bar a esa lo ca li -za ción, de ben cum plir cier tas mo di fi ca -cio nes pos tra duc cio na les. El agre ga do deun gru po quí mi co far ne si lo –com pues toem pa ren ta do con la sín te sis del co les te -rol– a tra vés de la ac ción de la en zi mafar ne sil trans fe ra sa es in dis pen sa ble pa raque la pro teí na Ras pue da ad he rir se a lamem bra na plas má ti ca y cum plir con sufun ción trans duc to ra de se ña les.

Co les te rol y cán cer

Des de ha ce tiem po se su gi rió quein hi bien do la sín te sis de co les te rol o li -mi tan do su uti li za ción po dría mo du lar -se el cre ci mien to de cé lu las con una al tata sa pro li fe ra ti va, co mo las neo plá si cas.El me va lo na to y un gran nú me ro de iso -pre nos ac ti va dos que de ri van del mis mopa re cen ju gar un rol im por tan te en lapro li fe ra ción ce lu lar. La lo vas ta ti na es unde ri va do fún gi co que in hi be com pe ti ti -va men te la hi dro xi me til glu ta ril-coen zi -ma A re duc ta sa (HMG-CoA re duc ta sa),en zi ma li mi tan te en la ru ta bio sin té ti cadel co les te rol. La lo vas ta ti na im pi de lasín te sis del pre cur sor me va lo na to, con locual dis mi nui ría la dis po ni bi li dad de los

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gru pos far ne si lo ne ce sa rios pa ra an clar laon co pro teí na Ras a la mem bra na y per -mi tir su ac cio nar en las cé lu las neo plá si -cas. Se ha de mos tra do que la lo vas ta ti nain du ce re ver sión mor fo ló gi ca y su pre sióndel cre ci mien to en cé lu las trans for ma daspor el on co gén ras. Sin em bar go, el exac -to me ca nis mo de ac ción de es te po ten -cial agen te an ti tu mo ral es tá sien do re va -lo ra do. Al gu nos au to res sos tie nen que elefec to an ti pro li fe ra ti vo po dría ser in de -

pen dien te del gra do de far ne si la ción dela pro teí na Ras tu mo ral, o bien re que rirde otros efec to res bio ló gi cos, co mo laspro teí nas Rho y Rac, tam bién per te ne -cien tes a la su per fa mi lia Ras.

Más allá de es ta dis cu sión, se de mos -tró que la lo vas ta ti na in hi be se lec ti va -men te el cre ci mien to tu mo ral in vi tro yen di ver sos mo de los ani ma les. Ade más,el tra ta mien to com bi na do con lo vas ta ti -na y mi to mi ci na mos tró un efec to adi ti -

Cua dro 7-5. El ci clo de la pro teí na Ras. Las pro teí nas Ras per te ne cen a una fa mi -lia de en zi mas que de gra dan gua no sin tri fos fa to (GTP), tam bién de no mi na das GT Pa -sas. Par ti ci pan en el ci clo GTP/GDP, unién do se con al ta afi ni dad a GTP e hi dro li zán do -lo a GDP. Pa ra cum plir su fun ción se ña li za do ra den tro de la cé lu la, de ben aso ciar se aun gru po far ne si lo, una mo lé cu la li pí dica, que le per mi te an clar se en la ca ra in ter nade la mem bra na plas má ti ca. En su ci clo se for man al ter na ti va men te dos com ple jos,el Ras-GTP, la for ma ac ti va, y el Ras-GDP, la for ma inac ti va y la que se en cuen tra enma yor pro por ción en las cé lu las nor ma les. Al pa re cer, el pa sa je de Ras-GTP a Ras-GDPde pen de, ade más, de pro teí nas ce lu la res que ac túan co mo fac to res de in ter cam bio.Cier tas mu ta cio nes en el gen ras re sul tan en una pro teí na uni da de ma ne ra per ma -nen te a GTP, pro mo vien do la pro li fe ra ción más allá de la ac ción mo du la do ra de losfac to res de cre ci mien to pre sen tes en el me dio ex tra ce lu lar. Las cé lu las tu mo ra les tie -nen al te ra do el pa so Ras-GTP a Ras-GDP y, por lo tan to, la pro teí na es in ca paz de con -ver tir se en la for ma inac ti va. En otras pa la bras, la pro teí na Ras per ma ne ce siem pre“en cen di da” y nun ca se “apa ga”, he cho que re dun da en la trans mi sión de se ña lespro li fe ra ti vas anó ma las y fa vo re ce la trans for ma ción ma lig na. (Mo di fi ca do de Cán cerHoy, año 1, nú me ro 2: “On co gén ras, un ta lón de Aqui les in tra ce lu lar”.)

MEMBRANAPLASMÁTICA

Ras

GTP

Ras

GDP

farnesilo

Señal “Encendida”

farnesilo

119


vo en la dis mi nu ción del cre ci mien to decé lu las tu mo ra les. Otros au to res re por ta -ron en ex pe ri men tos en ani ma les concán cer que el des cen so del co les te rolplas má ti co, me dian te die ta o por tra ta -mien to far ma co ló gi co, re sul ta en unme nor cre ci mien to tu mo ral. La in hi bi -ción de la ru ta bio sin té ti ca del co les te rolre pre sen ta, en ton ces, una es tra te giaatrac ti va pa ra blo quear pro ce sos ín ti ma -men te re la cio na dos con la trans for ma -ción neo plá si ca. Si bien el co les te rolpue de no in ter ve nir de for ma di rec ta enla pro gre sión tu mo ral, mu chos de susin ter me dia rios me ta bó li cos sí pa re cenes tar im pli ca dos y los me ca nis mos mo le -cu la res co mien zan a di lu ci dar se. De to -das for mas, de be te ner se en cuen ta quela po si bi li dad de re du cir la sín te sis deme va lo na to y co les te rol tie ne un lí mi te,de ter mi na do por la can ti dad ba sal ne ce -sa ria pa ra man te ner la in te gri dad de lasmem bra nas ce lu la res. Una dis po ni bi li -dad ex tre ma da men te ba ja de es tos ele -men tos cau sa ría por es te mo ti vo una to -xi ci dad ce lu lar ma si va.

El frag men to ter mi nal CAAX (C:cis teí na, A: ami noá ci do ali fá ti co, y X:me tio ni na o se ri na) de la on co pro teí naRas es in dis pen sa ble pa ra la in te rac cióncon la en zi ma far ne sil trans fe ra sa. Así lafal ta del frag men to que de be ser far ne si -la do evi ta la aso cia ción de la pro teí naRas con la mem bra na plas má ti ca e im pi -de la trans for ma ción de cé lu las de ma mí -fe ros en cul ti vo. En los úl ti mos años,gru pos de in ves ti ga do res tra ba ja ron in -ten sa men te so bre es te me ca nis mo, es pe -ran do ob te ner com pues tos in hi bi do resde la far ne sil trans fe ra sa y, even tual men -te, in hi bi do res de la ac ti vi dad de las pro -teí nas ras y de la trans for ma ción neo plá -si ca. En teo ría, cual quier te tra pép ti docon la se cuen cia cla ve CAAX, sus tra to

na tu ral de la far ne sil trans fe ra sa, po dríacom pe tir por la en zi ma con la pro teí naras, ac tuan do co mo sus tra to al ter na ti vo.Se sin te ti za ron va rios pép ti dos que imi -ta ban al frag men to CAAX, pe ro la men -ta ble men te no in gre sa ban con fa ci li dad alas cé lu las de bi do a que las car gas im pe -dían sus pa sa je a tra vés de las mem bra nasce lu la res. Ade más, de pe ne trar en el ci to -plas ma, és tos eran de gra da dos rá pi da -men te por pro tea sas ce lu la res.

Dos la bo ra to rios nor tea me ri ca nos di -fe ren tes han con se gui do de sa rro llar dis -tin tas dro gas que son ca pa ces de di fun dirden tro de las cé lu las tu mo ra les e in hi birla en zi ma far ne sil trans fe ra sa. Los com -pues tos re me dan la es truc tu ra del frag -men to pep tí di co CAAX pre sen te en laspro teí nas Ras. De es ta for ma, com pi tencon la en zi ma far ne sil trans fe ra sa por elsus tra to, li mi tan la far ne si la ción y, poren de, blo quean ac ti vi dad bio ló gi ca de laspro teí nas Ras, pues to que no pue denunir se a la mem bra na plas má ti ca. Ungru po de cien tí fi cos op tó por efec tuar elaná li sis por com pu ta ción de la es truc tu radel frag men to CAAX y reem pla zó losami noá ci dos cen tra les por una mo lé cu laor gá ni ca. Pa ra tal efec to se em pleó unaben zo dia ze pi na, que po see una es truc tu -ra y un ta ma ño se me jan tes a los dos ami -noá ci dos reem pla za dos. El otro gru po dein ves ti ga do res, en cam bio, de sa rro lló te -tra pép ti dos CAAX mo di fi ca dos, con ex -tre mos ter mi na les re du ci dos que les con -fie ren re sis ten cia a la hi dró li sis por ami -no pep ti da sas. Ade más, el agre ga do delac to na sir vió de es cu do pa ra ocul tar lascar gas du ran te los pa sa jes por mem bra -nas. Tan to las ben zo dia ze pi nas pep ti do -mi mé ti cas co mo los te tra pép ti dos mo di -fi ca dos cum plen per fec ta men te con elob je ti vo de imi tar la es truc tu ra mo le cu lardel frag men to CAAX. Ade más, di fun den

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sin in con ve nien tes a tra vés de las mem -bra nas ce lu la res (son so lu bles en lí pi dos)y re sul tan bas tan te re sis ten tes a la ac ciónde las pro tea sas ce lu la res.

En ex pe ri men tos em plean do lí neasde cé lu las tu mo ra les en cul ti vo por ta do -ras de mu ta cio nes del on co gén ras, lasben zo dia ze pi nas pep ti do mi mé ti cas y loste tra pép ti dos mo di fi ca dos re sul ta ronefec ti vos pa ra li mi tar los sig nos ca rac te -rís ti cos de trans for ma ción ce lu lar. Porotra par te, los com pues tos pro vo ca rones tos efec tos sin cau sar la muer te de lascé lu las neo plá si cas y no mo di fi ca ron sus -tan cial men te el com por ta mien to de lascé lu las nor ma les. Ade más, blo quea ronefec ti va men te la ac ti vi dad del on co génras en ani ma les de la bo ra to rio, sin ge ne -rar fe nó me nos tó xi cos de im por tan cia.Aun que res tan mu chos es tu dios ex pe ri -men ta les y la apli ca ción en pa cien tes dees tos nue vos agen tes pue da pa re cer aúnle ja na, las pri me ras ob ser va cio nes in di -can cla ra men te su enor me po ten cia li dad.Se tra ta ría na da me nos de com pues tosque, al in hi bir la ac ti vi dad del pro duc topro tei co de un on co gén, mo di fi can unode los ejes cen tra les de la trans for ma ciónneo plá si ca. En otras pa la bras, las sus tan -cias se rían ca pa ces de re ver tir el es ta doal te ra do de una cé lu la neo plá si ca, sinafec tar el cre ci mien to de una cé lu la nor -mal. To da es ta nue va ge ne ra ción de dro -gas an ti can ce ro sas se fun da men tan en unpro fun do co no ci mien to de las se ña lesanó ma las que cau san la pro li fe ra cióndes con tro la da, ca rac te rís ti ca des co llan tede las cé lu las can ce ro sas.

El on co gén c-erbB2

Los pro toon co ge nes de la fa mi lia delre cep tor del fac tor de cre ci mien to epi -dér mi co, o ge nes erbB, cons ti tu yen un

blan co ha bi tual de al te ra cio nes du ran tela car ci no gé ne sis, cons ta tán do se con fre -cuen cia am pli fi ca cio nes, rea rre glos, mu -ta cio nes pun tua les y de le cio nes. El on -co gén c-erbB2, por ejem plo, co di fi cauna for ma al te ra da y trun ca da de un re -cep tor de mem bra na de fac to res de cre -ci mien to, con ac ti vi dad in trín se ca de ti -ro si na ki na sa que pue de lle var a ca bo au -to fos fo ri la cio nes y di ver sas fos fo ri la cio -nes que en cien den se ña les in tra ce lu la resde pro li fe ra ción. Cier tas de le cio nes omu ta cio nes pun tua les en la re gión co -rres pon dien te al do mi nio ex tra ce lu lardel re cep tor le ha cen per der la ne ce si dadde con tac tar con el li gan do pa ra ac ti var -se. De es ta for ma, el re cep tor co di fi ca dopor el on co gén per ma ne ce ac ti va dotrans mi tien do se ña les pro li fe ra ti vas erró -neas al nú cleo ce lu lar, aun en au sen ciadel fac tor de cre ci mien to en el mi croam -bien te ti su lar.

El on co gén c-erbB2 se en cuen traam pli fi ca do en cán ce res ma ma rios yová ri cos. Su ex pre sión se aso cia a un ele -va do ín di ce mi tó ti co y se co rre la cio nacon una po bre res pues ta clí ni ca a la qui -mio te ra pia.

Ge nes su pre so res de tu mor

Co mo se ana li zó más arri ba, lospro toon co ge nes co di fi can la es truc tu rade pro teí nas que en si tua cio nes nor ma -les in ter vie nen en la re gu la ción del ci cloce lu lar. La trans for ma ción pa to ló gi ca deun pro toon co gén en un on co gén de ter -mi na la sín te sis de pro teí nas al te ra das,que pier den la ca pa ci dad de re gu lar conefi cien cia la pro li fe ra ción ce lu lar. Es tepro ce so de ac ti va ción de on co ge nes ter -mi na des ca la bran do la re no va ción delos te ji dos y es con si de ra do el sus ten tomo le cu lar del cán cer.

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Otro gru po de ge nes nor ma les que co -di fi can la es truc tu ra de pro teí nas quemo du lan el ci clo ce lu lar a tra vés de unefec to in hi bi to rio so bre la pro gre sión delmis mo, son de no mi na dos ge nes su pre so -res de tu mor. Las mu ta cio nes que pro du -cen la inac ti va ción de los pro duc tos pro -tei cos de es tos ge nes o la sim ple de le ciónde la por cio nes cro mo só mi cas que loscon tie nen pue den, tam bién, crear uncaos en el ci clo ce lu lar, de bi do a la de sa -pa ri ción de los me ca nis mos que fre nan elin gre so a la fa se du pli ca ti va. Por lo tan -to, un cre ci mien to neo plá si co de be in -ter pre tar se, en el ni vel mo le cu lar, co moel fe nó me no re sul tan te de la ex ce si va ac -ti va ción de los ge nes que fo men tan elcre ci mien to ce lu lar y la inac ti va ción o lapér di da de aque llos que de sa rro llan elefec to in ver so.

Las evi den cias so bre la exis ten cia delos ge nes su pre so res de tu mor –tam biénlla ma dos an tion co ge nes– pro vi no de dis -tin tas lí neas de tra ba jo. Pri me ra men te secom pro bó que cuan do cé lu las so má ti casnor ma les se fu sio na ban con cé lu las tu -mo ra les, el cre ci mien to neo plá si co dis -mi nuía no ta ble men te. Por otra par te, laines ta bi li dad de es tos hí bri dos era tanevi den te que en oca sio nes se pro du cíanpér di das de ma te rial cro mo só mi co.Cuan do el ma te rial per di do era de la cé -lu la nor mal, la tu mo ri gé ne sis se ac ti va banue va men te. Las con clu sio nes pre li mi -na res se orien ta ban ha cia la idea que lascé lu las nor ma les con tie nen cier ta in for -ma ción ge né ti ca ca paz de re gu lar ne ga ti -va men te su cre ci mien to y que la pér di dade ese ma te rial per mi te la re pli ca cióndes con tro la da de los clo nes neo plá si cos.En otras pa la bras, se de du jo que du ran tela pro gre sión ha cia la ma lig ni dad de bíandes pren der se de ge nes esen cia les que fre -na rían la pro li fe ra ción.

Otros da tos que co la bo ra ron en eldes cu bri mien to de los ge nes su pre so resde tu mor pro vi nie ron de ob ser va cio nesrea li za das por Knud son en fa mi lias conre ti no blas to ma. El re ti no blas to ma es eltu mor in trao cu lar más fre cuen te de la in -fan cia y al re de dor de 6% de los ca sos tie -nen una na tu ra le za he re di ta ria. En 1971,Knud son pro pu so una hi pó te sis pa ra ex -pli car los diag nós ti cos de re ti no blas to maque su ge rían un sus ten to fa mi liar y asípo der di fe ren ciar los de los ca sos es po rá -di cos. Knud son su po nía la exis ten cia deun gen su pre sor de tu mor, que de bía ha -llar se al te ra do en sus fun cio nes pa ra fa ci -li tar o pro mo ver la apa ri ción de cán cer;las fa mi lias pro pen sas de bían po seer unamu ta ción cons tan te en uno de los ale losde ese hi po té ti co gen. Mien tras los in di -vi duos nor ma les ne ce si ta ban de sa rro llarmu ta cio nes en am bas ver sio nes alé li caspa ra de sa rro llar cán cer, los pre dis pues tossó lo de bían su frir al gún cam bio en laúni ca co pia sa na. Es to ex pli ca ba por quéera mu cho más fre cuen te el re ti no blas to -ma en de ter mi na dos gru pos fa mi lia res.El des cu bri mien to del gen su pre sor detu mor Rb (re ti no blas to ma), lo ca li za doen el cro mo so ma 13 hu ma no, dio fi nal -men te la ra zón a Knud son: en las cé lu lasque com po nían el tu mor las dos co piasalé li cas es ta ban inac ti va das por mu ta cio -nes. Ade más, la al te ra ción o la pér di da deam bos ale los nor ma les del Rb de ter mi nala apa ri ción, en al gu nos ca sos, de os teo -sar co mas.

Pér di da de la he te ro ci go si dad

Nor mal men te las cé lu las po seen dosco pias de ca da uno de los ge nes. Laeven tual pér di da de las fun cio nes de ungen su pre sor y, por en de, de su pro duc topro tei co de ter mi na ría un cre ci mien to ce -

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lu lar exa ge ra do y fue ra de con trol, ca rac -te rís ti co del cán cer. Sin em bar go, las al -te ra cio nes en una de las dos co pias delgen no al can za rían pa ra ge ne rar in con ve -nien tes en la re gu la ción del ci clo ce lu lar.La co pia res tan te, in dem ne, po dría sersu fi cien te pa ra sos te ner la pro duc ción dela pro teí na su pre so ra de tu mo res y se ríane ce sa ria una se gun da al te ra ción en es taco pia del gen pa ra abo lir su ac ti vi dad.Por lo tan to, se di ce que las mu ta cio nesque afec tan a los ge nes su pre so res de tu -mor son de ti po “re ce si vas”, pues to quesó lo de ter mi nan un cre ci mien to neo plá -si co cuan do afec tan las dos del co pias delgen, es de cir, cuan do afec tan a am bosale los (Cua dro 7-6). En los dis tin tos ti -pos de cán ce res, la cons ta ta ción fre cuen -te de de le cio nes en una de ter mi na da re -gión cro mo só mi ca su po ne la al te ra ciónde ge nes su pre so res de tu mor. Por lo ge -ne ral, las de le cio nes in vo lu cran la pér di -da de uno de los ale los, fe nó me no tam -

bién co no ci do co mo pér di da de la he te -ro ci go si dad. La co pia res tan te del gensue le ca re cer de fun ción, ya sea co mocon se cuen cia de mu ta cio nes he re di ta riaspree xis ten tes o por el de sa rro llo de mu ta -cio nes so má ti cas se cun da rias.

La al te ra ción ge né ti ca más co múnen el cán cer hu ma no

La his to ria de la pro teí na p53 has taal can zar un pro ta go nis mo cum bre en in -ves ti ga ción en cán cer co mien za a fi nes dela dé ca da del se ten ta. Se des cri bió ini cial -men te co mo una mo lé cu la de 53 kDaaso cia da a cier tos vi rus cau san tes de cán -cer en ani ma les, pe ro no en el ser hu ma -no. Du ran te diez años se la con si de ró elpro duc to pro tei co de un on co gén, con laca pa ci dad de al te rar la pro li fe ra ción ce lu -lar. Sin em bar go, en 1989 la his to riacam bió de ma ne ra drás ti ca. Los in ves ti -ga do res com pren die ron que la pro teí na

Cua dro 7-6. Cam bios ge né ti cos aso cia dos con la trans for ma ción neo plá si ca. Entér mi nos mo le cu la res, la car ci no gé ne sis im pli ca al te ra cio nes acu mu la ti vas en dis tin tospro toon co ge nes y ge nes su pre so res de tu mor. Es tas al te ra cio nes in du cen la pér di dadel con trol del ci clo ce lu lar y la po bla ción ad quie re ras gos de cre ci mien to au tó no mo.

ACTIVACION DEONCOGENES

En protooncogenes se producenalteraciones dominantes, de ganancia defunción a nivel del producto proteico.

(Un cambio en un único alelo del gen essuficiente)

INACTIVACION DEGENES SUPRESORES DE TUMOR

En genes supresores de tumor se producenalteraciones recesivas, de pérdida de fun-

ción a nivel del producto proteico.

(Se necesitan cambios o deleciones en losdos alelos del gen)

Se acepta que la transformación de una célula y eldesarrollo de un crecimiento neoplásico a partir

de la misma requiere de cambios moleculares acumulativos en varios genes críticos distintos.

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que ha bían te ni do en tre ma nos du ran tetan to tiem po se tra ta ba, en rea li dad, deuna ver sión mu tan te con pro pie da deson co gé ni cas. Le jos de pro mo ver el cre ci -mien to neo plá si co, la for ma na tu ral de lap53 se com por ta ba co mo un po ten te su -pre sor de tu mo res, blo quean do el in gre -so de las cé lu las a la fa se du pli ca ti va.Aun que pa re cía in creí ble, un pe que ñí si -mo cam bio en el gen era ca paz de otor -gar las fun cio nes opues tas a su pro duc topro tei co y con ver tir lo en un me dia dordel cre ci mien to can ce ro so.

Rá pi da men te se de tec ta ron mu ta cio -nes pun tua les en el gen de la p53 en tu -mo res de ve ji ga, ce re bro, ma ma, cue lloute ri no, co lon, esó fa go, la rin ge, hí ga do,pul món, ova rio, pán creas, prós ta ta, piel,es tó ma go, ti roi des y va rias neo pla sias he -ma to ló gi cas. Cer ca de 50% de to dos lostu mo res ana li za dos con te nían al gu namu ta ción del gen su pre sor tu mo ral p53,he cho que lo con ver tía en el más im por -tan te en la gé ne sis de cán cer en los se reshu ma nos. Por lo ge ne ral, se acep ta que elmal fun cio na mien to de la pro teí na p53es el even to fi nal an tes de la for ma ciónde un tu mor. Co mo con se cuen cia de lapér di da de fun cio nes crí ti cas se pro du ci -rían rea rre glos cro mo só mi cos y da ñosge nó mi cos irre pa ra bles. Por otra par te, lapre sen cia de for mas abe rran tes de la pro -teí na p53 se co rre la cio na ba con pa rá me -tros de ín do le clí ni ca, co mo ma yor agre -si vi dad lo cal, de sa rro llo de me tás ta sis yme nor su per vi ven cia de los pa cien tes.

Pa pel de la p53 en el ci clo ce lu lar

La pro teí na p53 na tu ral se com por taco mo un fre no pa ra la di vi sión de las cé -lu las, aun que de una ma ne ra in di rec ta. Sese cuen ció un gen lla ma do WAF1 (oCip1), que se ex pre sa por efec to de la

p53. El pro duc to pro tei co del WAF1 –lapro teí na p21– se une a ki na sas de pen -dien tes de ci cli nas y de tie ne la pro gre sióndel ci clo ce lu lar. Es sa bi do que el ci clo delas cé lu las so má ti cas se re pi te pa ra ori gi -nar cé lu las nue vas y re po ner los te ji dos.Du ran te la fa se sin té ti ca de la in ter fa sece lu lar, la to ta li dad de la in for ma ción ge -né ti ca con te ni da en el DNA se du pli capa ra lue go dis tri buir se ca da co pia en lasdos cé lu las re sul tan tes de la mi to sis. Laex po si ción a agen tes que da ñan el DNA(agen tes al qui lan tes, ra dia cio nes X, en treotros) pue de de ter mi nar la de ten ción delci clo ce lu lar lue go de la fa se sin té ti ca yan tes de la con den sa ción de los cro mo so -mas (fa se G2). Ba jo la ac ción de la pro teí -na p53 na tu ral, en cam bio, el ci clo ce lu -lar se in te rrum pe an tes de la fa se sin té ti ca(fa se G1). La p53 blo quea la pro gre sióndel ci clo pa ra per mi tir la re pa ra ción delos da ños del ge no ma; si las al te ra cio nesson irre pe ra bles, la cé lu la in gre sa en elpro ce so de muer te ce lu lar pro gra ma da.

A par tir de es tas fun cio nes, la p53 fuebau ti za da “el guar dián del ge no ma” pues -to que evi ta la per sis ten cia de cé lu las conal te ra cio nes ge né ti cas se ve ras. Las cé lu lasneo plá si cas que per die ron la fun ción nor -mal de la p53 ad mi ti rían da ños im por -tan tes del ge no ma, fa vo re cién do se la apa -ri ción de po bla cio nes ines ta bles con unaca pa ci dad ili mi ta da pa ra pro li fe rar.

Co mo la p53 es un ac ti va dor de latrans crip ción lue go de la ex po si ción aagen tes que da ñan el DNA, se creía quela apop to sis se de sa ta ba por la ac ti va ciónde otros ge nes. Sin em bar go, dis tin tasevi den cias com pro ba das en cé lu las da ña -das por ra dia cio nes X ha cen su po nertam bién un efec to di rec to de la p53. Losin ves ti ga do res re por ta ron que el ini cio dela apop to sis es in de pen dien te de la trans -crip ción del RNA o la sín te sis de nue vas

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pro teí nas. Por lo tan to, la p53 no ac ti va -ría la ex pre sión de otros ge nes pa ra cau sarla muer te ce lu lar pro gra ma da. Se ría másco rrec to su po ner que re pri me a los ge nesne ce sa rios pa ra la su per vi ven cia de las cé -lu las o se com por ta co mo un com po nen -te in trín se co de la ma qui na ria en zi má ti caque cli va el DNA du ran te la apop to sis.

Cam bios con for ma cio nalesde la pro teí na p53

Mu chas de las fun cio nes de la p53son ex tre ma da men te sen si bles a pe que -ños cam bios con for ma cio na les en la mo -lé cu la. En más de 90% de los ca sos, lasmu ta cio nes que lle van a per ver tir las fun -cio nes de la pro teí na su pre so ra tu mo ralp53 y cau sar cán cer, in vo lu cran a só louna ba se ni tro ge na da en el gen y de ter mi -nan el cam bio de un úni co ami noá ci doen la pro teí na. La lo ca li za ción y el ti po delas mu ta cio nes ayu dan a iden ti fi car loscar ci nó ge nos in vo lu cra dos y de fi nir lasal te ra cio nes bio quí mi cas res pon sa bles delas le sio nes ge né ti cas que par ti ci pan en elcán cer. En el car ci no ma he pa to ce lu lar,por ejem plo, las trans ver sio nes G:C /T:Ason ca rac te rís ti cas de la ex po si ción a laafla to xi na B1 y fre cuen te men te tie nen lu -gar en el co dón 249. Es te ti po de trans -ver sio nes son tam bién fre cuen tes en elcán cer pul mo nar y se vin cu lan con car ci -nó ge nos pre sen tes en el hu mo del ci ga rri -llo, co mo el ben zo(a )pi re no. En el cán cercu tá neo las mu ta cio nes se re la cio nan conla luz ul tra vio le ta y pro du cen, en cam bio,la di me ri za ción de la pi ri mi di nas ad ya -cen tes. Mu chas de es tas le sio nes se de sa -rro llan en la ca de na de DNA que no setrans cri be al RNA men sa je ro, que es tásu je ta a una re pa ra ción más len ta y, de es -ta for ma, acu mu la más mu ta cio nes.

Se con si de ra que mu chas de las mu -

ta cio nes de la p53 que lle van a la pér di -da de sus fun cio nes y fa vo re cen la pro li -fe ra ción neo plá si ca se pro du cen en do -mi nios crí ti cos, don de la pro teí na in te -rac túa con el DNA. Es por ello que el co -no ci mien to de la es truc tu ra tri di men sio -nal de la p53 ayu da ría a ex pli car los me -ca nis mos mo le cu la res que ope ran du ran -te su ac ción re gu la do ra. A su vez, es ta in -for ma ción po dría te ner un enor me po -ten cial pa ra su apro ve cha mien to clí ni co,en la bús que da de res tau rar la fun ción dela p53 en las cé lu las tu mo ra les.

Re cien te men te se lo gró cris ta li zar porpri me ra vez el frag men to cen tral de lapro teí na p53, don de se ubi ca el co re quecon tie ne la re gión crí ti ca pa ra la unióncon el DNA, del ami noá ci do 102 al 292.A par tir de es te es tu dio se de ter mi nó quelos si tios don de asien tan las seis mu ta cio -nes más co mu nes de la p53 se lo ca li zanpre ci sa men te en la re gión de unión alDNA. Más aún, la ar gi ni na ubi ca da en lapo si ción 248 –tal vez la al te ra ción másfre cuen te de la p53– co rres pon de al pun -to de an cla je de la pro teí na al sur co me -nor de la es truc tu ra he li coi dal del DNA.Por lo tan to, la habi li dad de la p53 pa raac tuar co mo un su pre sor tu mo ral de pen -de ría de ma ne ra ine quí vo ca de su pro pie -dad de unir se al DNA y la al te ra ción delas re gio nes in vo lu cra das abo li ría es tapro pie dad y, por en de, su fun ción.

Al pa re cer, el es tu dio cris ta lo grá fi co dela es truc tu ra tri di men sio nal de la pro teí nap53 es mu cho más re ve la dor que el sim pleco no ci mien to de la es truc tu ra pri ma ria (elor de na mien to li neal de los dis tin tos ami -noá ci dos que la com po nen). Mu chas mu -ta cio nes pun tua les no ge ne ran cam bios enla con for ma ción tri di men sio nal na tu ral;sin em bar go, pue den li mi tar su me ca nis -mo de ac ción al ba rrer con su ca pa ci dadpa ra in te rac tuar con el DNA.

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El co no ci mien to de la es truc tu ra tri -di men sio nal de la p53 au men ta las posi-bilidades de di se ñar agen tes pa ra res tau -rar su fun ción en las cé lu las can ce ro sas.Pa ra de vol ver a la pro teí na su ca pa ci dadde unir se al DNA a tra vés de su do mi niocen tral y re gu lar la pro li fe ra ción, po dríandi se ñar se pe que ñas mo lé cu las que afec -ten los do mi nios re gu la to rios –co mo elfrag men to car bo xi ter mi nal– y és tos, a suvez, trans mi tan una se ñal al co re cen tralde la mo lé cu la. Al gu nas mu ta cio nes, co -mo el cam bio de his ti di na por ar gi ni naen la po si ción 175, cau san una pér di daglo bal de la es ta bi li dad de la p53, quevir tual men te se des na tu ra li za. En es tosca sos, res tau rar su con for ma ción na tu ralme dian te agen tes quí mi cos po dría seruna em pre sa im po si ble.

Sin em bar go, la com pro ba ción deque cier tas p53 mu tan tes pue den al ter -nar su es ta do con for ma cio nal alien tan abus car sus tan cias con la ca pa ci dad de es -ta bi li zar una es truc tu ra ac ti va, que in te -rac cio ne con el DNA, re gu le la re pa ra -ción de los da ños del ge no ma e in hi ba lapro gre sión del ci clo ce lu lar en las cé lu lasneo plá si cas. Al gu nas mu tan tes ca ren tesde la fun ción su pre so ra de tu mo res a latem pe ra tu ra cor po ral, rees ta ble cen su ac -ti vi dad a 25ºC. Si un agen te fí si co co mola tem pe ra tu ra lo gra “arre glar” los des -per fec tos de una pro teí na p53 mu tan te,no es in ve ro sí mil ima gi nar que una dro -ga tam bién pue da ha cer lo.

Inac ti va ción de la p53 por pro teí nas vi ra les

La pro teí na E6 co di fi ca da por el ge -no ma del vi rus del pa pi lo ma hu ma no(HPV) ti po 16 tie ne la ca pa ci dad deunir se a la pro teí na p53 na tu ral. La in te -rac ción inac ti va la fun ción su pre so ra de

tu mo res, pues to que el com ple jo E6/p53es rá pi da men te de gra da do por pro tea sas.Es to ex pli ca ría, al me nos par cial men te,las pro pie da des on co gé ni cas de es te vi -rus. Por otra par te, al gu nas mu ta cio nesde la pro teí na p53 es ta bi li zan su es truc -tu ra y au men tan no ta ble men te su vi dame dia, lo que per mi te su de tec ción porin mu no his to quí mi ca en el nú cleo de lascé lu las afec ta das. En cam bio, re sul ta im -po si ble re ve lar la pre sen cia de la pro teí nap53 na tu ral en las cé lu las nor ma les. Esde cir que un nú cleo ce lu lar que es po si -ti vo pa ra p53 en téc ni cas in mu no his to -quí mi cas, im pli ca in de fec ti ble men te al -te ra cio nes en la pro teí na su pre so ra tu -mo ral p53.

Las anor ma li da des del gen p53 se -rían un pa pel muy re le van te en la ma yorpar te de las neo pla sias del trac to ae ro di -ges ti vo su pe rior e, in clu si ve, ten drían lu -gar en eta pas muy tem pra nas de la car ci -no gé ne sis. Más aún, en le sio nes pre can -ce ro sas de la la rin ge es po si ble en con traracu mu la ción de pro teí na p53 en los nú -cleos ce lu la res me dian te in mu no his to -quí mi ca. La mu ta cio nes de la p53 po -drían, ade más, coe xis tir con la in fec cióncon HPV, otro fac tor vin cu la do con lapro gre sión de es tas le sio nes.

La pro teí na su pre so ra tu mo ral p16

Ha ce al gu nos años, el es tu dio de cé -lu las de me la no ma y otras neo pla siasper mi tió re ve lar la exis ten cia de anor ma -li da des en el bra zo cor to del cro mo so ma9 (más es pe cí fi ca men te en 9p21). Se re -por ta ron de le cio nes, que su ge rían que lapér di da de un gen su pre sor tu mo ral des -co no ci do, lo ca li za do en esa por ción delge no ma, po dría ser el fac tor de ter mi nan -te. Me dian te la com pa ra ción de las se -cuen cias ge nó mi cas co rres pon dien tes a

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la re gión de le cio na da con ban cos de se -cuen cias co no ci das, se re co no ció al genque co di fi ca a la pro teí na p16. Es ta pro -teí na, iden ti fi ca da pre via men te co mo unin hi bi dor in trín se co del ci clo ce lu lar, sein si nuó, en ton ces, co mo un muy buencan di da to a eri gir se en un nue vo su pre -sor tu mo ral. La pro teí na p16 cum plecon los re qui si tos esen cia les de un su pre -sor tu mo ral, pues to que po see la pro pie -dad de in hi bir la pro gre sión del ci clo ce -lu lar. Se une y blo quea la ac ción de unaki na sa de pen dien te de ci cli nas, la en zi maCdk4 (ci clin-de pen dent ki na se 4), quega ti lla ría la du pli ca ción de las cé lu las.

Las cé lu las eu ca rio tas atra vie san dospun tos crí ti cos a lo lar go de la pro gre sióndel ci clo. Uno co rres pon de a la tran si ciónG1-S, cuan do co mien za la sín te sis deDNA, y otro en la tran si ción G2-M, alini ciar se la mi to sis. Las Cdk se rían elcen tro de con trol en es tos mo men tos de

de ci sión y re gu la rían la fos fo ri la ciónde dis tin tos sus tra tos que de ter mi nanel co mien zo de la du pli ca ción del DNAo la di vi sión ce lu lar. En con tra po si cióncon la ac ción de la p16, la ci cli na D1 ac -ti va a la Cdk4 (Cua dro 7-7). Al pa re cer,el con trol ín ti mo del ci clo ce lu lar de pen -de ría del ba lan ce en tre los ac ti va do res dela Cdk4 y sus co rres pon dien tes in hi bi do -res, co mo la p16. Un efec to des pro por -cio na do de la ci cli na D1 o la pér di da dela ac ción in hi bi to ria de la p16 de sen ca -de na ría una so breac ti va ción de la Cdk4,que lle va ría al cre ci mien to neo plá si co.

Las mu ta cio nes y de le cio nes cons ta -ta das en el nue vo gen iden ti fi ca do fue ronmu cho más fre cuen tes que las es pe ra das.Las lí neas ce lu la res de as tro ci to ma(82%), cán cer ma ma rio (60%) os teo sar -co ma (60%), y me la no ma (más de50%), en tre otras, arro ja ron una in ci -den cia ele va da de al te ra cio nes. Las úni cas

Cua dro 7-7. Pa pel de las pro teí nas su pre so ras de tu mor en el con trol ín ti mo delci clo ce lu lar. La pro gre sión del ci clo ce lu lar de pen de ría del ba lan ce en tre los ac ti va do -res de la Cdk4 y sus co rres pon dien tes in hi bi do res, co mo la p16. Un efec to des pro por -cio na do de la ci cli na D1 o la pér di da de la ac ción in hi bi to ria de la p16 de sen ca de na -ría una so breac ti va ción de la Cdk4, que lle va ría al cre ci mien to neo plá si co. Tam bién lapro teí na p21, cuya sín te sis de pen de del su pre sor tu mo ral p53, se com por ta co mo unfre no pa ra la di vi sión ce lu lar al unir se a la Cdk4. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 1,nú me ro 2: “p16, un nue vo su pre sor tu mo ral”)

(+)Ciclina D1

PROLIFERACIÓN INHIBICIÓN DE LAPROLIFERACIÓN

(-)p16p21

CDK4

p53

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ex cep cio nes fue ron las lí neas de cán cerco ló ni co y neu ro blas to ma, don de no fuepo si ble de tec tar ano ma lía al gu na en elnue vo gen. A par tir de es tos ha llaz gos, elgen de la pro teí na p16 fue bau ti za do “su -pre sor tu mo ral múl ti ple” MTS1 (mul ti -ple tu mor sup pres sor 1). Se iden ti fi cótam bién otro se gun do gen MTS2, en elbra zo cor to del cro mo so ma 9, con 93%de ho mo lo gía con la se cuen cia de la p16.

El pro duc to pro tei co del gen p53 ac -tua ría es ti mu lan do la sín te sis de un in hi -bi dor ines pe cí fi co de las Cdk, la pro teí nap21. Así, la p53 ten dría un efec to in di -rec to y, tal vez, me nos es pe cí fi co que lap16. Por otra par te, la pro teí na p110–co di fi ca da por el gen su pre sor Rb– des -ple ga ría una fun ción re gu la do ra de latrans crip ción de ge nes es ti mu la do res dela pro li fe ra ción. Sin em bar go, que da aúnpor acla rar por qué las de le cio nes delRb1 se aso cian de una for ma tan ca rac te -rís ti ca con la gé ne sis de re ti no blas to masy no con una ga ma más va ria da de tu mo -res, co mo su ce de con el MTS1 y el p53.

Al mis mo tiem po que se so ña ba conre cu pe rar la fun ción de la pro teí na p16en las cé lu las can ce ro sas me dian te te ra -pia gé ni ca o sin te ti zar dro gas con la ca -pa ci dad de in hi bir a la Cdk4, los su pues -tos al can ces del des cu bri mien to se des -mo ro na ron co mo un cas ti llo de nai pes.Al es tu diar se las anor ma li da des del gende la p16 en cé lu las de tu mo res pri ma -rios –re cién ex traí dos de los pa cien tescon cán cer ve si cal– se com pro bó que lasde le cio nes y mu ta cio nes son mu cho me -nos fre cuen tes que las re por ta das en lí -neas ce lu la res en cul ti vo. Ade más, se lle -gó a con clu sio nes se me jan tes lue go dees tu diar tu mo res pul mo na res, re na les ydel sis te ma ner vio so cen tral.

La pér di da de la he te ro ci go si dad enel cro mo so ma 9p21 es un he cho muy

fre cuen te en el cán cer ve si cal. Sin em bar -go, me nos de 20% de los tu mo res no so -me ti dos al cul ti vo in vi tro re gis tra ronmo di fi ca cio nes en el gen MTS1. Por otrapar te, si se su man los cán ce res de pul -món, ve ji ga, ri ñón, ce re bro y ca be za ycue llo ana li za dos has ta el mo men to, lave ri fi ca ción de anor ma li da des del gen dela p16 al can za ape nas un 10%. En con -tra po si ción y se gún los re por tes ori gi na -les, la in ci den cia de mu ta cio nes y de le -cio nes en es te gen en las lí neas de cé lu lascan ce ro sas cul ti va das in vi tro es su pe riora 50%, lle gan do en las lí neas de as tro ci -to ma a más de 80%.

Mu chos in ves ti ga do res sos tie nen queel MST1 es un gen su pre sor de tu mo res,aun que sus ano ma lías par ti ci pa rían nomuy fre cuen te men te en los even tos mo -le cu la res que lle van al cán cer. El aná li sisini cial de lí neas ce lu la res pe ro no de tu -mo res pri ma rios ha bría con du ci do a in -ter pre ta cio nes erró neas. El pro ce so deadap ta ción de las cé lu las tu mo ra les a unam bien te ar ti fi cial, co mo ocu rre en elcul ti vo in vi tro, lle va ría a las mis mas aad qui rir for mas de cre ci mien to muy par -ti cu la res. Re sul ta im po si ble ob te ner evi -den cias con clu yen tes acer ca del cán cerdel ser hu ma no al es tu diar cé lu las quecre cen ad he ri das al plás ti co, en un me dioar ti fi cial y en pre sen cia de sue ro fe tal.Más aún, es ina de cua do in ten tar ex tra -po la cio nes y su po ner que las cé lu las secom por tan de ma ne ra idén ti ca cuan dopro li fe ran in vi vo.

Cuan do un tu mor se adap ta al cre ci -mien to in vi tro y ge ne ra una lí nea ce lu -lar per ma nen te, lo ha ce a tra vés de unme ca nis mo que in clu ye mo di fi ca cio nesgenéti cas po co co no ci das. Mu chas ve ceses im po si ble dis tin guir en tre las mu ta -cio nes in he ren tes al es ta do neo plá si co yaque llas que se agre ga ron du ran te el cul -

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ti vo. Si las al te ra cio nes en los sis te mas decon trol del ci clo ce lu lar de pen dien tes dela pro teí na p16 otor gan una ven ta jaadap ta ti va a las cé lu las tu mo ra les pa racre cer in vi tro, es ló gi co es pe rar que lama yo ría de las cé lu las cul ti va das con ten -gan anor ma li da des en el gen su pre sorMST1, aun que en el tu mor pri ma rio só -lo unas po cas las po sean. La gran ma yo -ría de las lí neas ce lu la res pre sen tan al te -ra cio nes en el gen de la p16, del p53 omu ta cio nes en el on co gén Ha-ras. Es toim pli ca que es te ti po de le sio nes ge né ti -cas con fie re ven ta jas adap ta ti vas pa ra elcre ci mien to in vi tro.

Co mo ar gu men to de de fen sa en fa -vor de la re le van cia de los ha llaz gos enlí neas ce lu la res, ca be re cor dar que el es -tu dio de tu mo res pri ma rios es di fi cul to -so por que el ma te rial sue le “con ta mi nar -se” con el ge no ma de cé lu las nor ma lespre sen tes en el es tro ma o que in fil tran lama sa neo plá si ca. Es tas cé lu las apor ta -rían co pias sa nas del gen de la p16 y ha -rían su bes ti mar la exis ten cia de mu ta -cio nes y de le cio nes. Cuan do se ana li zanlí neas ce lu la res, en cam bio, es te in con -ve nien te no se pre sen ta, pues to que to -das las cé lu las que se adap tan y pro li fe -ran son neo plá si cas. De ser vá li do, es tear gu men to ex pli ca ría por qué se de tec -tan de le cio nes en am bos ale los del genMST1 (de le cio nes ho mo ci gó ti cas) conuna fre cuen cia ex traor di na ria en las lí -neas ce lu la res, mien tras no ocu rre lomis mo en los tu mo res. De to das ma ne -ras, quie nes tra ba jan con tu mo res pri -ma rios ha cen hin ca pié en el he cho deque los mis mos son mi cro di se ca dos pro -li ja men te y se re mue ven vir tual men te ensu to ta li dad las cé lu las nor ma les con ta -mi nan tes.

Más allá de la po lé mi ca, la pro teí nap16 es tá in vo lu cra da en la re gu la ción del

ci clo pro li fe ra ti vo de las cé lu las y, al me -nos en al gu nos tu mo res, la pér di da desus fun cio nes po dría par ti ci par en el cre -ci mien to neo plá si co. Su con tri bu ción alpro ce so de tu mo ri gé ne sis, sin em bar go,se ría mu cho me nos sig ni fi ca ti va que laima gi na da en un pri mer mo men to. Porlo tan to, te nien do en cuen ta to dos losge nes co no ci dos, el su pre sor de tu mo resp53 con ti núa sien do has ta el mo men toel más fre cuen te men te mu ta do en lasneo pla sias del ser hu ma no.

El gen su pre sor tu mo ral PTEN

Re cien te men te, dos gru pos de cien -tí fi cos en for ma ca si si mul tá nea re por ta -ron el ha llaz go de un nue vo gen su pre sorde tu mo res en el cro mo so ma 10. Másallá de tra tar se exac ta men te del mis mogen, des cu bier to en for ma in de pen dien -te por los dos la bo ra to rios, fue bau ti za docon dos nom bres muy di fe ren tes. Unode los gru pos op tó por de no mi nar loMMAC1, si gla de ri va da de la ex pre siónen in glés mu ta ted in mul ti ple ad van cedcan cers. El otro gru po lo de sig nó PTEN(phosp ha ta se and ten sin), aten dien do asus ho mo lo gías con ti ro si na fos fa ta sas ycon la ten si na, una pro teí na que in te rac -túa con el ci toes que le to de ac ti na en losfo cos de ad he sión ce lu lar

A pe sar de la apa ren te dis pa ri dad decri te rios en tre los cien tí fi cos a la ho ra debau ti zar un nue vo gen, am bas de no mi -na cio nes pue den cons ti tuir se en unaade cua da si nop sis de las ca rac te rís ti casmás des ta ca das de es ta por ción del ge no -ma. En pri mer lu gar, el gen se en con tra -ría fre cuen te men te mu ta do en múl ti plesneo pla sias del ser hu ma no, in clu yen docán ce res ma ma rios, pros tá ti cos y tu mo -res muy agre si vos del sis te ma ner vio socen tral, co mo los glio mas. Ade más, las

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le sio nes de es te gen su pre sor se rían par ti -cu lar men te im por tan tes en los es ta diosmás avan za dos de es tas pa to lo gías. Porotra par te, las ho mo lo gías es truc tu ra lesdel pro duc to pro tei co co di fi ca do por elgen PTEN po drían guar dar re la ción consus fun cio nes en con di cio nes nor ma les.Su ac ti vi dad de fos fa ta sa an ta go ni za ríalas se ña les in tra ce lu la res de pen dien tes deti ro si na ki na sas, que es ti mu lan la pro li fe -ra ción de cé lu las tu mo ra les. Su se me jan -zas con la ten si na su pon dría un pa pel dees ta mo lé cu la en la mo du la ción de pro -ce sos de in va sión tu mo ral y me tás ta sis.

Si se ad mi te el pa pel del PTEN co -mo un gen ca paz de pre ve nir la apa ri ciónde com por ta mien tos ce lu la res in de pen -dien tes y agre si vos, com pa ti bles con latrans for ma ción neo plá si ca, es ló gi co es -pe rar la pre sen cia de mu ta cio nes en suse cuen cia co di fi ca do ra en di ver sos te ji -dos tu mo ra les. Una es tir pe neo plá si caque ad quie re un cre ci mien to au tó no mo

ne ce si ta pre via men te ha ber inac ti va do oper di do un gen co mo el PTEN, que atra vés de su pro duc to pro tei co po dría te -ner la ha bi li dad de su pri mir el de sa rro llode tu mo res.

La se cuen cia del ge no ma iden ti fi ca -da en el cro mo so ma 10 y ca ta lo ga da co -mo gen su pre sor de tu mo res im por ta enfun ción de ser vir de mol de pa ra la sín te -sis de una pro teí na. La par ti ci pa ción dees ta pro teí na en pro ce sos ce lu la res es pe -cí fi cos es, a su vez, el ele men to que otor -ga una fun ción –in di rec ta– al gen co rres -pon dien te. Te nien do en cuen ta es tascon si de ra cio nes, las es pe cu la cio nes acer -ca de las pro pie da des del gen su pre sorpue den ir aún más le jos (Cua dro 7-8).La pro teí na PTEN se com por ta ría encon di cio nes nor ma les co mo un fac torque con tra ba lan cea a ki na sas que, al so -breex presar se o so breac ti var se, trans for -man a una cé lu la en neo plá si ca. No obs -tan te, aún no se de mos tró de for ma di -

Cua dro 7-8. Fun cio nes po si bles de la pro teí na PTEN. Las al te ra cio nes del gen su -pre sor que co di fi ca es ta pro teí na al te ra rían las se ña les pro li fe ra ti vas y li mi ta rían el de -sa rro llo de fe nó me nos de in hi bi ción de con tac to. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 3,nú me ro 20: “Un nue vo gen su pre sor tu mo ral”.)

CROMOSOMA 10

Gen supresor tumoral PTEN10q23

Acción defosfatasa:modula elcrecimiento

Acción similtensina:gobiernainteraccionesentre célulay estroma

PROTEÍNAPTEN

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rec ta que la PTEN es una ver da de ra fos -fa ta sa.

El pa pel de ri va do de las se me jan zases truc tu ra les con la ten si na tam bién po -dría re la cio nar se con el cre ci mien to delas cé lu las can ce ro sas. La ten si na per mi -te a una cé lu la es ta ble cer con tac tos cones truc tu ras de la ma triz cir cun dan te ycon cé lu las ve ci nas, trans mi tien do es tase ñal a to do el ci toes que le to. Por lo ge -ne ral, una cé lu la nor mal tien de a fre narsu mul ti pli ca ción cuan do es ta ble ce es toscon tac to. En con tra po si ción, las cé lu lascan ce ro sas no re ci ben o no son ca pa cesde pro ce sar es te men sa je. Así, la au sen -cia o inac ti va ción de la PTEN se ría unade las cau sas por las cua les las cé lu las tu -mo ra les tie nen blo quea da es ta lí nea demen sa jes mo le cu la res. Aten dien do tam -bién a las fun cio nes co no ci das de la ten -si na, se su po ne que la PTEN in ter ven -dría en el an cla je de las cé lu las a sus sus -tra tos ti su la res na tu ra les. La fal ta de es tean cla je fa ci li ta ría su des pren di mien to ymi gra ción ha cia te rri to rios aje nos a laes tir pe ce lu lar, per mi tien do los pro ce sosde in va sión y me tás ta sis.

Las pers pec ti vas del des cu bri mien tode un nue vo gen su pre sor tu mo ral siem -pre son in te re san tes, aun que el ca mi nohas ta una even tual apli ca ción mé di ca eslar go y com pli ca do. Por so bre to do, sere quie re de es tu dios con fir ma to rios enlos dis tin tos ni ve les de com ple ji dad delos se res vi vos, in clu yen do los ni ve lesmo le cu lar, ce lu lar, ti su lar y or gá ni co.Igual men te, si la pér di da de las fun cio -nes del PTEN in ci de en la in va si vi dadde un cán cer, la sim ple va lo ra ción de es -te gen po dría ser de uti li dad pa ra orien -tar la agre si vi dad del tra ta mien to qui -rúr gi co o qui mio te rá pi co, par ti cu lar -men te en tu mo res del sis te ma ner vio so yprós ta ta.

Ge nes re la cio na dos con me ca nis mos de di se mi na ción

Uno de los pri me ros pro ce sos bio ló -gi cos en la pro gre sión de una neo pla siama lig na co rres pon de a la de gra da ción delas mem bra nas ba sa les y ma tri ces ex tra ce -lu la res mer ced a pro duc ción de pro tea sasen el se no de la ma sa tu mo ral pri ma ria encre ci mien to. A su vez, la de gra da ción delas ma tri ces ti su la res del hués ped ve ci nasal tu mor abre el ca mi no pa ra la mi gra ciónde las cé lu las neo plá si cas, dan do co mien -zo a la cas ca da me tas tá si ca. En con jun to,la ca pa ci dad de di sol ver las ma tri ces ex -tra ce lu la res y de mi grar so bre ese sus tra tomo di fi ca do, son los atri bu tos que otor -gan in va si vi dad y agre si vi dad bio ló gi ca auna po bla ción neo plá si ca. En otras pa la -bras, pro teó li sis y mo ti li dad in ter vie nenen la tran si ción de un car ci no ma in si tu asu for ma in va si va, y se cons ti tu yen en ele -men tos que mar can el pro nós ti co de unpa cien te por ta dor de cán cer.

Las cé lu las epi te lia les de la glán du lapros tá ti ca se cre tan nor mal men te el an tí -ge no pros tá ti co es pe cí fi co PSA (pros ta te-spe ci fic an ti gen), un com po nen te pro tei -co del plas ma se mi nal. Su ex pre sión es re -gu la da por an dró ge nos y, de bi do a su ac -ti vi dad pro teo lí ti ca, par ti ci pa en la li cue -fac ción del se men que ocu rre unos mi nu -tos des pués de la eya cu la ción. Se co no ceque el plas ma se mi nal se coa gu la rá pi da -men te por la in ter ven ción de dos pro teí -nas de al to pe so mo le cu lar, la se me no ge -li na y la fi bro nec ti na. El PSA se com por -ta co mo una se ri no pro tea sa se me jan te ala ka li kreí na, in du cien do la de gra da ciónde es tas pro teí nas y por en de la li cue fac -ción fi nal del plas ma se mi nal.

El PSA se pro du ce en can ti da des ex -ce si vas en las neo pla sias pros tá ti cas y es -ta ele va ción sue le tra du cir se a los ni ve les

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de an tí ge no cir cu lan te. La cuan ti fi ca -ción del PSA sé ri co, en com bi na cióncon el exa men rec tal di gi tal y la ul tro so -no gra fía trans rrec tal, han per fec cio na dolos sis te mas de de tec ción tem pra na decán cer pros tá ti co. Ade más, el PSA es útilpa ra el se gui mien to de pa cien tes lue gode la pros ta tec to mía y en la iden ti fi ca -ción de tu mo res me tas tá si cos de ori gendes co no ci do.

Más allá del uso del PSA en diag nós -ti co y se gui mien to, se de mos tró po cotiem po atrás el pa pel de es ta pro teí nacon ac ti vi dad de gra da ti va en la di so lu -ción de las mem bra nas ba sa les du ran te lain va sión lo cal de las neo pla sias de laprós ta ta. Com por tán do se co mo unapro tea sa, que se so breex pre sa en el po lode ex pan sión tu mo ral, el PSA par ti ci paac ti va men te en la de gra da ción de las glu -co pro teí nas fi bro nec ti na y la mi ni na,com po nen tes prin ci pa les de las mem bra -nas ba sa les epi te lia les. Es ta ac ti vi dadpro teo lí ti ca del PSA ló gi ca men te se su -ma a aque lla de pen dien te de me ta lo pro -tea sas –co mo co la ge na sas– y uro qui na sa,en zi mas pro du ci das en can ti da des ex ce si -vas en la gran ma yo ría de los tu mo res só -li dos. Po dría de cir se que el PSA jue ga al -gún pa pel, que aho ra co mien za a di lu ci -dar se, en los fe nó me nos de in va sión yme tás ta sis de los car ci no mas pros tá ti cos.Las evi den cias apor ta das, por lo tan to,con vier ten al PSA no só lo en un mar ca -dor pa ra la de tec ción tem pra na si notam bién en un blan co pa ra el fu tu ro de -sa rro llo de es tra te gias de pre ven ción ytra ta mien to del cán cer de prós ta ta.

Co mo se men cio nó al prin ci pio, lami gra ción de las cé lu las can ce ro sas es unre qui si to in dis pen sa ble que si gue a la de -gra da ción pro teo lí ti ca de las ma tri ces ti -su la res en el avan ce de la cas ca da me tas -tá si ca. Mu chos mo de los ani ma les de

cán cer, co mo el ade no car ci no ma pros tá -ti co Dun nig de sa rro lla do en ra tas, re ve -la ron la pre sen cia de cier tos fac to res conla ca pa ci dad de es ti mu lar o in hi bir lamo ti li dad ce lu lar. Es tos fac to res con fre -cuen cia se ex pre san de for ma abe rran teen los te ji dos neo plá si cos, dan do ca bi daa un te rre no fér til pa ra las mi gra cio nesce lu la res que ca rac te ri zan la in va sión tu -mo ral pri ma ria.

Re cien te men te, se iden ti fi có y se -cuen ció una nue va mo lé cu la de ti mo si -na, la β15, que es ti mu la la mo ti li dad decé lu las neo plá si cas pros tá ti cas. La ex pre -sión de es ta mo lé cu la se co rre la cio namuy es tre cha men te con la pro duc ciónde me tás ta sis ex pe ri men ta les en ani ma -les de la bo ra to rio. Ade más, el blo queoes pe cí fi co de la sín te sis de ti mo si na β15me dian te oli go nu cleó ti dos an ti sen ti dopre vie ne el de sa rro llo de me tás ta sis.

Se re por tó que la ti mo si na β15 no seex pre sa en cé lu las epi te lia les pros tá ti casnor ma les ni en neo pla sias be nig nas delmis mo ori gen; por el con tra trio, su ex -pre sión es muy sig ni fi ca ti va en te ji dosma lig nos. In clu si ve, el ni vel de pro duc -ción de es ta mo lé cu la en cán ce res pros tá -ti cos del ser hu ma no se co rre la cio na es -tre cha men te con los gra dos de Glea son,una es ca la vi sual que re fle ja la pér di da dela ar qui tec tu ra glan du lar. Es ta úl ti maapre cia ción tie ne una enor me pro yec -ción clí ni ca.

La mi gra ción ce lu lar es un pro ce socom ple jo. In clu ye la ex ten sión del po lode avan ce ce lu lar, el es ta ble ci mien to desi tios de ad he sión so bre el sus tra to en esare gión an te rior, la li be ra ción de los pun -tos de an cla je de la zo na pos te rior y, fi -nal men te, la con trac ción del ci to plas mapa ra ge ne rar la fuer za mo triz que des pla -za a la cé lu la en la di rec ción ade cua da.Es te ci clo se re pi te tan tas ve ces co mo

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fue ra ne ce sa rio y el pro ce so se va adap -tan do a las pro pie da des cam bian tes delsus tra to o ma triz de apo yo.

El mo vi mien to de las cé lu las de uncom par ti mien to ti su lar a otro es un pro -ce so muy re le van te del de sa rro llo em -brio na rio. No obs tan te, en los te ji dosadul tos las cé lu las nor ma les no mi granfue ra de sus ór ga nos, a ex cep ción de mu -chas cé lu las blan cas de la san gre y ma cró -fa gos, há bi les a la ho ra de ex tra va sar sepa ra acu dir a un fo co in fla ma to rio. Lascé lu las can ce ro sas, en cier ta for ma, reac -ti van mu chos pro ce sos del de sa rro lloem brio na rio, en tre los cua les se des ta cala mi gra ción ce lu lar más allá de las ba rre -ras ti su la res per mi ti das. Es to coin ci decon la idea que sos tie ne que mu chos as -pec tos del fe no ti po ma lig no –cre ci mien -to rá pi do, in va sión hís ti ca, in mor ta li dadce lu lar– re pre sen tan apro xi ma cio nesanó ma las de acon te ci mien tos ce lu la resnor ma les del de sa rro llo em brio na rio.

Ge nes an ti me tás ta sis

De bi do al pa pel de dis tin tas pro teí -nas en la di se mi na ción del cán cer, se haco men za do a re co no cer la exis ten cia dever da de ros “me tas to ge nes”, es de cir dege nes que co di fi can pro teí nas o en zi masque pro mue ven la in va sión tu mo ral yme tás ta sis, en lu gar de fo men tar el cre -ci mien to neo plá si co co mo lo ha cen loson co ge nes. Su ac ti va ción o so breex pre -sión pro mue ve la agre si vi dad de las neo -pla sias. Un buen ejem plo de es tos ge nesco rres pon de a aquel que co di fi ca a la ti -mo si na β15. Co mo con tra par ti da, tam -bién se han des crip to ge nes su pre so resde me tás ta sis, que co rres pon den a ge nesnor ma les que co di fi can pro teí nas quemo du lan ad he sión, in va sión o mi gra -ción de las cé lu las, ade cuán do las a las

ne ce si da des or gá ni cas. Así, la de le ciónde ge nes su pre so res de me tás ta sis o lasmu ta cio nes que cau san la pér di da de laac ti vi dad de sus pro duc tos pro tei cos,pue de aso ciar se con la de sa pa ri ción delcon trol de la in va sión y per mi tir la di se -mi na ción de una po bla ción neo plá si caha cia otros te rri to rios.

Un gen re cien te men te des crip to enel bra zo cor to del cro mo so ma 11 cum plecon los re qui si tos pa ra ser acep ta do co -mo un gen su pre sor de me tás ta sis en lascé lu las pros tá ti cas. El nue vo gen fue bau -ti za do KAI-1, a par tir de la ex pre siónchi na kang ai, que sig ni fi ca an ti cán cer.La in tro duc ción del gen KAI-1 y su ex -pre sión den tro de cé lu las de car ci no mapros tá ti co de ra ta re du ce sig ni fi ca men tela ca pa ci dad me tas tá si ca de las mis mascuan do son ino cu la das en ani ma les, sibien la pre sen cia del gen no afec ta el cre -ci mien to del tu mor pri ma rio. Es to su -gie re que la pro teí na co di fi ca da por elKAI-1 tie ne la ca pa ci dad de su pri mir deal gu na ma ne ra el pro ce so de di se mi na -ción de las cé lu las can ce ro sas y, muy po -si ble men te, la pér di da de su ac ti vi dadde ter mi na ría el de sa rro llo de me tás ta sisen las neo pla sias pros tá ti cas más agre si -vas (Cua dro 7-9).

El gen KAI-1 se en cuen tra muy con -ser va do des de el pun to de vis ta evo lu ti -vo y su ex pre sión es re le van te en mu choste ji dos y ór ga nos, par ti cu lar men te enprós ta ta, pul món, hí ga do, ri ñón, mé du -la ósea y pla cen ta; es tas evi den cias in di -can que el gen cum ple nor mal men teuna fun ción esen cial. Aun que no se en -cuen tra di lu ci da do de ma ne ra de fi ni ti vael pa pel de la pro teí na KAI-1 en la bio -lo gía de las cé lu las nor ma les, se co no ceque su es truc tu ra co rres pon de a una fa -mi lia de pro teí nas de trans mem bra naem pa ren ta da con las pro teí nas de la su -

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per fi cie ce lu lar pre sen tes en leu co ci tos.Es te ti po de pro teí nas po see va rios do -mi nios de trans mem bra na y un im por -tan te do mi nio ex tra ce lu lar N-glu co si la -do. Es tas ca rac te rís ti cas se aso cian conmo lé cu las que in ter vie nen en las in te -rac cio nes cé lu la-cé lu la y cé lu la-ma trizex tra ce lu lar, lo que su po ne un pa pel co -mo re gu la dor ne ga ti vo de la mi gra ciónce lu lar, en opo si ción a la ac ti vi dad de lati mo si na β15.

Si bien las pro pie da des an ti me tas tá -si cas del gen KAI-1 fue ron com pro ba dasini cial men te en cé lu las de tu mo res pros -tá ti cos de ra ta, exis ten su fi cien tes evi den -cias pa ra sos pe char la par ti ci pa ción de lasal te ra cio nes de es te gen en las neo pla siasde la prós ta ta en los se res hu ma nos. Enpri mer lu gar, se com pro bó que la ex pre -sión del KAI-1 es muy re du ci da en las lí -neas ce lu la res hu ma nas de ri va das de car -ci no mas pros tá ti cos me tas tá si cos, encom pa ra ción con cé lu las epi te lia les nor -ma les de la prós ta ta. Otro ha llaz go muy

in te re san te ra di ca en el he cho de que elKAI-1 no es ca paz de re du cir la ca pa ci -dad me tas tá si ca de las cé lu las can ce ro sasde ori gen ma ma rio. Es to ha bla ría decier ta es pe ci fi ci dad ti su lar en la su pre -sión de me tás ta sis, no re por ta da has ta elmo men to pa ra otros ge nes de ca rac te rís -ti cas si mi la res. Ade más, apo ya ría la ideade que, en tér mi nos bio ló gi cos, exis tenru tas dis tin tas de di se mi na ción pa ra unti po par ti cu lar de cán cer.


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Cua dro 7-9. Los mo du la do res de la mo ti li dad de cé lu las pros tá ti cas trans for ma -das. La pér di da de un ba lan ce ade cua do de los ele men tos mo du la do res em pu ja a lascé lu las neo plá si cas a ha cer se in va si vas y di se mi nar se ha cia ór ga nos dis tan tes. (Mo di -fi ca do de Cán cer Hoy, año 3, nú me ro 19: “PSA y ti mo si na β15 en la pro gre sión delcán cer pros tá ti co”.)

MOTILIDADMETÁSTASIS

Timosina β15 ≥ KAI-1activador inhibidor

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Los pi la res fun da men ta les pa ra ex -pli car la evo lu ción de las es pe cies arran -can en 1859 con la pu bli ca ción del tra ta -do de Char les Dar win “El ori gen de lases pe cies por me dio de la se lec ción na tu -ral o la pre ser va ción de las ra zas fa vo re ci -das en la lu cha por la vi da”. La se lec ciónna tu ral es con si de ra da el eje pa ra ex pli carla evo lu ción de los dis tin tos or ga nis mosque ha bi ta ron el pla ne ta. La va ria bi li daden tre los or ga nis mos y las pre sio nes se -lec ti vas que ejer ce el en tor no so bre ellosde ter mi nan que los in di vi duos me joradap ta dos pue dan so bre vi vir y de jar des -cen den cia. Así, se per pe túan los ras gosmás be ne fi cio sos pa ra una es pe cie en elmar co de un am bien te da do.

La se lec ción na tu ral y ar ti fi cial seapli ca a las in fec cio nes bac te ria nas, la in -te rac ción con el hués ped y el co rres pon -dien te tra ta mien to con an ti bió ti cos. Laad mi nis tra ción de an ti bió ti cos en do sisin su fi cien tes o du ran te pe río dos de ma -sia do bre ves es pro ba ble que no erra di -que el fo co in fec cio so y, ade más, pon gaen mar cha pre sio nes se lec ti vas que fa vo -rez can el cre ci mien to de bac te rias re sis -ten tes al an ti bió ti co uti li za do.

Aten dien do a la idea del cán cer co -mo un pro ce so mi croe vo lu ti vo ti su larini cia do por mu ta cio nes que otor ganven ta jas adap ta ti vas, los tu mo res pue denser con si de ra dos po bla cio nes ce lu la reshe te ro gé neas en ex pan sión, que lu chanpor so bre vi vir en un me dio hos til (Cua -dro 8-1). So bre és tas tie nen lu gar pre sio -nes se lec ti vas na tu ra les (pro pias del hués -ped), y ar ti fi cia les (el tra ta mien to qui -mio te rá pi co, por ejem plo). La erra di ca -ción to tal de un cán cer di se mi na do re -sul ta muy di fi cul to sa, pues to que cons -

tan te men te se se lec cio nan sub po bla cio -nes con ven ta jas adap ta ti vas que po seenla fa cul tad de re sis tir el tra ta mien to. Porlo tan to, la re sis ten cia a las dro gas an ti -neo plá si cas li mi ta la efi ca cia de es tosagen tes y, por en de, es una cau sa muyim por tan te de fra ca so te ra péu ti co.

La re sis ten cia pue de ser in ves ti ga dacon pre ci sión en sis te mas in vi tro, cul ti -van do cé lu las tu mo ra les. En el ni vel clí -ni co, en cam bio, la re sis ten cia al tra ta -mien to an ti can ce ro so só lo se ma ni fies taa tra vés de la ma sa tu mo ral re ma nen te enlos pa cien tes con en fer me dad avan za da.No obs tan te, los es tu dios de la bo ra to rioba sa dos en mo de los ex pe ri men ta les hanin cre men ta do de ma ne ra no ta ble los co -no ci mien tos acer ca de la re sis ten cia adro gas, con la iden ti fi ca ción de los me ca -nis mos mo le cu la res.

Ti pos de re sis ten cia

Los dis tin tos cán ce res del ser hu ma nono po seen el mis mo gra do de re sis ten cia ala qui mio te ra pia. Las neo pla sias he ma to -ló gi cas, los tu mo res pe diá tri cos, em brio -na rios y tes ti cu la res, el co rio car ci no ma yla en fer me dad de Hodg kin res pon denade cua da men te al tra ta mien to con agen -tes quí mi cos. En opo si ción, los me la no -mas y los tu mo res re na les y gas troin tes ti -na les son ge ne ral men te re sis ten tes. En unni vel in ter me dio de sen si bi li dad a la qui -mio te ra pia se ubi can los cán ce res pros tá -ti cos, ma ma rios, en do me tria les y de cér -vix, co mo tam bién los tu mo res de ca be zay cue llo. Igual men te, de be dis tin guir seen tre la re sis ten cia pri ma ria o in na ta y lare sis ten cia se cun da ria o ad qui ri da du ran -te los ci clos de qui mio te ra pia.

8. RE S IS TEN C IA A DRO GAS

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La re sis ten cia in clu ye tres com po -nen tes que por lo ge ne ral se com bi nan:hués ped, tu mor y agen te te ra péu ti co enuso. En el pri mer ca so, la efec ti vi dad deltra ta mien to se ve li mi ta da por los efec tostó xi cos que in du ce en el hués ped, de ter -mi nan do un te cho pa ra la ac ción far ma -co ló gi ca. La re sis ten cia aso cia da al pro -pio tu mor se re la cio na con cier tos atri -bu tos bio ló gi cos y mo le cu la res, co mo lahe te ro ge nei dad de las po bla cio nes ce lu -la res, vas cu la ri za ción, hi po xia de la ma saneo plá si ca, mu ta cio nes adap ta ti vas yme ca nis mos de am pli fi ca ción ge né ti ca.

Res pec to de la re sis ten cia li ga da a ca rac -te rís ti cas de la dro ga, se in clu yen as pec -tos par ti cu la res de su me ca nis mo de ac -ción y su me ta bo lis mo in tra ce lu lar.

Con cep tos bá si cos en bio mo du la ción

Pa ra le la men te con el de sa rro llo denue vas dro gas an ti can ce ro sas, en los úl ti -mos tiem pos vie ne co bran do gran re le -van cia el uso de mo du la do res bio ló gi cosque, com bi na dos con la qui mio te ra pia,pro por cio nan una ma yor efec ti vi dad te -

Cua dro 8-1. He te ro ge nei dad y se lec ción de sub po bla cio nes tu mo ra les. (Mo di fi -ca do de Me di cal Mag, vo lu men 3, edi ción es pe cial: “¿Có mo pue de un tu mor de sa -rro llar re sis ten cia al tra ta mien to?”.)

CÉLULA TRANSFORMADA

MASA TUMORAL

EXPANSIÓN CLONAL

DESARROLLO DEHETEROGENEDADENTRE LAS SUBPOBLACIONES

SELECCIÓNADAPTATIVA

EXPANSIÓN DEVARIANTESSOBREVIVIENTES

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ra péu ti ca sin au men tar sig ni fi ca ti va men -te la to xi ci dad. La de fi ni ción del tér mi no“bio mo du la ción” di ce que es la es tra te giapa ra me jo rar la ac ti vi dad an ti tu mo ral deun agen te quí mi co (el agen te efec tor), atra vés de la in tro duc ción de una se gun dadro ga (el agen te bio mo du la dor) que, porsí so la, no des plie ga una ac ción an ti can -ce ro sa re le van te (Cua dro 8-2).

Un bio mo du la dor afec ta la vía me -ta bó li ca de un qui mio te rá pi co ele van dosu po ten cia ci tos tá ti ca o ci to tó xi ca so brelas cé lu las can ce ro sas. Al ter na ti va men te,el agen te bio mo du la dor pue de dis mi -nuir la ac ción tó xi ca de la qui mio te ra piaso bre cé lu las nor ma les del hués ped. Es -te ti po de bio mo du la ción bio quí mi caper mi te el uso de qui mio te ra pia a al tasdo sis.

Bio mo du la ción de agen tesal qui lan tes y 5-fluo rou ra ci lo

Los agen tes al qui lan tes des plie ganuna ac ción ci to tó xi ca por que for manunio nes cru za das den tro de las ca de nasde DNA, que cau san la in hi bi ción de susín te sis. El de sa rro llo de re sis ten cia a losagen tes al qui lan tes es uno de los que máscom pli ca el tra ta mien to del cán cer. Sibien los me ca nis mos in vo lu cra dos sonmu chos, la ca pa ci dad de me ta bo li zar ydes to xi fi car gran des can ti da des de dro gas

al qui lan tes es con si de ra da la pro pie dadmás re le van te en el fe nó me no de re sis -ten cia.

Las cé lu las ma lig nas re sis ten tes a losagen tes al qui lan tes de sa rro llan el sis te made des to xi fi ca ción ce lu lar que de pen dedel glu ta tión. Es te es un tri pép ti do tio la -do, com pues to por cis teí na, áci do glu tá -mi co y gli ci na, que pa sa con fa ci li dad y demo do re ver si ble de su for ma oxi da da a lare du ci da; de bi do a ello de sem pe ña un pa -pel im por tan te co mo trans por ta dor dehi dró ge no y co mo sus tan cia con pro pie -da des des to xi fi can tes. Las en zi mas ci to -plas má ti cas glu ta tión trans fe ra sas ca ta li zanla con ju ga ción del glu ta tión con los sus -tra tos tó xi cos pa ra el me ta bo lis mo ce lu lar.Los ni ve les de es tas en zi mas se ha llan ele -va dos en las cé lu las tu mo ra les re sis ten tes.Por lo tan to, una cé lu la can ce ro sa por ta -do ra de un al to con te ni do de glu ta tión ycon una ex pre sión ele va da de glu ta tióntrans fe ra sa ten drá un sis te ma des to xi fi ca -dor de dro gas al qui lan tes más ac ti vo y, co -mo con se cuen cia, po drá ha cer se re sis ten -te a la ac ción de es tos agen tes.

El sul fó xi do de bu tio ni na de ple ta lasre ser vas ce lu la res de glu ta tión, mer ced asu ac ción in hi bi to ria de la en zi ma glu ta -mil cis teí na sin te ta sa. De tal for ma quees ta sus tan cia se com por ta co mo un ex -ce len te bio mo du la dor de agen tes al qui -lan tes, re vir tien do la re sis ten cia a ci clo -

Cua dro 8-2. Bio mo du la ción. Un agen te bio mo du la dor, sin efec to an ti tu mo ral re -le van te, me jo ra la ac ción an ti neo plá si ca del agen te efec tor o re du ce su to xi ci dad.

AGENTE EFECTOR(Quimioterápico)

AGENTEBIOMODULADOR

• Mayor acción antitumoral• Menor toxicidad

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fos fa mi da, mel fa lán y ni tro sou rea. El áci -do eta crí ni co, que blo quea a la glu ta tióntrans fe ra sa, pue de ejer cer una ac ciónbio mo du la do ra se me jan te.

Con ti nuan do con otros me ca nis mosde qui mio rre sis ten cia y es tra te gias debio mo du la ción pa ra re ver tir la, el 5-fluo -rou ra ci lo re pre sen ta uno de los po cosagen tes ver da de ra men te ac ti vos en neo -pla sias gas troin tes ti na les, aun que tam -bién se han do cu men ta do fa llas te ra péu -ti cas por el de sa rro llo de re sis ten cia afluo ro pi ri mi di nas. El 5-fluo rou ra ci loba sa su ac ción an ti can ce ro sa en dos me -ca nis mos. En pri mer lu gar, in hi be lasín te sis de DNA a tra vés del me ta bo li to5-fluo ro-de so xiu ri di na mo no fos fa to, queblo quea la en zi ma ti mi di la to sin te ta sa.El se gun do me ca nis mo de pen de de la in -cor po ra ción del 5-fluo rou ra ci lo a las ca -de nas de RNA, pro vo can do erro res en latrans crip ción que al te ran la es truc tu ra demu chas pro teí nas y en zi mas vi ta les pa rael me ta bo lis mo ce lu lar.

El me ca nis mo de re sis ten cia másim por tan te que po nen en fun cio na -mien to las cé lu las tu mo ra les es la so -breex pre sión de la ti mi di la to sin te ta sa.Las neo pla sias que ex pre san ni ve les másal tos de es ta en zi ma se co rre la cio nancon una ma la res pues ta a 5-fluo rou ra ci -lo y, ade más, se co no ce que el mis motra ta mien to pue de in du cir esa ex pre -sión. Cuan do exis te una bue na dis po ni -bi li dad de fo la tos, se for ma un com ple joter na rio muy es ta ble in te gra do por la ti -mi di la to sin te ta sa, el me ta bo li to 5-fluo -ro-de so xiu ri di na mo no fos fa to y el te tra -hi dro fo la to. Co mo con se cuen cia, la leu -co vo ri na (o áci do fo lí ni co) se com por taco mo un ex ce len te bio mo du la dor del5-fluo rou ra ci lo, ha cien do la in hi bi ciónde la ti mi di la to sin te ta sa más pro lon ga -da y el efec to an ti tu mo ral mu cho más

pro nun cia do. El in ter fe rón, que au men -ta los efec tos ci to tó xi cos di rec tos e in di -rec tos, y el di pi ri da mol, que dis mi nu yecom pe ti ti va men te el trans por te de nu -cleó si dos, ac túan tam bién co mo bio mo -du la do res del 5-fluo rou ra ci lo. Am bosagen tes po drían ser ad mi nis tra dos enfor ma com bi na da con leu co vo ri na.

La ac ción an ti can ce ro sa del 5-fluo -rou ra ci lo me jo ra con bio mo du la do res desu pro pie dad de in ter ca la ción en elRNA. El N-fos fo na ce til-L-as par ta to(PA LA) es un po ten te in hi bi dor irre ver -si ble de la sín te sis de no vo de pi ri mi di -nas. La de ple ción in tra ce lu lar de los ni -ve les de uri di na tri fos fa to fa vo re ce la in -cor po ra ción del 5-fluo ro-ura ci lo en lasca de nas de RNA.

Mul ti rre sis ten cia a dro gas

Uno de los me ca nis mos mo le cu la resin vo lu cra dos en el de sa rro llo de qui mio -rre sis ten cia tu mo ral es la am pli fi ca ciónge né ti ca. A tra vés de es te me ca nis mo sepo ne en jue go un fac tor cla ve en la re sis -ten cia, la so breex pre sión de los pro duc -tos pro tei cos del gen de mul ti rre sis ten ciaa dro gas MDR (mul ti drug re sis tan ce) yde cier tos on co ge nes re la cio na dos con lapro gre sión tu mo ral. Los ge nes de la fa -mi lia MDR co di fi can com po nen tes deun sis te ma de bom beo de pen dien te deener gía, cu ya fun ción es ex pul sar ele -men tos hi dró fo bos tó xi cos pa ra la cé lu la,in clu yen do va rias dro gas ci to tó xi cas(Cua dro 8-3).

El pro duc to pro tei co del genMDR1 es de no mi na do PgP (P-gly co -pro tein) y tie ne el pa pel bio ló gi co de untrans por ta dor múl ti ple de dro gas. LaPgP se lo ca li za en la mem bra na plas má -ti ca, con va rias re gio nes de trans mem -bra na y si tios de unión pa ra mo lé cu las

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de ATP en su do mi nio ci to plas má ti co.Se com por ta co mo una bom ba de pen -dien te de ener gía que ex pul sa dro gasdes de el ci to plas ma ha cia el es pa cio ex -tra ce lu lar, pro te gien do a la cé lu la de losefec tos tó xi cos. La se cuen cia del MDR1per te ne ce a una fa mi lia de ge nes al ta -men te con ser va dos en las dis tin tas es pe -cies, in vo lu cra dos en in ter cam bios demem bra na. Nor mal men te, la PgP cum -pli ría un pa pel des ta ca do en la des to xi -fi ca ción en ór ga nos co mo el hí ga do,glán du las su pra rre na les, ri ñón e in tes ti -nos. Se cree que tam bién es un com po -nen te esen cial de la vas cu la tu ra en el sis -te ma ner vio so cen tral, con tri bu yen do alman te ni mien to de la ba rre ra he ma toen -ce fá li ca.

Las neo pla sias ma lig nas pue denagru par se de acuer do con la ex pre sión dePgP al ini ciar se la qui mio te ra pia. Exis tenva rian tes de cán cer con al ta y ba ja ex pre -sión de PgP y és ta se co rre la cio na de ma -ne ra ex qui si ta con la qui mio rre sis ten cia(Cua dro 8-4). No obs tan te, al gu nos tu -mo res no ex pre san PgP pe ro son qui mio -rre sis ten tes, evi den cia que su po ne la pre -sen cia de otros me ca nis mos mo le cu la res.En tu mo res ma lig nos de ri va dos de te ji -dos que en con di cio nes nor ma les ex pre -san PgP y en aque llos tu mo res que re ci -di va ron lue go de un es que ma com ple to

de qui mio te ra pia, se ob ser vó la am pli fi -ca ción del gen MDR1. Se su po ne que laex pre sión del gen MDR1 po dría ser elre sul ta do de un fe nó me no de se lec ción,ocu rri do en el se no de la po bla ción decé lu las tu mo ra les so bre vi vien tes. De es tafor ma, la de tec ción de PgP en te ji dosma lig nos po dría con tri buir a pre de cir lares pues ta a la qui mio te ra pia.

En la leu ce mia mie loi de agu da se co -mu ni có un au men to de la ex pre sión delgen MDR1 en las cé lu las neo plá si caslue go de la qui mio te ra pia. Ló gi ca men te,la so breex pre sión del MDR1 y la con se -cuen te apa ri ción de qui mio rre sis ten ciacom pli can el tra ta mien to. Sin em bar go,al gu nos au to res han lla ma do la aten ciónen el he cho de que no siem pre el gra dode ex pre sión de la PgP pre di ce co rrec ta -men te la re sis ten cia o no a las dro gas delgru po MDR des de el pun to de vis ta clí -ni co. Exis ti rían otros trans por ta do res se -me jan tes a la PgP, ca pa ces tam bién debom bear agen tes ci to tó xi cos al es pa cioex tra ce lu lar, dis mi nu yen do la acu mu la -ción de dro gas den tro de las cé lu las leu -cé mi cas.

La re frac ta rie dad al tra ta mien to qui -mio te rá pi co pue de evi tar se me dian te elem pleo de bio mo du la do res de las fun -cio nes de la PgP y fa ci li ta ría la eli mi na -ción de las cé lu las re sis ten tes. El ve ra pa -

Cua dro 8-3. Prin ci pa les agen tes an ti neo plá si cos del gru po MDR. Va rias dro gas ci -to tó xi cas pue den ser ex pul sa das fue ra de las cé lu las tu mo ra les me dian te el sis te made bom beo co di fi ca do por ge nes de la fa mi lia MDR.

VincristinaVinblastina

DactinomicinaDaunorrubivinaDoxorrubicina

EtopósidoTenipósido

MitoxantronaTaxol

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mi lo y otros agen tes blo quea do res de losca na les de cal cio in ter fie ren la ac ti vi dadde es ta bom ba de mem bra na, exa cer ban -do las pro pie da des an ti tu mo ra les deotras dro gas. Tam bién la ci clos po ri na, al -gu nas ce fa los po ri nas hi dró fo bas, fe no tia -zi nas, qui ni na, qui ni di na y aná lo gos dere ser pi na y yo him bi na po drían re ver tir elfe no ti po de mul ti rre sis ten cia.

Un cam po en ex pe ri men ta ción de ri -va do del des cu bri mien to de las ba sesmo le cu la res de la mul ti rre sis ten cia apun -ta a es ta ble cer una me to do lo gía pa ra pro -

te ger la mé du la ósea du ran te la qui mio -te ra pia in ten si va. Da do que las es tir peshe mo po yé ti cas no ex pre san PgP, son vul -ne ra bles a mu chos agen tes quí mi cos y elin cre men to de las do sis pro du ce unamie lo su pre sión mar ca da. Se pla nea ex -traer mé du la ósea de los pa cien tes an tesdel tra ta mien to y, por téc ni cas de in ge -nie ría ge né ti ca, trans fe rir co pias de la se -cuen cia del gen MDR1 pa ra ase gu raruna ex pre sión al ta de PgP. Lue go de rein -tro du cir los pre cur so res he mo po yé ti cosmo di fi ca dos ge né ti ca men te, el pa cien te

Cua dro 8-4. Cla si fi ca ción de las neo pla sias de acuer do con la ex pre sión de PgP ydel fe no ti po de mul ti rre sis ten cia.

Expresión alta

Expresión ocasionalmente alta

Expresión baja o nula

Expresión baja, peroquimiorresistentes

Expresión alta luego de la recurrencia

HepatomaCáncer pancreáticoCáncer colónicoCáncer renalFeocromocitoma y otros tumores adrenalesLeucemia mieloide crónica (crisis blástica)Tumores carcinoides

NeuroblastomasLinfomas no HodgkinLeucemias

Cáncer vesicalCáncer mamarioCáncer ováricoCáncer prostáticoCáncer pulmonarCáncer tiroideoTimomaLeucemia mieloide crónicaSarcomas

MelanomaMesoteliomaCáncer esofágicoCáncer gástricoTumores de cabeza y cuello

Linfomas no HodgkinLeucemiasNeuroblastomasCáncer mamarioCáncer ovárico

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se rá ca paz de so por tar do sis ele va das dequi mio te rá pi cos sin su frir mie lo su pre -sión. El ries go de es ta téc ni ca se ría que,an te la even tual apa ri ción de una neo pla -sia he ma to ló gi ca, el clon trans for ma doha brá re ci bi do de an te ma no una mo di fi -ca ción ge né ti ca que otor ga el fe no ti po demul ti rre sis ten cia.

In hi bi do res de to poi so me ra sas

Cuan do las he bras de DNA se en -cuen tran en ro lla das en tre sí, las cé lu laseu ca rio tas dis po nen de sis te mas en zi má -ti cos pa ra res ti tuir la dis po si ción li nealde las mis mas, a fin de fa ci li tar la du pli -ca ción y la trans crip ción del ma te rial ge -né ti co. Las en zi mas con la ca pa ci dad demo di fi car la to po lo gía del DNA se co no -cen con el nom bre de to poi so me ra sas. Elme ca nis mo bá si co a tra vés del cual es tasen zi mas de sen re dan los ovi llos de áci dosnu clei cos, se ba sa en el cor te de las ca de -nas de DNA en pun tos es pe cí fi cos y supos te rior reem pal me, lue go de sal var losnu dos y es pi ra les.

La to poi so me ra sa II pue de cor taram bas ca de nas de una mo lé cu la de

DNA. La to poi so me ra sa I ac túa de ma -ne ra se me jan te, aun que in tro du ce cor tesen so lo una de las ca de nas de la do ble hé -li ce y per ma ne ce uni da de ma ne ra co va -len te al ex tre mo 3’ por una unión en treun áci do fos fó ri co del DNA y un gru poox hi dri lo de una ti ro si na pre sen te en elsi tio ac ti vo de la en zi ma. Así, se es ta ble cetran si to ria men te un puen te en la zo na decli va je (tam bién co no ci do co mo “com -ple jo de cli va je”) y se con ser va la ener gíaquí mi ca de la unión fos fo diés ter es cin di -da, que es res ti tui da al ser re pa ra da la so -lu ción de con ti nui dad de la ca de na. Secon si de ra que la to poi so me ra sa I per mi teel de sa rro llo de ro ta cio nes en la ca de naopues ta, que son de su ma im por tan ciapa ra evi tar en ro lla mien tos y ten sio nes alfor mar se las hor qui llas de re pli ca ción,du ran te la du pli ca ción del DNA. Pues toque las to poi so me ra sas ca ta li zan mo di fi -ca cio nes de la mor fo lo gía del DNA sonin dis pen sa bles pa ra la vi da de una cé lu la;los agen tes que al te ran la ac ti vi dad de es -tas en zi mas pue den cau sar fe nó me nosde le té reos en mu chas es tir pes ce lu la resde re no va ción rá pi da (Cua dro 8-5). Sede sa rro lla ron dro gas que, ba sa das en es te

Cua dro 8-5. Me ca nis mos de ac ción de los in hi bi do res de to poi so me ra sas. Las to -poi so me ra sas son en zi mas que mo di fi can la to po lo gía del DNA y fa ci li tan su du pli ca -ción y trans crip ción. Ayu dan a de sen re dar los ovi llos de áci dos nu clei cos, es cin dien -do y reem pal man do el DNA. La in hi bi ción de es tas en zi mas ge ne ra da ños en el ma -te rial ge né ti co que cul mi nan en la frag men ta ción cro mo só mi ca y muer te ce lu lar. (Mo -di fi ca do de Cán cer Hoy, año 1, nú me ro 4: “Los in hi bi do res de las to poi so me ra sas”.)

1. Inhibición de la unión de la enzima al DNA

2. Inhibición de los mecanismos de corte del DNA mediados por la enzima

3. Inhibición del proceso de relajamiento de las hebras de DNA enredado

4. Estabilización del complejo entre la enzima y el DNA

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me ca nis mo de ac ción, ejer cen ci to to xi ci -dad y se com por tan co mo agen tes an ti tu -mo ra les con uti li dad clí ni ca.

La camp to te ci na, un al ca loi de deori gen ve ge tal, es el pro to ti po de losagen tes in hi bi do res de la to poi so me ra saI. Es ta bi li za la unión en tre la en zi ma y elDNA, in te rrum pien do la con ti nui dadde la du pli ca ción del DNA y cau san dola frag men ta ción cro mo só mi ca, la de -ten ción del ci clo ce lu lar en G2 y, fi nal -men te, la muer te de la cé lu la. El genTOP1 co di fi ca la es truc tu ra de es ta en -zi ma nu clear. La fal ta de ex pre sión delgen TOP1 ge ne ra re sis ten cia al efec toci to tó xi co de la camp to te ci na, he choque ra ti fi ca el me ca nis mo de ac ción dees ta dro ga an ti tu mo ral. Por otra par te,la ex pre sión de cier tas for mas mu tan tesdel gen TOP1 li mi ta la in te rac ción de lacamp to te ci na con la en zi ma. Se des cri -bió tam bién una for ma par ti cu lar de re -sis ten cia con tra ini hi bi do res de to poi so -me ra sas que no guar da re la ción con laex pre sión de PgP, de no mi na da ini cial -men te “mul ti rre sis ten cia atí pi ca”. Es tase aso cia a mu ta cio nes en la to poi so me -ra sa II.

Otras for mas mu tan tes ge ne ran to -poi so me ra sas al te ra das que, le jos de im -pi dir la ac ción del agen te an ti can ce ro so,cau san la muer te ce lu lar en au sen cia dela dro ga. Es to se de be ría a que al gu nasto poi so me ra sas mu tan tes re pro du cen elpro ce so que se de sa rro lla en pre sen cia dela camp to te ci na. La en zi ma se uni ría aláci do nu clei co y for ma ría el com ple jo decli va je, pe ro nun ca se des pren de ría de laca de na de DNA in vo lu cra da.

Es tu dios re cien tes con los de ri va dosCPT-11 y to po te cán pu sie ron en evi den -cia una ac ti vi dad an ti neo plá si ca in ten sacon tra un es pec tro am plio de tu mo resdel ser hu ma no. En la ac tua li dad, los in -

hi bi do res de la to poi so me ra sa I cons ti tu -yen una nue va pro me sa pa ra los pro to co -los qui mio te ra péu ti cos y la bús que da denue vos com pues tos, em pa ren ta dos o nocon la es truc tu ra y el me ca nis mo de ac -ción ori gi nal de la camp to te ci na, se hamul ti pli ca do. El eto pó si do (VP-16) unglu có si do se mi sin té ti co de ri va do de lapo do fi lo to xi na, ac túa so bre la to poi so -me ra sa II, cau san do de ten ción del ci cloen fa se S y muer te ce lu lar. Cier tos an ti -bió ti cos del ti po de la an tra qui no na, co -mo la sain to pi na, pue den in ter fe rir elfun cio na mien to de la to poi so me ra sa I, ein clu so, de la to poi so me ra sa II. Es ta pro -pie dad fue re por ta da tam bién pa ra la ac -ti no mi ci na D y la in to pli ci na. La bul ga -reí na, un pig men to de los hon gos, des -plie ga una ac ti vi dad in hi bi to ria so bre lato poi so me ra sa I, com pa ra ble a la camp -to te ci na. A la lis ta pue den agre gar seotros al ca loi des ve ge ta les, co mo ni ti di na,fa ga ro ni na y epi ber be ri na.

Agen tes que al te ran la di ná mi cade los mi cro tú bu los

Du ran te la fa se G1 del ci clo ce lu larse sin te ti zan RNA men sa je ros y pro teí -nas, pe ro no nue vas he bras de DNA. Enun mo men to da do, la cé lu la en tra en lafa se S de sín te sis de DNA, que cul mi nacon la du pli ca ción de to do el ma te rialge nó mi co del nú cleo ce lu lar. Lue go sesu ce de la fa se G2 del ci clo –don de sepre pa ran los ele men tos ne ce sa rios pa rala di vi sión– y fi nal men te se de sa rro lla lami to sis, en la cual ca da cé lu la hi ja re ci beuna de las co pias del ma te rial ge nó mi codu pli ca do. Los agen tes an ti neo plá si cospue den ser cla si fi ca dos de acuer do conel pun to que afec tan del ci clo ce lu lar.Mu chos al te ran la sín te sis de pro teí nas ola ac ti vi dad de al gu nas en zi mas, otros

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afec tan los RNA men sa je ros o de trans -fe ren cia, la sín te sis de DNA o blo queanla mi to sis.

Los ta xa nos re pre sen tan una cla sere la ti va men te nue va de agen tes an ti mi -tó ti cos que po seen el mis mo me ca nis -mo de ac ción an ti tu mo ral. El blan co dees tos qui mio te rá pi cos son los mi cro tú -bu los del ci toes que le to ce lu lar. Los ta xa -nos es ti mu lan la po li me ri za ción de latu bu li na y pre vie nen la de sa gre ga ciónde los mi cro tú bu los ci to plas má ti cos.Es to los di fe ren cia de los al ca loi des de lavin ca y del nue vo agen te rhi zo xi na, ex -traí do del Rhi zo pus chi ne nsis, que tam -bién ac túan so bre los mi cro tú bu los, pe -ro blo quean do la po li me ri za ción de tu -bu li na. El me ca nis mo de ac ción de losta xa nos trae co mo con se cuen cia unaagre ga ción anor mal de los mi cro tú bu losy su po li me ri za ción irre ver si ble, con lacon se cuen te de ten ción del ci clo enG2/M.

Por otra par te, los ta xa nos no só loin hi bi rían el ci clo ce lu lar. Al mo di fi car elen sam bla do de pro teí nas del ci toes que le -to, li mi ta rían la mi gra ción de las cé lu lascan ce ro sas, dis mi nu yen do las pro pie da -des qui mio tác ti cas y la sín te sis de pro teí -nas y en zi mas ne ce sa rias pa ra la de gra da -ción de las ma tri ces e in va sión de los te -ji dos, par ti cu lar men te las co la ge na sas yge la ti na sas.

El ta xol es un al ca loi de ex traí do dela cor te za del te jo, un ár bol del Pa cí fi coy Eu ro pa de no mi na do Ta xus bre vi fo lia.La pro duc ción de ta xol a par tir de es tafuen te na tu ral, con sis te mas de ex trac -ción po co efi cen tes, re pre sen tó en unpri mer mo men to un in con ve nien te se -rio. Es ti ma ti va men te, se ne ce si tan tres ocua tro ár bo les cen te na rios pa ra ob te nerdro ga su fi cien te pa ra el tra ta mien to deun úni co pa cien te. Los pro ce di mien tos

más mo der nos de pro duc ción se mi sin -té ti ca a par tir de pre cur so res fue ronsal van do es te es co llo y ace le ra ron sig ni -fi ca ti va men te su de sa rro llo clí ni co. Elta xo te re es un ta xa no se mi sin té ti co ex -traí do de las ho jas del Ta xus bac ca ta. Elpa no ra ma de la dis po ni bi li dad de los ta -xa nos pa ra su em pleo en gran es ca la sedes pe jó cuan do fue po si ble la sín te siscom ple ta de las mo lé cu las, lue go de unpro ce so de ca si trein ta eta pas bio quí mi -cas. Ade más, se iden ti fi có un hon go de -no mi na do Ta xomy ces an drea nae pro -duc tor de ta xol y otros com pues tos re la -cio na dos. El hon go, que fue ais la do dela cor te za del Ta xus bre vi fo lia, pro du ceta xol si se lo cul ti va en un me dio se mi -sin té ti co.

En los pri me ros en sa yos ex pe ri men -ta les se com pro bó que los ta xa nos in hi -bían el cre ci mien to de dis tin tos tu mo restrans plan ta dos y leu ce mias ex pe ri men ta -les. Más tar de se con fir mó su efi ca ciafren te a una va rie dad de cul ti vos de cé lu -las de me la no ma y ade no car ci no ma deco lon de ori gen hu ma no. Exis ten prin ci -pal men te dos ta xa nos dis po ni bles pa rasu uti li za ción en me di ci na. El pa cli ta xel(ta xol) fue el pri me ro que al can zó lospro to co los clí ni cos. A fi nes de los añosochen ta, se de mos tró que el ta xol re sul -ta ba efec ti vo en mu je res con cán cer ová -ri co re sis ten te a otros tra ta mien tos. En laac tua li dad re sul ta in dis cu ti ble su sig ni fi -ca ti va ac ti vi dad en cán ce res ová ri cos,ma ma rios y pul mo na res de cé lu las nope que ñas. El se gun do ta xa no en uso, eldo ce ta xel (ta xo te re), di fie re del pri me roen dos po si cio nes de la es truc tu ra de ani -llo ta xá ni co. De acuer do con es tu diospre clí ni cos, es te com pues to es más po -ten te y al go más so lu ble, aun que, al igualque el agen te ori gi nal, re quie re de unafor mu la ción en sol ven tes li po fí li cos.

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Las bon da des te ra péu ti cas de los ta -xa nos ra di can en la ma yor po ten cia res -pec to de otros com pues tos tra di cio na lesde se me jan te me ca nis mo de ac ción,co mo los al ca loi des de la vin ca. La ac -ti vi dad de es tos agen tes en neo pla siasre frac ta rias a otros pro to co los de tra ta -mien to los per fi la co mo al ter na ti vas vá -li das en pa cien tes por ta do res de cán ce resavan za dos.

El prin ci pal me ca nis mo de re sis ten -cia a los ta xa nos se re la cio na con el fe no -ti po de mul ti rre sis ten cia, con am pli fi ca -ción y so breex pre sión de la PgP. Igual -men te, se do cu men tó re sis ten cia a losta xa nos en tu mo res que con tie nen tu bu -li nas con de fi cien cias pa ra po li me ri zaren la for ma de mi cro tú bu los. Es ta re sis -ten cia sue le ser cru za da con al ca loi desde la vin ca e, in clu si ve, con la col chi ci -na. En neo pla sias re sis ten tes a la vin cris -ti na, se en con tró que cier tas mu ta cio nesen la tu bu li na ge ne ran cam bios en elblan co ce lu lar, que las ha cen re sis ten tesal agen te. Pue den apa re cer tam bién al te -ra cio nes de la tu bu li na en cé lu las re sis -ten tes al ta xol, co mo cam bios elec tro fo -ré ti cos de las su bu ni da des y va ria cio nesiso tí pi cas.

Re pa ra ción del DNA y qui mio rre sis ten cia

La ac ti va ción de los sis te mas ce lu la -res de re pa ra ción del DNA cons ti tu ye unme ca nis mo al ter na ti vo de qui mio rre sis -ten cia. En zi mas co mo las li ga sas, in ser ta -sas y al quil trans fe ra sas, que efec túan re -pa ra cio nes di rec tas del DNA, o en do nu -clea sas, exo nu clea sas, po li me ra sas y to -poi so me ra sas, que con tri bu yen a la re pa -ra ción de un mo do in di rec to, re gis tranun au men to com pen sa to rio que li mi ta laac ción de agen tes ci to tó xi cos que da ñan

el DNA. Ha bi tual men te, la ac ti vi dad dees tas en zi mas au men ta lue go de la ex po -si ción a la ma yo ría de los agen tes al qui -lan tes.

Más allá de la iden ti fi ca ción deme ca nis mos mo le cu la res pre ci sos quesus ten tan una me nor sen si bi li dad a de -ter mi na das dro gas y de la de tec ción desis te mas ce lu la res que otor gan una re -sis ten cia bas tan te am plia a los agen tesan ti can ce ro sos, de be re cor dar se que lostu mo res sue len de fen der se del ata quepo nien do en jue go va rios me ca nis mos almis mo tiem po. Mu chas ve ces es ta es tra -te gia sur ge de la pro pia lu cha de la po -bla ción neo plá si ca –un te ji do en mi -croe vo lu ción– con el hués ped y losagen tes te ra péu ti cos, que ejer cen pre sio -nes se lec ti vas. El de sa fío in me dia to con -sis te en la bús que da de mé to dos de uti -li dad clí ni ca pa ra de ter mi nar los me ca -nis mos de re sis ten cia que ope ran en ca -da ca so par ti cu lar y el re fi na mien to delas es tra te gias far ma co ló gi cas pa ra vul -ne rar esa re sis ten cia.


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Los in con ve nien tes que plan tea ende ter mi na das cir cuns tan cias el diag nós -ti co di fe ren cial de un cán cer y la ne ce si -dad de con tar con ele men tos ob je ti vospa ra la ca rac te ri za ción de pro ce sos ma -lig nos lle va ron a la bús que da de ca rac te -rís ti cas bio quí mi cas o mo le cu la res quepu die ran brin dar da tos adi cio na les pa raes ta ble cer el pro nós ti co y per fi lar una es -tra te gia de tra ta mien to en ca da va rian teneo plá si ca. Los mar ca do res tu mo ra lespue den apor tar una in for ma ción muyútil en la bús que da de in di vi duos en fer -mos en po bla cio nes de ries go, en la es ta -di fi ca ción o co mo ele men to com ple -men ta rio en la con fir ma ción de un diag -nós ti co his to pa to ló gi co. Por otra par te,la in ves ti ga ción bá si ca re ve la que mu -chos mar ca do res de tu mor se re la cio nanes tre cha men te con la his to ria na tu ral dela en fer me dad e, in clu si ve, con los me -ca nis mos pa to gé ni cos.

Se con si de ran mar ca do res tu mo ra lesa aque llas sus tan cias que pue den cuan ti -fi car se en los te ji dos o en los flui dos bio -ló gi cos pa ra de tec tar la pre sen cia de cán -cer y, even tual men te, pue den ser vir en lade ter mi na ción de la lo ca li za ción de lama sa neo plá si ca, el ta ma ño de la car gatu mo ral o es ti mar la res pues ta al tra ta -mien to. Mu chos ele men tos, in clu yen doan tí ge nos aso cia dos a tu mor, en zi mas,dis tin tas pro teí nas, me ta bo li tos, on co ge -nes y pro duc tos de on co ge nes, pue denser re co no ci dos co mo mar ca do res de tu -mor. Año tras año se in tro du cen en laprác ti ca mé di ca nue vos mar ca do res sur -gi dos de pro to co los ex pe ri men ta les o clí -ni cos, con la su po si ción que los mis mosbrin da rán un be ne fi cio al in di vi duo en -fer mo. No obs tan te, el uso clí ni co ina -

pro pia do de mar ca do res tu mo ra les noes tu dia dos lo su fi cien te en en sa yos degran en ver ga du ra pue de de ri var en con -se cuen cias muy ne ga ti vas. La to ma dede ci sio nes va lién do se de mar ca do res deva lor in cier to es com pa ra ble al uso de te -ra péu ti cas no pro ba das en pro to co loscon tro la dos: a ve ces los re sul ta dos ter mi -nan sien do peo res que si no se hubieranuti li za do.

El pro ce so que va des de el la bo ra to -rio de in ves ti ga ción has ta la uti li za ciónde los bio mar ca do res en po bla cio neshu ma nas es com ple jo. Las pri me ras eta -pas su po nen pro fun das in ves ti ga cio nesde los me ca nis mos bio ló gi cos re la cio na -dos con el fe nó me no can ce ro so. To -man do co mo pun to de par ti da los co -no ci mien tos so bre bio lo gía tu mo ral yme tas tá si ca, se in ves ti gan sus tan cias po -ten cial men te úti les co mo mar ca do res detu mor. Fi nal men te, lue go de un lar gojue go de prue bas y con tra prue bas, se in -ten ta el sal to ha cia las dis ci pli nas clí ni -cas, don de el bio mar ca dor en cues tiónde be rá ser con tras ta do con mé to dos tra -di cio na les y de es ta ma ne ra de mos trarsu ver da de ro va lor prác ti co. To do po -ten cial bio mar ca dor de be pa sar prue basse ve ras has ta de mos trar su efec ti vi dad.Mu chos de ellos no re ve lan la con sis ten -cia es pe ra da al ser apli ca dos en hu ma -nos, pues to que la va ria bi li dad in trín se -ca den tro de po bla cio nes nor ma les pue -de aco tar la sig ni fi ca ción de los cam bioscons ta ta dos en po bla cio nes pa to ló gi cas.La con clu sión de fi ni ti va res pec to de ca -da bio mar ca dor en par ti cu lar sur gi rádel aná li sis mul ti dis pli na rio, in clu yen -do los cam pos bio ló gi co, clí ni co y epi -de mio ló gi co.

9. MAR CA DO RES TU MO RA LES

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Mar ca do res de es tir pe ce lu lar

La apli ca ción tra di cio nal de la in mu -no his to quí mi ca en la pa to lo gía on co ló gi -ca co rres pon de al diag nós ti co de es tir pece lu lar en neo pla sias con flic ti vas (Cua -dro 9-1). En tu mo res po co di fe ren cia -dos, la iden ti fi ca ción de fi la men tos in ter -me dios u otras pro teí nas ca rac te rís ti casse con vier te en una ayu da diag nós ti cairrem pla za ble, con re per cu sión en las de -ci sio nes te ra péu ti cas. Tam bién pue dende tec tar se dis tin tos mar ca do res de tu mory pro duc tos pro tei cos de on co ge nes o ge -nes su pre so res, va lo rar se la ex pre sión defac to res de re sis ten cia al tra ta mien to qui -mio te rá pi co o la pre sen cia de pro teí nasvi ra les. En al gu nos ca sos, es tos ele men -tos per mi ten efec tuar es ti ma cio nes pro -nós ti cas.

Bús que da de cri te rios uni for mes

La uti li dad y la exac ti tud de un mar -ca dor de tu mor en un de ter mi na do ti pode cán cer se es ti ma a tra vés del nú me -ro de fal sos po si ti vos y fal sos ne ga ti vos(Cua dro 9-2). Pa ra cual quier mar ca dorde tu mor, la pre ci sión se de fi ne me dian -te el pa trón de re fe ren cia vá li do, que sir -ve de es tán dar, par ti cu lar men te el diag -nós ti co de fi ni ti vo ba sa do en es tu dioshis to pa to ló gi cos. La va lo ra ción efec tua -da se ex pre sa en tér mi nos de sen si bi li -dad, es pe ci fi ci dad y va lor pre dic ti vo, co -mo se ha ce pa ra otros tests diag nós ti coso de la bo ra to rio. De be re cor dar se queun mé to do sen si ble es aquel que re gis trapo cos fal sos ne ga ti vos, mien tras que eses pe cí fi co si re gis tra po cos fal sos po si ti -vos. En otras pa la bras, la sen si bi li dad esla pro por ción de pa cien tes afec ta dos porla en fer me dad, que son co rrec ta men tecla si fi ca dos co mo ta les y la es pe ci fi ci dad

co rres pon de a la pro por ción de in di vi -duos sa nos que son co rrec ta men te cla si -fi ca dos co mo nor ma les.

De bi do a la es ca sez de cri te rios es ta -ble ci dos pa ra el uso de mar ca do res de tu -mor, la So cie dad Ame ri ca na de On co lo -gía Clí ni ca AS CO (Ame ri can So ciety ofCli ni cal On co logy) en ca ró la cons ti tu -ción de un pa nel de con sen so con el ob -je ti vo de es ta ble cer una guía prác ti caapli ca ble a los cán ce res ma ma rio y co ló -ni co. La guía de nin gu na for ma bus careem pla zar el jui cio del mé di co en si tua -cio nes par ti cu la res, pe ro sí brin dar unaorien ta ción ge ne ral pa ra evi tar la uti li za -ción ina pro pia da de mar ca do res en laprác ti ca clí ni ca ru ti na ria. La AS CO re -co no ce que en cier tos ca sos es pe cia les eluso de un de ter mi na do mar ca dor tu mo -ral en un sen ti do no de fi ni do o no re co -men da do por la guía po dría tra du cir seen al gún be ne fi cio al mo men to de la to -ma de de ci sio nes. Tam bién po ne de ma -ni fies to que los li nea mien tos dic ta dospor la so cie dad no de ben ser apli ca dos enel mar co de un pro to co lo clí ni co, don delos mar ca do res –nue vos o tra di cio na les–son ana li za dos pros pec ti va men te con elob je ti vo de in ves ti gar sus pro pie da des.Más allá de es tas acla ra cio nes, y si bien laad he sión a las nor mas de la AS CO es unhe cho ab so lu ta men te vo lun ta rio pa ra elmé di co, se es pe ra que la guía prác ti capro mue va un uso más ra cio nal de losmar ca do res de tu mor.

El pa nel es tu vo com pues to por ex -per tos en on co lo gía mé di ca y qui rúr gi ca,la bo ra to rio, eco no mía mé di ca e in ves ti -ga do res. Tam bién estuvieron presentespa cien tes re pre sen ta ti vos de las pa to lo -gías ana li za das. Se co men zó por efec tuaruna bús que da de to da la bi blio gra fía pu -bli ca da en re vis tas cien ti fí cas in ter na cio -na les en tre ene ro de 1989 y abril de

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Cua dro 9-1. An tí ge nos con va lor diag nós ti co en on co lo gía. Su de tec ción me -dian te in mu no his to quí mi ca en cor tes de te ji do per mi te la iden ti fi ca ción y la ti pi fi ca -ción de neo pla sias.

ANTÍGENO

Citoqueratinas

Antígeno epitelial de membranaVimentina

Desmina

Ki67 y PCNACD31 y CD34

Tiroglobulina

Calcitonina

AntígenocarcinoembrionarioAlfa-fetoproteína

GonadotrofinacoriónicaFosfatasa alcalina placentariaCA 125

CA 19-9

HMB-45Cromogranina A

Sinaptofisina

Proteína acídicafibrilar glialAntígeno comúnleucocitario (CD45)CD20

LOCALIZACIÓN

Células epiteliales

Células epiteliales

Células derivadas del mesénquima (amplia dis-tribución)Células musculares

Células proliferantesCélulas endoteliales

Células foliculares tiroideas

Células parafolicularestiroideasEpitelios derivado del endo-dermoTejido neoplásico hepático yalgunos tumores germinales Tejido placentario y tumoresgerminalesTejido placentario y tumoresgerminalesEpitelio mulleriano

Epitelio del tracto digestivo

MelanocitosCélulas neuroendócrinas

Células neuroendócrinas

Astrocitos y células delepéndimoLeucocitos

Linfocitos B

UTILIDAD

Diagnóstico diferencial entre linfoma (o melanoma) y carcinoma.Diagnóstico diferencial entre melanoma ycarcinoma.Identificación de tumores de origen mesenquimáticos. Control interno deinmunorreactividad global de un espécimen.Identificación de sarcomas miogénicosEvaluación de la fracción de crecimientotumoral.Identificación de angiosarcomas. Valoración de la angiogénesis e invasión vascular en varios tumores.Identificación de ciertos carcinomastiroideos.Diagnóstico diferencial entre carcinomamedular y otras neoplasias tiroideas.Diagnóstico diferencial entre mesotelioma y adenocarcinoma.Identificación de carcinomas hepatocelularesy carcinomas embrionario.Identificación de tumores trofoblásticos ytumores de células germinales.Identificación de posibles tumores trofoblásticos o de células germinales.Identificación de carcinomas del tracto genital femenino.Identificación de carcinomas gastrointestinales y pancreáticos.Identificación de melanomas.Identificación de carcinomas neroendócrinos.Identificación de carcinomas neuroendócrinos y tumores neuroectodérmicos.Identificación de astrocitomas y ependimomas.Diagnóstico diferencial entre linfoma, carcinoma y melanoma.Identificación de linfomas de células B

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1994, uti li zan do el sis te ma Med li ne. Seper si guió co mo ob je ti vo cen tral una dis -cu sión ba sa da ex clu si va men te en las evi -den cias pu bli ca das, es ta ble cién do se ni ve -les de evi den cia con una es ca la ins pi ra daen la de sa rro lla da por la Ca na dian TaskFor ce. Ba jo es ta me to do lo gía, el gra doma yor de evi den cia co rres pon dió a lasin ves ti ga cio nes ba sa das en el me ta-aná li -sis y a los pro to co los con tro la dos de granes ca la, orien ta dos jus ta men te a va lo rar lauti li dad del mar ca dor en cues tión. La -men ta ble men te, es te ti po de in ves ti ga -cio nes son in fre cuen tes en es tu dios demar ca do res tu mo ra les. Evi den cias demu cho me nor pe so, aun que más abun -dan tes, pro vi nie ron de es tu dios de na tu -ra le za re tros pec ti va, que in vo lu cra ban aun pe que ño nú me ro de pa cien tes.

Mar ca do res en el cán cer co lo rrec tal

El an tí ge no car ci noem brio na rioCEA (car ci noembr yo nic an ti gen) es unaglu co pro teí na sé ri ca per te ne cien te a lasu per fa mi lia de las in mu no glo bu li nas. Secom por ta co mo una mo lé cu la de ad he -sión in ter ce lu lar, he cho que pro mue ve laagre ga ción de cé lu las car ci no ma to sas yfa ci li ta la di se mi na ción me tas tá si ca decé lu las can ce ro sas co ló ni cas ha cia el hí -

ga do y los pul mo nes. El CEA es un pro -duc to ce lu lar nor mal, aun que con fre -cuen cia se so breex pre sa en cé lu las deneo pla sias glan du la res, en par ti cu lar ade -no car ci no mas de co lon, rec to, ma ma ypul món. El mé to do ha bi tual pa ra cuan -ti fi car los ni ve les cir cu lan tes de CEA es elen sa yo in mu no rra dio mé tri co. Los fu ma -do res por lo ge ne ral mues tran ni ve les ba -sa les ma yo res; ade más, pue de ob ser var seun au men to mo de ra do del CEA en dis -tin tas pa to lo gías in fla ma to rias cró ni cas yagu das, co mo ci rro sis al co hó li ca, co lan -gi tis, li tia sis bi liar, bron qui tis, en fi se ma,gas tri tis, di ver ti cu li tis y dia be tes, en treotras. El pa nel de la AS CO es ta ble ciócla ra men te que el CEA pue de ser cuan ti -fi ca do an tes de la ci ru gía del car ci no maco lo rrec tal pa ra co la bo rar en la es ta di fi -ca ción y el pla nea mien to del tra ta mien toqui rúr gi co (Cua dro 9-3). Por el con tra -rio, si bien los ni ve les preo pe ra to rios deCEA ma yo res a 5 mg/ml se co rre la cio na -rían con un peor pro nós ti co, las evi den -cias son in su fi cien tes pa ra jus ti fi car elem pleo de es te pa rá me tro pa ra de ci dir laim ple men ta ción de te ra pia ad yu van te.Res pec to del con trol po so pe ra to rio, sere co mien da la cuan ti fi ca ción de los ni ve -les de CEA ca da dos o tres me ses du ran -te dos años en pa cien tes con es ta dio II o

Cua dro 9-2. Fal sos po si ti vos y fal sos ne ga ti vos. Las pro pie da des de un mar ca dortu mo ral en un de ter mi na do ti po de cán cer se ex pre sa en tér mi nos de sen si bi li dad yes pe ci fi ci dad, co mo se ha ce pa ra otros tests diag nós ti cos o de la bo ra to rio.

ESPECIFICIDAD

SENSIBILIDAD

Porcentual que refleja la proporción deindividuos sanos que son correctamentecatalogados como normales.

Porcentual que refleja la proporción depacientes afectados por la enfermedad queson correctamente clasificados como tales.

Un marcador tumoralespecífico tiene pocosfalsos positivos.

Un marcador tumoralsensible tiene pocosfalsos negativos.

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III que fue ron so me ti dos a la re sec ciónde me tás ta sis he pá ti cas. La con fir ma ciónde un va lor ele va do jus ti fi ca un es tu diomás pro fun do de la en fer me dad me tas tá -si ca. De jan do de la do es tas apre cia cio nesy a pe sar de que el CEA es el mar ca dorde elec ción en el mo ni to reo del cán cerco lo rrec tal, la AS CO con si de ra in su fi -cien te la in for ma ción dis po ni ble pa ra re -co men dar lo en el scree ning de es ta en fer -me dad o pa ra pro mo ver su uso ru ti na rioen la va lo ra ción de la res pues ta al tra ta -mien to.

El áci do siá li co aso cia do a lí pi dosLA SA (li pid-as so cia ted sa lic acid) es unmar ca dor bas tan te com ple jo, que de pen -de de la cuan ti fi ca ción del mon to cir cu -lan te de áci do siá li co uni do a gan glió si -dos y di fe ren tes glu co pro teí nas sé ri cas.El LA SA pue de ver se ele va do en va riasneo pla sias del ser hu ma no, aun que lasevi den cias ma ne ja das por la AS CO sones ca sas pa ra in di car su em pleo en el scree -ning, diag nós ti co, es ta di fi ca ción o se gui -mien to de pa cien tes con cán cer co lo rrec -tal. Al go pa re ci do se con clu yó lue go deana li zar la li te ra tu ra dis po ni ble acer cadel mar ca dor CA 19-9, una mu ci na se -cre ta da por va rios ade no car ci no mas y li -be ra da al to rren te cir cu la to rio. Tam po co

el gen su pre sor tu mo ral p53 o el on co -gén ras pa re cen jus ti fi car su re co men da -ción pa ra su uti li za ción ru ti na ria en elma ne jo del cán cer co lo rrec tal.

Mar ca do res en el cán cer de ma ma

Los re cep to res de es tró ge no y pro -ges te ro na se lo ca li zan den tro de las cé lu -las y pue den ser es tu dia dos di rec ta men teen el te ji do neo plá si co ma ma rio. Es tosre cep to res co rres pon den a es truc tu raspo li pep tí di cas que se unen al li gan dohor mo nal y, lue go de trans lo car se al nú -cleo, mo di fi can la ex pre sión de ge nes es -pe cí fi cos y afec tan la pro li fe ra ción ce lu -lar. Pue den cuan ti fi car se uti li zan do hor -mo nas mar ca das o por in mu no ci to quí -mi ca so bre cor tes en pa ra fi na de la pie zatu mo ral. El pa nel de la AS CO con clu yóque los re cep to res de es tró ge no y pro ges -te ro na de ben ser cuan ti fi ca dos en to doslos cán ce res ma ma rios e, in clu si ve, en lasle sio nes me tas tá si cas si es to pue de in fluirlas de ci sio nes te ra péu ti cas. Tan to en mu -je res pre me no páu si cas co mo en pos me -no páu si cas, la pre sen cia o la au sen cia dere cep to res de es tró ge no per mi te iden ti fi -car a aque llas pa cien tes que po drían be -ne fi ciar se con la ins ti tu ción de te ra pia

Cua dro 9-3. Mar ca do res tu mo ra les pa ra cán cer co lo rrec tal re co men da dos por laAS CO de acuer do con el aná li sis de la bi blio gra fía de úl ti mos años .(Mo di fi ca do deCán cer Hoy, año 3, nú me ro 17: “Mar ca do res de uti li dad en neo pla sias ma ma rias yco ló ni cas”.)

RECOMENDADOS

CEA

EVIDENCIAS INSUFICIENTES PARA LARECOMENDACIÓN DE SU USO RUTINARIO

LASACA 19-9

Índice de DNAAnálisis de proliferación por citometría de flujo

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ad yu van te en dó cri na (Cua dro 9-4). Noobs tan te, los re cep to res hor mo na les noson bue nos pre dic to res de la mor ta li dado re cu rren cia a lar go pla zo, por lo cualno se re co mien da su em pleo co mo pa rá -me tro úni co pa ra es ta ble cer es ti ma cio nespro nós ti cas.

Res pec to de la apli ca ción del CEAen el ma ne jo del cán cer ma ma rio, es teno de be ser uti li za do en el scree ning,diag nós ti co o es ta di fi ca ción, aun que suele va ción po dría su ge rir un fa llo te ra péu -ti co en al gu nas oca sio nes. Tam po co esre co men da ble el em pleo ru ti na rio delmar ca dor CA 15-3. Sin em bar go, un au -men to de los ni ve les sé ri cos de es ta sus -tan cia de na tu ra le za glu co pro tei ca po dríasu ge rir fa llos te ra péu ti cos o re cu rren cias.

De acuer do con la in for ma ción dis -po ni ble has ta el pre sen te, la AS CO nore co mien da la uti li za ción co mo mar ca -dor del pro toon co gén c-erbB2 (HER-2/neu) pa ra el ma ne jo de pa cien tes concán cer ma ma rio. El c-erbB2 co di fi ca unati ro si na ci na sa de trans mem bra na, queac túa co mo re cep tor de hor mo nas pep tí -di cas. Exis ten mé to dos pa ra va lo rar laam pli fi ca ción gé ni ca en te ji dos neo plá si -cos o la so breex pre sión de la pro teí na co -

rres pon dien te me dian te in mu no his to -quí mi ca. Ba jo el em pleo de nin gu no dees tos mé to dos es po si ble ase gu rar por elmo men to un be ne fi cio pa ra las pa cien tescon cán cer ma ma rio. No se re co mien datam po co el uso ru ti na rio co mo mar ca do -res del p53 o de la pro tea sa ca tep si na D.Mu chas de es tas con clu sio nes a las cua lesarri bó el pa nel de la AS CO lue go de ana -li zar con cien zu da me nte los es tu dios clí -ni cos pu bli ca dos en los úl ti mos años,con tras tan con el alu vión in for ma ti voacer ca de las pro pie da des bio ló gi cas decier tos mar ca do res y con el op ti mis mo,tal vez des me su ra do, de al gu nos in ves ti -ga do res.

La cuan ti fi ca ción de la plo día de lascé lu las tu mo ra les (ín di ce de DNA) y elaná li sis de pro li fe ra ción (por cen tual decé lu las en fa se S o de sín te sis de DNA)por ci to me tría de flu jo no ten drían jus ti -fi ca da por el mo men to su re co men da -ción co mo mar ca do res en cual quier as -pec to del ma ne jo de cán ce res ma ma rioso co lo rrec ta les. La bi blio gra fía dis po ni -ble no re sul ta con clu yen te pa ra ra ti fi carun uso ru ti na rio co mo in di ca do res pro -nós ti cos po so pe ra to rios o pa ra to mar de -ci sio nes te ra péu ti cas. Se su po ne que la

Cua dro 9-4. Mar ca do res tu mo ra les pa ra cán cer ma ma rio re co men da dos por laAS CO de acuer do con el aná li sis de la bi blio gra fía de úl ti mos años. (Mo di fi ca do deCán cer Hoy, año 3, nú me ro 17: “Mar ca do res de uti li dad en neo pla sias ma ma rias yco ló ni cas”.)

RECOMENDADOS

Receptor de estrógenoReceptor de progesterona

CA 15-3*CEA*

EVIDENCIAS INSUFICIENTES PARA LARECOMENDACIÓN DE SU USO RUTINARIO

Índice de DNAAnálisis de proliferación por citometría de flujo

c-erbB2p53

Catepsina D

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in for ma ción que brin da el es tu dio delDNA tu mo ral por ci to me tría de flu jopro me te con ver tir se en el fu tu ro en unahe rra mien ta pro nós ti ca irrem pla za ble.Pe ro, la fal ta de pro to co los es tan da ri za -dos de las téc ni cas em plea das y la au sen -cia de es tu dios con fir ma to rios de ti popros pec ti vo re du cen la va li dez de su em -pleo en la prác ti ca mé di ca ru ti na ria. Es -tas li mi ta cio nes de la ci to me tría de flu joson se me jan tes a las cons ta ta das en el ca -so de otros mar ca do res de tu mor, ba sa -dos en mé to dos in mu no his to quí mi cos oel es tu dio de ge nes aso cia dos a la pro gre -sión neo plá si ca.

Cán cer ma ma rio tem pra no

A la ho ra de de ci dir el tra ta mien tode una pa cien te que pa de ce cán cer dema ma, la ex clu si va con si de ra ción de lospa rá me tros tra di cio na les pue de re sul tarin su fi cien te. El ta ma ño del tu mor pri -ma rio y el gra do de in va sión de los gan -glios axi la res –co mo tam bién el diag nós -ti co his to ló gi co– son in di ca do res de je -rar quía pa ra pre de cir la his to ria na tu ralde la en fer me dad y op tar por una de ter -mi na da al ter na ti va te ra péu ti ca. La men -ta ble men te, una pro por ción con si de ra -ble de ca sos se ale ja del com por ta mien toes pe ra do. La he te ro ge nei dad del cán cerma ma rio y la dis po ni bi li dad li mi ta da demar ca do res bio ló gi cos fi de dig nos se ríanuna de las cau sas de com por ta mien tosim pre vi si bles. En es te sen ti do, a par tir dela va lo ra ción de los re cep to res pa ra es tró -ge nos se fa ci li tó la com pre nsión de al gu -nos as pec tos po co cla ros de la bio lo gíatu mo ral y es to, a su vez, de ter mi nó avan -ces en el te rre no te ra péu ti co.

El sta tus gan glio nar es el in di ca dorde pro nós ti co más im por tan te en lospri me ros es ta dios del cán cer de ma ma.

Se co rre la cio na muy bien con la so bre vi -da y la du ra ción del in ter va lo li bre deen fer me dad lue go de ins ti tui do el tra ta -mien to. Sin em bar go, no es po si ble ase -gu rar que el sta tus gan glio nar sea ca pazde pre de cir con exac ti tud la res pues ta altra ta mien to qui mio te rá pi co o la po si bi -li dad de re ci di vas. Un gru po de pa cien -tes sin me tás ta sis en los gan glios axi la res–pa cien tes “axi la ne ga ti va”– mues tra re -caí das y una evo lu ción tór pi da, no es pe -ra da de acuer do con los pa rá me tros dees ta di fi ca ción clí ni ca. Mu chos la bo ra to -rios se han lan za do a la iden ti fi ca ción demar ca do res bio ló gi cos del cán cer ma ma -rio –pro teí nas, en zi mas, on co ge nes– quefa ci li ten una es ti ma ción pro nós ti ca másexac ta en los ca sos de pa cien tes sin me -tás ta sis en los gan glios re gio na les. Sebus ca el es ta ble ci mien to de un mé to dopa ra la de tec ción de un sub gru po de al -to ries go de pre sen tar re caí das, de nome diar una te ra pia ad yu van te agre si va.De to das for mas, mu chos de es tos nue -vos mar ca do res es tán su je tos a con ti nuascon tro ver sias, en es pe cial en re la cióncon su ver da de ro va lor pre dic ti vo res -pec to de los pa rá me tros clí ni cos más co -mu nes (Cua dro 9-5).

Más allá de que una bue na pro por -ción de los tu mo res ma ma rios hu ma nosmues tran mu ta cio nes en la pro teí na p53,has ta el mo men to el on co gén c-erbB2 esel mar ca dor mo le cu lar de más re le van ciaen el cán cer de ma ma. Tres o más co piasdel c-erbB2 (am pli fi ca ción) se co rre la -cio nan con mal pro nós ti co tan to en cán -ce res con me tás ta sis en los gan glios axi -la res co mo en aque llos sin las mis mas.

La uro qui na sa (uPA), una en zi mapro teo lí ti ca que in ter vie ne en los pro ce -sos de in va sión, es con si de ra da uno delos po si bles mar ca do res bio ló gi cos quepo drían ser úti les co mo in di ca do res de

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pro nós ti co. Se de mos tró que las pa cien -tes por ta do ras de tu mo res ma ma rios queex pre sa ban al tos ni ve les de uPA y de suin hi bi dor PAI-1 te nían un ries go ele va dode re cu rren cias, a pe sar de pre sen tar losgan glios axi la res li bres de en fer me dad.Las mu ta cio nes o la so breex pre sión deon co ge nes tam bién po drían te ner va lorco mo mar ca do res mo le cu la res pre dic to -res de la evo lu ción tu mo ral.

La ca tep si na D es una pro tea sa li so -so mal des crip ta en to dos los ti pos ce lu la -res. Se cons ta ta ron al te ra cio nes en suma du ra ción en las cé lu las de tu mo resma ma rios y par ti ci pa ría en la di se mi na -ción de las cé lu las tu mo ra les, si bien noexis ten prue bas con tun den tes en es tesen ti do. Otra al ter na ti va in di ca que po -dría pro ve nir de las cé lu las in fla ma to riasve ci nas a la ma sa neo plá si ca. Aun que elsig ni fi ca do de la pre sen cia de la en zi maca tep si na D en la ma sa tu mo ral no es téacla ra do, se de mos tró que tam bién cons -ti tu ye un in di ca dor de pro nós ti co en elcán cer ma ma rio. Los ni ve les ele va dos dees ta en zi ma se aso cian con ma yor ries gode re cu rren cia en las pa cien tes con me -tás ta sis en los gan glios axi la res. Otro he -

cho su ges ti vo es la de li ca da co rre la ciónen tre el au men to de la ca tep si na D en eltu mor y la exis ten cia de am pli fi ca cio nesen el on co gén c-erbB2.

Mar ca do res en el cán cer de prós ta ta

El an tí ge no es pe cí fi co pros tá ti coPSA (pros ta te-spe ci fic an ti gen) es pro du -ci do por las cé lu las que re vis ten los aci -nos y con duc tos de la glán du la pros tá ti -ca. En con di cio nes nor ma les es se cre ta doen el lí qui do se mi nal; des plie ga una ac ti -vi dad pro teo lí ti ca que per mi te la li cue -fac ción del coá gu lo se mi nal. El PSA sepro du ce en ex ce so en los pro ce sos ma lig -nos de la prós ta ta, ele ván do se los ni ve lesde an tí ge no cir cu lan te. No obs tan te, sibien el PSA es es pe cí fi co de la prós ta ta,no lo es del cán cer pros tá ti co. De tal for -ma, sus ni ve les pue den es tar au men ta dospor otras cir cuns tan cias, co mo pros ta ti -tis, hi per tro fia be nig na e, in clu si ve, ma -ni pu la ción de la glán du la.

En pa cien tes con cán cer de prós ta ta,los ni ve les son de pen dien tes del vo lu mende la ma sa neo plá si ca y del gra do de di fe -ren cia ción del tu mor. El PSA re sul ta par -

Cua dro 9-5. Pun tos crí ti cos del di le ma te ra péu ti co que plan tea el ma ne jo delcán cer ma ma rio tem pra no. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, Año 1, Nú me ro 1: “Acer tarel pro nós ti co”.)

1. La supervivencia global y la supervivencia libre de recurrencias de las pacientes concáncer mamario axila negativa no muestra resultados totalmente satisfactorios en ausenciade terapia adyuvante.

2. El tratamiento de todo este grupo de pacientes de bajo riesgo se considera inapropiado.

3. Si un subgrupo de alto riesgo pudiera ser identificado, se seleccionarían los casos quejustifiquen el empleo de terapia adyuvante y podrían alcanzarse los resultados esperados.

4. Nuevos indicadores de pronóstico, como las proteasas uPA y catepsina D y el oncogénc-erbB2, permitirían la identificación del subgrupo de alto riesgo.

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ti cu lar men te útil en el se gui mien to delos pa cien tes lue go de la pros ta tec to mía yen la iden ti fi ca ción de tu mo res me tas tá -si cos de ori gen des co no ci do. To da vía sedis cu te su uti li dad en la de tec ción pre -coz; la cuan ti fi ca ción del PSA sé ri co encom bi na ción con el exa men rec tal di gi taly la ul tro so no gra fía trans rrec tal, pue denme jo rar los re sul ta dos en el diag nós ti cotem pra no del cán cer pros tá ti co.

La fos fa ta sa áci da pros tá ti ca es unaen zi ma que, an tes del des cu bri mien todel PSA, fue muy usa da pa ra el diag nós -ti co, la es ta di fi ca ción y el mo ni to reo delos pa cien tes con cán cer de prós ta ta. Sinem bar go, ya no se la em plea de bi do a lagran can ti dad de fal sos po si ti vos y ne ga -ti vos.

Mar ca do res mo le cu la res de leu ce mias

En las neo pla sias he ma to ló gi cas y enpar ti cu lar en las leu ce mias, pue dencons ta tar se al te ra cio nes de los ge nesmyc, ras, Rb y p53, que son fre cuen tes,tam bién, en los tu mo res só li dos. Apa -ren te men te, es tos ge nes no ope ra rían dema ne ra es pe cí fi ca en los te ji dos he mo -po yé ti cos (Cua dro 9-6). En con tra po si -ción, exis ten va rios ejem plos de al te ra -cio nes mo le cu la res que son bas tan te ca -rac te rís ti cos de las leu ce mias. En tre ellosse des ta ca la fu sión del on co gén PMLcon un gen del re cep tor del áci do re ti -noi co en la leu ce mia pro mie lo cí ti ca agu -da. La iden ti fi ca ción de es ta le sión mo -

Cua dro 9-6. Mar ca do res mo le cu la res aso cia dos con las leu ce mias más co mu nes.Mu chas de es tas al te ra cio nes ge nó mi cas par ti ci pa rían di rec ta men te en la pa to ge niade la en fer me dad.

Leucemia mieloide aguda

Leucemia linfoblástica aguda

Leucemia mieloide crónica(y leucemia linfoblástica aguda con cromosoma Ph)

Leucemia promielocítica aguda

Leucemia linfocítica crónica

Sindromes mielodisplásicos

Mutaciones en el gen N-ras.Alteraciones en el gen supresor p53 y Rb.

Anormalidades del gen N-ras.Desrregulación del gen myc.Alteraciones del Rb y el p53.

Fusión entre los genes abl y bcr.Anormalidades del p53 y Rb en las crisisblásticas.

Fusión del gen PML al gen del receptor delácido retinoico.

Anormalidades del p53 y bcl-1 (?).Rearreglos del bcl-2 (?).

Mutaciones del N-ras.Anormalidades del p53 y Rb (?).

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le cu lar es el fun da men to del tra ta mien -to de es ta en fer me dad con com pues tosde ri va dos del áci do re ti noi co.

En las cé lu las ma lig nas de los pa cien -tes con leu ce mia mie loi de cró ni ca, el cro -mo so ma Ph (Phi la delp hia) es un sig noca rac te rís ti co. La cau sa que de ter mi na lafor ma ción del pe que ño cro mo so ma anó -ma lo es la trans lo ca ción re cí pro ca en trelos bra zos lar gos de los cro mo so mas 9 y22 (q34; q11). En tér mi nos mo le cu la res,es ta trans lo ca ción im pli ca la rup tu ra delgen abl, lo ca li za do en el cro mo so ma 9, ysu tras la do y fu sión al gen bcr en el cro -mo so ma 22. En con di cio nes nor ma les elpro duc to pro tei co del gen abl se com por -ta co mo una ti ro si na ki na sa (agre ga gru -pos fos fa to a los re si duos ti ro si na de laspro teí nas blan co), que se ac ti va por launión de fac to res de cre ci mien to a los re -cep to res de mem bra na. Por lo tan to, sufun ción se vin cu la con la ca de na de se ña -les in tra ci to plas má ti cas que lle van a unacé lu la a pro li fe rar. La pro xi mi dad de losge nes abl y bcr ge ne ra la sín te sis de unapro teí na de fu sión de 210 kDa de no mi -na da p210, de ma yor ta ma ño que el pro -duc to del gen abl nor mal. La p210 esuna ti ro si na ki na sa mu cho más po ten te,que es ti mu la de ma ne ra ex ce si va la pro li -fe ra ción de las cé lu las mie loi des.

Más allá de la trans lo ca ción la evo lu -ción a una fa se más agre si va, ca rac te ri za -da por cé lu las po co di fe ren cia das, de pen -de ría de mo di fi ca cio nes en los ge nes su -pre so res de tu mor p53 y Rb. Mien tras enla fa se cró ni ca es tos ge nes se en cuen traninal te ra dos, en las cri sis blás ti ca se cons -ta tan con cier ta fre cuen cia mo di fi ca cio -nes en sus se cuen cias. Se re por ta ron ca -sos don de se de tec ta ron mu ta cio nes en elgen p53 al co mien zo de la cri sis blás ti ca,que de sa pa re cie ron al re gre sar a la fa secró ni ca y es ta ble.

En al gu nos ca sos de leu ce mia lin fo -blás ti ca agu da pue de ve ri fi car se la pre -sen cia de cro mo so ma Ph, aun que la pro -teí na de fu sión es un po co más pe que ñaya que el pun to de rup tu ra ocu rre enotro si tio. Otra trans lo ca ción de in te résse cons ta ta en 85% de los lin fo mas fo li -cu la res de cé lu las B. Ocu rre en tre losbra zos lar gos de los cro mo so mas 14 y18, y co lo ca al gen bcl2 en la ve cin daddel gen del seg men to J de la ca de na pe -sa da de las in mu no glo bu li nas. La con se -cuen te so bre pro duc ción de la pro teí nabcl2 (una GTP-bin ding pro tein) blo -quea los me ca nis mos de apop to sis y pro -lon ga la su per vi ven cia de las cé lu las neo -plá si cas. En con di cio nes nor ma les, lapro teí na bcl2 fre na la muer te ce lu larpro gra ma da en las cé lu las B de me mo -ria, per mi tien do el man te ni mien to de lares pues ta in mu ne.

La leu ce mia de cé lu las T del adul toaso cia da al HTLV-I cur sa ge ne ral men tecon lin fo ci to sis co mo úni ca ma ni fes ta -ción. Los ca sos que pro gre san a leu ce miaagu da mues tran anor ma li da des en el genp53. Por lo tan to, la in fec ción vi ralcons ti tui ría el even to ini cial, mien traslas mu ta cio nes del p53 de ter mi na rían supro gre sión. Tal vez las al te ra cio nes de losge nes su pre so res de tu mor in ter vie nenex clu si va men te en la evo lu ción de la en -fer me dad, pe ro no lo ha cen en la ini cia -ción de la mis ma.

Las pers pec ti vas in me dia tas de apli -ca ción de los co no ci mien tos lo gra dos enlos as pec tos mo le cu la res de las leu ce miasson mu chas. En pri mer lu gar, fa ci li tan eldiag nós ti co; el aná li sis mo le cu lar y la de -tec ción de los de fec tos ge nó mi cos co no -ci dos tie ne una sen si bi li dad su fi cien tepa ra in di vi dua li zar una cé lu la leu cé mi caen un mi llón de cé lu las nor ma les. Así, espo si ble de ter mi nar las cé lu las leu cé mi cas

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re ma nen tes lue go de ci clos in ten si vos detra ta mien to, con el ob je ti vo de de ci dir lacon ti nui dad o no del mis mo. Por otrapar te, cier tos mar ca do res mo le cu la respo drían em plear se co mo in di ca do res depro nós ti co.

¿Go na do tro fi na co mo mar ca doruni ver sal?

El pri mer mar ca dor de tu mor fuedes crip to a me dia dos del si glo pa sa dopor Sir Henry Ben ce Jo nes, quien re por -tó la pre sen cia de una pro teí na en la ori -na de pa cien tes con mie lo ma. Es ta pro -teí na, lue go bau ti za da con el nom bre desu des cu bri dor, co rres pon día a la ca de nali via na de la IgG, ela bo ra da y ex cre ta daen ex ce so por las cé lu las neo plá si cas. Elal to gra do de di fe ren cia ción de las cé lu -las del mie lo ma po si bi li ta la se cre ción dein mu no glo bu li nas, al igual que las cé lu -las plas má ti cas nor ma les. La in mu no glo -bu li na mo no clo nal de tec ta da en la san -gre de los pa cien tes con mie lo ma re ci beel nom bre de com po nen te M, que pue deevi den ciar se a tra vés del aná li sis elec tro -fo ré ti co. Des de aquel des cu bri mien tohas ta la ac tua li dad, el nú me ro de mar ca -do res tu mo ra les dis po ni bles se ha in cre -men ta do de ma ne ra no ta ble, tan to enneo pla sias he má ti cas co mo só li das. Noobs tan te, el vie jo an he lo de iden ti fi carun bio mar ca dor con fia ble –sen si ble y es -pe cí fi co– pa ra ca da va rian te tu mo ral fuetrans for mán do se en una em pre sa ca davez me nos fac ti ble y el des cu bri mien tode un mar ca dor ge ne ral, aso cia do a cual -quier pro ce so can ce ro so, se con vir tió enuna uto pía.

Es tu dios re cien tes po drían abrir unapuer ta ha cia la iden ti fi ca ción de un po si -ble mar ca dor co mún de cán cer. Se de -mos tró la ex pre sión de la hor mo na go na -

do tro fi na co rió ni ca hu ma na (hCG) –es -pe cí fi ca men te de su ca rac te rís ti ca subu -ni dad β– en un nú me ro con si de ra ble delí neas ce lu la res de cán ce res de ori gen hu -ma no, in clu yen do neo pla sias ge ni tou ri -na rias, di ges ti vas, de par tes blan das yhue so, del sis te ma ner vio so y he mo lin -foi des. Dis tin tas lí neas de cé lu las fe ta lesy neo pla sias pla cen ta rias em plea das co -mo con tro les mos tra ron tam bién la ex -pre sión de hCGβ. Más allá de las re vo lu -cio na rias im pli ca cio nes diag nós ti cas y te -ra péu ti cas, los re sul ta dos ra ti fi ca rían, enpri mer lu gar, el con cep to que sos tie neque el cán cer es un pro ble ma del de sa -rro llo y la di fe ren cia ción ce lu lar.

La hCG es una sia lo gli co pro teí naela bo ra da nor mal men te por el sin ci cio -tro fo blas to pla cen ta rio, con se me jan zases truc tu ra les no to rias con las hor mo nasade no hi po fi sa rias lu tei ni zan te (LH), fo -li cu loes ti mu lan te (FSH), ti ro tró fi ca(TSH) y del cre ci mien to (STH). To dasse com po nen de dos su bu ni da des di fe -ren tes, de no mi na das α y β, li ga das porunio nes no co va len tes. La su bu ni dad αes vir tual men te idén ti ca en es tas hor mo -nas, mien tras que la su bu ni dad β po seeuna va ria bi li dad im por tan te, que con -fie re la ac ti vi dad bio ló gi ca es pe cí fi ca aca da una. A su vez, la hCGβ po see unaho mo lo gía de apro xi ma da men te 80%res pec to de la LHβ, he cho que las ubi caco mo las hor mo nas gli co pro tei cas máscer ca nas des de el pun to de vis ta es truc -tu ral. Las di fe ren cias en tre la hCG y laLH re si den en un ex tre mo adi cio nal car -bo xi ter mi nal pre sen te en la su bu ni dad βde la hCG, una re gión de unos 30 ami -noá ci dos. Am bas su bu ni da des pep tí di -cas de la hCG con tie nen dos com ple josbian te na rios de car bo hi dra tos, aso cia doscon va len te men te a re si duos de as pa ra gi -na a tra vés de unio nes N-glu co sí di cas.

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La con fi gu ra cion tri di men sio nal he te ro -di mé ri ca com ple ta de la hCG per mi te sure co no ci mien to por un re cep tor es pe cí fi -co de mem bra na, co mún con la LH.Apa ren te men te, la su bu ni dad β de ter mi -na la es pe ci fi ci dad de la unión, aun que lasu bu ni dad α se ría tam bién in dis pen sa blepa ra ese re co no ci mien to. Por otra par te,la pre sen cia de car bo hi dra tos, en es pe cialel áci do siá li co en la su bu ni dad β, si bienno in dis pen sa ble pa ra la unión al re cep -tor, es crí ti ca pa ra la ac ti vi dad bio ló gi cade la hor mo na so bre la cé lu la blan co.

Exis ten vín cu los bas tan te con sis ten -tes en tre la pre sen cia de hCG y trans for -ma ción neo plá si ca. Em plean do mé to doscuan ti ta ti vos en ci to me tría de flu jo, sede mos tró la pre sen cia de hCG, sus su bu -ni da des y al gu nos frag men tos de la hor -mo na, aso cia dos a la mem bra na de cé lu -las can ce ro sas de más de 80 lí neas pro ve -nien tes de la ATCC (Ame ri can Ty peCul tu re Co llec tion), al go así co mo unagran bi blio te ca de lí neas ce lu la res usa dasin ter na cio nal men te (Cua dro 9-7). Tam -bién se en con tró la pre sen cia de hCG ente ji dos tu mo ra les ais la dos de pa cien tes y laex pre sión si mul tá nea de la su bu ni dad βde es ta hor mo na y de aque lla co rres pon -dien te a la LH en cé lu las can ce ro sas. Es -tos re sul ta dos otor gan tras cen den cia a laac ti va ción del gen hCGβ-LHβ en te ji -dos neo plá si cos, uni dos a la sos pe cha deque la hor mo na del em ba ra zo po see cier -tas pro pie da das quí mi cas y fi sio ló gi casde un ver da de ro fac tor de cre ci mien to.Se co mu ni có tam bién el es tu dio delRNA men sa je ro de la hCGβ en lí neas decar ci no mas, sar co mas, neo pla sias ma lig -nas del sis te ma ner vio so y lin fo mas. Lame to do lo gía se va lió de las téc ni cas mo -der nas de la bio lo gía mo le cu lar, in clu -yen do la reac ción en ca de na de la po li -me ra sa (PCR) pa ra am pli fi car el men sa -

je del gen de la hCGβ a par tir de ex trac -tos de RNA to tal. Los re sul ta dos mos tra -ron ac ti va cio nes sim ples y múl ti ples delgen de la hCGβ en to das las lí neas tu mo -ra les ana li za das.

Re sul ta ine lu di ble acep tar que res tanmu chos es tu dios en pa cien tes por ta do resde cán cer pa ra de ter mi nar los al can ces delos ha llaz gos re por ta dos. Si bien se ma -ne jan al gu nos da tos de tu mo res ana li za -dos in me dia ta men te des pués de su ex tir -pa ción qui rúr gi ca, la ma yor par te de lasevi den cias pro vie nen de in ves ti ga cio nesen cé lu las can ce ro sas cul ti va das. El pro -ce so de adap ta ción de las cé lu las tu mo ra -les a un am bien te ar ti fi cial, co mo ocu rreen el cul ti vo in vi tro, lle va ría a las mis -mas a ad qui rir for mas de cre ci mien tomuy par ti cu la res. Por otra par te, de de -mos trar se la ex pre sión del gen de la hCGen una am plia ga ma de tu mo res in vi vo,res ta rían to da vía es tu dios pa ra de mos trarsi esa ex pre sión pue de de tec tar se a tra vésde mé to dos con ven cio na les en la san greo en la ori na de los pa cien tes con cán cer,de la mis ma for ma que se va lo ra la hCGen las mu je res em ba ra za das o en aque llascon neo pla sias ges ta cio na les. Es de cirque de be rían con du cir se en sa yos en granes ca la pa ra es ti mar la sen si bi li dad y la es -pe ci fi ci dad del nue vo bio mar ca dor pa raca da va rian te tu mo ral.

De to das for mas, si se ha ce un re pa -so de los da tos bi blio grá fi cos dis po ni bles,los in di cios apun ta rían a que la ex pre siónhCGβ es un sig no dis tin ti vo de las cé lu -las fe ta les y can ce ro sas in vi vo, que las di -fe ren cia de los te ji dos no em brio na rios yde las neo pla sias be nig nas. Va rios re por -tes de mos tra ron la pre sen cia de hCGβen un ran go de 14 a 79% en cán ce resma ma rios, ve si ca les, gas troin tes ti na les,gi ne co ló gi cos y pul mo na res. Más aún,en 1956 se co mu ni có que el tra ta mien to

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qui mio te rá pi co in du jo la de cli na ción delos ni ve les de hCGβ en un pa cien te conme la no ma. Así, el fe no ti po trans for ma -do in clui ría la ex pre sión de hCGβ, nosó lo en tu mo res tro fo blás ti cos o de lascé lu las ger mi na les, si no tam bién en mu -chos otros tu mo res só li dos y pa to lo gíason co he ma to ló gi cas. Ade más, los en sa yos

pa ra re co no cer la pre sen cia de hCGβ enfluí dos bio ló gi cos po drían ser úti les pa raes ti mar la car ga tu mo ral. Al ter na ti va -men te, la hor mo na po dría em plear se co -mo blan co pa ra es tu dios de ima gen conan ti cuer pos mar ca dos.

Pa ra dó ji ca men te, los acon te ci mien -tos bio ló gi cos que tie ne lu gar du ran te la

Cua dro 9-7. Ex pre sión de hCGβ en cé lu las can ce ro sas. Al gu nas lí neas ce lu la resde cán cer de ori gen hu ma no pro ve nien tes de la ATCC (Ame ri can Ty pe Cul tu re Co -llec tion) que mos tra ron ac ti va cio nes sim ples y múl ti ples del gen de la hCGβ. Se es tu -dia ron los RNA men sa je ros de la hCGβ, com ple tan do in ves ti ga cio nes pre vias que in -di ca ban la pre sen cia del co rres pon dien te pro duc to pro tei co. (Mo di fi ca do de Cán cerHoy, año 2 nú me ro 11: “hCG, ¿el bio mar ca dor uni ver sal?”.)

Controles

Carcinomas

Sarcomas

Tumores de piel

Tumores del sistemanervioso

Neoplasias linfoides

Línea

JEG-3JAR

Detroit 562A 549SK-MES-1MDA-MB-436SW-620RT4PC-3Hela 229

KHOS/NPRD

HT-144RPMI-7951

U-87MGHs 683IMR32DaoyY79

JiyoyeHs 445

Tipo tumoral

CoriocarcinomaCoriocarcinoma

Adenocarcinoma de faringeAdenocarcinoma de pulmónCarcinoma escamoso de pulmónAdenocarcinoma mamarioAdenocarcinoma de colonCarcinoma transicional de vejigaAdenocarcinoma de próstataAdenocarcinoma de cérvix

OsteosarcomaRabdomiosarcoma

MelanomaMelanoma

AstrocitomaGlioma malignoNeuroblastomaMeduloblastomaRetinoblastoma

Linfoma de BurkittLinfoma de Hodgkin

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re pro duc ción y el cán cer co mien zan amos trar se ca da vez más li ga dos. En es tesen ti do, la pla cen ta ción, la di fe ren cia -ción, el de sa rro llo y la trans for ma ciónma lig na ocu rri rían si guien do me ca nis -mos ge né ti cos y bio quí mi cos se me jan tes.El pa pel es pe cí fi co de la hCGβ en la fi -sio pa to lo gía del cre ci mien to y la di se mi -na ción de los tu mo res per ma ne ce aúnsin acla rar. Po dría es pe cu lar se que, másallá de los fac to res que pu die ron dar ori -gen a un cán cer –he ren cia, vi rus, agen tesquí mi cos o ra dian tes–, la ex pre sión deva rias gli co pro teí nas en la su per fi cie delas cé lu las tu mo ra les es ha bi tual y par ti -ci pan di rec ta men te en los fe nó me nos dein va sión y me tás ta sis. La to le ran cia in -mu no ló gi ca que se de sa rro lla en una mu -jer em ba ra za da y en un in di vi duo por ta -dor de cán cer cons ti tu ye tam bién unpun to de con tac to que po dría te ner co -mo ne xo a la hCG.


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El diag nós ti co clí ni co de una en fer -me dad de pen de de una ade cua da re co pi -la ción de sín to mas y sig nos, la dis po ni bi -li dad de prue bas de la bo ra to rio con fia -bles y de téc ni cas de diag nós ti co porima gen y, por so bre to das las co sas, de unen fo que ló gi co del pro ble ma. Po dría in -cluir se en es ta lis ta una cuo ta in fal ta blede “ar te” e in tui ción al mo men to de en -fren tar se a los cua dros de más di fí cildiag nós ti co. To do mé di co –cons cien te oin cons cien te men te– in ten ta ajus tar losda tos que va re ci bien do a par tir de sín to -mas, sig nos y exá me nes com ple men ta -rios den tro del mar co de al gún sín dro meco no ci do, que res pon da a una de ter mi -na da fun ción u ór ga no afec ta dos.

Un sín dro me, si bien no iden ti fi ca elori gen de la en fer me dad, per mi te li mi tarlas dis tin tas po si bi li da des de diag nós ti coy de ter mi nar con pre ci sión los es tu diosne ce sa rios pa ra lle gar al mis mo. En cam -bio, cuan do el per fil de la en fer me dadque afec ta a un pa cien te no se aco mo daden tro de un sín dro me, el diag nós ti co esmás com pli ca do y la ta rea del mé di cosue le ase me jar se a la de un de tec ti ve.Afor tu na da men te, una bue na par te delos diag nós ti cos se re suel ve de ma ne rasen ci lla y, aun que el mis mo po dría sercon si de ra do pre sun ti vo, la pro ba bi li dadde ser co rrec to es tan al ta que al can za pa -ra to mar una de ci sión te ra péu ti ca ati na -da. En otras cir cuns tan cias, el aba ni co depo si bi li da des diag nós ti cas es tan am plioy tan va ria do, que el mé di co se ve obli ga -do a va ler se de exá me nes com ple men ta -rios me nos fa li bles, in clu yen do los es tu -dios his to pa to ló gi cos y mi cro bio ló gi cos,que brin dan un al to gra do de cer te zacuan do son po si ti vos.

El pa pel del diag nós ti co his to pa to ló gi co

En on co lo gía, la his to pa to lo gía seeri ge en la ba se del diag nós ti co y de lasde ci sio nes te ra péu ti cas. Pe ro, a di fe ren ciade lo que mu chos su po nen, el diag nós ti -co his to pa to ló gi co es tá le jos de ser in fa li -ble. Pro ba ble men te to dos los pa tó lo gosacep ten que la in ter pre ta ción de un cor -te es, en cier ta for ma, muy sub je ti va, yque es ta in ter pre ta ción, co mo el diag -nós ti co fi nal, pue de mo ver se en un es -pec tro de po si bi li da des re la ti va men team plio. Exis ten po cos tra ba jos que ana -li zan de un mo do cien tí fi co la re pro du ci -bi li dad del diag nós tico his to pa to ló gi coen tre dis tin tos ser vi cios. Igual men te, loses ca sos da tos dis po ni bles in di can que enal re de dor de la ter ce ra par te de los ca sosde ma yor di fi cul tad se com prue ban de sa -cuer dos en tre los diag nós ti cos de dis tin -tos pa tó lo gos. En mu chas de esas cir cuns -tan cias, el diag nós ti co trae apa re ja do unade ci sión te ra péu ti ca muy es pe cí fi ca, quepo dría ser erró nea o con flic ti va.

En los lin fo mas no-Hodg kin se en -cuen tran las ma yo res di fi cul ta des en lasin ter pre ta cio nes. Un es tu dio rea li za doha ce más de 10 años de mos tró que en trelos pa tó lo gos no es pe cia li za dos pue decom pro bar se un acuer do ab so lu to en eldiag nós ti co de lin fo mas en ape nas 35%de los ca sos, mien tras ese por cen tual seele va a 70% en tre los ex per tos. Tra ba josmás re cien tes arro ja ron re sul ta dos se me -jan tes, tan to en el diag nós ti co de lin fo -mas, co mo de le sio nes bor der li ne de laglán du la ma ma ria y dis pla sias co ló ni cas.

La sub je ti vi dad de la his to pa to lo gíaen los ca sos más com pli ca dos no es un

10. TÉC NI CAS EN ON CO LO GÍA MO LE CU LAR

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pro ble ma nue vo y no exis te un mé to docien tí fi ca men te com pro ba do pa ra arri -bar a una con clu sión de fi ni ti va. An teuna du da, la al ter na ti va es re cu rrir a laopi nión de va rios pa tó lo gos (si son ex -per tos en el te ma, me jor) y es pe rar queto dos, o al me nos la ma yo ría, coin ci danen el diag nós ti co. No obs tan te, cuan dolas dis cor dan cias en tre las opi nio nes sonmuy re le van tes y afec tan a la de ci sión te -ra péu ti ca fi nal, la di ná mi ca de es te “sis te -ma de mo crá ti co” pa ra de fi nir el diag nós -ti co se rom pe y to do se com pli ca. A ve cesla ins tan cia fi nal es re cu rrir al ex per to conma yor cre di bi li dad en la co mu ni dadcien tí fi ca y con fiar en su opi nión.

In mu no his to quí mi ca: pri me raapro xi ma ción al diag nós ti co mo le cu lar

Las co lo ra cio nes es pe cia les, y en es -pe cial las téc ni cas in mu no his to quí mi cas,in tro du cen da tos au xi lia res que se su many en ri que cen a las ob ser va cio nes mor fo -ló gi cas. Di cho en tér mi nos sim ples, lain mu no his to quí mi ca con sis te en la de -tec ción de un ele men to pre sen te en uncor te de te ji do me dian te an ti cuer pos es -pe cí fi cos. Por lo ge ne ral se em plea unpri mer an ti cuer po di ri gi do con tra el an -tí ge no en cues tión y un se gun do an ti -cuer po que re co no ce al pri me ro, uni do auna en zi ma co mo la pe ro xi da sa o la fos -fa ta sa al ca li na. La ex po si ción del cor te alsus tra to en zi má ti co co rres pon dien te re -ve la rá un cam bio de co lor en el si tio deex pre sión del ele men to de in te rés (ma -rrón pa ra la pe ro xi da sa, ro jo pa ra la fos -fa ta sa). Sin em bar go, es ta me to do lo gíano arro ja re sul ta dos to tal men te re pro du -ci bles y re sul ta im pres cin di ble con tarcon con tro les po si ti vos y ne ga ti vos (Cua -dro 10-1). Ade más, mu chos reac ti vos o

an ti cuer pos no se en cuen tran ca rac te ri -za dos de ma ne ra ade cua da y va rían en trelos dis tin tos pro vee do res.

El op ti mis mo ini cial al irrum pir lain mu no his to quí mi ca en el mer ca do–cuan do se su po nía que iba a trans for -mar la his to pa to lo gía en una cien ciaexac ta– se trans for mó en una cre cien tedes con fian za, mo ti vo de con flic tos. Laenor me va ria bi li dad de los pro duc tosque se co mer cia li zan, los mé to dos que seem plean y la for ma que se in ter pre tan losre sul ta dos, han pa sa do a ocu par en la ac -tua li dad el fo co de la tor men ta.

Las me di das que bus can li mi tar al -gu nos pro ble mas in clu yen el con trol deca li dad es tric to de las téc ni cas y los ma -te ria les em plea dos, el de sa rro llo de con -tro les de tin ción uni ver sa les que pue danser uti li za dos por to dos los la bo ra to rios yla im ple men ta ción de pro gra mas pe rió -di cos pa ra la va lo ra ción de la efi cien ciade las téc ni cas in mu no his to quí mi cas ento dos los ser vi cios de pa to lo gía. Por otrapar te, se es pe ra que la di fu sión de los sis -te mas au to ma ti za dos en la pre pa ra ciónde co lo ra cio nes in mu no his to quí mi casfa ci li te aún más la re pro du ci bi li dad delos re sul ta dos.

Te nien do en cuen ta las va ria cio nesde las téc ni cas in mu no his to quí mi cas, lain ter pre ta ción de re sul ta dos re quie re decier to en tre na mien to y ex pe rien cia. Elob ser va dor no só lo de be sa ber re co no ceruna reac ción po si ti va en un cor te, si notam bién aten der a la na tu ra le za de ca date ji do y a las pro pie da des es pe cí fi cas delan ti cuer po en uso. In clu si ve, se re quie reun co no ci mien to pro fun do de la na tu ra -le za de la le sión en es tu dio y ha bi li dadpa ra com bi nar los cri te rios mor fo ló gi coscon ven cio na les con los da tos de ri va dosdel aná li sis in mu no his to quí mi co. La in -ter pre ta ción de re sul ta dos, par ti cu lar -

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men te en pa to lo gía tu mo ral, pue de serries go sa en ma nos de pro fe sio na les no es -pe cia li za dos. Así, de be ser el pa to ló go,fa mi lia ri za do con la ob ser va ción mi cros -có pi ca y en tre na do en téc ni cas in mu no -his to quí mi cas, quien lle ve a ca bo el es tu -dio aten dien do a una ver da de ra uti li dady a sus li mi ta cio nes.

El de sa rro llo de nue vos an ti cuer posmo no clo na les fa ci li tó la in tro duc ción delos mé to dos in mu no ci to quí mi cos en lade tec ción de re cep to res de es tró ge no ypro ges te ro na en biop sias de tu mo res.Apa ren te men te, la in mu no ci to quí mi caapli ca da so bre cor tes por con ge la ciónpo dría igua lar –y aun su pe rar– en sen si -bi li dad y es pe ci fi ci dad a los en sa yos bio -quí mi cos en frac ción ci to só li ca. Ca da vezse su man más evi den cias que in di ca ríanque es po si ble pre de cir ade cua da men te la

res pues ta hor mo nal y co rre la cio nar losre sul ta dos con la su per vi ven cia glo bal yel in ter va lo li bre de en fer me dad. Ade -más, al gu nos la bo ra to rios co men za ron aem plear téc ni cas in mu no ci to quí mi caspa ra va lo rar re cep to res de es tró ge no enmues tras fi ja das en for ma li na e in clui dasen pa ra fi na, con re sul ta dos alen ta do res.Sin em bar go, la re pro du ci bi li dad de es -tos en sa yos en tre los di fe ren tes la bo ra to -rios no es to da vía la ideal. Por otra par te,la fi ja ción en for mol y los mé to dos mo -der nos de res ca te an ti gé ni co me dian te elca len ta mien to con mi croon das cau sanun efec to de le té reo en al gu nos de los epi -to pes re co no ci dos por los an ti cuer posmo no clo na les en uso.

En los úl ti mos tiem pos se pro du jo elad ve ni mien to de una se gun da ge ne ra -ción de an ti cuer pos mo no clo na les ob te -

Cua dro 10-1. Ti pos de con tro les en in mu no his to quí mi ca. La fi ja ción y el pro ce -sa mien to del ma te rial em plea do co mo con trol de re fe ren cia de be rea li zar se con losmis mos mé to dos uti li za dos pa ra el te ji do en es tu dio. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año3, nú me ro 17: “El ma nual de las cer te zas equí vo cas”.)

CONTROL

POSITIVO

NEGATIVO(Específico)

NEGATIVO(Inespecífico)

MATERIAL

Tejidos o células que contienen el antígeno en estudio.

Tejidos o células que habitualmente son negativaspara el antígeno en estudio.

Tejidos de la pieza que contienen componentes semejantes al tejido patológicoen estudio.

OBJETIVO

Controlar todos los pasos de latécnica.Valorar la intensidad de la reacción para efectuar comparaciones semicuantitativas.

Detectar reacciones cruzadas.

Valorar el background o “coloración de fondo” de la técnica.

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ni dos por tec no lo gía re com bi nan te, quere co no cen los epi to pes más re sis ten tesdel re cep tor de es tró ge no. Es tos an ti -cuer pos per mi ti rían me jo rar la sen si bi li -dad y la re pro du ci bi li dad de los mé to dosin mu no ci to quí mi cos so bre te ji dos fi ja -dos en for ma li na y so me ti dos a res ca tean ti gé ni co con mi croon das. Los más op -ti mis tas con si de ran que es te pro ce di -mien to po dría reem pla zar a los en sa yosbio quí mi cos. De to das for mas, mien trasla in mu no ci to quí mi ca no in tro duz ca dema ne ra ru ti na ria la cuan ti fi ca ción, di fí -cil men te reem pla za rá a los mé to dos ci to -só li cos tra di cio na les, pues to que se co no -ce que la con cen tra ción de los re cep to resde es tró ge no en el cán cer ma ma rio tie neun ma yor va lor pre dic ti vo que el sim pleda to de po si ti vi dad o ne ga ti vi dad.

Más allá de los in con ve nien tes men -cio na dos más arri ba, exis ten evi den ciassu fi cien tes pa ra acep tar que la in mu no -his to quí mi ca con tri bu ye de ma ne ra sig -ni fi ca ti va, y en al gu nas cir cuns tan ciasirreem pla za ble, al tra ba jo del pa tó lo go.En los tu mo res ana plá si cos, las téc ni casin mu no his to quí mi cas mo di fi can el diag -nós ti co de car ci no ma o lin fo ma en cer cade 50% de los ca sos. Ade más, se con si de -ra que la in mu no his to quí mi ca co la bo raen el diag nós ti co en la mi tad de los tu -mo res y es con fir ma to ria en la mi tad res -tan te. Se gún al gu nos es pe cia lis tas, la es -tan da ri za ción de los mé to dos, su ma do alaná li sis de imá ge nes me dian te sis te mascom pu ta do ri za dos, am plia rá las apli ca -cio nes de la in mu no his to quí mi ca y brin -da rá una ma yor con fia bi li dad en el diag -nós ti co his to pa to ló gi co.

Clo na do mo le cu lar del DNA

La in mu no his to quí mi ca, co mocual quier otro pro ce di mien to que sir va

pa ra iden ti fi car de ma ne ra pre ci sa unele men to ce lu lar, cons ti tu ye una pri me -ra apro xi ma ción al es tu dio mo le cu lar.Una pro teí na –o una pe que ña por ciónde la mis ma– pue de ser iden ti fi ca da atra vés de un an ti cuer po es pe cí fi co; lapro teí na de tec ta da res pon de a una se -cuen cia par ti cu lar de ami noá ci dos y, asu vez, esa se cuen cia pep tí di ca de pen dede una se cuen cia par ti cu lar de ba ses ni -tro ge na das en el gen co rres pon din te. Enotras pa la bras, al iden ti fi car la pro teí nase tra ba ja con el pro duc to del gen, pe rono con el pro pio gen.

Si bien el pro duc to pro tei co es el ele -men to que en úl ti ma ins tan cia des plie galas fun cio nes co di fi ca das en el gen (si elgen no se ex pre sa, és te ca re ce de efec tosso bre el com por ta mien to ce lu lar), re sul -ta ne ce sa rio co no cer la se cuen cia ori gi naldel áci do nu clei co que co di fi có a la pro -teí na. Es te plan teo cons ti tu ye uno de loscon cep tos bá si cos de la ge né ti ca mo le cu -lar y el fun da men to que per mi te la pro -duc ción de pro teí nas re com bi nan tes.

El clo na do mo le cu lar es el pro ce sopor el cual se ma ni pu la el DNA pa ra po -der ge ne rar co pias del mis mo pa ra ha cersu ma ne jo más sen ci llo y ac ce si ble. Lastéc ni cas de re com bi na ción del DNAhan he cho po si ble el es tu dio de ta lla dode los com po nen tes ge né ti cos de di ver -sas en fer me da des. El de no mi na dor co -mún de to dos los ex pe ri men tos de clo -na do es la in tro duc ción en una cé lu lahués ped de una mo lé cu la de DNA. Es taes ca paz de re pli car se en pa ra le lo con elge no ma de la cé lu la hués ped, pe ro seman tie ne en un es ta do epi so mal, es de cirno in te gra do al ge no ma.

La for ma más sim ple de clo na doocu rre na tu ral men te cuan do un bac te -rió fa go (o “fa go”) in fec ta a una Es che ri -chia co li y se for ma una pla ca de fa go

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con te nien do la pro ge nie de la par tí cu lain fec tan te. Se han ge ne ra do de ri va dos debac te rió fa gos al te ra dos ge né ti ca men te enlos cua les pue den in tro du cir se seg men tosde ge no ma fo rá neo me dian te ma ni pu la -ción en zi má ti ca del DNA, per mi tien dola ge ne ra ción de mo lé cu las re com bi nan -tes.

Vec to res de clo na do

En ge ne ral, las mo lé cu las de DNAre com bi nan te son ais la das por clo na ciónen E. co li, de bi do a que las pro pie da desde es ta bac te ria son am plia men te co no ci -das y po see un pe río do de du pli ca ciónmuy cor to. Se cons tru ye ron vec to res pa -ra la trans fe ren cia de DNA en bac te riasque fa ci li tan el clo na do. Exis ten cua troti pos prin ci pa les de vec to res: plás mi dos,bac te rió fa gos lamb da, cós mi dos y bac te -rió fa gos fi la men to sos.

Los plás mi dos exis ten nor mal men teen bac te rias co mo mo lé cu las de DNAcir cu la res ex tra cro mo só mi cas. Son di se -ña dos pa ra con te ner un mar ca dor de se -lec ción, un gen que co di fi ca un fac torde re sis ten cia a un an ti bió ti co que, enpre sen cia de ese an ti bió ti co, per mi te elcre ci mien to se lec ti vo de las bac te riasque efec ti va men te in cor po ra ron el plás -mi do. In clu yen tam bién un si tio de ori -gen de re pli ca ción, que sir ve pa ra que elplás mi do se du pli que in de pen dien te -men te del ge no ma bac te ria no, y un si tiode no mi na do “de clo na do”, don de es po -si ble in ser tar el DNA de in te rés. Al pro -pa gar el plás mi do re com bi nan te en bac -te rias se lo gran can ti da des sig ni fi ca ti vasde un DNA da do. El DNA clo na dopue de lue go ser ana li za do en su se cuen -cia u or ga ni za ción y en su po ten cial pa -ra ser vir de mol de pa ra la sín te sis de unapro teí na.

El bac te rió fa go lamb da es ca paz decre cer tan to de un mo do lí ti co co mo li -so gé ni co. Cuan do cre ce en for ma lí ti ca,pro du ce mu chas co pias de su ge no ma,las em pa ca en nue vas par tí cu las in fec -tan tes y li sa la cé lu la hués ped pa ra li be -rar su pro ge nie. Cuan do cre ce en for mali so gé ni ca, in ser ta su DNA en el ma te -rial ge né ti co de la cé lu la hués ped, don dese re pli ca en for ma con jun ta. El fa golamb da es muy útil co mo vec tor de clo -na do da do que apro xi ma da men te unter cio de su ge no ma no es in dis pen sa blepa ra el cre ci mien to lí ti co. Los fa goslamb da per mi ten el clo na do de frag -men tos de DNA re la ti va men te pe que -ños, de has ta 20 kb; al gu nos ge nes sonmuy gran des y ex ce den ese ta ma ño. Loscós mi dos son un gru po de vec to res quecom bi nan al gu nas de las me jo res ca rac -te rís ti cas de las fa gos lamb da y de losplás mi dos, pu dién do se in ser tar en elvec tor más de 40 kb.

Los vec to res de ri va dos de bac te rió -fa gos fi la men to sos son usa dos por quepue de ma ne jar se DNA cir cu lar de ca de -na sim ple o de do ble ca de na. El DNAde do ble ca de na es in tro du ci do en lascé lu las, se re pli ca y ori gi na nue vas mo lé -cu las. Las mo lé cu las de ca de na sim pleson em pa ca das y se cre ta das fue ra de lacé lu la. És tas pue den ser pu ri fi ca das delso bre na dan te ce lu lar y usa das pa ra se -cuen ciar el DNA o pa ra ex pe ri men tosde mu ta gé ne sis.

En zi mas de res tric ción

To das las ta reas ne ce sa rias pa ra elclo na do son po si bles de bi do a la exis ten -cia de una ba te ría de en zi mas ca pa ces decor tar, unir y ge ne rar tro zos de DNA.Las en zi mas de res tric ción son de im por -tan cia cen tral en el pro ce so de clo na do.

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Son en zi mas de ri va das de pro ca rion tes,cu ya fun ción en es tos or ga nis mos es lade ac tuar co mo una ba rre ra de fen si va de -gra dan do DNA fo rá neo, co mo el quepue de pro ve nir de un bac te rió fa go in fec -tan te. Es tas en zi mas cor tan el DNA só loen re gio nes con una se cuen cia es pe cí fi ca.Al gu nas pue den pro du cir el cli va je de lasdos ca de nas en un pun to me dio, dan dolu gar a un cor te ne to (blunt end). Otras,en cam bio, pro du cen cor tes ses ga dos,que ge ne ran ex tre mos de una so la ca de -na que pue den apa rear se con se cuen ciascom ple men ta rias. Es tos ex tre mos, de no -mi na dos “pe ga jo sos” (sticky ends), tie -nen la ca pa ci dad de unir se a frag men toscom ple men ta rios cor ta dos por la mis maen zi ma.

La pro pie dad fun da men tal de es tasen zi mas es su gran es pe ci fi ci dad, tan toen el re co no ci mien to pre ci so de su si tiode cor te co mo en lo pre de ci ble que re -sul ta co no cer los frag men tos que ge ne -ra rá. En otras pa la bras, cuan do se ne ce -si ta cor tar un frag men to pa ra su clo na -ción en un vec tor, es po si ble ha cer lo enuna for ma al ta men te con tro la da. Unavez cor ta do el frag men to de DNA de in -te rés y abier to el vec tor de clo na do, sepro ce de a unir am bos frag men tos me -dian te otra en zi ma, la T4 DNA li ga sa.

Los ma pas de res tric ción ayu dan acon fir mar la co rrec ta orien ta ción del in -ser to y, fi nal men te, el plás mi do con te -nien do el DNA re com bi nan te, se in tro -du ce en bac te rias me dian te téc ni cas detrans fec ción. Las bac te rias que efec ti va -men te in cor po ran el plás mi do y ex pre -san sus se cuen cias pue den se lec cio nar se atra vés de la ex po si ción a an ti bió ti cos es -pe cí fi cos. Co mo el plás mi do in clu ye unfac tor de re sis ten cia, só lo las bac te riasque lo con tie nen son re sis ten tes al tra ta -mien to.

Nort hern blot, hi bri diza ción in si tu y Wes tern blot

El Nort hern blot es uti li za do pa raana li zar RNA. Un RNA to tal o pu ri fi ca -do se se pa ra de acuer do con su ta ma ñoen un gel de aga ro sa y se trans fie re a unamem bra na. En el úl ti mo pa so, los RNAsse pa ra dos se re ve lan con una son da mar -ca da con ra diac ti vi dad o fluo res cen cia.La son da es una se cuen cia de áci do nu -clei co es pe cí fica y com ple men ta ria pa rael RNA de in te rés (Cua dro 10-2). La hi -bri di za ción in si tu es otra téc ni ca muyútil que per mi te la de tec ción di rec ta deáci dos nu clei cos, en el mis mo lu gar queocu pan en una cé lu la o en un te ji do.Pue den de tec tar se se cuen cias de DNAen los cro mo so mas, pa ra iden ti fi car ge -nes es pe cí fi cos. Tam bién es po si ble iden -ti fi car RNAm en cor tes de te ji dos, pa rade ter mi nar el ni vel de ac ti vi dad trans -crip cio nal de un gen en cé lu las par ti cu -la res. La me to do lo gía con sis te en ex po -ner el ex ten di do de cé lu las o el cor te dete ji do a son das mar ca das con la se cuen -cia en es tu dio.

El Wes tern blot se em plea pa ra iden -ti fi car pro teí nas es pe cí fi cas, me dian tetéc ni cas in mu no ló gi cas. Las pro teí nascon te ni das en la mues tra en es tu dio sese pa ran por elec tro fo re sis en ge les de po -lia cri la mi da y se trans fie ren a una mem -bra na o un so por te só li do. La mem bra nase ex po ne a un an ti cuer po que re co no cela pro teí na y su pre sen cia se re ve la por loge ne ral con los pro ce di mien tos in mu -noen zi má ti cos, usa dos en in mu no his to -quí mi ca (Cua dro 10-2).

Sout hern blot

El aná li sis ci to ge né ti co pue de po neren evi den cia la exis ten cia de al te ra cio nes

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Cua dro 10-2. Téc ni cas bá si cas en bio lo gía mo le cu lar. Iden ti fi ca ción es pe cí fi ca depro teí nas, RNA y DNA me dian te Wes tern blot, Nort hern blot y Sout hern blot, res pec -ti va men te.

PROTEÍNA

RNA mensajero

DNA

Wes tern blot

Nort hern blot

Sout hern blot

DNACortado por enzimas

de restricción

RNA PROTEÍNAS

ELECTROFORESIS

TRANSFERENCIA

REVELADO

RESULTADOS

Transferencia de proteínas, RNA o DNA separados porelectroforesis a membranas sintéticas

Sout hern blot:Detección de bandas deDNA correspondientesa secuencias de interés

Nort hern blot:Detección de bandascorrespondientes a

RNA de interés

West ern blot:Detección de bandas

de proteínas de interés

HIBRIDIZACIÓN DEL DNA o RNA

CON CONSECUENCIAS MARCADAS

CON RADIACTIVO (“sondas”).

REVELADO POR RADIOAUTOGRAFÍA

DETECCIÓN DE

PROTEÍNAS CON

ANTICUERPOS

MARCADOS

– – – – – – – – –

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es truc tu ra les gro se ras en los cro mo so -mas pro ve nien tes de las cé lu las quecom po nen los te ji dos en fer mos. Lasanor ma li da des más re le van tes son lastrans lo ca cio nes y de le cio nes cro mo só -mi cas, que pue den con ver tir se en mar -ca do res muy sig ni fi ca ti vos a la ho ra dede fi nir el diag nós ti co de neo pla sia, enes pe cial cuan do in vo lu cran a una bue napro por ción de la ma sa de cé lu las afec ta -das e in di can un ori gen clo nal de la al te -ra ción. Co mo se co men tó an te rior men -te, en las neo pla sias he ma to ló gi cas loses tu dios ci to ge né ti cos es tán am plia men -te di fun di dos y cons ti tu yen una he rra -mien ta de gran va lor diag nós ti co en va -rias for mas de leu ce mias y lin fo mas. Elejem plo más tí pi co co rres pon de al cro -mo so ma Ph, sig no ca rac te rís ti co de laleu ce mia mie loi de cró ni ca.

La men ta ble men te, la gran ma yo ríade las al te ra cio nes ge né ti cas de los tu mo -res só li dos son de ma sia do pe que ñas pa rade ter mi nar cam bios es truc tu ra les gro se -ros en los cro mo so mas afec ta dos, vi si blesal mi cros co pio. Por otra par te, las téc ni -cas de cul ti vo ne ce sa rias pa ra ge ne rar cé -lu las me ta fá si cas en los es tu dios ci to ge -né ti cos re sul tan muy di fí ci les de apli caren las neo pla sias só li das.

El aná li sis ge nó mi co a tra vés de latéc ni ca del Sout hern blot per mi te iden -ti fi car pér di das de pe que ños frag men tosde DNA, al igual que rea rre glos mí ni -mos en las se cuen cias del ge no ma. Es tepro ce di mien to re ci be el nom bre deSout hern en ho nor al au tor de la téc ni -ca. Co mo ya se ex pli có, las téc ni cas ba -sa das en prin ci pios si mi la res de sa rro lla -das más tar de pa ra se pa rar, trans fe rir eiden ti fi car RNA o pro teí nas se de no mi -na ron Nort hern y Wes tern, res pec ti va -men te, en un jue go de pa la bras con lospun tos car di na les.

El Sout hern blot se ba sa en el em -pleo de en zi mas de res tric ción, que cor -tan las he bras de DNA y ge ne ran una se -rie de frag men tos de dis tin ta lon gi tud.Los frag men tos se se pa ran me dian teelec tro fo re sis y se ob tie ne un ban deo ca -rac te rís ti co; el DNA se trans fie re a unamem bra na y, co mo en otros mé to dos co -men ta dos, se ex po ne a son da mar ca daque es com ple men ta ria de la se cuen ciade in te rés. El pa trón de ban das in di ca ráel nú me ro y el ta ma ño de los frag men tosde DNA com ple men ta rios con la son da(Cua dro 10-2). Si la po bla ción de cé lu lasen es tu dio po see al te ra cio nes o de le cio -nes en la se cuen cia ge nó mi ca, las en zi -mas de res tric ción cor tan en otros si tiosy se ge ne ran frag men tos de DNA de lon -gi tu des di fe ren tes res pec to de las cé lu lasnor ma les. Por lo tan to, de la com pa ra -ción de los ban deos de ge no mas de cé lu -las nor ma les y del te ji do en es tu dio, sepo ne de ma ni fies to la pre sen cia o la au -sen cia de frag men tos anó ma los y así pue -de in fe rir se la exis ten cia o no de al te ra -cio nes ge né ti cas.

Por lo ge ne ral, pa ra que un rea rre -glo se ha ga evi den te en los es tu dios deSout hern blot, es ne ce sa rio que por lome nos 1 a 5% de la pro ge nie ce lu lar con -ten ga la mis ma le sión ge né ti ca, he choque, ade más, in di ca ría el ori gen clo nalde la mis ma. Así, el Sout hern blot es desu ma uti li dad pa ra di fe ren ciar pro li fe ra -cio nes be nig nas po li clo na les de cé lu laslin foi des de aque llas mo no clo na les ma -lig nas, pues to que las ex pan sio nes neo -plá si cas arro jan un cam bio sig ni fi ca ti voen el ban deo. Es tas evi den cias son par ti -cu lar men te re le van tes en los rea rre glosde los ge nes de las ca de nas pe sa das de in -mu no glo bu li nas en neo pla sias lin foi desB y de los ge nes de los re cep to res de cé -lu las T en neo pla sias lin foi des T.

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La reac ción en ca de na de la po li me ra sa

El Sout hern blot pre sen ta cier tas li -mi ta cio nes, que in clu yen la re la ti va men -te ba ja sen si bi li dad pa ra de tec tar al te ra -cio nes del DNA (ca si 5% de po bla ciónde be es tar afec ta da), la ne ce si dad de te ji -dos fres cos y la com ple ji dad de la téc ni -ca, que se tra du ce en va rios días de pro -ce sa mien tos de la mues tra. Mu chas dees tas li mi ta cio nes pue den ser sal va das atra vés de la uti li za ción de la reac ción enca de na de la po li me ra sa PCR (po li me ra -se chain reac tion). Es ta téc ni ca, de sa rro -lla da en 1985, per mi te la am pli fi ca ciónin vi tro de seg men tos cor tos y de fi ni dosde DNA, uti li zan do DNA po li me ra sa,un mol de o tem pla do de DNA ge nó mi -co y ce ba do res o pri mers, oli go nu cleó ti -dos com ple men ta rios de las se cuen ciasque flan quean la por ción de DNA a du -pli car (Cua dro 10-3).

El DNA es des na tu ra li za do me dian -te al ta tem pe ra tu ra, lue go la tem pe ra tu -ra des cien de y se per mi te que los oli go -nu cleó ti dos que ac túan co mo pri mers seunan a sus se cuen cias co rres pon dien tes.La reac ción de sín te sis de DNA tie ne lu -gar mer ced a la Taq po li me ra sa, en zi mare sis ten te a la tem pe ra tu ra que ex tien dela nue va ca de na a par tir del ex tre mo 3de los pri mers. La re pe ti ción de to do es -te pro ce so se tra du ce en una mul ti pli ca -ción ex po nen cial de la can ti dad deDNA. La can ti dad re que ri da de DNA alini cio del ex pe ri men to es muy pe que ña.Me nos de un mi cro gra mo de DNA to -tal ge nó mi co sue le ser su fi cien te. LaPCR tam bién pue de ser uti li za da pa raam pli fi car se cuen cias a par tir de unaúni ca mo lé cu la de DNA, po nien do enevi den cia el po de río de es te sis te ma ex -pe ri men tal.

Co mo la ma yo ría de los me ca nis -mos bio quí mi cos, la re pli ca ción delDNA no es un pro ce so per fec to y oca -sio nal men te la DNA po li me ra sa in cor -po ra al gún nu cleó ti do in co rrec to en laca de na de DNA. Co mo con tra ca ra delenor me po der de am pli fi ca ción del PCR,es ne ce sa rio en fa ti zar, ade más, que unami nús cu la con ta mi na ción del ma te rialpue de te ner con se cuen cias de sas tro sas.La rea li za ción de los de bi dos con tro les yel ejer ci cio de una téc ni ca im pe ca bleotor gan ver da de ro va lor a la in for ma ciónob te ni da con es te pro ce di mien to.

La PCR ha ce po si ble la de tec ción declo na li dad en una le sión ge né ti ca cuan dose en cuen tran afec ta das me nos del 0.1%de las cé lu las en es tu dio. Ade más, la téc -ni ca pue de de sa rro llar se a par tir del ma -te rial ti su lar con te ni do en los ta cos depa ra fi na, he cho que sim pli fi ca enor me -men te el pro ce di mien to.

La am pli fi ca ción me dian te PCR esuna he rra mien ta in te re san te pa ra ras trearen cier tos ge nes la pre sen cia de mu ta cio -nes. El he cho de co no cer la na tu ra le za deuna mu ta ción en las cé lu las de un pa -cien te po dría, en al gu nos ca sos, con ver -tir se en un eje cen tral pa ra el diag nós ti coy el tra ta mien to de en fer me da des neo -plá si cas. Ade más, la po si bi li dad de de tec -tar le sio nes ge né ti cas ca rac te rís ti cas es unele men to in va lo ra ble pa ra que el mé di copue da de ter mi nar, por ejem plo, si un pa -cien te tra ta do por una leu ce mia es tá li brede cé lu las tu mo ra les.

Una va ria ción de la téc ni ca de PCRse apli ca en la de tec ción de pa pi llo ma vi -rus (HPV 16 y 18) en te ji dos cer vi ca les.Da do que la in fec ción por HPV se in clu -ye co mo cau sa del cán cer de cér vix, es tepro ce di mien to es de gran va lor en laiden ti fi ca ción de pa cien tes que es ta ríanex pues tos a un ries go ma yor pa ra es ta en -

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fer me dad. Las téc ni cas de bio lo gía mo le -cu lar tam bién han si do usa das pa ra de tec -tar am pli fi ca cio nes del on co gén N-mycen el neu ro blas to ma, las am pli fi ca cio nesdel c-erbB2 en cán cer de ma ma y las mu -ta cio nes del ras en cán ce res co ló ni cos.

Las téc ni cas mo le cu la res en el diag nós ti co de en fer me dadre si dual mí ni ma

El gran avan ce de la bio lo gía ex pe ri -men tal y de la in ge nie ría ge né ti ca en los

Cua dro 10-3. Ci clo de du pli ca ción del DNA en la reac ción en ca de na de la po li -me ra sa (PCR). Los ci clos re pli ca ti vos su ce si vos per mi ten am pli fi car la can ti dad de co -pias de una se cuen cia ge nó mi ca da da.

Doble hélice de DNA

Separación de lascadenas de DNApor calentamiento

Duplicación

+ primers

5’

3’

3’

5’

+ DNA polimerasa+ desoxirribonucleótidos

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úl ti mos años ha pro du ci do una ver da -de ra re vo lu ción en las for mas de diag -nós ti co, tra ta mien to y se gui mien to. Sealu de a la me di ci na mo le cu lar cuan do lacon cep ción de la pa to ge nia de la en fer -me dad se sus ten ta en con cep tos de labio lo gía mo le cu lar y los ele men tos delas téc ni cas del DNA re com bi nan te sein cor po ran en al gu no de los múl ti plesac tos mé di cos.

Has ta aquí se in ten tó des cri bir bre -ve men te las téc ni cas de ma yor pro yec -ción en on co lo gía mo le cu lar. A tra vés deun ejem plo, la leu ce mia mie loi de cró ni -ca, se bus ca rá po ner en evi den cia la uti -li dad de mu chas de es tas téc ni cas. Co mose men cio nó an te rior men te, el cro mo so -ma Ph es la mar ca ci to ge né ti ca de es taen fer me dad, pro duc to de una fu sión ca -be za-co la del gen bcr del cro mo so ma22, con el gen abl del cro mo so ma 9. De -bi do a la trans lo ca ción, las cé lu las tu mo -ra les de los pa cien tes con leu ce mia mie -loi de cró ni ca con tie nen mo lé cu las quelas dis tin guen de las cé lu las he mo to po -yé ti cas nor ma les. Un nue vo gen (el genqui mé ri co bcr-abl), un nue vo RNAm yuna pro teí na de fu sión (p210). En prin -ci pio, la de tec ción de cual quie ra de es tasmo lé cu las es pe cí fi cas pro vee la mis main for ma ción diag nós ti ca que la ob ser va -ción del cro mo so ma Ph en un ex ten di dome ta fá si co.

El ejem plo pue de tras la dar se al ca sodel pa cien te JE, un hom bre de 70 añosque acu de a su con sul ta de ru ti na. Suexa men fí si co fue nor mal y el la bo ra to riore ve ló un au men to de los gló bu los blan -cos y pla que tas. Pre sen ta ba 1% de blas -tos y 2% de pro mie lo ci tos, con 30% demie lo ci tos y me ta mie lo ci tos. Los ba só fi -los y eo si nó fi los eran me no res del 1%.La pun ción biop sia de mé du la ósea re ve -ló una hi per pla sia gra nu lo cí ti ca y au -

men to de los me ga ca rio ci tos. El mé di cohi zo un diag nós ti co pre sun ti vo de leu ce -mia mie loi de cró ni ca, aun que el aná li sisci to ge né ti co re ve ló un ca rio ti po nor mal.Se le or de nó en ton ces un Sout hern blot,el cual re ve ló una re con fi gu ra ción delgen bcr, diag nos ti cán do se leu ce mia mie -loi de cró ni ca.

JE fue tra ta do con in ter fe rón y al -can zó una re mi sión com ple ta he ma to ló -gi ca du ran te los si guien tes seis me ses. Pe -ro esa re mi sión no in di ca ba ne ce sa ria -men te un ver da de ro cam bio mo le cu lar.Un nue vo Sout hern blot re ve ló otra vezla pre sen cia de una re con fi gu ra ción delgen bcr, evi den cia que in di ca ba que nose ha bía lo gra do una ver da de ra re mi sión.Se con ti nuó la te ra pia con in ter fe rón pordos años con la sub si guien te de sa pa ri -ción del gen abe rran te.

Los pro duc tos de la PCR pue den serana li za dos me dian te hi bri di za ción conson das es pe cí fi cas pa ra tres se cuen ciasde la fu sión bcr-abl. Con si de ran do quela sen si bi li dad del Sout hern blot y la ci -to ge né ti ca son si mi la res, se rea li za ronen sa yos de PCR, aún más sen si bles, pa -ra eva luar la pre sen cia de en fer me dad re -si dual mí ni ma. De es ta for ma se po dríava lo rar la res pues ta de JE a la te ra pia yes ta ble cer si el clon ma lig no se ha bía ex -tin gui do o per sis tía por de ba jo de los lí -mi tes usua les de de tec ción. Cé lu las de ri -va das de mé du la ósea y san gre pe ri fé ri cafue ron ana li za das pa ra la pre sen cia re si -dual de trans crip tos bcr-abl. Los mis -mos fue ron de tec ta dos a los 6, 12 y 24me ses. Sin em bar go, a los 36 y 48 me sesno se ob ser vó un men sa je re si dual, porlo cual se con si de ró al pa cien te cu ra do.Las cé lu las por ta do ras de los da ños ge -né ti cos ca rac te rís ti cos de la leu ce miamie loi de cró ni ca ha bían fi nal men te de -sa pa re ci do.

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Mu chos co no ci mien tos ac tua lesacer ca del pro ce so de in va sión tu mo raly me tás ta sis se ge ne ra ron a tra vés deluso de mo de los de cán cer en ani ma lesde ex pe ri men ta ción, par ti cu lar men te enra to nes y ra tas. Los sis te mas ani ma les,ade más, han re sul ta do muy úti les en eles tu dio del po si ble pa pel de la he te ro ge -nei dad in tra tu mo ral en la pro gre sióndel cán cer. En la actualidad re sul ta in -dis pen sa ble con tar con lí neas tu mo ra lespa ra el es ta ble ci mien to de mo de los re -pro du ci bles, que fa ci li ten la va lo ra ciónini cial de la efi ca cia de nue vos agen tesan ti neo plá si cos. Por lo tan to, co mo seco men ta rá en las lí neas que si guen, laob ten ción y la ca rac te ri za ción de lí neasde tu mo res trans plan ta bles en ani ma lesde ex pe ri men ta ción re sul ta un ele men topri mor dial en las fa ses pre clí ni cas de lain ves ti ga ción on co ló gi ca.

Mo de los ani ma les

Exis ten di fe ren tes mé to dos pa ra arri -bar al es ta ble ci mien to de mo de los ani -ma les pa ra el es tu dio del cán cer (Cua dro11-1). En al gu nos ca sos, lo tes de ani ma -les sa nos son ex pues tos a do sis al tas deagen tes car ci no gé ni cos co no ci dos –de ri -va dos del an tra ce no, ni tro so me ti lu rea,ra dia cio nes ul tra vio le tas– y lue go si gue laapa ri ción y la pro gre sión de las neo pla -sias ca rac te rís ti cas, de acuer do con elagen te em plea do. Es te ti po de en sa yos detu mo res in du ci dos per mi te no só lo el es -tu dio de la bio lo gía tu mo ral, si no tam -bién de acon te ci mien tos mo le cu la resvin cu la dos con los pro pios me ca nis mosde la car ci no gé ne sis in vi vo. Tam bién esre la ti va men te fre cuen te la apa ri ción de

neo pla sias es pon tá neas en ani ma les dela bo ra to rio, he cho que brin da otra al ter -na ti va pa ra es ta ble cer lí neas tu mo ra les.

Sea cual fue re el ori gen de los tu mo -res, se re quie re de ce pas de ani ma les conun al to gra do de en do cría pa ra que pue -dan ser trans plan ta dos de un ani mal aotro y man te ni dos en su ce si vos pa sa jes invi vo. La en do cría ase gu ra una si mi li tuden tre los ani ma les –cer ca na a la de los ge -me los mo no ci gó ti cos– que evi ta el re cha -zo de un frag men to de tu mor trans plan -ta do. Se de sa rro lla ron ce pas de ra to nesatí mi cos (nu de mi ce) que, de bi do a susde fi cien cias en la in mu ni dad ce lu lar, to le -ran el trans plan te de tu mo res pro ve nien -tes de otras es pe cies. Es te mo de lo per mi -te el es tu dio con tro la do in vi vo de la pro -gre sión de neo pla sias del ser hu ma no.

A par tir de tu mo res es pon tá neos oin du ci dos pue den efec tuar se cul ti vos pri -ma rios in vi tro. Con los su ce si vos sub -cul ti vos se ob tie nen lí neas tu mo ra les deori gen di ver so. A su vez, es tas lí neas ce -lu la res –in mor ta les en cul ti vo, por pro -ve nir de cé lu las neo plá si cas– pue den serrei no cu la das en ani ma les de la ce pa ori -gi nal o en ra to nes atí mi cos que, co mo seacla ró, por ca re cer de me ca nis mos de lain mu ni dad ce lu lar no re cha zan los tu -mo res de otras es pe cies. Al ter na ti va men -te, pue den pro du cir se cé lu las trans for ma -das in vi tro a tra vés de la ex po si ción decul ti vos de cé lu las nor ma les a car ci nó ge -nos (Cua dro 11-1). Las cé lu las re sul tan -tes se ino cu lan en ani ma les pa ra la eva -lua ción de su tu mo ri ge ni ci dad in vi vo.

La ca rac te ri za ción de una lí nea tu -mo ral im pli ca el es tu dio de ta lla do deuna se rie de pa rá me tros, tan to in vi troco mo in vi vo. És tos in clu yen el as pec to

11. MO DE LOS EX PE R I MEN TA LES DE CÁN CER

174


mor fo ló gi co que po seen al ser cul ti va dasin vi tro, tiem po de du pli ca ción po bla cio -nal, den si dad de sa tu ra ción, aná li sis ci to -ge né ti co, ca pa ci dad de in va sión so brema tri ces ar ti fi cia les, en tre otros. In vi vo,las lí neas de tu mo res só li dos son eva lua -das res pec to del cre ci mien to e in va siónde la ma sa neo plá si ca pri ma ria, ca pa ci -dad de in du cir la for ma ción de nue vosva sos san guí neos y di se mi na ción me tas -tá si ca es pon tá nea. Las cé lu las tam biénpue de ser ino cu la das por vía in tra ve no saen ani ma les de ex pe ri men ta ción, con elob je ti vo de in ves ti gar di rec ta men te lasiem bra he ma tó ge na ha cia los ór ga nosblan co, en un en sa yo co no ci do co mo di -se mi na ción me tas tá si ca ex pe ri men tal.

So bre es tos pa rá me tros ca rac te ri za -dos, los es tu dios sue len com ple tar se conla sen si bi li dad de la lí nea tu mo ral a agen -tes qui mio te rá pi cos tra di cio na les pa ra elti po his to ló gi co en cues tión. Con es tosele men tos, el mo de lo sue le es tar a pun topa ra su uti li za ción co mo ban co de prue -bas pa ra el en sa yo de nue vos pro to co loste ra péu ti cos, co mo tam bién pa ra in ves ti -gar dis tin tos as pec tos de la bio lo gía ce lu -lar y mo le cu lar del cán cer.

El Cua dro 11-2 mues tra los atri bu -tos bio ló gi cos más re le van tes de las lí neasF3II y M3 de tu mo res ma ma rios del ra -tón, de sa rro lla das ini cial men te en el ÁreaIn ves ti ga ción del Ins ti tu to de On co lo gíaAn gel H. Rof fo. El ade no car ci no ma ma -

Cua dro 11-1. Di fe ren tes mé to dos pa ra el es ta ble ci mien to de mo de los ani ma lespa ra el es tu dio del cán cer.

CARCINÓGENO

CULTIVO DE CÉLULASTRANSFORMADAS

Reinoculación enanimales singénicos

TUMORINDUCIDO

TUMORESPONTÁNEO

Células normales

CARCINÓGENO

175


ma rio M3 se ori gi nó es pon tá nea men teen una hem bra de la ce pa BALB/c. Pre -sen ta una la ten cia de apro xi ma da men tesie te días y, tres a cua tro se ma nas des puésdel trans plan te sub cu tá neo, al can za unta ma ño pro me dio de 25 mm, con unain ci den cia de me tás ta sis pul mo na res es -pon tá neas del 40%. Exis te una va rian tede no mi na da MM3 que fue ob te ni da invi vo me dian te trans plan tes su ce si vos en

ra to nes sin gé ni cos de nó du los me tas tá si -cos pul mo na res de ri va dos del M3. Aligual que el tu mor pa ren tal M3, la lí neaMM3, una vez es ta bi li za da, se man tu vopor trans plan te de frag men tos del tu morsub cu tá neo. Es ta va rian te pre sen ta uncre ci mien to lo cal más len to, pe ro la in ci -den cia de me tás ta sis pul mo na res su pe rael 80%, con un al to nú me ro de nó du lospul mo na res por ani mal.

Cua dro 11-2. Ca rac te rí sti cas de las lí neas tu mo ra les ma ma rias F3II y M3, de sa -rro lla das en el Área In ves ti ga ción del Ins ti tu to de On co lo gía An gel H. Rof fo en ra to -nes BALB/c. La lí nea ce lu lar F3II de ri va de una sub po bla ción clo nal del tu mor es pon -tá neo M3.

Línea

Tiempo de duplicación

Densidad de saturación en cultivo

Latencia luego de inoculación subcutánea

Tasa de crecimiento del tumor subcutáneo

Diámetro tumoral al día 25

Histopatología

Angiogénesis

Crecimiento local

Incidencia de metástasis pulmonaresespontáneas

Supervivencia

Causa de muerte

Nódulos metastásicos experimentalesen pulmón

Análisis citogenético

F3II

18 horas

1,8 x 105 células/cm2

5 a 12 días

0,4 mm/día

9 mm

Carcinomasarcomatoide

3,4 vasos/mm2

Invasivo

90 a 100 %

60 a 75 días

Siembra metastásica enpulmón

5 a 26 por ratón

Triploide

M3

19 horas

2,2 x 105 células/cm2

6 a 12 días

0,9 mm/día

18 mm

Adenocarcinoma

2,3 vasos/mm2

Expansivo

40 a 50 %

40 a 45 días

Carga tumoral subcutánea

1 a 28 por ratón

Tetraploide

176


Más allá de la ca pa ci dad de ge ne rarme tás ta sis, es tos ade no car ci no mas po seenuna agre si vi dad lo cal li mi ta da; am bos tu -mo res des plie gan un cre ci mien to de ti poex pan si vo en el si tio pri ma rio. Así, se de -sa rro lló un mo de lo ex pe ri men tal con unama yor ca pa ci dad de in va sión lo cal. Unama sa neo plá si ca es tá com pues ta por sub -po bla cio nes muy he te ro gé neas res pec to,en tre otras, de sus pro pie da des pro li fe ra -ti vas e in va si vas. A par tir de los ex pe ri -men tos de Fid ler en la dé ca da del se ten ta,la clo na ción de un tu mor y la pos te riorex pan sión in vi tro de las po bla cio nes clo -na das, se con vir tió en un mé to do ha bi tualen on co lo gía ex pe ri men tal pa ra ob te nernue vas su blí neas de cé lu las tu mo ra les. Es -tas nue vas su blí neas, al ser ino cu la das enani ma les sin gé ni cos, sue len de mos trarcom por ta mien tos muy di fe ren tes en tre síy res pec to del tu mor ori gi nal.

La lí nea ce lu lar F3II se ori gi nó delcul ti vo de una sub po bla ción clo nal ais la -da in vi tro del ade no car ci no ma M3. Losatri bu tos bio ló gi cos de la nue va lí neafue ron com pa ra dos con la lí nea ori gi nal,he te ro gé nea, de ri va da del M3. Los tu -mo res sub cu tá neos in du ci dos me dian tela ino cu la ción de cé lu las F3II fue rondiag nos ti ca dos co mo car ci no mas po bre -men te di fe ren cia dos, de as pec to fu so ce -lu lar, y en cua dra dos den tro del ti po his -to ló gi co car ci no ma sar co ma toi de. Lostu mo res F3II, ade más, re gis tra ron unapro mi nen te in va si dad lo cal y una ca pa ci -dad de ge ne rar me tás ta sis pul mo na res adis tan cia cer ca na al 100%, mu cho ma -yor que la lí nea ori gi nal.

La agre si vi dad exa cer ba da de las cé -lu las tu mo ra les F3II se co rre la cio nó condis tin tos ras gos in vi vo e in vi tro, apor -tan do da tos bio ló gi cos de re le van cia pa -ra in ter pre tar el fe nó me no me tas tá si co.En pri mer lu gar, es tas cé lu las pro vo ca ron

una no ta ble res pues ta an gio gé ni ca enani ma les sin gé ni cos. En es te sen ti do, elcre ci mien to pro gre si vo de una neo pla sia,se gui do de me tás ta sis a dis tan cia por víahe má ti ca, se aso cia ine quí vo ca men te conla neo vas cu la ri za ción de la ma sa tu mo -ral. Las cé lu las F3II pro du je ron una im -por tan te ac ti vi dad pro teo lí ti ca, con unasig ni fi ca ti va pro por ción de es ta ac ti vi dadaso cia da a la su per fi cie ce lu lar. Los re cep -to res es pe cí fi cos de pro tea sas cap tu ranen zi mas so lu bles y fo ca li zan la ac ti vi dadde gra da ti va en la su per fi cie de las cé lu lastu mo ra les, so bre el fren te de in va sión.Las mo no ca pas de F3II re sul ta ron tri -ploi des, mien tras que la lí nea ori gi nal,me nos agre si va, en el ran go te tra ploi de.Es te da to coin ci de con el he cho de que laaneu ploi día se aso cia con la pro gre siónde en fer me dad.

Más allá de ser vir co mo mar co ex pe -ri men tal pa ra in ves ti gar los as pec tos crí -ti cos de la cas ca da me tas tá si ca, los atri -bu tos bio ló gi cos del mo de lo F3II lo con -vier ten en un sis te ma ani mal ade cua dopa ra efec tuar es tu dios pre clí ni cos deagen tes an tiin va si vos, an tian gio gé ni cos yan ti me tas tá si cos.

Re cien te men te se en con tra ron evi -den cias de que el cul ti vo pro lon ga do,por más de cien pa sa jes in vi tro, de la lí -nea de no mi na da LM3 –de ri va da de uncul ti vo pri ma rio del tu mor M3– seacom pa ña de un in cre men to pro gre si vode su in va si vi dad y ca pa ci dad me tas tá si -ca cuan do se rei no cu la en ani ma les sin -gé ni cos. Ade más, los tu mo res sue lenmos trar com po nen tes ce lu la res mix tos,epi te lioi des y sar co ma toi des. El mé to dode se lec ción clo nal em plea do pa ra ais lary ex pan dir la lí nea F3II ha bría se lec cio -na do “en un so lo pa so” a un clon agre si -vo exis ten te en la ma sa tu mo ral M3. Porlo tan to, es ta sub po bla ción se ría un ex -

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po nen te de los “clo nes do mi nan tes” deltu mor he te ro gé neo, con ven ta jas adap ta -ti vas res pec to del res to.

Sis te mas de es tu dio in vi tro

Se han de sa rro lla do nu me ro sos sis -te mas ex pe ri men ta les in vi tro pa ra in -ves ti gar las pro pie da des bio ló gi cas de lascé lu las neo plá si cas que guar dan re la cióncon dis tin tos pa sos de la cas ca da me tas -tá si ca. Ade más de los ex pe ri men tos tra -di cio na les de pro li fe ra ción, de ben men -cio nar se dis tin tos es tu dios de ad he siónal sus tra to, ex ten sión so bre el sus tra to,mi gra ción e in va sión so bre ma tri ces ar ti -fi cia les. No obs tan te, siem pre de be re -cor dar se que to dos es tos en sa yos per mi -ten in fe rir la ca pa ci dad de cre ci mien tode una po bla ción de cé lu las tu mo ra les o,in clu si ve, su in va si vi dad, pe ro es tos atri -bu tos pue den va riar sus tan cial men tecuan do las cé lu las se en cuen tran den trodel or ga nis mo. En otras pa la bras, lascon di cio nes de tra ba jo in vi tro son muyade cua das pa ra eva luar de for ma ob je ti valas pro pie da des de las cé lu las trans for ma -das, aun que la eva lua ción de be ser com -ple men ta da con evi den cias in vi vo y nosim ple men te ex tra po la da.

Los en sa yos de in va sión in vi tro con -sis ten en la siem bra de cé lu las tu mo ra lesen el com par ta mien to su pe rior de un sis -te ma de cul ti vo, se pa ra do de un com par -ti mien to in fe rior por una ma triz pro tei -ca ar ti fi cial que imi ta la es truc tu ra demem bra nas ba sa les u otras ma tri ces ti su -la res. Por lo ge ne ral las cé lu las más in va -si vas lo gran ac ce der al com par ti mien toin fe rior, don de son cuan ti fi ca das al fi naldel pro to co lo (Cua dro 11-3). En es tascon di cio nes, la in va si vi dad ce lu lar re fle jauna com ple ja co reo gra fía de pro pie da desbio ló gi cas, crí ti cas du ran te el pro ce so de

me tás ta sis. Pa ra in va dir, una cé lu la de beser ca paz de ad he rir se a un sus tra to, de -gra dar lo y fi nal men te mi grar a tra vés deese sus tra to de gra da do. Es to su po ne unaade cua da ex pre sión de re cep to res de mo -lé cu las de ad he sión en la su per fi cie ce lu -lar, una enor me pro duc ción cons ti tu ti vade en zi mas pro teo lí ti cas y un gran di na -mis mo del ci toes que le to, pri me ro pa raan clar se al sus tra to y más tar de efec tuarun pro ce so de mi gra ción ac ti va.

Ani ma les trans gé ni cos en on co lo gía

La in tro duc ción de ge nes fo rá neosen ci go tos o cé lu las ger mi na les y su pos -te rior in te gra ción es ta ble en el ge no made ter mi na el de sa rro llo de ani ma les quere tie nen los ge nes de in te rés en to das lascé lu las del or ga nis mo. De acuer do con elti po de ge nes in tro du ci dos, los ani ma lestrans gé ni cos –ra to nes en su ma yo ría–pue den ma ni fes tar pa to lo gías di ver sas,que en mu chas cir cuns tan cias guar danre mi nis cen cias con en fer me da des del serhu ma no.

Los avan ces lo gra dos en on co lo gíamo le cu lar en los úl ti mos diez años sevin cu lan en gran me di da con la po si bi li -dad que ofre cen los mé to dos de trans ge -nia ex pe ri men tal pa ra ana li zar, en un or -ga nis mo ín te gro, las ac cio nes es pe cí fi casde on co ge nes a lo lar go de la pro gre sióntu mo ral. Por ello mu chos au to res sos tie -nen que los ani ma les trans gé ni cos ge ne -ra ron un cam bio pro fun do en el cur so yen los ob je ti vos de la in ves ti ga ción bá si -ca en cán cer.

La in ge nie ría ge né ti ca per mi tió elma ne jo de se cuen cias es pe cí fi cas del ge -no ma que co di fi can la es truc tu ra de pro -teí nas de in te rés pa ra la in ves ti ga ciónbá si ca o pa ra su pro duc ción en el ni velin dus trial. Por téc ni cas de trans fec ción

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esos ge nes pue den ser trans fe ri dos a unacé lu la re cep to ra. Si la trans fec ción re sul -ta efec ti va, la cé lu la re cep to ra pro ce sa elgen in cor po ra do y sin te ti za la pro teí naco rres pon dien te. Cuan do la cé lu la trans -fec ta da es una cé lu la ger mi nal, co mo porejem plo un ovo ci to de ra tón, el ani malque se de sa rro lle a par tir de ella ten dráto do su pa tri mo nio ge né ti co mo di fi ca -do. Es te ti po de ani ma les re ci ben elnom bre de trans gé ni cos (Cua dro 11-4).En teo ría, to das las cé lu las de un ani mal

trans gé ni co con ten drán co pias del genin tro du ci do. Por lo tan to, pa ra di ri gir laex pre sión de un gen en un te ji do de ter -mi na do se lo sue le in tro du cir en re la cióncon un pro mo tor, se cuen cia con ti gua re -gu la do ra de la trans crip ción. Así, la in ser -ción del gen de la in su li na en la ve cin daddel pro mo tor de la ovoal bú mi na pue dere sul tar en ga lli nas trans gé ni cas que pon -gan hue vos con in su li na.

En la in ves ti ga ción del cán cer sue lenge ne rar se dos ti pos de ra to nes trans gé ni -

Cua dro 11-3. En sa yo de in va sión in vi tro. Las cé lu las tu mo ra les se siem bran enel com par ta mien to su pe rior del sis te ma de cul ti vo, se pa ra do de un com par ti mien toin fe rior por una ma triz pro tei ca ar ti fi cial (A). Pa ra in va dir, una cé lu la de be ser ca pazde ad he rir se a un sus tra to, de gra dar lo y fi nal men te mi grar a tra vés de ese sus tra tode gra da do (B). Las cé lu las más in va si vas ac ce den al com par ti mien to in fe rior, don deson cuan ti fi ca das al fi nal del pro to co lo (C).

CompartimientoSuperior

CompartimientoInferior

Cuantificación encompartimientoinferior

Degradación yMigración

Siembra de células

MATRIZ

A

B

C

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Cua dro 11-4. Pa sos en el de sa rro llo de una ce pa de ra to nes trans gé ni cos de uti -li dad en in ves ti ga ción en cán cer. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 1, nú me ro 2: “Ra -to nes trans gé ni cos pa ra el es tu dio del cán cer”.)

1) Semicroinyectanoncogenes activados en elpronúcleo deembrión de ratónde una única célula (cigoto).

2) Se introduce el embrión trans-fectado en unahembra preñada.El animal que sedesarrolla poseecopias del oncogénactivado en todassus células.

3) Como eloncogén se insertaen relación con unpromotor específico, suexpresión se efectúa sólo en lostejidos de interés.

4) En los tejidosdonde el oncogénse expresa se alterael recambio celular y se generan lesioneshiperplásicas ypreneoplásicas,que puedenprogresar a

tumores.

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cos. Los do mi nan tes o de “ga nan cia deuna fun ción” y los re ce si vos o de “pér di -da de una fun ción”. En el pri mer ca so semi croin yec tan on co ge nes ac ti va dos en elpro nú cleo de ci go tos de ra tón. En se gun -do ca so se pro ce de de ma ne ra se me jan te,pe ro in tro du cien do ge nes con el ob je ti vode da ñar los dos ale los de un gen su pre -sor de tu mor.

El po der y la uti li dad de la trans ge -nia apli ca da al es tu dio del cán cer fue de -mos tra da de ma ne ra con tun den te. Se co -rro bo ró el pa pel de ter mi nan te en la pa -to ge nia del cán cer de un buen nú me rode on co ge nes ce lu la res en un mi croam -bien te or gá ni co ver da de ro. Por otra par -te, las neo pla sias de los ra to nes trans gé -ni cos sue len se guir un pa trón he re da bley pre de ci ble.

Las ce pas de ra to nes trans gé ni cos dema yor re le van cia en on co lo gía mo le cu larse ob tie nen por la in ser ción de on co ge -nes o pro toon co ge nes, aso cia dos a pro -mo to res que go bier nan su ex pre sión. Dees ta ma ne ra se ob ser vó que va rios on co -ge nes, al ex pre sar se es pe cí fi ca men te enlos te ji dos blan co, pue den de ter mi naren los ani ma les trans gé ni cos el de sa rro llode le sio nes hi per plá si cas e, in clu so, pre -neo plá si cas. Sin em bar go, la ex pre siónde un úni co on co gén no es su fi cien te pa -ra ge ne rar un fe no ti po trans for ma do.Los dis tin tos on co ge nes ne ce si ta rían dela ex pre sión de otros ge nes adi cio na lesque coo pe ran con el es ta ble ci mien to delfe no ti po neo plá si co.

La pro gre sión de un tu mor de pen dede va rios cam bios ge né ti cos o epi ge né ti -cos su ce si vos; es te con cep to de car ci no gé -ne sis y pro gre sión tu mo ral en múl ti pleseven tos mo le cu la res se ha for ta le ci do dema ne ra no ta ble mer ced a los avan ces enbio tec no lo gía y, en es pe cial, al de sa rro llode ani ma les trans gé ni cos. Los ge nes in vo -

lu cra dos en la for ma ción de una neo pla -sia pue den ser iden ti fi ca dos y ca rac te ri -za dos en ca da es ta dio de la pro gre sión.Ade más, ca da uno de esos es ta dios se co -rre la cio nan con cam bios es pe cí fi cos en laex pre sión gé ni ca.

Los ra to nes trans gé ni cos por ta do resdel ge no ma del vi rus del pa pi lo ma bo vi -no BPV-1 mues tran ha cia los 9 me ses devi da anor ma li da des en la der mis que seini cian co mo una fi bro ma to sis y cul mi -nan en tu mo res pro tu be ran tes, del ti pode los fi bro sar co mas. Las cé lu las pro ve -nien tes de es tas le sio nes ex pre san las on -co pro treí nas E5 y E6, re la cio na das con elBPV-1, y evi den cian dis tin tas al te ra cio -nes cro mo só mi cas ca rac te rís ti cas, in clu -yen do aneu ploi día, tri so mía del cro mo -so ma 8 y trans lo ca cio nes del cro mo so ma14. La so breex pre sión de los ge nes junse ría un re qui si to pa ra la trans for ma ciónneo plá si ca en los fi bro sar co mas, a mo dode un even to se cun da rio que si gue a laex pre sión de los on co ge nes del BPV-1(Cua dro 11-5).

Otro de ta lle in te re san te en la bio lo -gía de los fi bro sar co mas se vin cu la con lapro duc ción de fac to res mi to gé ni cos pa ralas cé lu las en do te lia les, que sus ten ta ríanla an gio gé ne sis tu mo ral. Los fi bro blas tosnor ma les en cul ti vo po seen en la su per fi -cie ce lu lar uno de es tos fac to res de cre ci -mien to, el bFGF (ba sic fi bro blast growthfac tor). Sin em bar go, las lí neas ce lu la resde fi bro sar co ma se cre tan bFGF al me dioex tra ce lu lar y po drían ser ca pa ces de in -du cir el pro ce so de an gio gé ne sis tu mo ralin vi vo, otro de los pa sos de im por tan ciaen la pro gre sión tu mo ral.

Los ra to nes trans gé ni cos di se ña dospa ra ana li zar la tu mo ri gé ne sis en la pielse lle va ron a ca bo in tro du cien do on co -ge nes en la ve cin dad de los ge nes re gu la -do res de la ex pre sión de las que ra ti nas.

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De es ta ma ne ra, se ob tu vo una ade cua daes pe ci fi ci dad de te ji do y fue po si ble ana -li zar las ac cio nes de los on co ge nes cuan -do son ex pre sa dos a lo lar go de la di fe -ren cia ción epi dér mi ca. Los ani ma les queex pre sa ban el on co gén v-Ha-ras ac ti va doen los que ra ti no ci tos mos tra ron hi per -que ra to sis, hi per pro li fe ra ción y fi nal -men te pa pi lo mas. Es ta ob ser va ción ava -la ría el pa pel del on co gén ras en la ini cia -ción de la tu mo ri gé ne sis cu tá nea.

La es ca sa in ci den cia de car ci no mases ca mo sos en la piel de es tos ani ma lestrans gé ni cos su pon dría la exis ten cia deotros pa sos adi cio na les has ta la trans for -ma ción ma lig na. En es te sen ti do, la ex -

po si ción de la piel a pro mo to res tu mo ra -les –co mo los és te res de for bol – po dríade ter mi nar la con ti nui dad del pro ce so decar ci no gé ne sis. Si bien los ge nes re la cio -na dos con la con ver sión de los pa pi lo masno es tán iden ti fi ca dos de ma ne ra con clu -yen te, se sos pe cha que las mu ta cio nes delsu pre sor tu mo ral p53 y del gen fos com -ple men ta rían las ac cio nes del on co génras ac ti va do en la pa to gé ne sis del cán cercu tá neo.

La ex pre sión de la pro teí na HBx delvi rus de la he pa ti tis B hu ma na en el hí ga -do de ra to nes trans gé ni cos se re la cio nócon la apa ri ción tem pra na de le sio nespre neo plá si cas. Pos te rior men te, las le sio -

Cua dro 11-5. Prin ci pa les mo di fi ca cio nes de tec ta das a lo lar go de la pro gre siónde los fi bro sar co mas en ra to nes trans gé ni cos por ta do res del ge no ma del vi rus de pa -pi lo ma bo vi no BPV-1. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 1, nú me ro 2: “Ra to nes trans -gé ni cos pa ra el es tu dio del cán cer”.)

PIEL NORMAL

Activación del genoma del BPV-1

FIBROMATOSISLEVE A MODERADA

Síntesis de las oncoproteínas E5 y E6Activación de los oncogenes junB y junCSecreción de bFGFNeovascularizaciónPérdida de la dipliodíaMutaciones en el gen p53

FIBROMATOSISAGRESIVA

Sobreexpresión de los oncogenes junB y junCDuplicaciones en el cromosoma 8Pérdidas y translocaciones en el cromosoma 14

FIBROSARCOMA

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nes evo lu cio na ron ha cia ade no mas y car -ci no mas he pa to ce lu la res y en to dos losca sos fue po si ble de tec tar la ex pre sión deHBx por téc ni cas in mu no his to quí mi cas.La pro teí na HBx al te ra ría las se ña les in -tra ce lu la res de pen dien tes de los re cep to -res de los fac to res de cre ci mien to, de unmo do se me jan te al que lo ha cen los és te -res de for bol. Ade más, se su gi rió que lapro teí na HBx po dría unir se a la pro teí nap53 nor mal e inac ti var su fun ción su pre -so ra de tu mo res.

En otro mo de lo de ra to nes trans gé -ni cos por ta do res del an tí ge no de su per fi -cie HBs, se de tec tó in fla ma ción cró ni cay ne cro sis, se gui da de hi per pla sia y re ge -ne ra ción he pá ti ca. En es te ca so, la ex pre -sión del an tí ge no HBs, a di fe ren cia de lapro teí na HBx, no ge ne ra cre ci mien tosneo plá si cos, aun que el es ta do de con ti -nua re no va ción ce lu lar pro vo ca do po dríafa vo re cer la se lec ción y la pro gre sión declo nes trans for ma dos.

En las cé lu las pro ve nien tes de tu mo -res ma ma rios los on co ge nes c-erbB2 ymyc sue len ha llar se am pli fi ca dos y so -breex pre sa dos. Es ta ob ser va ción su gie rede ma ne ra ine quí vo ca que los pro duc tospro tei cos de es tos on co ge nes in ter vie nenen la gé ne sis del cán cer ma ma rio del serhu ma no. La con fir ma ción, sin em bar go,se ba sa en ob ser va cio nes cons ta ta das enra to nes trans gé ni cos, en los cua les la ex -pre sión de las pre sun tas on co pro teí nasfue di ri gi da al epi te lio ma ma rio. La es pe -ci fi ci dad de te ji do se ob tie ne acom pa -ñan do los on co ge nes en es tu dio con ele -men tos con la pro pie dad de es ti mu lar sutrans crip ción só lo en el epi te lio ma ma -rio, co mo el ge no ma del vi rus del tu morma ma rio mu ri no MMTV, que es ac ti vodu ran te to dos los es ta dios del de sa rro llode la glán du la ma ma ria. Me dian te es tame to do lo gía se ob ser vó que los ra to nes

trans gé ni cos por ta do res del on co gén v-Ha-ras ba jo el con trol trans crip cio nal delMMTV tie nen una al ta in ci den cia de tu -mo res ma ma rios.

En con cor dan cia con el con cep to dela tu mo ri gé ne sis en múl ti ples even tosmo le cu la res, los ani ma les bi trans gé ni cospor ta do res de los on co ge nes ras y mycmos tra ron una in ci den cia más ele va da ymás tem pra na de tu mo res ma ma rios queaque llos trans fec ta dos con un úni co on -co gén. Por lo tan to, el pro duc to pro tei codel ras, lo ca li za do en el com par ti mien toci to plas má ti co, re que ri ría de la ac cióncoo pe ra ti va del pro duc to pro tei co del on -co gén myc, que ac túa en el nú cleo ce lu -lar, pa ra una trans for ma ción neo plá si caefi cien te.

Al go se me jan te ocu rre du ran te la in -duc ción de tu mo res ma ma rios en mo de -los mu ri nos me dian te la com bi na ción delon co gén neu (equi va len te al c-erbB2) y elgen del an tí ge no mT del vi rus del po lio -ma. Am bas on co pro teí nas po drían ac ti -var sis te mas de trans duc ción de se ña lesin tra ce lu la res, aun que en pun tos dis tin -tos y si nér gi cos. Las ti ro si na ki na sas re -la cio na das con el on co gén neu y el vi rusdel po lio ma se rían ca pa ces de ac ti var laex pre sión de otros ge nes que pro mue venel de sa rro llo de me tás ta sis. Tal es el ca sode los ge nes que co di fi can la es truc tu rade dis tin tas pro tea sas y sus in hi bi do res,que co man dan la in va sión ti su lar y me -tás ta sis. Es to ex pli ca ría por qué la so -breex pre sión del on co gén c-erbB2 se co -rre la cio na con un mal pro nós ti co en elcán cer ma ma rio en se res hu ma nos.

Ex pe ri men tos re cien tes efec tua dosso bre ra to nes trans gé ni cos por ta do res delon co gén v-Ha-ras aso cia do al MMTV,que co mo se ex pli có de sa rro llan es pon tá -nea men te cán cer ma ma rio, de mos tra ronque la res tric ción ca ló ri ca de ter mi na una

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re duc ción en la in ci den cia de ese ti po detu mo res. Es te efec to de la die ta se vin cu -la ría con un des cen so en la ex pre sión delos on co ge nes y un au men to en los ni ve -les de la pro teí na p53 na tu ral y de las en -zi mas an tio xi dan tes (co mo las ca ta la sas)en las cé lu las ma ma rias.

Otro pro to co lo rea li za do so bre ra to -nes trans gé ni cos ca ren tes de am bos ale -los del gen su pre sor tu mo ral p53 mos tróre sul ta dos muy se me jan tes. Los ani ma -les, que ha bi tual men te pre sen tan di ver -sos tu mo res es pon tá neos, mos tra ronuna re duc ción no ta ble en la in ci den ciade cán cer y en la mor ta li dad al ser ali -men ta dos con una die ta res trin gi da.

Los ex pe ri men tos re se ña dos sir ven amo do de ejem plo de las po si bles apli ca -cio nes de los ra to nes trans gé ni cos en lain ves ti ga ción en cán cer. Sin du das la al -ter na ti va de en sa yar es tra te gias pre ven ti -vas o te ra péu ti cas en or ga nis mos pre dis -pues tos ge né ti ca men te al de sa rro llo decán cer ex ce de las ex pec ta ti vas ini cia les,cuan do los ob je ti vos eran ana li zar in vi -vo los even tos mo le cu la res que ocu rrenen el ge no ma has ta la ins ta la ción de uncán cer. Es te ti po de mo de los se apro xi -man con bas tan te fi de li dad a las fa mi liascon pre dis po si ción pa ra cier tas va rian tesde cán cer, ofre cien do la po si bi li dad dein ves ti gar las in te rac cio nes de esos ge no -mas vul ne ra bles con el en tor no am bien -tal.


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La on co lo gía en fren ta el de sa fío dein cor po rar pau la ti na men te las nue vashe rra mien tas que se des pren den de losavan ces en ma te ria mo le cu lar a la prác ti -ca mé di ca. El en fo que mo le cu lar del pro -ble ma del cán cer per mi te, en pri me rains tan cia, in ter pre tar ade cua da men te lascau sas ín ti mas de la car ci no gé ne sis y lospro ce sos bio ló gi cos que lle van al de sa rro -llo de la en fer me dad. Ade más, la apli ca -ción de téc ni cas de la bio lo gía mo le cu larse ex tien de de ma ne ra cre cien te ha cia lapre ven ción o la de tec ción tem pra na deneo pla sias. No obs tan te, si bien el diag -nós ti co en on co lo gía se va le hoy de da tosmo le cu la res pre ci sos, la pro yec ción te ra -péu ti ca de los nue vos con cep tos se mues -tra un po co más le ja na.

En las lí neas que si guen se co men ta -rán al gu nos de los cam pos con ma yo respers pec ti vas den tro la on co lo gía mo le cu -lar, in clu yen do el diag nós ti co ge né ti co, lade tec ción tem pra na, la far ma co ge né ti cay la qui mio pre ven ción. Se men cio na rántam bién nue vos pro to co los de in mu no -te ra pia an ti tu mo ral que han he cho re sur -gir las ex pec ta ti vas en tor no de las va cu -nas bio ló gi cas. Co mo tó pi co fi nal, se in -ten ta rá una re se ña de los prin ci pa les pro -to co los de te ra pia gé ni ca en en sa yo en se -res hu ma nos y la po ten cial apli ca ción deal gu nas es tra te gias mo le cu la res en el tra -ta mien to de pa cien tes con cán cer.

Diag nós ti co ge né ti co del ries go de cán cer

Co mo los da ños ge né ti cos en una es -tir pe ce lu lar que ini ció su trans for ma -

ción can ce ro sa son de tec ta bles en es ta -dios tem pra nos y cons ti tu yen sig nos ine -quí vo cos del pro ce so neo plá si co, se ríapo si ble diag nos ti car la en fer me dad deuna for ma ob je ti va, mu cho an tes de laapa ri ción de sig nos ci to ló gi cos, his to pa -to ló gi cos o clí ni cos. Por otra par te, de -ter mi na dos tests ge né ti cos apor tan da tosmuy re le van tes acer ca del ries go es pe cí fi -co de cán cer en in di vi duos per te ne cien -tes a fa mi lias sus cep ti bles.

Los pa cien tes que pue den ser so me -ti dos a la va lo ra ción de la pre dis po si ciónal cán cer me dian te es tu dios ge né ti cospue den ser agru pa dos en tres ti pos(Cua dro 12-1). En pri mer lu gar, al gu -nas fa mi lias se en mar can den tro de sín -dro mes he re di ta rios bien de fi ni dos, co -mo la po li po sis ade no ma to sa fa mi liar ola neo pla sia en dó cri na múl ti ple. En es tegru po los re sul ta dos de los tests ge né ti -cos mo di fi can sig ni fi ca ti va men te la con -duc ta mé di ca. Exis ten otros sín dro mesfa mi lia res con una al ta pro ba bi li dad deaso cia ción al cán cer, co mo el sín dro mema ma-ova rio o el sín dro me de Li yFrau me ni, en los cua les la iden ti fi ca ciónde los por ta do res de mu ta cio nes aca rreaun be ne fi cio pro ba ble, pe ro no to tal -men te es ta ble ci do. El ter cer gru po co -rres pon de a in di vi duos sin una his to riafa mi liar de cán cer, en los cua les la iden -ti fi ca ción de una mu ta ción no tie ne unsig ni fi ca do cla ro. Ló gi ca men te, a la ho -ra de so li ci tar un es tu dio ge né ti co el mé -di co de be co no cer el per fil de ca da pa -cien te y te ner muy en cla ro los al can cesy, en es pe cial, las li mi ta cio nes del en sa -yo em plea do.

12. PERS PEC T I VAS EN ON CO LO GÍA MO LE CU LAR

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Las pers pec ti vas de cre ci mien to delas téc ni cas de diag nós ti co ge né ti co pa raes ta ble cer el ries go de cán cer lle va ron re -cien te men te a la AS CO a re dac tar unase rie de prin ci pios pa ra alen tar un ma -ne jo ade cua do de es ta nue va tec no lo gía.Se con si de ra que la pro pia na tu ra le za dela in for ma ción ge né ti ca de ca da in di vi -duo re quie re de un ma ne jo cui da do sode par te del mé di co, más allá de la pro -gre si va in cor po ra ción de los tests deDNA ger mi nal en la prác ti ca on co ló gi cay de los pre sun tos be ne fi cios de ri va dosde su uti li za ción. La AS CO pro pug na

un pa pel cen tral del on có lo go clí ni co enla do cu men ta ción de la his to ria fa mi liarde cán cer de to dos los pa cien tes, co motam bién en la di fu sión de las op cio nespa ra pre ve nir y de tec tar tem pra na men tela en fer me dad en las fa mi lias pre dis -pues tas. En cier ta for ma, se in ten ta queel on có lo go in cor po re pau la ti na men teuna fun ción de con se je ro ge né ti co. Porel mo men to, se su gie re que el diag nós ti -co ge né ti co só lo de be ría rea li zar se cuan -do el in di vi duo po see una his to ria muyim por tan te de cán cer fa mi liar o unaedad muy tem pra na de ini cio de la en -

Cua dro 12-1. Dis tin tos gru pos de pa cien tes que pue den ser so me ti dos a la va lo -ra ción de la pre dis po si ción al cán cer me dian te tests ge né ti cos. Pa ra el es tu dio de mu -ta cio nes en los ge nes que se des ta can ya se dis po ne de kits co mer cia les, aun que susen si bi li dad y es pe ci fi ci dad no es tá to tal men te es ta ble ci da. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy,año 2, nú me ro 14: “Ha cia el diag nós ti co ge né ti co del ries go de de sa rro llar cán cer”.)

Grupo1

2

3

Genes estudiadosAPC

RET

RB1

VHL

MSH2, MLH1,PMS1, PMS2

BRCA1, BRCA2

p53p16, CDK4

ATM

CaracterísticasFamilias con síndromeshereditarios bien definidos.Tanto los resultados negativos como los positivosmodifican los cuidados y laconducta médica.

Síndromes hereditarios conuna alta probabilidad de asociación al cáncer. La identificación de los porta-dores de mutaciones acarreaun beneficio probable, perono totalmente establecido.

Individuos sin una historiafamiliar de cáncer en loscuales la identificación deuna mutación no tiene unsignificado claro o síndromeshereditarios poco estudiados.

SíndromesPoliposis adenomatosa familiar

Neoplasia endócrina múltiple

Retinoblastoma

Von Hippel-Lindau

Cáncer colónico hereditariono asociado a poliposis

Síndrome hereditario mama-ovario

Síndrome de Li y Fraumeni

Melanoma

Ataxia-telangiectasia

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fer me dad. Ade más, el test a rea li zar sede be po der ser in ter pre ta do ade cua da -men te so bre la ba se de in ves ti ga cio nescon sis ten tes y, por so bre to das las co sas,el re sul ta do del mis mo de be in fluir elma ne jo mé di co del in di vi duo o de su fa -mi lia. Re sul ta im pres cin di ble que el mé -di co dis cu ta con el pa cien te –an tes ydes pués de la rea li za ción del test– los al -can ces del diag nós ti co ge né ti co de sus -cep ti bi li dad al cán cer. La AS CO tam -bién re mar ca la ne ce si dad de un con sen -ti mien to in for ma do da do por el pa cien -te co mo par te de es tos mé to dos de in -ves ti ga ción mo le cu lar (Cua dro 12-2).

Una men ción es pe cial me re ce lacon fi den cia li dad de la in for ma ción quepu die ra de ri var del test ge né ti co. Lamis ma de be ser só lo apli ca da con fi nesmé di cos, con la in ten ción de to mar unade ci sión re la cio na da con el ma ne jo clí -ni co o, even tual men te, pa ra en ri que ceruna in ves ti ga ción cien tí fi ca. Se es pe raque el diag nós ti co mo le cu lar no sea lacau sa de cual quier ti po de dis cri mi na -ción la bo ral o de par te de las com pa ñíasde se gu ro, so bre la ba se de una su pues -ta sus cep ti bi li dad in trín se ca de un in di -vi duo a pa de cer una en fer me dad neo -plá si ca a lo lar go de su vi da.

Cua dro 12-2. Ele men tos in dis pen sa bles del con sen ti mien to in for ma do pa ra lostests de DNA ger mi nal, de acuer do con los prin ci pios su ge ri dos por la AS CO. Se con -si de ra que la pro pia na tu ra le za de la in for ma ción ge né ti ca de ca da in di vi duo re quie -re de un ma ne jo cui da do so por par te del mé di co, a pe sar de la pro gre si va in cor po ra -ción de las téc ni cas de in ves ti ga ción ge né ti ca en on co lo gía. (Mo di fi ca do de Cán cerHoy, año 2, nú me ro 14: “Ha cia el diag nós ti co ge né ti co del ries go de de sa rro llar cán -cer”.)

1. Información acerca del test específico que será realizado.

2. Implicaciones de un resultado positivo o negativo.

3. Posibilidad de que el test pueda no arrojar alguna información útil.

4. Opciones para estimar riesgos sin recurrir a los ensayos genéticos.

5. Riesgo de transmitir las mutaciones a los hijos.

6. Exactitud técnica del test.

7. Costos derivados del test y consejo genético.

8. Riesgos psicológicos.

9. Riesgos relacionados con la discriminación laboral y los seguros.

10. Aspectos vinculados con la confidencialidad de la información.

11. Opciones y limitaciones del seguimiento médico luego de la realización del test.

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De tec ción de le sio nes pre neo plá si cas

La iden ti fi ca ción de al te ra cio nesge né ti cas tem pra nas po dría ex ten der setam bién al diag nós ti co de le sio nes pre -neo plá si cas con la ca pa ci dad de pro -gre sar a cán cer. En el ade no car ci no maeso fá gi co, la iden ti fi ca ción de las mu ta -cio nes del gen su pre sor tu mo ral p53per mi ti ría la de tec ción de la en fer me daden es ta dios muy tem pra nos, otor gan doma yo res po si bi li da des pa ra un tra ta -mien to ade cua do. Se co no ce que cer cade 10% de los pa cien tes con esó fa go deBa rret de sa rro llan un ade no car ci no made esó fa go du ran te los pri me ros diezaños. El re flu jo áci do cró ni co des de el es -tó ma go pro du ci ría in ju rias en las cé lu laseso fá gi cas, que au men ta rían la ta sa depro li fe ra ción y se rían pau la ti na men tereem pla za das por cé lu las ci lín dri cas se -cre to ras de mu cus. Es tos cam bios me ta -plá si cos las ha rían muy sus cep ti bles acier tas to xi nas am bien ta les con pro pie -da des car ci no gé ni cas. La rea li za ción pe -rió di ca de biop sias en pa cien tes con esó -fa go de Ba rret mos tró que el pri mereven to en la pro gre sión del ade no car ci -no ma co rres pon de a la mu ta ción delp53.

Res pec to del cán cer pros tá ti co, se su -po ne que dis tin tos on co ge nes y ge nes su -pre so res de tu mor par ti ci pan en su pro -gre sión, aun que no se dis po ne de da tosde fi ni ti vos. Se de tec ta ron pér di das alé li -cas en los cro mo so mas 8, 10, 16 y 18,co mo tam bién mu ta cio nes en el gen Rby, en al gu nos ca sos, al te ra cio nes en ge nesde la fa mi lia ras.

En el ca so del cán cer pul mo nar, sibien ca si 90% de los ca sos se re la cio nancon el há bi to de fu mar, so lo 20% de losfu ma do res de sa rro llan es ta en fer me dad.

Las va ria cio nes en la sus cep ti bi li dad in -di vi dual cons ta ta das en el cán cer pul mo -nar, co mo tam bién en otras for mas decán cer, re pre sen tan una de las prin ci pa lesapli ca cio nes de la epi de mio lo gía mo le cu -lar, es pe cia li dad que apun ta a una re duc -ción de las ta sas de mor ta li dad a tra vésde la pre ven ción o el diag nós ti co tem -pra no. Los cam bios mo le cu la res tem pra -nos en las neo pla sias pul mo na res in clu -yen la ac ti va ción por mu ta gé ne sis del on -co gén K-ras y la pér di da por mu ta cio neso de le cio nes de ge nes su pre so res de tu -mo res lo ca li za dos en los cro mo so mas 3p,5q, 9p, 13q y 17p. Es tas al te ra cio nes ge -né ti cas po drían ser de tec ta das en po bla -cio nes de ries go me dian te su ce si vas biop -sias bron quia les por fi bros co pía. Por otrapar te, co mo se con si de ra que los te ji dosepi te lia les de to do el trac to res pi ra to rio yae ro di ges ti vo su pe rior es tán su je tos a losefec tos no ci vos de los mis mos agen tescar ci no gé ni cos y su fren pro ce sos mu ta -gé ni cos al uní so no, la pre sen cia de da ñosge nó mi cos en unas po cas cé lu las po dríaser muy re pre sen ta ti va. Al gu nos au to respro pu sie ron que el es tu dio se ria do demues tras de es pu to al can za ría pa ra iden -ti fi car a un in di vi duo ex pues to a un ries -go al to pa ra de sa rro llar un cán cer deltrac to res pi ra to rio. Los cam bios pre neo -plá si cos po drían va lo rar se en las cé lu lasdel es pu to in ves ti gan do mu ta cio nespun tua les en el on co gén K-ras y el gensu pre sor tu mo ral p53, efec tuan do es tu -dios ci to ge né ti cos y rea li zan do tin cio nesin mu no his to quí mi cas pa ra re ve lar an tí -ge nos re la cio na dos con pro li fe ra ción,co mo Rb y PC NA (Cua dro 12-3). Seco mu ni có la de tec ción de mu ta cio nesen el co dón 12 del on co gén K-ras en la -va dos bron coal veo la res de pa cien tes consos pe cha de cán cer pul mo nar. Mu chosde los ca sos po si ti vos pa ra la mu ta ción

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del K-ras ha bían arro ja do es tu dios ci to -ló gi cos ne ga ti vos. Da tos se me jan tes seob tu vie ron a tra vés del es tu dio de ge nesmu ta dos en otros fluidos bio ló gi cos, co -mo ori na, ma te ria fe cal y es pu to. La téc -ni ca de la reac ción en ca de na de la po li -me ra sa, por otra par te, ha mul ti pli ca dola sen si bi li dad pa ra de tec tar los mar ca do -res ge né ti cos de in te rés.

Los mé to dos de pre ven ción me dian -te diag nós ti co mo le cu lar po drían tam -bién apli car se al cán cer de co lon. En fa -mi lias con his to ria de po li po sis y car ci -no mas co ló ni cos he re di ta rios se de tec ta -ron mu ta cio nes ca rac te rís ti cas en de ter -mi na das re gio nes del cro mo so ma 2, queco rres pon den a zo nas de DNA re pe ti ti -vo. Se cons ta ta ron al te ra cio nes en cé lu lasger mi na les y tu mo ra les en una se cuen ciacor ta de DNA re pe ti ti vo, de no mi na daDNA mi cro sa te li tal. Es tos frag men tos secom por tan co mo ver da de ras “hue llas di -gi ta les” ge né ti cas y, al pa re cer, la ve ri fi ca -ción de mu ta cio nes en los mi cro sa té li tespo dría re fle jar una ines ta bi li dad ge nó mi -ca he re di ta ria. Es ta al te ra ción pre dis pon -dría, ade más, a tu mo res en do me tria les,pan creá ti cos, gás tri cos y del trac to uri na -rio, y el cua dro guar da ría al gu nas se me -

jan zas con el sin dro me de Li-Frau me ni.Por lo tan to, ser vi rían co mo mar ca do resde la pre dis po si ción del in di vi duo pa rade sa rro llar cier tos ti pos de cán cer.

Far ma co ge né ti ca

El gran de sa fío pen dien te pa ra com -pren der de fi ni ti va men te la com ple jaetio lo gía del cán cer se re la cio na con lane ce si dad de cla ri fi car los múl ti ples fac -to res ge né ti cos que de ter mi nan la sus -cep ti bi li dad de ca da in di vi duo a los car -ci nó ge nos am bien ta les, in clu yen do laac ti va ción me ta bó li ca de pro car ci nó ge -nos y la des to xi fi ca ción de los agen tesmás ries go sos. Las ru tas bio quí mi casque in ter vie nen en la me ta bo li za ción depro car ci nó ge nos y car ci nó ge nos am -bien ta les pue de ser con si de ra do el úl ti -mo es la bón per di do del in trin ca do pro -ce so de la car ci no gé ne sis. Re cien te men -te se de ter mi nó que la con ju ga ción congru pos sul fa to (sul fa ta ción), una vía im -por tan te en la bio trans for ma ción dedro gas, hor mo nas y neu ro trans mi so res,pue de in du cir en al gu nas cir cuns tan ciasla ac ti va ción de dro gas y pro car ci nó ge -nos. Las va ria cio nes pa ra ca ta li zar es te

Cua dro 12-3. Es tu dios pro pues tos pa ra de tec tar tem pra na men te cam bios pre -neo plá si cos del ár bol res pi ra to rio. Mu chas de es tas téc ni cas po drían apli car se so brecé lu las o ma te rial ge nó mi co re co gi dos de mues tras de es pu to. (Mo di fi ca do de Cán -cer Hoy, año 2, nú me ro 8: “Pa to lo gía mo le cu lar, un pa so más allá de la mor fo lo gía”.)

Microdisección e identificación de células individuales bajo microscopio.

Estudios de ploidía e indentificación de cambios morfométricos en muestras teñidas conFuelgen, mediante analizadores de imagen de alta resolución.

Técnicas inmunohistoquímicas para detectar antígenos derivados de oncogenes yantígenos relacionados con proliferación celular, como RB, PCNA y p53.

Búsqueda de repeticiones dinucleotídicas y mutaciones específicas en los genes K-ras yp53.

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ti po de reac cio nes po drían co rre la cio -nar se con el gra do de sus cep ti bi li dad pa -ra de sa rro llar neo pla sias hor mo no de -pen dien tes o in du ci das por agen tes quí -mi cos. Tam bién se en cuen tran en cur soes tu dios se me jan tes acer ca de las va ria -cio nes en la ac ti vi dad de los ci to cro mosP450, res pon sa bles de va rios pro ce sosoxi da ti vos de hi dro car bu ros aro má ti cos,ni tro sa mi nas y afla to xi nas. Se es pe ra quelos pro gre sos en es ta nue va dis ci pli na,bau ti za da far ma co ge né ti ca, apor tennue vos ins tru men tos pa ra pre de cir lasus cep ti bi li dad in di vi dual o ra cial a loscar ci nó ge nos.

Qui mio pre ven ción

Los tu mo res de ca be za y cue llo másfre cuen tes com pren de a los car ci no masepi der moi des de la ca vi dad oral, fa rin gey la rin ge. En con jun to, con for man ungru po de tu mo res que com par ten no só -lo los mis mos fac to res de ries go, si notam bién las mis mas ca rac te rís ti cas bio ló -gi cas, que re per cu ten en los en fo quespre ven ti vos y te ra péu ti cos. Se co no ceque el con su mo de ta ba co y al co hol sere la cio na con el de sa rro llo de cán cer deca be za y cue llo y, a su vez, am bos fac to -res se po ten cian.

Cier tas ocu pa cio nes im pli can tam -bién un ries go de je rar quía, co mo aque -llas vin cu la das con el re fi na mien to delní quel, la in dus tria tex til y de la ma de ra.Al gu nos es tu dios epi de mio ló gi cos su gi -rie ron la par ti ci pa ción de fac to res die té -ti cos. A la po si ble pro tec ción que brin -dan los ca ro te noi des po drían su mar se al -gu nas evi den cias que in di can que el con -su mo de fru tas y ve ge ta les se aso cia dema ne ra in ver sa con la in ci den cia de tu -mo res de ca be za y cue llo.

La leu co pla sia es una le sión pre ma -

lig na de la ca vi dad oral que pue de in di -car la ex po si ción a agen tes car ci no gé ni -cos co mo el ta ba co. Su pro gre sión ha ciacán cer se re la cio na con el gra do deanor ma li dad his to ló gi ca. Las mu co sasque re vis ten los ór ga nos del trac to ae ro -di ges ti vo su pe rior –al igual que el esó fa -go y los pul mo nes– es tán ex pues tas a losmis mos car ci nó ge nos am bien ta les. Laidea que sos tie ne que to do el li na je ce -lu lar de un trac to so por ta al mis motiem po da ños pre ma lig nos se me jan tesan te la ex po si ción a un agen te car ci no -gé ni co, ge ne ró nue vas pers pec ti vas pa rala pre ven ción y el tra ta mien to del cán -cer de ca be za y cue llo. El plan teo su po -ne que múl ti ples si tios es ta rían ex pues -tos en for ma se cuen cial o si mul tá nea alde sa rro llo de le sio nes dis plá si cas y ex pli -ca ría la al ta in ci den cia de sub se cuen tescán ce res pri ma rios en los pa cien tes tra -ta dos por tu mo res de ca be za y cue llo,pul món o esó fa go.

Es te con cep to de “can ce ri za ción te -rri to rial” (field can ce ri za tion) ha ce pen -sar que to do un trac to o sis te ma or gá ni -co pue de so por tar anor ma li da des ge né -ti cas mul ti fo ca les, con un pa sa je pau la -ti no ha cia la ma lig ni dad. Fi nal men te, elcán cer se ins ta la en un si tio de ter mi na -do de ese te rri to rio, más allá que to do elte rri to rio ha ido acu mu lan do al te ra cio -nes pre ma lig nas si mi la res. En el ni velmo le cu lar, la in for ma ción dis po ni blein di ca que de pen de de cam bios ge né ti -cos múl ti ples y que la pro gre sión delpro ce so es acu mu la ti va. Se cons ta ta ronde le cio nes en los cro mo so mas 3p y 18qen neo pla sias ma lig nas de ca be za y cue -llo, co mo tam bién mu ta cio nes en el gensu pre sor tu mo ral p53. Ade más, sue lenser fre cuen tes las am pli fi ca cio nes en re -cep to res de fac to res de cre ci mien to y delos on co ge nes int-2 y bcl-1, en tre otros.

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La qui mio pre ven ción pue de de fi nir -se co mo la ad mi nis tra ción de dro gas pa -ra blo quear el pro ce so de car ci no gé ne sisy así pre ve nir el de sa rro llo de neo pla siasin va si vas. La apli ca ción de las es tra te giasqui mio pre ven ti vas se ba san en el con -cep to men cio na do de la can ce ri za ciónte rri to rial. Co mo ob je ti vo pri mor dial sebus ca dis mi nuir la in ci den cia de se gun -dos cán ce res en los pa cien tes que fue rontra ta dos exi to sa men te con ci ru gía o te -ra pia ra dian te. Sin em bar go, la qui mio -pre ven ción po dría ex ten der se al tra ta -mien to de los pa cien tes con leu co pla sias–fu ma do res o al co hó li cos en su ma yo -ría– que aún no han de sa rro lla do uncán cer de ca be za y cue llo.

Di ver sos re ti noi des y ca ro te noi despo seen la par ti cu lar pro pie dad de mo du -lar el cre ci mien to y la di fe ren cia ción epi -te lial. Por otra par te, mu chos re ti noi desna tu ra les y sin té ti cos pue den re ver tir lasle sio nes leu co plá si cas, con re sul ta dos queos ci lan en tre 50 y 100 % de efec ti vi dad.En tre los re ti noi des se en cuen tra la sus -tan cia más es tu dia da co mo agen te qui -mio pre ven ti vo en el cán cer de ca be za ycue llo, la iso tre ti noí na o áci do 13-cis-re -ti noi co. Los re sul ta dos de los pri me rospro to co los con tro la dos, con do sis al tasde iso tre ti noí na por pe río dos de tres me -ses, de mos tra ron una efec ti vi dad asom -bro sa. La men ta ble men te, la to xi ci daddel tra ta mien to fue al ta, in clu yen do der -ma ti tis, con jun ti vi tis e hi per tri gli ce ri de -mia, y las le sio nes leu co plá si cas pro gre sa -ron al fi na li zar la ad mi nis tra ción del re ti -noi de. Un pro to co lo qui mio pre ven ti vodi vi di do en dos fa ses, so bre se ten ta pa -cien tes con leu co pla sias ora les, con du jo are sul ta dos más alen ta do res.

Du ran te los pri me ros tres me ses to -dos los pa cien tes re ci bie ron un tra ta -mien to de in duc ción con do sis al tas de

iso tre ti noí na. Lue go fue ron di vi di dos endos gru pos que re ci bie ron a lo lar go denue ve me ses una te ra pia de man te ni -mien to con ca ro te no o iso tre ti noí na. Sibien la to xi ci dad fue al go su pe rior, consig nos que re me da ron la hi per vi ta mi no -sis A, la te ra pia de man te ni mien to coniso tre ti noí na de mos tró una ma yor ac ti -vi dad en el con trol de las leu co pla siasora les. Más de 90 % de los pa cien tesma ni fes ta ron le sio nes es ta bles, que nopro gre sa ron a car ci no mas, res pec to deun es ca so 45 % en el gru po tra ta do conca ro te no.

In mu no te ra pia y va cu nas an ti tu mo ra les

El sue ño de tra tar exi to sa men te elcán cer me dian te la ma ni pu la ción del sis -te ma in mu ne pa re ce em pe zar a con ver -tir se po co a po co en rea li dad. Ha cían fal -ta avan ces sig ni fi ca ti vos tan to en el áreade la in mu no lo gía co mo en la on co lo gíapa ra cam biar la suer te de una es tra te giapro mi so ria en el mar co teó ri co, pe ro po -co fruc tí fe ra has ta el mo men to des de elpun to de vis ta prác ti co. Mu chos co no ci -mien tos se in cor po ra ron en los úl ti mosaños pa ra co men zar a tor cer la his to ria,in clu yen do la in ter pre ta ción de me ca ni -mos bio ló gi cos que lle van a las neo pla -sias a per ma ne cer inad ver ti das y dis tin -tos pro ce sos que go bier nan la res pues tain mu no ló gi ca con tra cé lu las trans for ma -das. El es tu dio de las en fer me da des au -toin mu nes, por otra par te, con du jo a laca rac te ri za ción de un fe nó me no ca paz dedes truir un te ji do es pe cí fi co, tal vez se -me jan te al ne ce sa rio pa ra cau sar la des -truc ción de una po bla ción de cé lu lasneo plá si cas.

La pro duc ción de au toan ti cuer posen pa cien tes con en fer me da des au toin -

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mu nes lle va al re co no ci mien to y des -truc ción de cé lu las es pe cí fi cas que ex -pre san el co rres pon dien te au toan tí ge no.Re cien te men te, se pro pu so que los au -toan ti cuer pos po drían ser tam bién ca pa -ces de ata car cé lu las can ce ro sas del mis -mo ori gen que las cé lu las nor ma les queha bi tual men te son afec ta das por esosau toan ti cuer pos. En otras pa la bras, unpa cien te con una de ter mi na da en fer me -dad au toin mu ne se en con tra ría pro te gi -do con tra neo pla sias de la es tir pe ce lu larque re sul ta blan co de la agre sión in mu -no ló gi ca. Es ta hi pó te sis, con po ten cia lespers pec ti vas te ra péu ti cas, pue de ser apli -ca da a va rias en fer me da des au toin mu -nes, con sus co rres pon dien tes neo pla siasma lig nas.

En el vi ti li go, una en fer me dad der -ma to ló gi ca que se ca rac te ri za por par chesde piel sin pig men ta ción, se en con tra ronau toan ti cuer pos IgG di ri gi dos con tracom po nen tes de la mem bra na y el ci to -plas ma de los me la no ci tos. Tam bién sere por tó que la ti ro si na sa, en zi ma quepar ti ci pa en la sín te sis del pig men to me -lá ni co, pue de com por tar se co mo au toan -tí ge no. En teo ría, el de sa rro llo de me la -no ma en los pa cien tes con vi ti li go po dríaen ton ces ser li mi ta do por es ta au toin mu -ni dad di ri gi da con tra las cé lu las de la es -tir pe. Dan do so por te a es te plan teo, seco no ce que los pa cien tes con me la no maque ma ni fies tan áreas de des pig men ta -cio nes cu tá neas o vi ti li go tie nen un me -jor pro nós ti co. Es te sig no de pen de ría dela pro duc ción de au toan ti cuer pos con trame la no ci tos du ran te el cur so de la neo -pla sia. Pa ra com pro bar la ver da de ra efec -ti vi dad de los au toan ti cuer pos pa ra des -truir un tu mor, de be exa mi nar se su ca pa -ci dad pa ra unir se a los blan cos es pe cí fi -cos, li sar las cé lu las can ce ro sas en pre sen -cia de com ple men to y, fi nal men te, de be

ana li zar se la ci to to xi ci dad in vi vo de es -tos an ti cuer pos. Se de mos tró que an ti -cuer pos pre sen tes en el sue ro de pa cien -tes con vi ti li go pue den re co no cer e in du -cir la li sis de cé lu las de me la no ma B16mu ri no y M14 hu ma no. Se dis po ne deda tos que su gie ren una sig ni fi ca ti va ac ti -vi dad tan to in vi tro co mo en ani ma les deex pe ri men ta ción.

En la ane mia he mo lí ti ca au toin mu -ne, la for ma ción de au toan ti cuer pos po -dría ge ne rar cier ta pro tec ción con tra lapo li ci te mia ve ra y la eri tro leu ce mia, con -di cio nes de cre ci mien to pre ma lig no yma lig no, res pec ti va men te, de la es tir pede cé lu las ro jas. Al go se me jan te se plan -teó res pec to de los sín dro mes an ti fos fo lí -pi dos, don de se ge ne ran an ti cuer pos quere co no cen fos fa ti dil se ri na. Va rias neo pla -sias, in clu yen do me la no ma, se ca rac te ri -zan por la pre sen cia de fos fa ti dil se ri na enel la do ex ter no de la bi ca pa li pí di ca de lascé lu las can ce ro sas. En el pén fi go vul garse pro du cen an ti cuer pos an ti-que ra ti no -ci tos, que po drían reac cio nar con cé lu lasde car ci no mas es ca mo sos.

Por otra par te, el uso de va cu nas pa -ra tra tar el cán cer pre su po ne el ob je ti vode des per tar la pro pia in mu ni dad delhués ped pa ra pro te ger lo de la en fer me -dad. De tal for ma que el di se ño de es teti po de pro to co los te ra péu ti cos re quie reun pro fun do co no ci mien to de los me ca -nis mos que em plea el or ga nis mo pa rareac cio nar con tra cé lu las trans for ma das.Dis tin tas evi den cias ex pe ri men ta les de -mues tran que tan to la in mu ni dad hu -mo ral co mo la ce lu lar ge ne ran res pues -tas con tra las neo pla sias. La pro duc ciónde an ti cuer pos con tra an tí ge nos del tu -mor pue de ser in dis pen sa ble pa ra des -per tar a otros efec to res ce lu la res del sis -te ma in mu ne. No obs tan te, se con si de raque la in mu ni dad me dia da por cé lu las, y

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muy par ti cu lar men te los lin fo ci tos T ci -to tó xi cos, jue gan un pa pel des co llan te.En dis tin tos mo de los ex pe ri men ta les, lain mu ni dad an ti tu mo ral pue de ser trans -fe ri da de un ani mal a otro a tra vés delin fo ci tos T reac ti vos, pe ro nun ca a tra -vés de an ti cuer pos. Los lin fo ci tos T es ta -ble cen con tac tos en tre su mem bra naplas má ti ca y la de la cé lu la blan co, li be -ran do per fo ri na. Al po li me ri zar, es tamo lé cu la ge ne ra un po ro en la mem bra -na de la cé lu la tu mo ral. El po ro, a suvez, mo di fi ca el equi li brio ió ni co y la in -te gri dad ce lu lar.

Las cé lu las NK (na tu ral ki ller) tam -bién pue den me diar me ca nis mos in mu -no ló gi cos con tra el cán cer. La prin ci palven ta ja de las cé lu las NK ra di ca en suca pa ci dad de li sar cé lu las tu mo ra les in -de pen dien te men te de las res tric cio nesque plan tean las mo lé cu las de his to com -pa ti bi li dad. Al pa re cer, es tas efec to res desis te ma in mu ne des tru yen cé lu las quepre sen tan ba jos ni ve les de an tí ge nos decla se I del com ple jo ma yor de his to com -pa ti bi li dad en su su per fi cie ce lu lar, unras go bas tan te ha bi tual en las cé lu lascan ce ro sas. Por otra par te, las cé lu lasNK tam bién ac ti van sus me ca nis mos ci -to tó xi cos so bre cé lu las re cu bier tas de an -ti cuer pos, pues to que po seen re cep to respa ra la frac ción Fc.

Otras cé lu las que se cree son muy re -le van tes en la in mu ni dad an ti tu mo ralson los ma cró fa gos, pu dien do in hi bir elcre ci mien to e in clu si ve cau sar la re gre -sión de un tu mor en de ter mi na das con -di cio nes ex pe ri men ta les. Los ma cró fa gospue den ser ac ti va dos por in ter fe rón-γ yel fac tor ac ti va dor de ma cró fa gos MAF(ma crop ha ge ac ti va ting fac tor). Su ac ti -va ción los fa cul ta pa ra se cre tar fac to reslí ti cos, co mo el fac tor de ne cro sis tu mo -ral TNF-α (tu mor ne cro sis fac tor-α).

El re co no ci mien to de an tí ge nos tu -mo ra les es pe cí fi cos que per mi tan su re -co no ci mien to por efec to res de la in mu -ni dad del hués ped pa re ce re pre sen tar lacla ve en la pues ta a pun to de es tra te giaste ra péu ti cas. Se co no ce que los lin fo ci tosdes tru yen las cé lu las que mues tran los an -tí ge nos apro pia dos. Las cé lu las T CD8+(ki llers) son los me dia do res de la res pues -ta lí ti ca, ayu da dos por las cé lu las T CD4+(hel pers), que se cre tan ci to qui nas. Laspro teí nas blan co de es te ata que in clu yendis tin tos an tí ge nos vi ra les, co mo los delvi rus de Eps tein-Barr y pa pi llo ma vi rus,y an tí ge nos abe rran tes fre cuen te men teex pre sa dos en me la no mas, cán ce res deca be za y cue llo, ve ji ga y pul món. En treés tos se des ta can el Mel-40, ESO-1,MA GE, BA GE y GA GE, pre sen tes en20 a 50% de las neo pla sias y só lo en al -gu nos ór ga nos nor ma les, co mo tes tí cu loy ova rio.

Otros an tí ge nos aso cia dos a la su per -fi cie ce lu lar pue den ser re co no ci dos pre -fe ren te men te por la in mu ni dad hu mo -ral. En los tu mo res só li dos, con fre cuen -cia no se ex pre sa un an tí ge no es pe cí fi co;la ex cep ción a es ta re gla es el gan glió si doGM3, pre sen te en 90% de los me la no -mas. Al go se me jan te ocu rre con el an tí -ge no A33, de tec ta do en la ma yo ría de loscán ce res co lo rrec ta les, y el G250, en loscán ce res de ri ñón. Los re cep to res de fac -to res de cre ci mien to tam bién pue den re -sul tar ex ce len tes blan cos de la in mu no te -ra pia an ti tu mo ral. Una for ma trun ca dadel re cep tor de fac tor de cre ci mien to epi -dér mi co, pre sen te en tu mo res ma ma riosy del sis te ma ner vio so pe ro au sen te ente ji dos nor ma les, po dría re sul tar de uti li -dad pa ra el re co no ci mien to se lec ti vo decé lu las trans for ma das.

Mu chos pro to co los in mu no te ra péu -ti cos en cur so en se res hu ma nos por ta do -

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res de neo pla sias só li das apun tan al ma -ne jo del me la no ma avan za do (Cua dro12-4). Se re por tó que la va cu na ción conel gan glió si do GM2 tien de a au men tar lasu per vi ven cia de los pa cien tes con es taen fer me dad. In clu si ve, se cree que la ad -mi nis tra ción com bi na da de ci to ci nas,co mo el GM-CSF, po dría exa cer bar aúnmás la res pues ta in mu ne. Por otra par te,mu chos otros pro to co los ba sa dos en laad mi nis tra ción de an ti cuer pos mo no clo -na les con ju ga dos con ra dio nú cli dos hanmos tra do re sul ta dos pre li mi na res sa tis -fac to rios en pa cien tes con neo pla sias he -ma to ló gi cas. Los an ti cuer pos an ti-CD20car ga dos con 131I mos tra ron ac ti vi daden ca sos de lin fo mas no Hodg kin re frac -ta rios. Tam bién los an ti cuer pos an ti-CD33 se aso cia ron a res pues tas fa vo ra -

bles en el tra ta mien to de leu ce mias.En oca sio nes, las neo pla sias que se

de sa rro llan en in di vi duos in mu no com -pro me ti dos pue den re mi tir cuan do seres ta ble cen las fun cio nes in mu no ló gi cas.Es te ti po de evi den cias se ins cri ben en trelas de ma yor pe so a la ho ra de al ber gares pe ran zas en ma te ria de in mu no te ra piadel cán cer. Por ejem plo, las in fu sio nes delin fo ci tos pue den ser su fi cien tes pa raerra di car lin fo mas aso cia dos al vi rus deEps tein-Barr, al cau sar la li sis de las cé lu -las neo plá si cas que ex pre san los an tí ge -nos vi ra les. De la mis ma for ma, se do cu -men tó que en pa cien tes trans plan ta doshe pá ti cos con lin fo mas de cé lu las B aso -cia dos al mis mo vi rus, la re duc ción de lasdo sis de agen tes in mu no su pre so res es ca -paz de re sol ver la en fer me dad neo plá si ca.

Cua dro 12-4. Distintos tipos de va cu nas an ti tu mo ra les. Los nue vos co no ci mien -tos en ma te ria de in mu no lo gía an ti tu mo ral y el de sa rro llo de la bio tec no lo gía hi cie -ron re sur gir el in te rés por la pues ta a pun to de va cu nas pa ra el ma ne jo del pa cien tecon cán cer. Una bue na par te de los pro to co los en en sa yo apun tan al tra ta mien to delme la no ma. (Mo di fi ca do de Cán cer Hoy, año 3, nú me ro 22: “Pers pec ti vas en in mu -no te ra pia del cán cer”.)

Vacunas de células enteras

Vacunas de lisados celulares

Vacunas de oncolisadosvirales

Vacunas de antígenos solubles

Vacunas de gangliósidos

Vacunas antiidiotipo

Vacunas tumorales por ingeniería genética

Células de melanoma irradiadas, inoculadas junto a adjuvantesinmunológicos (BCG, por ejemplo) que potencian la respuesta. Seemplean líneas celulares alogénicas que expresan antígenos, como glicolípidos y ciertas proteínas.Lisados de células alogénicas de melanoma. Las partículas de mem-brana son fagocitadas por macrófagos, que actúan como presenta-dores de antígeno.La infección de células de melanoma con virus vaccinia mejora laantigenicidad de los lisados celulares.Los antígenos liberados de la superficie de las células tumoralestienen una mayor pureza que cuando se encuentran mezclados arestos celulares. Los gangliósidos son glicolípidos altamente expresados enmelanomas, sarcomas, neuroblastomas y astrocitomas. Para generarinmunidad se administran junto a adjuvantes.Los anticuerpos antiidiotipo pueden inducir respuestas mediadaspor células T y estimular clones de linfocitos B, pudiendo rompermecanismos de inmunotolerancia.Se desarrollaron muchos protocolos para generar respuestas contraantígenos tumorales específicos. Esto incluye la expresión demoléculas del complejo mayor de histocompatibilidad, mucinas ycitocinas, entre otros.

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Pro yec ción te ra péu ti ca de la bio lo gía mo le cu lar

Aun que la pro yec ción so bre el ma ne -jo del pa cien te on co ló gi co de los co no ci -mien tos lo gra dos en los úl ti mos años enbio lo gía ce lu lar y mo le cu lar pue da pa re -cer aún li mi ta da, la co mu ni dad cien tí fi -ca es pe ra an sio sa una nue va re vo lu ciónte ra péu ti ca. Cla ro es tá que el sal to de fi -ni ti vo des de los ex pe ri men tos in vi tro ylos mo de los ani ma les de cán cer has ta suapli ca ción en el pa cien te, pa re ce, en mu -chos ca sos, una es pe ran za le ja na y noexen ta de cier ta cuo ta de fan ta sía. Sinem bar go, la evo lu ción de las téc ni cas dela bio lo gía mo le cu lar fue ron lle nan do unva so que ca da vez se mues tra más lle no.Tal vez só lo fal te una pe que ña go ta quede sa te una cas ca da con la su fi cien te fuer -za pa ra tor cer la his to ria na tu ral de lasen fer me da des neo plá si cas.

Mu chos cien tí fi cos y la pro pia in -dus tria far ma céu ti ca sa ben que los avan -ces en on co lo gía mo le cu lar no de ben serde sa pro ve cha dos. La iden ti fi ca ción de lasal te ra cio nes ge né ti cas y mo le cu la res quede ter mi nan la gé ne sis del cán cer ex ce denlar ga men te el cam po des crip ti vo, pues toque cons ti tu yen un blan co pa ra el even -tual di se ño de nue vas es tra te gias de tra ta -mien to.

Los avan ces en el re co no ci mien to delos ele men tos mo le cu la res que re glan elcom por ta mien to nor mal y pa to ló gi co delas cé lu las mo di fi ca ron con cep tos fun da -men ta les acer ca de la pa to ge nia de mu -chas en fer me da des, no só lo del cán cer.La cau sa ori gi nal de cier tas en fer me da desdel ser hu ma no re si de en ge nes de fec tuo -sos, ya sean he re da dos o al te ra dos a lolar go de la vi da post na tal en las cé lu lasso má ti cas. De tal ma ne ra que, en teo ría,el ma ne jo más ade cua do de di chas en fer -

me da des de pen de ría de la po si bi li dad dere pa rar esos des per fec tos ge né ti cos.

Los pri me ros pro ce di mien tos ex pe ri -men ta les de te ra péu ti ca ge né ti ca en se reshu ma nos, tien den a de li near he rra mien -tas que otor guen be ne fi cios clí ni cos tan -gi bles pa ra pro ve cho del in di vi duo en fer -mo. Se en cuen tran en cur so pro to co lospa ra tras fe rir ge nes sa nos a pa cien tespor ta do res de dis tin tos de sór de nes ge né -ti cos, co mo la fi bro sis quís ti ca, la hi per -co les te ro le mia fa mi liar y la dis tro fiamus cu lar de Du chen ne. Las en fer me da -des men cio na das tie nen en co mún dis -tin tos ras gos que las con vier ten en losmo de los idea les pa ra in ten tar por pri me -ra vez la co rrec ción de de fec tos ge né ti cosen se res hu ma nos. En pri mer lu gar, co -rres pon den a al te ra cio nes de pen dien tesde da ños en un úni co gen y la pa to lo gíamo le cu lar es tá per fec ta men te ca rac te ri -za da. Por otra par te, es tas en fer me da dessue len cau sar la muer te del in di vi duoafec ta do en la in fan cia o ju ven tud y noexis ten te ra pias con ven cio na les efec ti vas.Otras en fer me da des he re di ta rias en lasque po dría em plear se al gu na for ma dete ra péu ti ca ge né ti ca son la de fi cien cia deα1-an ti trip si na, la ane mia de Fan co ni, lade fi cien cia de ade no si na dea mi na sa y laen fer me dad de Gau cher.

Los in ves ti ga do res cien tí fi cos y losmé di cos clí ni cos han so ña do por dé ca dascon po der em plear ge nes co mo agen teste ra péu ti cos. Las me jo ras en las téc ni casde trans fe ren cia de se cuen cias ge nó mi casin vi vo su po nen un avan ce im por tan tepa ra la ob ten ción de tra ta mien tos ge né ti -cos efec ti vos, aun que re sul ta to da vía muytem pra no pa ra es pe rar lo gros im pac tan -tes o pa ra in ten tar una eva lua ción del po -ten cial de es te ti po de me to do lo gías.

La te ra pia gé ni ca pue de ser in ter pre -ta da co mo una nue va y muy par ti cu lar al -

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ter na ti va pa ra ad mi nis trar me di ca men tos,que se ba sa en la ac ti va ción de la ma qui -na ria sin té ti ca de las cé lu las del pa cien tepa ra ela bo rar un agen te te ra péu ti co queco rri ge un pro ce so pa to ló gi co. Así, es tame to do lo gía uti li za al pro pio or ga nis mopa ra tra tar su en fer me dad, a tra vés de lasín te sis de pro teí nas es pe cí fi cas co di fi ca daspor las se cuen cias de DNA in tro du ci das.El pro ce di mien to eli mi na la ne ce si dad dead mi nis trar pe rió di ca men te pro teí nas odro gas con ac ción te ra péu ti ca. Ade más, suapli ca ción ex ce de los de sór de nes he re di -ta rios, pu dien do ser apli ca do en al gu nasen fer me da des ad qui ri das co mo cán cer,afec cio nes car dio vas cu la res, ar tri tis reu -ma toi dea y si da.

Trans fe ren cia de ge nes

La pa la bra trans fec ción sur gió de lacom bi na ción de trans fe ren cia e in fec -ción, pues to que los pri me ros vec to res

em plea dos pa ra trans fe rir ge nes fue ronvi rus. La trans fec ción im pli ca la in tro -duc ción de un gen en una cé lu la y la ul -te rior trans crip ción de ese nue vo ma te -rial ge nó mi co por par te de la ma qui na riace lu lar, pa ra dar lu gar a la sín te sis de lapro teí na co di fi ca da por la se cuen ciatrans fe ri da.

La trans fec ción en cé lu las ais la das,cul ti va das in vi tro, es re la ti va men te sim -ple y exis ten va rias téc ni cas al ter na ti vascon una efi cien cia ade cua da. Sin em bar -go, la trans fe ren cia de ge nes in vi vo, encé lu las de un or ga nis mo ín te gro, traeapa re ja da una gran com ple ji dad, con li -mi ta cio nes vin cu la das con el ti po ce lu lares pe cí fi co que se rá el blan co del tra ta -mien to ge né ti co y con la efec ti vi dad delos sis te mas de trans fe ren cia. En al gu nosca sos, es po si ble rea li zar pro ce di mien tosex vi vo, que con sis ten en re mo ver las cé -lu las del or ga nis mo, ino cu lar los ge nesen las mis mas y lue go rein tro du cir las cé -

Cua dro 12-5. Vec to res en te ra pia gé ni ca. Pa ra tran fe rir las se cuen cias ge nó mi casden tro de las cé lu las en fer mas pue den uti li zar se di fe ren tes téc ni cas. En el ca so de losvi rus, no im pli can un ries go de in fec ción si son ade cua da men te pre pa ra dos. (Mo di fi -ca do de Me di cal Mag, vo lu men 7, nú me ro 61: “La in fan cia de la te ra pia ge né ti ca”.)

Simples de construir y eficientes. La inserciónen el genoma, sin embargo, es al azar y sólopueden emplearse en células en división.

Pueden utilizarse en células quiescentes y laeficiencia es alta, aunque son neutralizadospor ser muy inmunogénicos.

Si bien no son inmunogénicos, resulta muydifícil su construcción y no se conocen losriesgos reales de su empleo.

No son inmunogénicos, pero tienen baja eficiencia con las técnicas actuales.

Baja eficiencia. Sólo funcionarían en corazóny músculo esquelético.

Retrovirus

Adenovirus

Herpesvirus

Liposomas

Partículas de DNA

VECTORESVIRALES

VECTORESVIRALES

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lu las tra ta das. Tal es el ca so de los tra ta -mien tos ge né ti cos que in vo lu cran a lascé lu las blan cas cir cu lan tes. De to das for -mas, de jan do de la do las en fer me da desque afec tan a cé lu las san guí neas, en lama yor par te de los ca sos se re quie re deun sis te ma pa ra trans fe rir ge nes in vi vo.

El ob je ti vo cen tral de la te ra pia gé -ni ca ra di ca en la bús que da de vec to resca pa ces de trans por tar ge nes den tro delas cé lu las y que esos ge nes sean fi nal -men te ex pre sa dos (Cua dro 12-5). Elvec tor más po pu lar es un re tro vi rus queha bi tual men te afec ta al ra tón, em plea doen de ce nas de pro to co los ex pe ri men ta lesen pa cien tes con cán cer y si da. Po see unaefi cien cia acep ta ble, aun que la ex pre sióndel gen trans fe ri do es muy va ria ble de unin di vi duo a otro. Ade más, los re tro vi russó lo in ser tan ge nes en cé lu las en di vi sióny, co mo la in ser ción es al azar, pue denau men tar el ries go de cán cer si afec tan lase cuen cia de on co ge nes o su pre so res detu mor. De bi do a es to úl ti mo, los re tro -vi rus se han em plea do es pe cial men te entéc ni cas ex vi vo, que no im pli can unries go de trans for ma ción. Mu chos de losobs tá cu los del em pleo de re tro vi rus co -mo vec to res de trans fe ren cia es tán au -sen tes en el ca so de los ade no vi rus. Noobs tan te, los ade no vi rus son al ta men tein mu no gé ni cos, lo que pro vo ca in fla ma -ción y des truc ción de las cé lu las quecon tie nen las par tí cu las vi ra les. De bi doa es ta cir cuns tan cia, la te ra pia con ade -no vi rus tie ne una ac ción bre ve (me nor aseis se ma nas) y las su ce si vas apli ca cio nesde sen ca de nan res pues tas in fla ma to riasaún más vi go ro sas de bi do a los me ca nis -mos de me mo ria in mu no ló gi ca. Losher pes vi rus tam bién pue den ser em plea -dos co mo vec to res, en par ti cu lar debidoa su afi ni dad por el sis te ma ner vio so cen -tral. Igual men te, de ben con si de rar se los

ries gos in he ren tes al uso de es te ti po devi rus. De jan do de la do los vi rus, exis tenotros vec to res con bue nas pers pec ti vas,co mo los li po so mas ca tió ni cos. Se es pe raque en po cos años los li po so mas per mi -tan in cre men tar por lo me nos diez ve cesla ex pre sión de los ge nes de in te rés. Tam -bién se en cuen tra en es tu dio la trans fe -ren cia di rec ta de DNA plas mí di co des -nu do y la in yec ción de par tí cu las deDNA me dian te “bom bar deo” con pis to -las de ai re.

En la ac tua li dad se bus ca la trans fe -ren cia de se cuen cias ge nó mi cas en con -jun ción con ele men tos que per mi tan lare gu la ción de su ex pre sión. En cier tosca sos, la ex pre sión cons ti tu ti va de la se -cuen cia in tro du ci da pue de ser de le té reapa ra la es tir pe ce lu lar y se ría apro pia do–y más fi sio ló gi co– que la ela bo ra ciónde la pro teí na se adap te a las ne ce si da desti su la res. Se han de li nea do sis te mas ge -nó mi cos in du ci bles que, una vez trans -fe ri dos a las cé lu las, son ex pre sa dos enres pues ta a un agen te re gu la dor. Tal es elca so de los hí bri dos de se cuen cias mi -cro bia nas y de ma mí fe ros que se ex pre -san en pre sen cia de te tra ci cli nas o mi fe -pris to ne (RU 486).

Pro to co los clí ni cos de te ra pia gé ni ca

Las pri me ras en fer me da des hu ma nasque han si do el blan co de los pri me rospro to co los clí ni cos de te ra pia gé ni ca hansi do la hi per co les te ro le mia fa mi liar, ladis tro fia mus cu lar de Du chen ne y la fi -bro sis quís ti ca. La trans fe ren cia de ge nespue de efec tuar se di rec ta men te en las cé -lu las afec ta das pa ra reem pla zar un gende fec tuo so o pa ra des truir las. Tam bién espo si ble trans fe rir ge nes a cé lu las in vo lu -cra das in di rec ta men te en el pro ce so pa -

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to ló gi co, con el ob je ti vo de que la ex pre -sión del gen en las mis mas ac túe so bre lascé lu las en fer mas (Cua dro 12-6).

En la hi per co les te ro le mia fa mi liar,los in di vi duos afec ta dos po seen al te ra -cio nes en los ge nes que co di fi can los re -cep to res de li po pro teí nas de ba ja den si -dad LDL (low den sity li po pro tein). Lasmu ta cio nes pue den re du cir la ac ti vi dadde los re cep to res de LDL, mien tras queen otros ca sos se do cu men tan for mas ne -ga ti vas, ca rac te ri za das por la au sen cia ab -so lu ta de re cep to res de LDL. Co mo lascé lu las en do te lia les son in ca pa ces de cap -

tar el LDL pre sen te en la san gre, los pa -cien tes su fren pro ce sos de ate ro gé ne sisen eda des muy tem pra nas y en fer me da -des co ro na rias.

Los pro to co los de te ra pia ge né ti calle va dos a ca bo en pa cien tes con hi per co -les te ro le mia fa mi liar son com ple jos ycom pren den una com bi na ción de múl ti -ples téc ni cas, in clu yen do la ci ru gía y latrans fe ren cia de se cuen cias de DNA. Elpro ce di mien to se ini cia con la he pa tec to -mía par cial, el cul ti vo de los he pa to ci tosy la pos te rior trans fe ren cia de ge nes nor -ma les que co di fi can el re cep tor de LDL.

Cuadro 12-6. Formas de terapia génica. La transferencia de genes puede efec-tuarse directamente en las células afectadas para reemplazar un gen defectuoso opara destruirlas (1 y 2). También es posible transferir genes a células involucradas indi-rectamente en el proceso patológico, con el objetivo de que la expresión del gen enlas mismas actúe sobre las células enfermas (3 y 4). (Modificado de Medical Mag,volumen 7, número 61: “La infancia de la terapia genética”.)

Transferencia de un gen sano parareemplazar un gen defectuoso.

Transferencia de un gen que detieneel crecimiento o destruye células anómalas.

Injección de células modificadas genéticamente (o de genes) para modificar la biología de un tejidohuésped.

Transplante de células que contienencopias normales de genes alterados.

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Ejemplo: Terapia génica sobre el epiteliodel árbol respiratorio en la fibrosis quística.

Ejemplo: Introducción del gen del factorde necrosis tumoral en células cancerosas.

Ejemplo: Implantes que estimulan la producción de factores de crecimientopara la vascularización de zonas de infartode miocardio.

Ejemplo: Transplante de mioblastos concopias sanas del gen de la distrofina enpacientes con distrofia muscular deDuchenne.

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Los he pa to ci tos mo di fi ca dos ge né ti ca -men te son rei no cu la dos me dian te unain fu sión a tra vés de la ve na por ta. Los re -sul ta dos ob te ni dos has ta el mo men tofue ron muy po co sa tis fac to rios. Si bienal gu nos pa cien tes mo di fi ca ron el me ta -bo lis mo de las li po pro tí nas, el co les te rol-LDL cir cu lan te per ma ne ció en ni ve lesque im pli can un ries go muy se rio de ate -ro gé ne sis (Cua dro 12-7, A).

En los pa cien tes con dis tro fia mus cu -lar de Du chen ne, la pro teí na dis tro fi na seen cuen tra au sen te o mu ta da de bi do a al -te ra cio nes del gen que la co di fi ca. Es te ti -po de dis tro fia he re di ta ria co rres pon de aun de sor den li ga do al cro mo so ma X y seca rac te ri za por una de bi li dad pro gre si va ein ca pa ci tan te. Po co tiem po atrás se co -men zó a apli car en ni ños afec ta dos de 5 a10 años una téc ni ca ba sa da en la te ra piagé ni ca. El pro ce di mien to con sis te entrans fe rir en los bí ceps mio blas tos cul ti -va dos in vi tro, por ta do res del gen nor malde la dis tro fi na. Las trans fe ren cias se efec -tua ron una vez por mes, du ran te seis me -ses. Se es pe ra ba que, al fu sio nar se con lasfi bras mus cu la res en fer mas, los mio blas -tos trans fe ri dos apor ta rían nú cleos conge nes nor ma les, ne ce sa rios pa ra la ela bo -ra ción de dis tro fi na. Lue go de un se gui -mien to de has ta do ce me ses y más allá deque al gu nos pa cien tes mos tra ban ni ve lesde tec ta bles de ex pre sión de dis tro fi nanor mal en los mús cu los tra ta dos, en nin -gún ca so se cons ta tó una me jo ría sig ni fi -ca ti va en la fuer za mus cu lar. Se con si de raque me dian te el em pleo de es te pro ce di -mien to só lo 1% de las fi bras mus cu la resdel pa cien te ex pre san la dis tro fi na pro ve -nien te de los mio blas tos trans fe ri dos(Cua dro 12-7, B).

La fi bro sis quís ti ca se re la cio na conde fec tos he re da bles en un gen que co di -fi ca una pro teí na de trans mem bra na re -

gu la do ra de in ter cam bios ió ni co, de no -mi na do CFTR (cys tic fi bro sis trans -mem bra ne con duc tan ce re gu la tor). Lasmu ta cio nes del gen CFTR al te ran eltrans por te de clo ru ros en los epi te liosres pi ra to rios, res pon sa bles de la se cre -ción del mu cus en las vías aé reas. Se in -ten tó la trans fe ren cia de co pias nor ma lesdel gen CFTR en el epi te lio na sal de pa -cien tes con fi bro sis quís ti ca, em plean doun vec tor ade no vi ral de re pli ca ción de -fec ti va. En al gu nas prue bas tam bién sein ves ti gó la po si bi li dad de em plear li po -so mas co mo vec to res, ad mi nis tra dos enae ro so les na sa les. La in fec ción con ade -no vi rus de ter mi nó una ex pre sión muyba ja de la pro teí na y el em pleo de car gasvi ra les im por tan tes se aso ció con una vi -go ro sa res pues ta in fla ma to ria que neu -tra li zó rá pi da men te al vec tor vi ral.

De bi do a la ne ce si dad de ate nuar lain mu ni dad del hués ped con tra el vi rus,se di se ña ron es tra te gias de in mu no mo -du la ción pa ra au men tar la efec ti vi dad dela te ra pia gé ni ca en la fi bro sis quís ti ca. Alpa re cer, la res pues ta es tá me dia da porlin fo ci tos T, tan to CD8+ co mo CD4+, ylas cé lu las B ac tua rían de mo do coo pe ra -ti vo, sin te ti zan do un an ti cuer po IgAneu tra li zan te. To dos es tos efec to res in -mu no ló gi cos blo quean la ex pre sión delgen trans fe ri do en vec to res ade no vi ra lesy de ter mi nan el de sa rro llo de me mo ria,que vi go ri za el re cha zo en las si guien tesex po si cio nes al mis mo vi rus. Se de mos -tró en ra to nes que la ad mi nis tra cióncon jun ta de ade no vi rus con in ter fe rón-γdis mi nu yen la res pues ta ce lu lar an ti vi raly la for ma ción de an ti cuer pos. Al go pa -re ci do pue de lo grar se con in ter leu qui na12, que es ti mu la a los pro pios lin fo ci tosT a pro du cir in ter fe rón-γ. Por lo tan to,el tra ta mien to con un agen te bio ló gi como du la dor de la res pues ta in mu ne en el

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mo men to del ini cio de la te ra pia gé ni capo dría me jo rar la efi cien cia de es ta úl ti -ma en el ma ne jo de la fi bro sis quís ti ca(Cua dro 12-7, C).

Te nien do en cuen ta que en las eta pastem pra nas de la ges ta ción el pul món po -see una es truc tu ra sim ple y la trans fe ren -cia de ge nes es me nos com pli ca da que enel or ga nis mo adul to, se ini cia ron ex pe ri -men tos en es pe cies mu ri nas y ovi nas ten -dien tes a co rre gir in ute ro los de fec tos ge -né ti cos del ár bol res pi ra to rio ca rac te rís ti -

cos de la fi bro sis quís ti ca. Es ta me to do lo -gía po dría evi tar las des vas ta do ras com -pli ca cio nes tar días de la en fer me dad.Ade más, el fe to to le ra ría el vec tor vi ralpor su ima du rez in mu no ló gi ca. En unode los en sa yos en ra tas, el vec tor ade no vi -ral se in yec tó en el lí qui do am nió ti co enel día 16, equi va len te a la se ma na 22 dela ges ta ción del ser hu ma no. Se cons ta tóuna ele va da ex pre sión del gen trans fe ri doen las vías res pi ra to rias, va rios días des -pués del na ci mien to. La ex pre sión fue

Cua dro 12-7. De sór de nes ge né ti cos en los cua les se en cuen tran en cur so pro to -co los pa ra trans fe rir ge nes sa nos a pa cien tes por ta do res. Es tas en fer me da des co rres -pon den a al te ra cio nes de pen dien tes de da ños en un úni co gen y la pa to lo gía mo le -cu lar es tá per fec ta men te ca rac te ri za da. Ade más, sue len cau sar la muer te del in di vi -duo afec ta do en la in fan cia o ju ven tud y no exis ten te ra pias con ven cio na les efec ti vas.Así, las en fer me da des men cio na das tie nen en co mún dis tin tos ras gos que las con vier -ten en los mo de los idea les pa ra in ten tar por pri me ra vez la co rrec ción de de fec tos ge -né ti cos en se res hu ma nos. (Mo di fi ca do de Me di cal Mag, vo lu men 7, nú me ro 61: “Lain fan cia de la te ra pia ge né ti ca”.)

Enfermedad

AHipercolesterolemiafamiliar

BDistrofia muscular deDuchenne

CFibrosis quística

EstrategiaTerapéutica

Modificación ex vivo de célulashepáticas por transferencia delgen del receptor de LDL, parafavorecer la captación de grasasen sangre.

Transplante de mioblastos portadores del gen normal de la distrofina en bíceps. Alfusionarse, los mioblastos aportarían la proteína normal a las fibras afectadas.

Administración del gen CFTRen el epitelio nasal mediante un vector adenoviral con elobjetivo de mejorar el transporte de iones.

ResultadosObtenidos

Algunos pacientes modificaronel metabolismo del LDL, perono descendieron los niveles decolesterol circulante.

La expresión de distrofina normal en las fibras muscularesfue mucho más baja de loesperado, no aportando beneficios clínicos significativos.

La transferencia génica resultódeficiente debido a la intensarespuesta inflamatoria dirigidacontra el virus.

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par ti cu lar men te no to ria en cé lu las epi te -lia les bron quia les y bron quio la res, co motam bién en cé lu las al veo la res. Si bien latrans fe ren cia gé ni ca se efec tuó en unaeta pa in ma du ra del apa ra to res pi ra to rio,la ex pre sión del gen in vo lu cró a cé lu lasdi fe ren cia das lue go del na ci mien to.Se cree que es te ti po de sis te mas de trans -fe ren cia po dría sen tar las ba ses de unafor ma de te ra pia gé ni ca más efec ti va alac tuar so bre cé lu las in di fe ren cia das, ase -gu ran do la ex pre sión del gen de in te résen las cé lu las del or ga nis mo adul to. Noobs tan te, es te ti po de pro ce di mien tos te -ra péu ti cos mo ti va a pro fun das dis cu sio -nes acer ca de los al can ces de mo di fi ca -cio nes ge nó mi cas en la vi da pre na tal.Las re co men da cio nes éti cas re la cio na -das con in ter ven cio nes ba sa das en latrans fe ren cia de ge nes –que da tan de fi -nes de la dé ca da del ochen ta– alien tanel en sa yo te ra péu ti co so bre cé lu las so -má ti cas en in di vi duos en fer mos. Por elcon tra rio, la mo di fi ca ción del ge no made cé lu las ger mi na les, es per ma to zoi des,ovo ci tos o em brio nes tem pra nos no es táre co men da da.

El Bri tish Com mit tee on the Et hics ofGe ne The rapy no ma ni fies ta ob je cio neséti cas al tra ta mien to in ute ro de cé lu lasso má ti cas del fe to con le sio nes ge né ti casco no ci das. La te ra pia gé ni ca fe tal, ade -más, de be ría rea li zar se en con jun ción conmé to dos de diag nós ti co pre na tal. De to -das for mas, de be ad mi tir se que res tanmu chos en sa yos en mo de los ani ma leshas ta la in tro duc ción de téc ni cas de te ra -pia gé ni ca pre na tal en me di ci na.

La iden ti fi ca ción de los ge nes cau -san tes de al gu nos de sór de nes he re di ta -rios fa ci li tó la com pren sión de los me -ca nis mos mo le cu la res fi sio pa to ló gi cosin vo lu cra dos. Co mo se ha vis to, la me -di ci na mo le cu lar in ten ta tras la dar es tos

nue vos con cep tos a la te ra péu ti ca ge né -ti ca. La mo du la ción de la ex pre sión gé -ni ca en las cé lu las en fer mas de un pa -cien te se rá, por lo tan to, el bro che de oropa ra la trans fe ren cia de fi ni ti va de los co -no ci mien tos de la bio lo gía mo le cu larhas ta la prác ti ca mé di ca. De to das for -mas, es ne ce sa rio re mar car que la ge né ti -ca mo le cu lar cons ti tu ye ape nas una ver -tien te in ci pien te en la me di ci na ac tual ysu uti li dad prác ti ca es to da vía muy res -trin gi da. Si bien la bio lo gía mo le cu larlle va un lar go y fe cun do ca mi no re co rri -do, su pro yec ción co mo una he rra mien -ta de la me di ci na apun ta en la ac tua li dadal diag nós ti co y la pre ven ción de las en -fer me da des. Al gu nos au to res con si de ranque los fra ca sos ob te ni dos has ta el mo -men to en los pro to co los clí ni cos son lacon se cuen cia de un em pleo apre su ra dode tec no lo gías in ma du ras pa ra ser tras la -da das al ám bi to mé di co. En cier ta for ma,la trans fe ren cia rá pi da pa ra su apli ca ciónen pa cien tes pue de po ner en ries go la cre -di bi li dad de es tas téc ni cas y qui tar unapo yo eco nó mi co in dis pen sa ble pa ra elpro gre so de la te ra péu ti ca ge né ti ca. Pa railus trar la mag ni tud de los em pren di -mien tos en es te cam po de la me di ci nabas ta men cio nar que se en cuen tran encur so más de cien pro to co los clí ni cos yse han in ver ti do cien tos de mi llo nes dedó la res en to do el mun do. A pe sar deello, se cree que to da vía es ne ce sa riocom pren der va rios as pec tos de la re com -bi na ción ge nó mi ca, de la re pli ca ción yre pa ra ción del DNA y de la res pues ta in -mu ne del hués ped a los pro duc tos trans -fe ri dos. Só lo cuan do se for ta lez can es tosco no ci mien tos a par tir de la in ves ti ga ciónbá si ca y de es tu dios pre clí ni cos se dis pon -drá de ele men tos só li dos pa ra es pe rar lo -gros so bre sa lien tes en ma te ria de te ra piagé ni ca en en fer me da des hu ma nas.

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Te ra pia gé ni ca en on co lo gía

Co mo pri me ra con si de ra ción acer cade la po si bi li dad de tra tar el cán cer me -dian te es tra te gias ge né ti cas, de be re cor -dar se que las al te ra cio nes ge nó mi cas quecau san la trans for ma ción neo plá si ca enuna po bla ción de cé lu las so má ti cas sonmúl ti ples y acu mu la ti vas. Es te ras gocom pli ca la iden ti fi ca ción de blan cosmo le cu la res y mar ca una di fe ren cia cla racon las en fer me da des ana li za das an te -rior men te, don de los da ños afec tan a unúni co gen y la pa to lo gía mo le cu lar es táto tal men te ca rac te ri za da.

En los en fer mos de cán cer, las in ter -ven cio nes te ra péu ti cas me dian te trans fe -

ren cia de ge nes con sis ten en la in tro duc -ción de se cuen cias con la ca pa ci dad deco rre gir los ele men tos res pon sa bles de latrans for ma ción neo plá si ca. Es tos pro ce -di mien tos de trans fe ren cia di rec ta in ten -tan mo di fi car un on co gén trans for man -te o in ser tar un gen su pre sor tu mo ralinac ti va do en las cé lu las tu mo ra les. Otraal ter na ti va, la te ra pia gé ni ca in di rec ta,in vo lu cra la in hi bi ción del cre ci mien totu mo ral a tra vés de la in ser ción de se -cuen cias del DNA que, al ex pre sar se, deal gu na ma ne ra mo di fi can la res pues tain mu ne an ti tu mo ral o in te rrum pen lavas cu la ri za ción de la ma sa neo plá si ca alblo quear la an gio gé ne sis (Cua dro 12-8).Pa ra lo grar el efec to te ra péu ti co en es tas

Cua dro 12-8. Po si bles es tra te gias pa ra la te ra pia gé ni ca en on co lo gía. La im ple -men ta ción de es tas téc ni cas en la prác ti ca mé di ca se rá el ejem plo más cla ro de latrans fe ren cia del co no ci mien to des de el la bo ra to rio has ta la ca ma del pa cien te.

Método

Desarrollo de vacunas transfectandocélulas tumorales con genes que aumentan la inmunogenicidad de lasmismas.

Inmunomodulación de la respuesta delhuésped modificando la actividad antitumoral de efectores del sistemainmune.

Corrección de los defectos genéticos delas células tumorales.

Introducción de vectores suicidas en lascélulas tumorales.

Ejemplo

Transferencia de citocinas que aumentan laexpresión de antígenos de histocompatibilidaden la superficie de las células tumorales.

Transfección de linfocitos infiltrantes detumor con el gen del factor de necrosistumoral.

Administración de oligonucleótidos antisenti-do complementarios de los RNA mensajerosde oncoproteínas conocidas.

Introducción de genes que sensibilizan a losefectos de agentes citotóxicos.

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me to do lo gías in di rec tas no se ría im pres -cin di ble trans fe rir los ge nes a las pro piascé lu las tu mo ra les, pues to que po dríanmo di fi car se ge né ti ca men te cé lu las nor -ma les del hués ped, co mo lin fo ci tos y cé -lu las en do te lia les.

La res pues ta an ti tu mo ral del sis te main mu ne del hués ped pue de ser me jo ra daem plean do téc ni cas de in tro duc ción dege nes en los efec to res de la in mu ni dadce lu lar o en las cé lu las tu mo ra les. Dis tin -tas ci to ci nas, fac to res de cre ci mien to ein ter fe ro nes au men tan la in mu no ge ni ci -dad de las cé lu las neo plá si cas y li mi tanlos fe nó me nos de in mu no to le ran cia. Lamo di fi ca ción ex vi vo de los lin fo ci tos in -fil tran tes de tu mor, por trans fec ción delgen del TNF ge ne ra cier ta in mu ni dadcon tra el tu mor en pa cien tes con me la -no ma avan za do.

Al gu nos in ves ti ga do res han co men -za do el en sa yo de va cu nas de sa rro lla das apar tir de on co pro teí nas ha bi tua les en lostu mo res del ser hu ma no, co mo la pro teí -na p53 mu tan te o la on co pro teí na ras.Pe que ños frag men tos pep tí di cos de lason co pro teí nas po drían trans for mar se enblan cos de la in mu ni dad an ti tu mo ral sison ex pues tos en la su per fi cie de las cé lu -las neo plá si cas en la ve cin dad de mo lé cu -las de la cla se I del com ple jo ma yor dehis to com pa ti bi li dad.

Otra al ter na ti va in vo lu cra la in tro -duc ción de “vec to res sui ci das” den tro delas cé lu las tu mo ra les, que las sen si bi li zanse lec ti va men te a agen tes ci to tó xi cos. Enmo de los mu ri nos de tu mo res ce re bra lesse ob tu vie ron re sul ta dos alen ta do res, quede ri va ron en pro to co los en se res hu ma -nos don de se efec tua ron im plan tes es te -reo tác ti cos de fi bro blas tos trans fec ta doscon el gen HSV-TK en la ve cin dad detu mo res ce re bra les. El gen HSV-TK,trans fe ri do des de los fi bro blas tos a las cé -

lu las neo plá si cas ve ci nas, sen si bi li zó a lasmis mas a la dro ga gan ci clo vir.

Una es tra te gia ge né ti ca en en sa yo esla pro tec ción de cé lu las san guí neas porin ser ción del gen MDR1, de mul ti rre sis -ten cia a dro gas, en cé lu las pre cur so ras dela mé du la ósea de pa cien tes con cán cer.De tal for ma, con es te pro ce di mien to exvi vo las cé lu las san guí neas se ha cen másre sis ten tes y to le ran me jor los ci clos dequi mio te ra pia.

Es tra te gias an ti sen ti do

Los ge nes que co di fi can pa ra las di -fe ren tes pro teí nas es truc tu ra les o en zi -má ti cas de ben ser pri me ro trans crip tosen men sa je ros de RNAm. Es tas úl ti mas,lue go de un pro ce sa mien to com ple jo enel nú cleo ce lu lar, se en cuen tran en con -di cio nes de sa lir ha cia el ci to plas ma. Enlos ri bo so mas ca da ca de na de RNAmco di fi ca la sín te sis del pro duc to fi nal delgen, una pro teí na con ac cio nes es pe cí fi -cas den tro o fue ra de la cé lu la. Las on -co pro teí nas son co di fi ca das por ge nesal te ra dos y de ben tam bién su frir el mis -mo pro ce so de trans crip ción a RNAm ytra duc ción en los ri bo so mas, pa ra lue godes ca la brar el ci clo ce lu lar.

La po si bi li dad de blo quear se lec ti va -men te el pro ce so de trans crip ción-tra -duc ción de aque llos ge nes im pli ca dos enla car ci no gé ne sis po dría per fi lar unanue va for ma de tra ta mien to far ma co ló -gi co del cán cer, to man do co mo blan colas al te ra cio nes mo le cu la res ca rac te rís ti -cas de ca da en ti dad.

El uso de se cuen cias de áci dos nu clei -cos com ple men ta rios con por cio nes delDNA o del RNAm fue des crip to ha ce yava rios años (Cua dro 12-9). Sin em bar go,el de sa rro llo de oli go nu cleó ti dos sin té ti -cos ca pa ces de blo quear en for ma se lec ti -

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va el flu jo de la in for ma ción con te ni da enlos ge nes es mu cho más re cien te. Los oli -go nu cleó ti dos sin té ti cos son co pias en es -pe jo de las se cuen cias del ge no ma cu yaex pre sión se de sea blo quear. Por lo tan to,se unen con gran es pe ci fi ci dad y blo queanel pro ce so trans crip ción-tra duc ción, dan -do co mo re sul ta do la in hi bi ción de la sín -te sis de una de ter mi na da pro teí na.

Los oli go nu cleó ti dos pre pa ra dospa ra in te rac tuar con DNA de do ble ca -de na se de no mi nan oli go nu cleó ti dosan ti gén, pues to que in hi ben de ma ne radi rec ta la tras crip ción del DNA aRNAm. El DNA pre sen ta una es truc tu -ra es pa cial de α-hé li ce. Se su po ne que

los oli go nu cleó ti dos an ti gén se unen a lahé li ce y ori gi nan una va rian te en tri plehé li ce, que no pue de ser trans crip ta porla RNA po li me ra sa. Tam bién exis tenoli go nu cleó ti dos sin té ti cos que se aso -cian a un de ter mi na do RNA men sa je ro,ya trans crip to. La in te rac ción fo men tasu rá pi da de gra da ción por RNA sas oim pi de su pro ce sa mien to y tra duc ción apro teí na en los ri bo so mas. A es te ti po deoli go nu cleó ti dos se los lla ma an ti sen ti -do. Tam bién exis ten cier tas for mas deRNA con ac ti vi dad en zi má ti ca, co no ci -dos con el nom bre de ri bo zi mas. La de -gra da ción es pe cí fi ca de RNA men sa je ropro mo vi da por es tas ri bo zi mas apor ta

Cua dro 12-9. El cán cer se ori gi na por al te ra cio nes de ge nes es pe cí fi cos. El flu jode in for ma ción ge né ti ca, a par tir de ca da gen anó ma lo, de sem bo ca en una pro teí nade fec tuo sa, con una ac ción au men ta da, dis mi nuí da o dis tin ta res pec to de su ver siónnor mal. El ob je ti vo pri mor dial de la uti li za ción de oli go nu cleó ti dos sin té ti cos -an ti gén,an ti sen ti do o ri bo zi mases tá en mar ca do en la bús que da de un me dio pa ra in ter fe rircon la trans crip ción o tra duc ción de es tas pro teí nas que cau san la trans for ma ciónneo plá si ca.

DNA

RNA MensajeroPROTEÍNA

Oligonucleótidoantigén

Oligonucleótidoantisentido

Ribozima

En los tres casosse logra inhibirla síntesis deuna proteínaespecífica

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otro mé to do al ter na ti vo pa ra mo du lar laex pre sión gé ni ca. En tal sen ti do, se handi se ña do dis tin tas ri bo zi mas di ri gi das aon co ge nes, que es tán sien do apli ca das ani vel ex pe ri men tal.

El de sa rro llo de oli go nu cleó ti dos an -ti sen ti do per mi ti ría el blo queo es pe cí fi code la ex pre sión de on co ge nes ac ti va dosen las cé lu las tu mo ra les. Sin em bar go, deacuer do con en sa yos pre li mi na res en pa -cien tes con leu ce mia mie loi de agu da re -frac ta ria, el per fil far ma co ló gi co de losoli go nu cleó ti dos an ti sen ti do es muycom ple jo y la res pues ta clí ni ca de pen dede fac to res ce lu la res y mo le cu la res bas -tan te di fí ci les de con tro lar. En los úl ti -mos tiem pos co bra ron una gran re le van -cia los oli go nu cleó ti dos mo di fi ca dos quí -mi ca men te, en tre los cua les se en cuen -tran los fos fo ro tio la dos. Es tos úl ti mos seob tie nen por reem pla zo de un oxí ge nopor azu fre en el es que le to fos fó ri co delolig nu cleó ti do, lo que le otor ga una ma -yor es ta bi li dad a la mo lé cu la. Ade más,son so lu bles en agua y su ma ne jo y pu ri -fi ca ción es re la ti va men te sim ple.

Los oli go nu cleó ti dos an ti sen ti dohan si do em plea dos con éxi to pa ra in hi -bir in vi tro la ex pre sión de los on co ge nesras, raf, myb, fos, myc, kit y abl, en treotros. Se lo gró blo quear la ex pre sión dela pro teí na p185, co di fi ca da por el on co -gén c-erbB2, en cul ti vos de cé lu las can -ce ro sas ma ma rias y de la pro teí na p210del gen de fu sión bcr-abl en cé lu las leu -cé mi cas. Ade más, los oli go nu cleó ti dosan ti sen ti do con tra efec to res de se ña lesin tra ce lu la res, co mo la pro teí na ki na saC, li mi ta ron el cre ci mien to de tu mo resen mo de los ani ma les. La se cuen cia te lo -mé ri ca TTAGGG se em pleó en oli go nu -cleó ti dos pa ra blo quear la ac ti vi dad de late lo me ra sa, con el ob je ti vo de li mi tar elcre ci mien to e in du cir se nes cen cia en cé -

lu las can ce ro sas. La pro teí na PgP, de ri va -da del gen MDR, se ha exa mi na do co moblan co pa ra re ver tir la mul ti rre sis ten cia adro gas.

Por otra par te, se es tá in ves ti gan do lapo si bi li dad de ata car la in va sión y la vas -cu la ri za ción tu mo ral. Se lo gró re du cir lain va si vi dad ce lu lar me dian te oli go nu -cleó ti dos di ri gi dos a me ta lo pro tei na sas dema triz y se in hi bió sig ni fi ca ti va men te laan gio gé ne sis ex pe ri men tal a tra vés de se -cuen cias an ti sen ti do con tra el fac tor decre ci mien to del en do te lio vas cu larVEGF (vas cu lar en dot he lial growth fac -tor).

La su pues ta ac ti vi dad de los oli go -nu cleó ti dos sin té ti cos pa ra blo quear laex pre sión de ge nes im pli ca dos en la car -ci no gé ne sis y la di se mi na ción tu mo ral,su ma do a ob ser va cio nes acer ca del per -fil far ma co ci né ti co de al gu nos oli go nu -cleó ti dos mo di fi ca dos, ha cen po si bleima gi nar su em pleo co mo agen tes te ra -péu ti cos. Si bien de be ad mi tir se que to -da vía fal tan avan ces con si de ra bles has talle gar a la uti li za ción de los oli go nu cleó -ti dos en la prác ti ca mé di ca, tal vez se es -té en los al bo res de una se rie de pro gre -sos te ra péu ti cos que guar da cier tas se -me jan zas con lo ocu rri do, ha ce ya va riasdé ca das, cuan do se des cu bie ron los an -ti bió ti cos.


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oncología molecular - unq.edu.ar · la dad r ev cien tífi ca hoy pro cla ma da se trans for ma...

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