lunes, 28 de junio de 2021

El cáncer

 (Ciencias de Joseleg)(Biología)(Introducción y biología celular)(Biología de tejidos y cáncer)(Introducción)(Tejidos animales)(Tejidos vegetales)(Ciclo celular y la estabilidad de los tejidos)(La matriz extracelular)(Células cancerígenas)(El cáncer)(Prevención y tratamiento del cáncer)(Referencias bibliográficas)(Documento versión word)

 

Aproximadamente uno de cada cinco de nosotros morirá de cáncer, pero no es por eso que dedicamos un capítulo a esta enfermedad. Las células cancerosas rompen las reglas más básicas del comportamiento celular mediante el cual se crean y mantienen organismos multicelulares, y explotan todo tipo de oportunidades para hacerlo. Estas transgresiones ayudan a revelar cuáles son las reglas normales del funcionamiento de un tejido y cómo se aplican. Como resultado, la investigación sobre el cáncer ayuda a esclarecer los fundamentos de la biología celular, especialmente la señalización celular, el ciclo celular y el crecimiento celular, la muerte celular programada y el control de la arquitectura tisular. Por supuesto, con una comprensión más profunda de estos procesos normales, también obtenemos una comprensión más profunda de la enfermedad y mejores herramientas para tratarla.

Figura 21. Charles Darwin es sin duda el padre de la biología moderna, el mecanismo que el desarrolló para explicar la evolución de los seres vivos en el planeta también ha servido para entender el comportamiento del cáncer.

En este capítulo, primero debemos considerar qué es el cáncer y describir la historia natural de la enfermedad desde un punto de vista celular. Luego discutimos los cambios moleculares que hacen que una célula sea cancerosa. Y terminamos el capítulo considerando cómo nuestra comprensión mejorada de la base molecular del cáncer está conduciendo a mejores métodos para su prevención y tratamiento.

El cuerpo de un animal funciona como una sociedad o ecosistema, cuyos miembros individuales son células que se reproducen por división celular y se organizan en conjuntos colaborativos llamados tejidos. Sin embargo, este ecosistema es muy peculiar dado que es no-Darwinista, las células deben funcionar de una manera determinada estándar y promedio, esto a un sistema darwinista, donde las células compiten entre sí para ver quien acumula más recursos y deja más progenie, como ocurre naturalmente en una población de seres unicelulares como las bacterias. En última instancia, todos los linajes de células somáticas en animales se han comprometido a morir desinteresadamente: no dejan descendencia y en su lugar dedican su existencia al apoyo de las células germinales, que son las únicas que tienen una posibilidad de supervivencia continua. No hay ningún misterio en esto, ya que el cuerpo es un clon derivado de un óvulo fertilizado, y el genoma de las células somáticas es el mismo que el del linaje de células germinales que da origen a los espermatozoides o los óvulos. Al sacrificarse por el bien de las células germinales, las células somáticas ayudan a propagar copias de sus propios genes a largo plazo.

Por lo tanto, a diferencia de las células de vida libre como las bacterias, que compiten para sobrevivir, las células de un organismo multicelular están comprometidas con la colaboración. Para coordinar su comportamiento, las células envían, reciben e interpretan un elaborado conjunto de señales extracelulares que sirven como controles sociales, que dirigen a las células a actuar. Como resultado, cada célula se comporta de una manera socialmente responsable: descansar, crecer, dividirse, diferenciarse, morir o matar compañeras, según sea necesario para el bien del organismo.

Las perturbaciones moleculares que alteran esta armonía significan problemas para una sociedad multicelular. En un cuerpo humano con más de 1014 células, miles de millones de células experimentan mutaciones todos los días, lo que puede alterar los controles sociales. Más peligrosamente, una mutación puede darle a una célula una ventaja selectiva, permitiéndole crecer y dividirse un poco más vigorosamente y sobrevivir más fácilmente que sus vecinos y de esta manera convertirse en el fundador de un clon mutante en crecimiento, aunque esto es bueno cuando las células viven libremente, es muy malo para una entidad cooperativa. Una mutación que promueva tal comportamiento egoísta por miembros individuales de la comunidad puede poner en peligro el futuro de toda la empresa. Con el tiempo, las rondas repetidas de mutación, competición y selección natural que operan dentro de la población de células somáticas pueden hacer que las cosas vayan de mal en peor. Estos son los ingredientes básicos del cáncer: es una enfermedad en la que un clon mutante individual de células comienza prosperando a expensas de sus vecinos. Al final, a medida que el clon crece, evoluciona y se propaga, puede destruir toda la sociedad celular.

El cáncer puede considerarse un subproducto de los procesos generales que permiten la evolución de los organismos en primer lugar, y de cierta forma puede considerarse como una revuelta en contra del control dictatorial del cuerpo sobre sus células, sin embargo, este comportamiento rebelde que se considera romántico en las sociedades humanas, es un desastre para las sociedades celulares de organismos multicelulares. El desarrollo del cáncer es por lo tanto un proceso microevolutivo que tiene lugar en el transcurso de una vida humana y otros seres multicelulares, en una subpoblación de células en el cuerpo. Pero el proceso depende de los mismos principios de mutación y selección natural que han impulsado la evolución de los organismos vivos en la Tierra durante miles de millones de años, y por consecuencia, las células cancerígenas evolucionan y se adaptan casi como si fueran algo inteligente, dado que el proceso evolutivo es tan efectivo que siempre da esa ilusión.

Las células cancerosas están definidas por dos propiedades hereditarias:

·       se reproducen a pesar de las restricciones normales sobre el crecimiento celular y la división

·       invaden y colonizan territorios normalmente reservados para otras células.

Es la combinación de estas propiedades lo que hace que los cánceres sean particularmente peligrosos. Una célula anormal que crece (aumenta en masa) y prolifera (se divide) fuera de control dará lugar a un tumor, o neoplasia, literalmente, un nuevo crecimiento. Sin embargo, mientras las células neoplásicas no se hayan vuelto invasoras, se dice que el tumor es benigno. Para la mayoría de los tipos de tales neoplasmas, la eliminación o destrucción local de la masa por lo general logra una cura completa.

Figura 22. Etapas de un carcinoma o cáncer epitelial de conductos, siendo, estado normal, tumor benigno y tumor maligno. Observe que aparte de estropear la función tisular, un cáncer epitelial puede obstruir el conducto, lo cual puede causar la muerte rápidamente.

Un tumor se considera un verdadero cáncer si es maligno; es decir, cuando sus células han adquirido la capacidad de invadir el tejido circundante. La invasividad es una característica esencial de las células cancerosas. Les permite liberarse, ingresar a la sangre o vasos linfáticos y formar tumores secundarios llamados metástasis en otros sitios del cuerpo. En general, cuanto más se extienda un cáncer, más difícil será erradicarlo. En general, las metástasis matan al paciente con cáncer debido a que los tejidos metastáticos destruyen los tejidos normales por competencia, no cumplen las funciones normales de los tejidos que eliminan y consumen más recursos que los tejidos que eliminan. En resumen, ivaden, no producen nada y consumen más que las células normales.

Los cánceres se clasifican tradicionalmente de acuerdo con el tipo de tejido y célula del que surgen.

Los carcinomas son cánceres que se originan en las células epiteliales y son, con mucho, los cánceres más comunes en los humanos. Representan aproximadamente el 80% de los casos, tal vez porque la mayor parte de la proliferación celular en adultos ocurre en el epitelio. Además, los tejidos epiteliales son los más propensos a estar expuestos a las diversas formas de daño físico y químico que favorecen el desarrollo del cáncer.

Los sarcomas surgen del tejido conectivo o las células musculares. Los cánceres que no se encuentran en ninguna de estas dos amplias categorías incluyen las diversas leucemias y linfomas, derivados de los glóbulos blancos y sus precursores (células hematopoyéticas), así como los cánceres derivados de las células del sistema nervioso. Cada categoría amplia tiene muchas subdivisiones de acuerdo con el tipo de célula específica, la ubicación en el cuerpo y la apariencia microscópica del tumor.

En paralelo con el conjunto de nombres para tumores malignos, existe un conjunto relacionado de nombres para tumores benignos: un adenoma, por ejemplo, es un tumor epitelial benigno con una organización glandular; el tipo correspondiente de tumor maligno es el anadenocarcinoma. De manera similar, un condroma y un condrosarcoma son, respectivamente, tumores benignos y malignos de cartílago.

La mayoría de los cánceres tienen características que reflejan su origen. Por ejemplo, las células de un carcinoma de células basales, derivadas de una célula madre de queratinocitos en la piel, generalmente continúan sintetizando los filamentos intermedios de citoqueratina, mientras que las células de un melanoma, derivadas de una célula de pigmento en la piel, a menudo (pero no siempre) continúan produciendo gránulos de pigmento oscuro.

Figura 23. Esta micrografía representa el caso de la figura anterior, Los patólogos utilizan terminología estandarizada para clasificar los tipos de trastornos que ven, a fin de guiar la elección del tratamiento. (A) En un epitelio escamoso estratificado, las células en división se confinan a la capa basal. (B) En esta neoplasia intraepitelial de bajo grado (mitad derecha de la imagen), se pueden encontrar células en división en todo el tercio inferior del epitelio; las células superfciales todavía están aplastadas y muestran signos de diferenciación, pero esto es incompleto. (C) En la neoplasia intraepitelial de alto grado, las células en todas las capas epiteliales proliferan y muestran una diferenciación defectuosa. (D) La verdadera malignidad comienza cuando las células se mueven o destruyen la lámina basal que subyace a la capa basal de epitelio e invade el tejido conectivo subyacente.

Los cánceres que se originan en diferentes tipos de células son, en general, enfermedades muy diferentes. Los carcinomas de células basales de la piel, por ejemplo, son solo localmente invasivos y raramente hacen metástasis, mientras que los melanomas pueden volverse mucho más malignos y a menudo formar metástasis. Los carcinomas de células basales se curan fácilmente mediante cirugía o irradiación local, mientras que los melanomas malignos, una vez que se han metastatizado ampliamente, son generalmente fatales.

Incluso cuando un cáncer ha hecho metástasis, generalmente podemos rastrear sus orígenes hasta un solo tumor primario, que surge en un órgano específico, en un tejido específico, en una célula concreta. El tumor primario deriva de la división celular de una sola célula que inicialmente experimentó algún cambio hereditario. Posteriormente, se acumulan cambios adicionales en algunos de los descendientes de esta célula, lo que les permite crecer, dividirse y a menudo sobrevivir a sus vecinos más efectivamente. Cuando se detecta por primera vez, un cáncer humano típico se habrá estado desarrollando durante muchos años, contendrá mil millones de células cancerosas o más, y habrá acumulado una serie de adaptaciones para burlar al sistema inmune del cuerpo, así como para engañar a los mecanismos de soporte para secuestrar recursos nutricionales y de manejo de desechos. Los tumores generalmente también contendrán una variedad de otros tipos de células; por ejemplo, los fibroblastos estarán presentes en el tejido conectivo de soporte asociado con un carcinoma, además de las células inflamatorias y endoteliales vasculares. ¿Cómo podemos estar seguros de que las células cancerosas son descendientes clonales de una única célula anormal?

Figura 24. Durante la primera mitad del siglo XX la industria del tabaco creció a un ritmo acelerado, y consigo los incidentes de cáncer de pulmón con un tiempo refractario de unos 20 años. En esta imagen podemos ver la correlación cáncer de pulmón y uso de cigarrillo como función del tiempo, y una comparación con el cáncer de pulmón no relacionado al tabaco. Estas estimaciones estadísticas no convencieron a algunos científicos como Ronald Fisher, padre de la estadística moderna, pero a final de cuentas se demostró que el caso era más que una correlación estadística, y a pesar de las campañas negacioncitas pagadas por la industria tabacalera, hoy se sabe que el humo de vapores de combustión como los de cualquier cigarrillo “sin importar necesariamente el agente activo” induce cáncer de pulmón.

Una forma de probar el origen clonal es a través del análisis molecular de los cromosomas en las células tumorales. En casi todos los pacientes con leucemia mielógena crónica (LMC), por ejemplo, podemos distinguir los leucocitos leucémicos de las células normales del paciente por una anomalía cromosómica específica: el llamado cromosoma Filadelfia, creado por una translocación entre los brazos largos de cromosomas 9 y 22. Normalmente la translocación es

un mecanismo que intercambia brazos cromosómicos entre dos cromosomas homólogos, es decir que tienen el mismo número y mismo conjunto de genes, es decir 9 con 9 y 22 con 22, este mecanismo permite que, durante la meiosis se generen gametos con combinaciones nuevas que mejoran el sistema inmune de los descendientes, sin embargo una translocación anormal, en células que no deberían recombinar causa problemas.

Cuando el ADN en el sitio de translocación es clonado y secuenciado, se encuentra que el sitio de rotura y reincorporación de los fragmentos translocados es idéntico en todas las células leucémicas en cualquier paciente dado, pero que este sitio difiere ligeramente (en algunos cientos o mil pares de bases) de un paciente a otro. Este es el resultado esperado si, y solo si, el cáncer en cada paciente surge de un accidente único que ocurre en una sola célula, y que el sitio del accidente es frágil, por lo que tiene más probabilidades de surgir que otros tipos de translocaciones.

Si una sola célula anormal es para dar lugar a un tumor, debe transmitir su anormalidad a su progenie: la aberración/adaptación tiene que ser hereditaria. Por lo tanto, el desarrollo de un clon de células cancerosas depende de los cambios genéticos. Las células tumorales contienen mutaciones somáticas: tienen una o más anomalías detectables compartidas en su secuencia de ADN que las distinguen de las células normales que rodean al tumor. Las mutaciones se llaman somáticas porque ocurren en el soma, o células del cuerpo, no en la línea germinal. Los cánceres también son impulsados ​​por cambios epigenéticos: cambios hereditarios persistentes en la expresión génica que resultan de modificaciones en la estructura de la cromatina sin alteración de la secuencia de ADN de la célula. Pero las mutaciones somáticas que alteran la secuencia de ADN parecen ser una característica fundamental y universal, y el cáncer es, en este sentido, una enfermedad genética subproducto de mecanismos evolutivos naturales.

Los factores que causan cambios genéticos tienden a provocar el desarrollo del cáncer. La carcinogénesis (la generación de cáncer) se puede vincular a la mutagénesis (la producción de un cambio en la secuencia de ADN). Esta correlación es particularmente clara para tres clases de agentes externos:

·       carcinógenos químicos (que normalmente provocan cambios locales simples en la secuencia de nucleótidos)

·       radiación, como rayos X (que normalmente provocan roturas y translocaciones cromosómicas) o luz ultravioleta (UV) (que causa alteraciones específicas de la base del ADN).

·       Virus que afectan directamente el genoma de las células infectadas, o lesiones crónicas.

Como era de esperar, las personas que han heredado un defecto genético en uno de varios mecanismos de reparación del ADN, causando que sus células acumulen mutaciones a un ritmo elevado, corren un mayor riesgo de cáncer. Los ratones con la enfermedad del xeroderma pigmentoso, por ejemplo, tienen defectos en el sistema que reparan el daño del ADN inducido por la luz ultravioleta, y tienen una incidencia mucho mayor de cánceres de piel.

Al igual que un ser vivo tan exquisitamente adaptado a su ambiente que parece obra de un ser inteligente, un cáncer aberrantemente invasivo y resistente es producto de la acumulación progresiva de mutaciones que mejoran su aptitud reproductiva y de su pervivencia, en el fondo es el mismo mecanismo, la selección natural y la variabilidad aleatoria que dan lugar a seres impresionantemente optimizados para sobrevivir. Y en ambos casos, no se trata de una sola mutación o de un solo evento al azar el proceso es darwinista, en el sentido de una acumulación gradual de cambios que benefician la población de células egoístas.

Se estima que 1016 divisiones celulares ocurren en un cuerpo humano normal en el curso de una vida normal; en un ratón, con su menor número de células y su vida útil más corta, el número es aproximadamente 1012. Incluso en un ambiente libre de mutágenos, las mutaciones ocurrirían espontáneamente a una tasa estimada de aproximadamente 10-6 mutaciones por gen por división celular, es un valor muy bajo. Este valor bajo se da por limitaciones fundamentales en la precisión de la replicación y reparación del ADN y por el efecto del sistema inmune. En una vida normal, cada gen es probable que haya sufrido una mutación en aproximadamente 1010 ocasiones distintas en un ser humano, o en alrededor de 106 ocasiones en un ratón. Entre las células mutantes resultantes, podríamos esperar un gran número que haya sufrido mutaciones deletéreas en los genes que regulan el crecimiento y la división celular, haciendo que las células desobedezcan las restricciones normales sobre la proliferación celular. Desde este punto de vista, el problema del cáncer parece no ser el motivo por el que ocurre, sino por qué ocurre tan infrecuentemente.

Claramente, si una mutación en un solo gen fuera suficiente para convertir una célula saludable típica en una célula cancerosa, no seríamos organismos viables. Muchas líneas de evidencia indican que el desarrollo de un cáncer generalmente requiere que ocurra un número considerable de accidentes genéticos y epigenéticos independientes y raros en el linaje que emana de una sola célula. Una de esas indicaciones proviene de los estudios epidemiológicos de la incidencia del cáncer en función de la edad. Si una sola mutación fuera responsable del cáncer, y se presentara con una probabilidad fija por año, la posibilidad de desarrollar cáncer en cualquier año de vida debería ser independiente de la edad. De hecho, para la mayoría de los tipos de cáncer, la incidencia aumenta abruptamente con la edad, como cabría esperar si el cáncer es causado por una acumulación progresiva y aleatoria de un conjunto de mutaciones en un solo linaje de células. Estos argumentos indirectos ahora se han confirmado mediante la secuenciación sistemática de los genomas de las células tumorales de pacientes con cáncer individual y la catalogación de las mutaciones que contienen.

Para los cánceres que se sabe que tienen una causa externa específica, la enfermedad generalmente no se manifiesta hasta mucho después de la exposición al agente causal. La incidencia de cáncer de pulmón, por ejemplo, no comienza a aumentar de manera pronunciada hasta después de décadas de fumar intensamente o aspirar asbesto.

Del mismo modo, la incidencia de leucemias en Hiroshima y Nagasaki no mostró un aumento notable hasta aproximadamente 5 años después de la explosión de las bombas atómicas, y los trabajadores industriales expuestos durante un período limitado a carcinógenos químicos generalmente no desarrollan los cánceres característicos de su ocupación hasta 10, 20 o incluso más años después de la exposición. Durante este largo período de incubación, las células cancerígenas potenciales experimentan una sucesión de cambios, y lo mismo se aplica presumiblemente a los cánceres en los que la lesión genética inicial no tiene una causa externa tan obvia.

Figura 25. El microambiente tumoral juega un papel en la tumorogénesis. Los tumores consisten en muchos tipos de células, que incluyen células cancerosas, células endoteliales, pericitos (células del músculo liso vascular), fibroblastos y glóbulos blancos inflamatorios. La comunicación entre estos y otros tipos de células juega un papel importante en el desarrollo tumoral. Tenga en cuenta, sin embargo, solo hay datos de que las células cancerosas son las únicas genéticamente anormales en un tumor. El resto solo son manipuladas por las células cancerosas.

El concepto de que el desarrollo de un cáncer requiere una acumulación gradual de mutaciones en varios genes diferentes ayuda a explicar el fenómeno bien conocido de la progresión tumoral, por el cual un trastorno inicial leve del comportamiento celular evoluciona gradualmente “evolución gradual = evolución darwiniana” a un cáncer en toda regla. La leucemia mielógena crónica nuevamente proporciona un claro ejemplo.

Comienza como un trastorno caracterizado por una sobreproducción no letal de glóbulos blancos y continúa en esta forma durante varios años antes de convertirse en una enfermedad que progresa mucho más rápidamente y que generalmente termina en la muerte en unos pocos meses. En la fase crónica inicial, las células leucémicas se distinguen principalmente por la translocación cromosómica (el cromosoma Filadelfia) mencionada anteriormente, aunque puede haber otros cambios genéticos o epigenéticos menos visibles.

Figura 26. Pasos de una metástasis. Este ejemplo ilustra la diseminación de un tumor desde un órgano tal como la vejiga hasta el hígado. Las células tumorales pueden ingresar al torrente sanguíneo directamente al cruzar la pared de un vaso sanguíneo, como se muestra aquí, o, más comúnmente quizás, al cruzar la pared de un vaso linfático que finalmente descarga su contenido (linfa) en el torrente sanguíneo. Las células tumorales que han ingresado en un vaso linfático a menudo quedan atrapadas en los ganglios linfáticos a lo largo del camino, dando lugar a metástasis en los ganglios linfáticos. Los estudios en animales muestran que típicamente menos de una de cada mil células tumorales malignas que ingresan al torrente sanguíneo colonizarán un nuevo tejido para producir un tumor detectable en un nuevo sitio.

En la fase aguda posterior, las células que muestran no solo la translocación sino también otras varias anomalías cromosómicas invaden el sistema hematopoyético (formador de sangre). Parece que las células del clon de mutaciones iniciales han sufrido más mutaciones que las hacen proliferar aún más vigorosamente, de modo que superan tanto a las células sanguíneas normales como a sus ancestros con la translocación cromosómica primaria. El hecho de que el proceso sea esencialmente el mismo en todos los pacientes de leucemia ejemplifica una de las características de la evolución darwinista, aunque las mutaciones se dan al azar, cuando estas son filtradas por la selección natural, solo quedan aquellas que en efecto causan una mejora en la supervivencia, lo que generan adaptaciones convergentes, soluciones semejantes a un mismo problema buscando soluciones al azar.

Los carcinomas y otros tumores sólidos evolucionan de manera similar. Aunque muchos de estos cánceres en humanos no se diagnostican hasta una etapa relativamente tardía, en algunos casos es posible observar los pasos anteriores y, relacionarlos con cambios genéticos específicos.

La mayoría de las células cancerosas humanas acumulan cambios genéticos a una velocidad anormalmente rápida y se dice que son genéticamente inestables. El grado de esta inestabilidad y sus orígenes moleculares difieren de cáncer a cáncer y de paciente a paciente, como veremos en una sección posterior. El fenómeno básico era evidente incluso antes del análisis molecular moderno. Por ejemplo, las células de muchos cánceres muestran conjuntos anormalmente anormales de cromosomas, con duplicaciones, eliminaciones y translocaciones que son visibles en la mitosis. Cuando las células se mantienen en cultivo, a menudo se puede ver que estos patrones de disrupción cromosómica evolucionan rápidamente y de una manera aparentemente fortuita. Y durante muchos años, los patólogos han utilizado una apariencia anormal del núcleo de la célula para identificar y clasificar las células de cáncer en biopsias de tumores; en particular, las células cancerosas pueden contener una cantidad inusualmente grande de heterocromatina, una forma condensada de cromatina interfase que silencia los genes. Esto sugirió que los cambios epigenéticos de la estructura de la cromatina también pueden contribuir al fenotipo de la célula cancerosa, según lo confirmado recientemente por el análisis molecular.

Figura 27. Aunque la fuente del cáncer es la mutación azarosa, existen otros mecanismos no azarosos que afectan su desarrollo, pues de lo contrario las barras de cáncer en función de la edad deberían ser iguales. Resulta interesante que los individuos que pasan la frontera de los 84 años son de cierta manera aquellos genéticamente más resistentes al cáncer dado que la probabilidad disminuye en este rango de edad.

La inestabilidad genética observada en las células cancerosas puede deberse a defectos en la capacidad de reparar el daño del ADN o corregir errores de replicación de varios tipos. Estas alteraciones conducen a cambios en la secuencia de ADN y producen reordenamientos tales como translocaciones y duplicaciones de ADN. También son comunes los defectos en la segregación cromosómica durante la mitosis, que proporcionan otra posible fuente de inestabilidad cromosómica y cambios en el cariotipo.

Desde una perspectiva evolutiva, nada de esto debería ser una sorpresa: cualquier cosa que aumente la probabilidad de cambios aleatorios en la función genética hereditaria de una generación de células a otra -y que no sea demasiado perjudicial- probablemente acelerará la evolución de un clon de células hacia la malignidad, lo que hace que esta propiedad se seleccione durante la progresión tumoral.

Muchas células humanas normales tienen un límite incorporado al número de veces que pueden dividirse cuando se las estimula a proliferar en un cultivo: dejan de dividirse permanentemente después de un cierto número de duplicaciones de la población (25-50 para los fibroblastos humanos, por ejemplo). Este mecanismo de recuento de división celular se denomina senescencia celular replicativa, y generalmente depende del acortamiento progresivo de los telómeros en los extremos de los cromosomas “puntas extremas de los cromosomas que los protegen”, un proceso que finalmente cambia su estructura. La replicación del ADN de los telómeros durante la fase S depende de la enzima telomerasa, que mantiene su secuencia de ADN telomérica especial estable. Debido a que muchas células humanas proliferativas (siendo las células madre una excepción) son deficientes de telomerasa, sus telómeros se acortan con cada división, y sus tapas protectoras se deterioran, creando una señal de daño en el ADN. Eventualmente, los extremos del cromosoma alterado pueden desencadenar un paro permanente del ciclo celular, causando la muerte de una célula normal.

Las células cancerosas humanas evitan la senescencia celular replicativa en una de dos formas. Pueden mantener la actividad de la telomerasa a medida que proliferan, de modo que sus telómeros no se acorten o se destapen, o pueden desarrollar un mecanismo alternativo basado en la recombinación homóloga (llamada ALT) para alargar sus extremos cromosómicos. Independientemente de la estrategia utilizada, el resultado es que las células cancerosas continúan proliferando en condiciones en las que las células normales se detendrían autónomamente.

Mientras que las células cancerosas en un tumor son portadoras de mutaciones peligrosas y son a menudo extremadamente anormales, las otras células del tumor, especialmente las del tejido conectivo de soporte, o estroma, están lejos de ser espectadores pasivos. El desarrollo de un tumor depende de una comunicación bidireccional entre las células tumorales y el estroma tumoral, del mismo modo que el desarrollo normal de los órganos epiteliales depende de la comunicación entre las células epiteliales y las mesenquimales.

El estroma proporciona un marco para el tumor. Está compuesto por tejido conjuntivo normal que contiene fibroblastos y glóbulos blancos inflamatorios, así como las células endoteliales que forman vasos sanguíneos y linfáticos con sus pericitos y células de músculo liso concomitantes. A medida que progresa el carcinoma, las células cancerosas inducen cambios en el estroma secretando proteínas señal que alteran el comportamiento de las células estromales, así como las enzimas proteolíticas que modifican la matriz extracelular. Las células estromales a su vez actúan sobre las células tumorales, secretando proteínas señal que estimulan el crecimiento y la división de células cancerosas, así como las proteasas que remodelan aún más la matriz extracelular. De esta forma, el tumor y su estroma evolucionan juntos, como las malezas y el ecosistema que invaden, y el tumor se vuelve dependiente de sus células estromales particulares. Los experimentos con ratones indican que el crecimiento de algunos carcinomas trasplantados depende de los fibroblastos asociados a tumores y que los fibroblastos normales no funcionarian.

Figura 28. Progresión del cáncer (YouTube).

Por lo general, las células cancerosas necesitan diseminarse y multiplicarse en nuevos sitios en el cuerpo para matarnos, a través de un proceso llamado metástasis. Este es el aspecto más mortal y menos comprendido del cáncer, ya que es responsable del 90% de las muertes asociadas al cáncer. Al propagarse a través del cuerpo, un cáncer se vuelve casi imposible de erradicar mediante cirugía o irradiación local. La metástasis es en sí misma un proceso de pasos múltiples: las células cancerosas primero tienen que invadir los tejidos y vasos locales, moverse a través de la circulación, abandonar los vasos y luego establecer nuevas colonias celulares en sitios distantes. Cada uno de estos eventos es complejo y la mayoría de los mecanismos moleculares involucrados aún no están claros.

Para que una célula cancerosa se vuelva peligrosa, debe liberarse de las restricciones que mantienen a las células normales en el lugar adecuado y evitar que invadan los tejidos vecinos. La invasividad es, por lo tanto, una de las propiedades definitorias de los tumores malignos, que muestran un patrón de crecimiento desorganizado y bordes irregulares, con extensiones en el tejido circundante. Aunque los cambios moleculares subyacentes no se comprenden bien, la invasividad casi con seguridad requiere una interrupción de los mecanismos adhesivos que normalmente mantienen a las células unidas a sus vecinos adecuados y a la matriz extracelular.

El siguiente paso en la metástasis -el establecimiento de colonias en órganos distantes- comienza con la entrada a la circulación: las células cancerosas invasivas deben penetrar en la pared de un vaso sanguíneo o linfático. Los vasos linfáticos, que son más grandes y tienen paredes más flácidas que los vasos sanguíneos, permiten que las células cancerosas entren en pequeños grupos; tales grupos pueden quedar atrapados en los ganglios linfáticos, dando lugar a metástasis ganglionares. Las células cancerosas que entran en los vasos sanguíneos, en cambio, parecen hacerlo individualmente. Con las técnicas modernas para clasificar las células de acuerdo con sus propiedades superficiales, en algunos casos ha sido posible detectar estas células tumorales circulantes (CTC) en muestras de sangre de pacientes con cáncer, a pesar de que son solo una fracción diminuta del total de células sanguíneas. Estas células, al menos en principio, proporcionan una muestra útil de la población de células tumorales para el análisis genético.

Si las células cancerosas que ingresan a los vasos linfáticos o sanguíneos, solo una pequeña proporción logran salir, establecerse en nuevos sitios y sobrevivir y proliferar allí como fundadores de metástasis. Los experimentos muestran que menos de uno en miles, tal vez uno en millones, logra esta hazaña mortífera. El paso final de la colonización parece ser el más difícil: al igual que los vikingos que desembarcaron en las inhóspitas costas de Groenlandia, las células migratorias pueden dejar de sobrevivir en el ambiente extraño; o solo pueden prosperar allí durante un tiempo para fundar una pequeña colonia, una micrometástasis, que luego se extingue.

Muchos cánceres se descubren antes de que hayan logrado encontrar colonias metastásicas y se pueden curar mediante la destrucción del tumor primario. Pero en ocasiones, una micrometástasis no detectada permanecerá latente durante muchos años, solo para revelar su presencia haciendo erupción en crecimiento para formar un gran tumor secundario mucho después de que se haya eliminado el tumor primario.

No hay comentarios:

Publicar un comentario

versión YouTube, tejidos animales 2, los tejidos conectivos

 🦠En este video tutorial de biología de tejidos, veremos un resumen de los tejidos conectivos, sus funciones y su relación con su matriz ex...