SIDA marcadores tumorales

• NOMENCLATURA

• CARACTERÍSTICAS DE LAS

NEOPLASIAS BENIGNAS Y MALIGNAS

• DIFERENCIACIÓN Y ANAPLASIA

VELOCIDAD DE CRECIMIENTO INVASIÓN LOCAL METÁSTASIS

• Vías de diseminación

• EPIDEMIOLOGÍA

• INCIDENCIA DEL CÁNCER

FACTORES GEOGRÁFICOS Y AMBIENTALES

• EDAD

HERENCIA TRASTORNOS PRENEOPLÁSICOS

ADQUIRIDOS

BASES MOLECULARES DEL CÁNCER

ONCOGENES Y CÁNCER

Productos proteicos de los oncogenes

Activación de los oncogenes

GENES SUPRESORES DEL CÁNCER

Productos proteicos de los genes supresores del cáncer

GENES QUE REGULAN LA APOPTOSIS

GENES QUE REGULAN LA REPARACIÓN DEL DNA

TELÓMEROS Y CÁNCER

BASES MOLECULARES DE LA CARCINOGÉNESIS DE MÚLTIPLES PASOS

ALTERACIONES DEL CARIOTIPO EN LOS TUMORES

BIOLOGÍA DEL CRECIMIENTO TUMORAL

CINÉTICA DEL CRECIMIENTO DE LAS CÉLULAS TUMORALES

ANGIOGÉNESIS TUMORAL

PROGRESIÓN Y HETEROGENEIDAD DEL TUMOR

MECANISMOS DE INVASIÓN Y METÁSTASIS Invasión de la matriz extracelular

Diseminación vascular y asentamiento de las células tumorales

Genética molecular de las metástasis

AGENTES CARCINÓGENOS Y SUS INTERACCIONES CELULARES

CARCINOGÉNESIS QUÍMICA

Fases de la carcinogénesis química

Iniciación de la carcinogénesis

Promoción de la carcinogénesis

Carcinógenos químicos

CARCINOGÉNESIS POR RADIACIÓN

Rayos ultravioleta Radiación ionizante

CARCINÓGENOS VIRALES Y MICROBIANOS

Virus DNA oncogénicos Virus RNA oncogénicos

Helicobactet pylorl

DEFENSAS DEL HUÉSPED FRENTE A LOS TUMORES:

• INMUNIDAD TUMORAL

ANTÍGENOS TUMORALES MECANISMOS EFECTORES ANTITUMORALES INMUNOVIGILANCIA

MANIFESTACIONES CLÍNICAS DE LOS TUMORES

EFECTOS DEL TUMOR EN EL HUÉSPED Etectos locales y hormonales Caquexia del cáncer Síndromes paraneoplásicos

GRADACIÓN Y ESTADIFICACIÓN DE LOS TUMORES

DIAGNÓSTICO ANALÍTICO DEL CÁNCER

En Estados Unidos, más de un millón de personas descubren, produjeron por esta causa unas 564 000 defunciones, equivacada año, que padecen algún tipo de cáncer. Afortunadamente, lentes a alrededor del 23 % de la mortalidad total'. Sólo las muchos de estos tumores pueden ser curados. Sin embargo, y enfermedades cardiovasculares producen un mayor número de según los cálculos de la American Cáncer Society, en 1998 se muertes. No obstante, las estadísticas más recientes también proporcionan alguna buena noticia: por primera en la segunda mitad del siglo, la mortalidad por cáncer descendió en cada uno de los años transcurridos entre 1991 y 1995. Así pues, se han logrado algunos progresos, pero el problema sigue siendo abrumador. A continuación, se abordarán los tumores benignos y malignos, pero, naturalmente, prestando más atención a estos últimos. Nos centraremos en la morfología básica y en las características del comportamiento de las neoplasias y en nuestros actuales conocimientos sobre las bases moleculares de la carcinogénesis. También se expondrán las interacciones del tumor con el huésped y la forma en que éste responde al tumor. Aunque una exposición sobre el tratamiento sobrepasaría los límites del capítulo, debemos indicar que en muchas formas de cáncer, y especialmente en leucemias y linfomas, se han conseguido enormes mejorías en los índices de supervivencia a los cinco años. En la actualidad, se están logrando curar o detener un número de cánceres muy superior al de cualquier época anterior.

DEFINICIONES

Neoplasia significa, literalmente, «nuevo crecimiento» y el nuevo crecimiento es la neoplasia. El término tumor se aplicó primero a la tumefacción debida a la inflamación. También las neoplasias pueden dar lugar a tumefacción y, por falta de uso, el sentido no neoplásico de tumor caducó hace mucho tiempo; por tanto, ese término equivale ahora al de neoplasia. La oncología (del Griego, oncos, tumor) es el estudio de los tumores y neoplasias. Cáncer es la forma común de designar a todos los tumores malignos. Aunque los orígenes antiguos del término no se conocen con certeza, probablemente deriva de la palabra latina para cangrejo, cáncer, porque el tumor se «adhiere a todo lo que agarra. con la misma obstinación que un cangrejo».

Aunque todos los médicos saben lo que quieren decir cuando emplean el término neoplasia, resultó sorprendentemente difícil establecer una definición exacta del mismo. El eminente oncólogo británico Sir Rupert Willis2 fue el que más se acercó: «Una neoplasia es una masa anormal de tejido, con un crecimiento que sobrepasa al de los tejidos normales y no coordinado con el de éstos, que conserva el mismo carácter excesivo una vez concluido el estímulo que provocó el cambio». A esta definición podríamos añadir que la masa anormal carece de objeto, ataca al huésped y es prácticamente autónoma. Ataca al huésped en la medida en que el crecimiento del tejido neoplásico compite con los tejidos y células normales por el suministro de energía y los sustratos nutritivos. Es autónoma en tanto que medra en un paciente que está perdiendo su vitalidad, aunque es evidente que esta autonomía no es total. En última instancia, todas las neoplasias dependen del huésped para obtener su nutrición y aporte vascular; muchas de ellas precisan, además, un soporte endocrino.

NOMENCLATURA

Todos los tumores, benignos y malignos, tienen dos componentes básicos: 1) las células neoplásicas proliferantes que constituyen su parénquima y 2) su estroma de sostén, constituido por tejido conjuntivo y vasos sanguíneos. Aunque las cé

lulas parenquimatosas constituyen el «borde agresivo» de las neoplasias y, en consecuencia, determinan la naturaleza de éstas, el crecimiento y la evolución de las mismas dependen de su estroma. Les es indispensable un adecuado aporte sanguíneo al estroma y el tejido conjuntivo de éste es el que proporciona ese soporte necesario. En algunos tumores, este soporte del estroma es escaso y la neoplasia es blanda y carnosa. En ocasiones, las células parenquimatosas estimulan la formación de un estroma de colágeno abundante, propiedad conocida como desmoplasia. Algunos tumores, como, por ejemplo, algunos cánceres de la mama femenina, son escirros o de consistencia pétrea. Sin embargo, la nomenclatura oncológica se basa en los componentes parenquimatosos.

Tumores benignos. En general, los tumores benignos se designan añadiendo el sufijo -orna al nombre de la célula de la que proceden. En los tumores de células mesenquimales se sigue, en general, esta regla. Por ejemplo, un tumor benigno originado en las células fibroblásticas se Uama fibroma, un tumor cartilaginoso es un condroma y un tumor de osteoblastos será un osteoma. Por el contrario, la nomenclatura de los tumores epiteliales benignos es más compleja y se clasifican de varias formas, unos según las células en las que se originan, otros según su arquitectura microscópica y otros, incluso, por sus patrones macroscópicos.

Se denominan adenomas las neoplasias epiteliales benignas que forman patrones glandulares, así como los tumores derivados de las glándulas aunque no reproduzcan, necesariamente, su patrón. En consecuencia, una neoplasia epitelial benigna procedente de las células tubulares renales y que forma abundantes y pequeñas glándulas densamente agrupadas se denominará adenoma, al igual que una masa heterogénea de células corticales suprarrenales que crecen sin patrón distintivo alguno. Las neoplasias epiteliales benignas que crecen reproduciendo, micro o macroscópicamente, estructuras en forma de dedo de guante o verrucosas que protruyen desde las superficies epiteliales se conocen como papilomas (Fig. 8-1). Las que dan lugar a grandes masas quísticas, como en el ovario, reciben el nombre de cistadenomas. Algunos tumores formanpapilas que penetran en espacios quísticos y se conocen como cistadenomas papilares. Cuando una neoplasia, benigna o maligna, produce una proyección visible a simple vista sobre una superficie mucosa y crece, por ejemplo, hacia la luz del estómago o del colon, se habla de pólipo (Fig. 8-2). Conviene reservar este término para los tumores benignos, denominando cánceres polipoides a los pólipos malignos.

Tumores malignos. La nomenclatura de los tumores malignos sigue, en gran medida, el esquema utilizado en las neoplasias benignas, con algunas adiciones. Los tumores malignos que nacen de los tejidos mesenquimales suelen denominarse sarcomas (del Griego, sar, carnoso), porque, en general, poseen muy poso estroma conjuntivo y, en consecuencia, su consistencia es blanda (p. ej., fibrosarcoma, liposarcoma, leiomiosarcoma, o cáncer del tejido muscular liso, y rabdomiosarcoma, o cáncer del tejido muscular estriado). Las neoplasias malignas de origen epitelial, derivadas de cualquiera de las tres capas germinales del embrión, se denominan carcinomas. Por tanto, el cáncer que nace de la epidermis, de origen ectodérmico, es un carcinoma, al igual que el que surge de las células de los túbulos renales, de origen mesodérmico, o del derivado de las células endodérmicas del revestimiento gastrointestinal. Los carcinomas se definen con mayor precisión: los que tienen un patrón microscópico de crecimiento glandular se llaman adenocarcinomas, y los que proceden de células escamosas identificables procedentes de cualquiera de los epitelios pavimentosos estratificados del organismo se llaman escamosos o epidermoides. Además, cuando es posible, se especifica siempre el órgano de origen

(p. ej., adenocarcinoma renal o carcinoma epidermoide broncogénico). No es raro, sin embargo, que un cáncer esté formado por células muy primitivas e indiferenciadas, por lo que sólo puede denominársele tumor maligno poco diferenciado o indiferenciado. En casi todas las neoplasias, benignas y malignas, las células parenquimatosas son muy parecidas entre sí, como si deri

varan de una única progenitora, como de hecho sabemos que ocurre en muchos casos. Sin embargo, en raras ocasiones, la diferenciación divergente de una sola línea celular parenquimatosa da lugar a los llamados tumores mixtos, cuyo mejor ejemplo es el tumor mixto de las glándulas salivales. Estos tumores poseen componentes epiteliales diseminados en un estroma mixoide que a veces contiene islotes de aspecto cartilaginoso o incluso óseo (Fig. 8-3). Se cree que lodos estos elementos nacen de células epiteliales y mioepiteliales de origen salival, por lo que la denominación más exacta de estos tumores es la de adenoma pleomorfo. La inmensa mayoría de las neoplasias, incluidos los tumores mixtos, están compuestas por células que representan una única capa germinal. El te

� ratoma, por el contrario, está formado por distintos tipos parenquimatosos que representan más de una de estas capas, a menudo las tres. Nacen de células totipotenciales y, como es lógico, se encuentran sobre todo en las gónadas, aunque a veces también aparecen en restos de células primitivas que quedaron secuestrados en otros lugares. Las células totipotenciales se diferencian hacia varias líneas germinales produciendo, por ejemplo, estructuras que pueden identificarse como piel, músculo y tejido adiposo, epitelio intestinal, elementos dentarios y, de hecho, cualquier tejido del organismo. Un patrón particularmente frecuente es el del teratoma quístlco ovárico (quiste dermoide), que se diferencia sobre todo hacia líneas ectodérmicas, formando un tumor quístico revestido por piel completa, con pelos, glándulas sebáceas y tejidos dentarios (Fig. 8-4).

En la Tabla 8-1 se presenta la nomenclatura de las formas más frecuentes de neoplasia. De esta recopilación se deduce que hay algunos términos inadecuados pero ampliamente utilizados. Desde hace generaciones, los carcinomas de los melanocitos se conocen como melanomas, aunque lo correcto sería llamarlos melanocarcinomas. De igual forma, a los carcinomas de origen testicular se les sigue llamando testarudamente seminamos. Hay otros muchos casos en los que una denominación aparentemente inocua esconde un comportamiento terrible o, por el contrario, casos en los que se aplican términos ominosos a lesiones generalmente triviales. Así, un resto ectópico de tejido normal se conoce a veces como coristoma, como sucede, por ejemplo, con los nidos de células suprarrenales que persisten bajo la cápsula del riñon. Otras veces, un resto de tejido pancreático de aspecto nodular en la mucosa del intestino delgado puede confundirse con una neoplasia, justificando en parte el empleo de un término que implica la existencia de un tumor. También, una diferenciación aberrante puede dar lugar a una masa de células desorganizadas, pero maduras y especializadas, o a un tejido propio de otra localización, al que se denomina hamartoma. Así. un hamartoma pulmonar puede contener islotes de cartílago, vasos sanguíneos, estructuras de tipo bronquial y tejido linfoide o, a veces, ser puramente cartilaginoso o angiomatoso. Aunque pueden ser considerados neoplasias benignas, el gran parecido de estos tejidos con el cartílago o los vasos normales y la mezcla ocasional de otras estructuras hacen pensar en un origen hamartomatoso. En cualquier caso, los hamartomas son siempre benignos.

La nomenclatura de los tumores es importante, porque las denominaciones específicas conllevan implicaciones clínicas igualmente específicas. El término, históricamente consagrado, de seminoma indica una forma de carcinoma que tiende a diseminarse por los ganglios linfáticos a lo largo de las cadenas que siguen a las arterias ilíacas y la aorta. Además, es un tumor muy radiosensible y puede ser erradicado con radioterapia; pocas veces causa la muerte del que lo padece. Por el contrario, el carcinoma embrionario del testículo no es radio- sensible, tiende a invadir los tejidos vecinos más allá de los límites del órgano y se disemina por todo el organismo. Existen otros tipos de neoplasias testiculares. por lo que la denominación cáncer de testículo dice poco sobre su comportamiento clínico.

CARACTERÍSTICAS DE LAS NEOPLASIAS BENIGNAS Y MALIGNAS

En la inmensa mayoría de los casos, la distinción entre una neoplasia benigna y otra maligna puede hacerse morfológicamente con considerable certeza; a veces, sin embargo, el tumor desafía cualquier intento de clasificación. Se ha dicho que «no todos los tumores son. necesariamente, benignos o malignos ». Ciertas características anatómicas indican inocuidad, mientras que otras apuntan hacia un potencial canceroso. En última instancia, todo diagnóstico morfológico es subjetivo y constituye una predicción sobre-la futura evolución de la neoplasia. En ocasiones, esta predicción se ve complicada por la notable discrepancia entre el aspecto morfológico del tumor y su conducta biológica: una cara inocente puede ocultar una naturaleza malvada. Sin embargo, estas ambigüedades o engaños no son habituales; existen criterios que permiten distinguir

� entre tumores benignos y malignos, y el comportamiento de éstos se atiene a la distinción. Resulta conveniente comentar estas diferencias bajo distintos epígrafes: 1) diferenciación y anaplasia, 2) velocidad de crecimiento, 3) invasión local y 4) metástasis.

Diferenciación y anaplasia

Los términos diferenciación y anaplasia se aplican a las células que forman el parénquima de las neoplasias. Diferenciación indica el grado en que las células parenquimatosas remedan las células normales comparables, tanto morfológica como funcionalmente. Los tumores bien diferenciados son, por tanto, los compuestos por células que recuerdan a las células maduras normales del tejido del que proceden (Fig. 8-5). Los tumores poco diferenciados o indiferenciados están compuestos por células de aspecto primitivo, no especializado.

En general, todos los tumores benignos están bien diferenciados (Fig. 8-6). La célula neoplásica de un tumor benigno del músculo liso, el leiomioma, recuerda tanto a la célula normal que es imposible diferenciarla de ésta a grandes aumentos. Sólo su agrupación en forma de nodulo desvela la naturaleza tumoral de la lesión. A veces, uno se acerca tanto al árbol que pierde de vista el bosque.

Las neoplasias malignas, por el contrario, varían desde bien diferenciadas a indiferendadas. Se dice que las compuestas por células totalmente indiferenciadas son anaplásicas. De hecho, se considera que la ausencia de diferenciación, o anaplasia, es una característica clave de la transformación maligna. Literalmente, anaplasia quiere decir «retroceso», e implica la vuelta desde un grado alto de diferenciación a otro más bajo. Sin embargo, hay pruebas de que los cánceres se originan en células precursoras presentes en todos los tejidos especializados. El cáncer bien diferenciado (Fig. 8-7) surge de la maduración o especialización que las células indiferenciadas adquieren al proliferar, mientras que los tumores malignos indiferenciados derivan de la proliferación sin maduración de las células transformadas. La ausencia de diferenciación, por tanto, no es consecuencia de la desdiferenciación.

La ausencia de diferenciación, o anaplasia, se caracteriza por ciertos cambios morfológicos y funcionales. Tanto las células como sus núcleos poseen un característico pleomorfismo, esto es, variaciones de tamaño y forma (Fig. 8-8). Pueden encontrarse células mucho más grandes que sus vecinas junto a otras muy pequeñas y de aspecto primitivo. Es típico que el núcleo contenga abundante DNA y sea muy oscuro (hipe/ cromático); además, su tamaño es desproporcionado y el cociente núcleo:citoplasma puede ser de 1:1, en lugar del habitual 1:4 a 1:6. Su forma es también sumamente variable, y la cromatina suele formar grumds gruesos y disponerse junto a la membrana nuclear. Son comunes los grandes nucléolos.

Si se comparan con los tumores benignos y algunos tumores malignos bien diferenciados, las neoplasias indiferenciadas suelen tener abundantes mitosis, consecuencia de la gran actividad de proliferación de las células parenquimatosas. Sin embargo, la presencia de mitosis no indica necesariamente que un tumor sea maligno o, ni siquiera, que el tejido sea tumoral. Muchos tejidos normales tienen una rápida velocidad de recambio y numerosas mitosis, como ocurre con la médula ósea, y proliferaciones no neoplásicas, como las hiperplasias, contienen muchas células en mitosis. Como indicadores morfológicos de malignidad, son más importantes las imágenes mi fóticas atípicas, extrañas, a veces con husos tripolares, cuatripolares o multipolares (Fig. 8-9).

Otra característica importante de la anaplasia es la formación de células tumorales gigantes, algunas de las cuales sólo poseen un núcleo polimorfo solitario y enorme, mientras que otras tienen dos o más núcleos. Estas células no deben ser confundidas con las células inflamatorias de Langhans o con las de cuerpo extraño, que tienen muchos núcleos pequeños de aspecto normal. En las células gigantes cancerosas, el núcleo es hipercromático y grande en relación con la totalidad de la célula. Además de las alteraciones citológicas antes descritas, la orientación de las células anaplásicas está muy alterada (es decir, se ha perdido la polaridad normal). Las sábanas o grandes masas de células tumorales crecen de forma anárquica y desordenada. Aunque este crecimiento lumoral requiere, como es lógico, un aporte sanguíneo, a menudo el estroma vascular es escaso, por lo que, de hecho, muchos tumores anaplásicos, sufren grandes necrosis isquémicas de las zonas centrales. Como se señaló anteriormente, los tumores malignos son muy distintos en lo que se refiere a la desviación de la norma que muestran sus características morfológicas. En un extremo del espectro se encuentran los tumores anaplásicos, extraordinariamente indiferenciados y en el otro, los que guardan una llamativa semejanza con el tejido del que se originan. Algunos adenocarcinomas bien diferenciados del tiroides pueden formar, por ejemplo, folículos de aspecto normal, y algunos carcinomas epidermoides contienen células que no difieren, desde un punto de vista citológico, de las células del epielio escamoso normal (Fig. 8-10). Así pues, en ocasiones puede ser muy difícil hacer un diagnóstico diferencial morfológico de malignidad en los tumores bien diferenciados. Entre estos dos extremos se encuentran los tumores a los que se llama, de forma inconcreta, moderadamente diferenciados.

Antes de abandonar el tema de la diferenciación y la anaplasia, se comenzará la displasia, término que literalmente significa crecimiento desordenado. La displasia se encuentra sobre todo en los epitelios y se caracteriza por un conjunto de cambios entre los que destacan la pérdida de la uniformidad de las células individuales y la pérdida de su orientación arquitectónica. Las células displásicas muestran también un pleomorfismo considerable (variaciones de forma y tamaño) y es frecuente que sus núcleos se tiñan intensamente (núcleos hipercromáticos) y que sean demasiado grandes para el tamaño de la célula. Las mitosis son más abundantes de lo habitual, aunque su patrón es casi siempre normal. A menudo, las mitosis aparecen en localizaciones anormales dentro del epitelio. Así, en un epitelio plano estratificado displásico, las mitosis no se limitan a la capa basal, sino que pueden aparecer en todos los niveles, llegando incluso a las células superficiales. Existe una considerable anarquía arquitectónica. Por ejemplo, la maduración progresiva habitual de las células altas de la capa basal hacia las escamas aplanadas que ocupan la superficie puede perderse y ser sustituida por un revuelto desorden de células oscuras de aspecto basal. Cuando las alteraciones displásicas son importantes y afectan a todo el grosor del epitelio, se considera que la lesión es una neoplasia preinfiltrante y se le da el nombre de carcinoma in situ (Fig. 8-11). Aunque es frecuente encontrar focos displásicos adyacentes a focos de carcinoma infiltrante y en los estudios a largo plazo de los fumadores la displasia epitelial antecede de manera casi invariable a la aparición del cáncer, la displasia no necesariamente progresa hacia el cáncer. Las alteraciones leves o moderadas que no afectan a la totalidad del grosor del epitelio pueden ser reversibles y, cuando se eliminan las posibles causas que las provocan, el epitelio puede recuperar la normalidad.

� Volviendo a la diferenciación funcional de las células neoplásicas, como cabría esperar, a mayor diferenciación, mayor es la conservación de las capacidades funcionales propias de sus contrapartidas normales. Es decir, las neoplasias benignas y los carcinomas bien diferenciados de las glándulas endocrinas elaboran a menudo las hormonas características de su origen. Los carcinomas epidermoides bien diferenciados de la epidermis producen queratina y los hepatocarcinomas bien diferenciados secretan bilis. Por el contrario, las células indiferenciadas anaplásicas, sea cual sea su origen, terminan por parecerse más entre sí que a las células de las que proceden. No obstante, en algunos casos presentan funciones imprevistas. Por ejemplo, algunos cánceres elaboran proteínas fetales (anlígenos) que no producen las células comparables del adulto. De la misma forma, los cánceres de origen no endocrino pueden sintetizar hormonas llamadas ectópicas, como sucede con los carcinomas broncogénicos que, en ocasiones, producen hormona adrenocorticotropa, una hormona parecida a la paratiroidea, insulina o glucagón, entre otras. Posteriormente se comentará de nuevo este fenómeno. A pesar de las excepciones, cuanto más rápidamente crezca un tumor y más anaplásico sea, menor probabilidad tendrá de desarrollar una actividad funcional especializada. Las células de los tumores benignos casi siempre son diferenciadas y se parecen a aquéllas de las que se originaron; las células de los cánceres están más o menos diferenciadas, pero siempre muestran cierto grado de pérdida de diferenciación.

Velocidad de crecimiento

Puede decirse que. en general, casi todos los tumores benignos crecen deforma lenta a lo largo de los años, mientras que la mayoría de los malignos crecen rápidamente, a veces con un ritmo errático, y acaban por diseminarse y matar al paciente. Sin embargo, esta simplificación ha de ser ampliamente matizada. Algunos tumores benignos tienen una velocidad

de crecimiento superior a la de los malignos. Además, la velocidad de crecimiento de las neoplasias benignas de las malignas puede no permanecer constante a lo largo del tiempo, ya que existen factores, como la dependencia hormonal, la idoneidad de la irrigación sanguínea y, muy probablemente, otras influencias desconocidas, que afectan al crecimiento. Por ejemplo, los leiomiomas (tumores benignos del músculo liso) uterinos son tumores muy frecuentes. No es raro que las exploraciones repetidas a lo largo de decenios de una mujer portadora de uno de estos tumores no revelen un aumento significativo del tamaño del tumor. Tras la menopausia, la neoplasia puede atrofiarse y después ser sustituida en gran parte por tejido colágeno, a veces calcificado. Por otra parte, los leiomiomas experimentan con frecuencia brotes de crecimiento durante el embarazo. Es probable que estos tumores dependan en cierta forma de las concentraciones circulantes de hormonas esteroideas, en especial de los estrógenos.

En general, la velocidad de crecimiento de los tumores es proporcional a su grado de diferenciación, por lo que los tumores más malignos crecen de forma más rápida que los benignos. Sin embargo, su comportamiento puede ser muy variable. Por un lado, se encuentran algunos cánceres muy agresivos que surgen de repente, aumentan de tamaño prácticamente con cada observación y se diseminan de forma explosiva, provocando la muerte a los pocos meses de su descubrimiento. Parece que este comportamiento se debe a la aparición de un subclón agresivo de células transformadas. En el otro extremo, se encuentran los tumores que crecen de forma más lenta que los benignos y que pueden pasar incluso por períodos de latencia que duran años. De hecho, en ocasiones, se han observado tumores que disminuyen de tamaño y que incluso llegan a desaparecer de manera espontánea, si bien este puñado de «milagros» sólo constituye una pequeña cifra. Para estudiar con mayor detalle esta conducta tan variable, se considerarán en apartados posteriores lo que se sabe acerca de la evolución natural del cáncer, la cinética celular del crecimiento canceroso y las influencias que modifican el crecimiento de los tumores malignos.

 Invasión local

Casi todos los tumores benignos crecen formando masas cohesivas v expansivas que permanecen localizadas en su lugar de origen y que no tienen capacidad de infiltrar, invadir ni metastatizar a lugares lejanos de la forma en que lo hacen los cánceres. Como crecen y se expanden lentamente, suelen desarrollar una ribete de tejido conjuntivo comprimido, al que a veces se denomina cápsula fibrosa, y que los separa del tejido donde asientan. Esta cápsula deriva sobre todo del estroma del tejido originario y se va formando a medida que se atrofian las células parenquimatosas preexistentes, a causa de la presión ejercida por la expansión tumoral. Esa encapsulación tiende a mantener limitadas a las neoplasias benignas, dando lugar a masas aisladas, fácilmente palpables y móviles, que pueden ser enucleadas en una intervención quirúrgica (Figs. 8-12 y 8-13). Aunque en torno de la mayoría de los tumores benignos se forma un plano de separación, a veces no es así, de forma que, por ejemplo, los hemangiomas (neoplasias constituidas por marañas de vasos sanguíneos) no suelen estar encapsulados y parecen permear el tejido en el que nacen (habitualmente la dermis).

Los cánceres crecen por infiltración, invasión y destrucción progresivas del tejido que los rodea. En general, suelen estar mal delimitados del tejido adyacente normal y carecen de un plano de separación bien definido (Figs. 8-14 y 8-15). Sin embargo, los tumores malignos de expansión lenta pueden desarrollar una cápsula fibrosa aparente y desplazar, a lo largo de un amplio frente, a las estructuras normales adyacentes. El estudio histológico de estos tumores aparentemente encapsulados pone de manifiesto casi siempre delicadas prolongaciones

a modo de patas de cangrejo que alcanzan e infiltran las estructuras vecinas.

Casi todos los cánceres son claramente infiltrantes y es de esperar que invadan la pared de, por ejemplo, el colon o el útero, o que crezcan por la superficie de la piel. No reconocen los límites anatómicos normales. Esta tendencia a la infiltración dificulta en gran medida su extirpación quirúrgica y obliga incluso, aunque parezca que el tumor está bien circunscrito, a extirpar un margen considerable de tejido aparentemente normal a su alrededor. Junto al desarrollo de metástasis, la infiltración es la característica más fiable para diferenciar a los tumores malignos de los benignos. Hay que señalar ahora que algunos cánceres parecen derivar de un estadio preinfiltrante al que se denomina carcinoma in situ. El mejor ejemplo es el del carcinoma del cuello del útero (Capítulo 24). Los cánceres in situ poseen características citológicas de malignidad sin infiltración de la membrana basal. Pueden ser considerados como un paso previo al carcinoma franco y. de hecho, con el tiempo casi todos terminan por atravesar la membrana basal e infiltrar el estroma subepitelial.

Metástasis

Las metástasis son implantes tumorales que no guardan continuidad con el tumor primario. Las metástasis definen claramente a un tumor como maligno, ya que las neoplasias benignas no metastatizan. La capacidad de infiltración de los cánceres les permite penetrar en los vasos sanguíneos y linfa

� ticos y en las cavidades orgánicas, con la consiguiente oportunidad de diseminarse. Con pocas excepciones, todos los cánceres pueden metastatizar. Las principales excepciones son las neoplasias malignas de las células guales del sistema nervioso central, llamadas gliomas, y los epiteliomas (carcinomas) basocelulares de la piel. Ambas son formas muy infiltrantes de neoplasias (la segunda solía ser conocida en el pasado como ulcus rodens, a causa de su capacidad de infiltración destructiva), pero rara vez metastatizan. Es evidente que las propiedades de invasión y de diseminación metástasica son distintas.

En general, cuanto más agresivo es un tumor, cuanto más rápido es su crecimiento y mayor su tamaño, mayores son las probabilidades de que metastatice o haya metastatizado ya.

Sin embargo, son innumerables las excepciones, de manera que ciertas lesiones pequeñas, bien diferenciadas y de crecimiento lento, metastatizan a veces ampliamente y, al contrario, algunas lesiones de crecimiento rápido permanecen localizadas durante años. Por tanto, no es posible hacer predicciones sobre la probabilidad de metástasis a partir del estudio morfológico del tumor primario. Son muchos los factores, relacionados tanto con el tumor como con el huésped, que influyen en ello, como se verá más adelante.

Alrededor del 30 % de los pacientes recién diagnosticados de un tumor sólido (excluidos los cánceres de la piel que no sean melanomas) tienen ya metástasis en ese momento. La diseminación metastásica reduce enormemente las probabilidades de curación; por tanto, en lo que a la prevención del cáncer se refiere, no hay nada que produzca mayor beneficio para los pacientes que los métodos que evitan la propagación a distancia.

VÍAS DE DISEMINACIÓN

Los cánceres pueden diseminarse a través de tres vías: 1) la siembra directa de cavidades o superficies orgánicas, 2) la diseminación linfática y 3) la diseminación hematógena. Aunque, en teoría, puede producirse un trasplante directo de células tumorales. por ejemplo por un instrumento quirúrgico, se trata de una posibilidad extraordinariamente rara y que, en cualquier caso, supone una forma artificial de diseminación que no se tomará aquí en consideración. Se describirán por separado cada una de las tres vías señaladas.

Siembra de cavidades y superficies orgánicas. Puede ocurrir siempre que una neoplasia maligna penetre en un «campo abierto» natural. En la mayoría de los casos, la cavidad afectada es la peritoneal, pero puede suceder en cualquier otra (pleural, pericárdica, subaracnoidea o articular). Estas siembras son especialmente características de los carcinomas de ovario, en los que no es infrecuente ver que todas las superficies peritoneales están cubiertas por una gruesa capa de células cancerosas. Debe señalarse que estas células pueden quedar confinadas a la superficie de la cubierta de las visceras abdominales sin infiltrarlas. A veces, los carcinomas secretores de moco de los ovarios o del apéndice ocupan la cavidad peritoneal formando una masa gelatinosa que recibe el nombre de pseudomixoma peritoneal.

Diseminación linfática. El transporte por los vasos linfáticos es la vía más frecuente de diseminación inicial de los carcinomas (Fig. 8-16), aunque conviene recordar que los sarcomas también pueden utilizar dicha vía. No debe hacerse mucho hincapié en la diseminación linfática como propia de los carcinomas y de la hematógena como propia de los sarcomas ya que, en último término, existen numerosas relaciones entre los sistemas vascular y linfático. El patrón de afectación linfática sigue la vía natural de drenaje. Por ejemplo, como los carcinomas de mama suelen originarse en el cuadrante superior extemo, tienen a ocupar, en primer lugar, los ganglios linfáticos axilares. Los cánceres del cuadrante interno pueden drenar hacia los linfáticos tributarios de los ganglios internos del tórax de las cadenas de la arteria mamaria interna. A partir de ahí, pueden ocupar también los ganglios infra y supraclaviculares. Los carcinomas broncogénicos que nacen en los bronquios principales metastatizan primero a los ganglios perihiliares, traqueobronquiales y mediastínicos. Sin embargo, a

� veces los ganglios linfáticos locales son eludidos («metástasis en salto») a causa de anastomosis entre venas y linfáticos, o porque la inflamación o la radiación han bloqueado los vasos linfáticos.

En muchos casos, los ganglios linfáticos regionales actúan como eficaces barreras que dificultan la diseminación del tumor a zonas más lejanas, al menos durante un tiempo. Es probable que las células, una vez detenidas en el ganglio, puedan ser destruidas, quizá mediante una respuesta inmunitaria específica frente al tumor. A menudo, el drenaje de las células, de los antígenos tumorales, o de ambos, provoca cambios en los ganglios. Por tanto, el aumento de tamaño de éstos puede deberse a: 1) la diseminación y el crecimiento de las células cancerosas. o 2) una hiperplasia folicular reactiva. En consecuencia, conviene recordar que la presencia de adenopatias en la proximidad de un cáncer no significa necesariamente que la lesión primaria haya metastatizado.

Diseminación hematógena. Esta vía es típica de los sarcomas, aunque también es utilizada por los carcinomas. Las arterias, de paredes más gruesas, resisten la infiltración mejor que las venas. No obstante, puede haber extensión por vía arterial cuando las células tumorales pasan a través de los capilares o de los cortocircuitos arteriovenosos pulmonares, o cuando las propias metástasis pulmonares dan lugar a nuevos émbolos tumorales. En estos casos de diseminación arterial, el patrón de distribución de las metástasis depende de varios factores. Cuando la diseminación es venosa, las células que alcanzan la sangre siguen el flujo venoso, que drena el lugar donde asienta la neoplasia. Como es lógico, los órganos más

Capítulo 8 NEOPLASIAS • 287

frecuentemente afectados por este tipo de diseminación hematógena son el hígado y los pulmones (Figs. 8-17 y 8-18). Todo el lecho portal drena en el hígado y el general llega a los pulmones desde las cavas. Los cánceres originados en lugares muy próximos a la columna vertebral suelen embolizar a través del plexo paravertebral, lo que probablemente justifica la frecuente afectación metastásica de las vértebras en los casos de carcinomas de tiroides y próstata.

Algunos cánceres muestran propensión a infiltrar las venas. El carcinoma renal suele invadir las ramas de la arteria renal y, a continuación, la propia vena renal, para crecer de manera serpinginosa hacia arriba por la vena cava, lo que hace que en ocasiones alcance el lado derecho del corazón. Los hepatocarcinomas suelen infiltrar las raicillas de la porta y de las venas suprahepáticas, creciendo dentro de ellas hacia los vasos de mayor calibre. Es curioso que estos crecimientos intravenosos no vayan siempre acompañados de amplias diseminaciones. El hallazgo histológico de infiltración de los vasos pequeños en un tumor primitivo constituye, como es lógico, un signo ominoso. Sin embargo, hay que tener cuidado al interpretar estos hallazgos ya que, por razones que se expondrán más adelante, no indican el desarrollo inevitable de metástasis.

En la Tabla 8-2 se resumen los criterios diferenciales expuestos en esta revisión de las características específicas de los tumores malignos y benignos. Con estos antecedentes sobre la estructura y comportamiento de las neoplasias, se puede abordar ahora el origen de los tumores, primero según lo aprendido gracias a la epidemiología del cáncer y luego, con la base molecular de la transformación.

EPIDEMIOLOGÍA

Dado que el cáncer es un trastorno del crecimiento y del comportamiento celular, su causa fundamental debe definirse en los niveles celular y subcelular. Sin embargo, el estudio de los patrones del cáncer en las distintas poblaciones puede contribuir de manera sustancial a nuestro conocimiento sobre sus orígenes. Por ejemplo, el concepto de que las sustancias quí

� micas pueden provocar cáncer surge con las astutas observaciones de Sir Percival Pott, que relacionó la mayor incidencia de cáncer de escroto en los deshollinadores con la exposición de éstos al hollín. Por tanto, los estudios epidemiológicos pueden proporcionar importantes conocimientos sobre la causa del cáncer, relacionando la aparición de determinados tumores malignos con ciertos ambientes, grupos étnicos (posiblemente por influencias hereditarias) o factores culturales. Además, algunas enfermedades asociadas a un mayor riesgo de desarrollo de cáncer pueden aportar información sobre la patogenia de la malignidad. Por tanto, en los siguientes apartados se resumirá la incidencia global del cáncer, con objeto de obtener una visión de la magnitud del problema, y después se revisarán varios de los factores, relacionados tanto con el huésped como con el ambiente, que influyen en la predisposición al cáncer.

En cierta medida, las estadísticas nacionales sobre incidencia y mortalidad por cáncer permiten señalar las probabilidades que tiene un individuo de desarrollar cáncer. Por ejemplo,

las probabilidades que tiene un residente en Estados Unidos de morir por cáncer son de una entre cinco. Por tanto, se calcula que en 1985 murieron 564 000 personas por cáncer, cifra que representa el 23 % de la mortalidad global'. Estos datos no incluyen 1 millón de cánceres cutáneos curables adicionales, en su mayoría no melanomas, y 100 000 casos de carcinoma in situ, sobre todo del cuello uterino pero también de la mama. En la Figura 8-20 se recogen las principales localizaciones y la frecuencia global.

Las tasas de mortalidad según la edad (número de muertes por 100 000 habitantes) de muchas formas de cáncer han experimentado cambios significativos a lo largo de los años (Fig. 8-21) y son muchas las comparaciones temporales interesantes. En los últimos 50 años, la tasa global de muerte por cáncer en los varones aumentó de manera significativa, mientras que en la mujer descendió ligeramente. El incremento en los varones puede atribuirse en gran medida al cáncer de pulmón, mientras que la mejoría registrada en las mujeres se debe a la notable disminución de las tasas de mortalidad por cáncer de útero, estómago e hígado y, en especial, por carcinoma de cuello uterino, unas de las neoplasias más frecuentes de la mujer. Es llamativo el alarmante aumento de muerte por carcinoma de pulmón en ambos sexos y, aunque la mortalidad por este tipo de cáncer ha comenzado a disminuir en los varones, la pendiente de la curva sigue siendo ascendente en la mujer, como consecuencia del incremento en el consumo de cigarrillos. En las mujeres, la frecuencia del cáncer de mama es unas 2.5 veces mayor que la del pulmón. Sin embargo, debido a la llamativa diferencia entre las tasas de curación de ambos cánceres, el carcinoma broncogénico ha pasado a ser la primera causa de muerte por cáncer en la mujer. Es probable que la disminución de la mortalidad debida al cáncer uterino, incluido el de cuello, esté relacionada con el diagnóstico precoz y el mayor número de curaciones logradas gracias a los estudios de citología cervicovaginal (Pap). Mucho más misteriosa es la tendencia a la baja observada en los carcinomas de estómago e hígado, que podría ser debida al menor contenido de algunos carcinógenos de la dieta.

Factores geográficos y ambientales

Existen diferencias notables en cuanto a la incidencia y a las tasas de mortalidad de cada una de las formas de cáncer en las distintas partes del mundo. Por ejemplo, la tasa de mortalidad por carcinoma de estómago tanto en varones como en mujeres es 7 a 8 veces superior en Japón que en Estados Unidos. Por el contrario, la tasa de mortalidad por carcinoma de pulmón es algo más del doble en Estados Unidos que en Japón, y en Bélgica es incluso mayor que en Estados Unidos. Las muertes por cáncer de piel, que se deben en su gran mayoría a

los melanomas, son 6 veces más frecuentes en Nueva Zelanda que en Islandia, lo que probablemente deba atribuirse a la exposición al sol. Aunque no puede descartarse una predisposición racial, se cree que una gran parte de estas diferencias geográficas son consecuencia de influencias ambientales. El mayor respaldo de esta idea procede de la comparación de las tasas de mortalidad de los inmigrantes japoneses a Estados Unidos y de los japoneses nacidos en Estados Unidos de padres inmigrantes (Nisei) con las de las personas que residen habitualmente en ambos países. La Figura 8-22 indica que las tasas de mortalidad por cáncer de los inmigrantes japoneses de la primera generación son intermedias entre las de los nativos japoneses y las de los nativos de California, y que ambas tasas se van acercando a media que se suceden las generaciones. Este hecho apoya fuertemente la influencia de los factores ambientales y culturales, y no sugieren una posible predisposición genética. No puede decirse que los factores ambientales sean escasos: se encuentran en el medio ambiente, en los lugares de trabajo, en la comida y en los hábitos personales.

La capacidad carcinógena de los rayos ultravioleta (UV) y de muchas sustancias químicas se comentará más adelante. El amianto, el cloruro de vinilo y la 2-naftilamina son ejemplos de peligros laborales, y en la Tabla 8-3 se recogen muchos otros; los riesgos pueden estar ligados a la forma de vida y a

las exposiciones personales (p. ej., influencias dietéticas). En conjunto, los datos de mortalidad indican que la tasa de muerte por cáncer es superior en las personas con un sobrepeso superior al 25 % que en las personas delgadas comparables. El consumo de alcohol aumenta, por sí mismo, el riesgo de carcinomas de orofaringe (excluyendo el labio), laringe y esófago y, por intermedio de la cirrosis alcohólica, el de cáncer de hígado. El tabaco, especialmente el consumo de cigarrillos, influye sobre el desarrollo del cáncer de boca, faringe, laringe, esófago, páncreas y vejiga, pero sobre todo es el responsable de alrededor del 77 % de los cánceres de pulmón en los varones y del 43 % en las mujeres (Capítulo 10). Se ha afirmado que el consumo de cigarrillos es el factor ambiental que contribuye en mayor medida a la muerte prematura en Estados Unidos. La combinación de alcohol y tabaco multiplica el peligro de desarrollo de cánceres de las porciones superiores de los aparatos respiratorio y digestivo. El riesgo de cáncer de cuello uterino depende de la edad a la que se realiza la primera relación sexual y del número de parejas sexuales. Estas asociaciones apuntan hacia el posible papel causal de la transmisión venérea de infecciones cervicales por virus. Comienza a parecer que cualquier cosa que se haga para mantenerse con vida o para obtener placer, engorda, es inmoral, es ¡legal o, aun peor, es oncogénico.

Edad

La edad influye de forma evidente en la posibilidad de contraer un cáncer. La mayor parte de los carcinomas aparecen en

� edades avanzadas (más de 55 años). Las distintas formas de cáncer tienen predilección por determinados grupos de edad, como demuestran las Tablas 8-4 y 8-5. Debe hacerse una mención especial del llamativo aumento de la mortalidad por cáncer entre los 55 y 74 años. La reducción de la mortalidad por esta causa a partir de los 75 años refleja el declive de la población que alcanza esa edad. También merece la pena señalar que el cáncer no respeta ni siquiera a los niños menores de 15 años. Así, en Estados Unidos, el cáncer es la causa de algo más del 10 % de todas las muertes en este grupo de edad, situándose en segundo lugar, sólo superado por los accidentes. La leucemia aguda y las neoplasias del sistema nervioso central son las responsables de alrededor del 60 % de estas muertes. Entre las neoplasias frecuentes de la lactancia y la infancia se encuentran el neurobiastoma, el tumor de Wilms, el retinoblastoma, las leucemias agudas y los rabdomiosarcomas. Todos ellos se estudian en el Capítulo 11 y en otros lugares del texto.

Herencia

Una pregunta planteada a menudo es: «tanto mi madre como mi padre murieron de cáncer, ¿significa esto que yo estoy predestinado a morir de la misma manera? Según los conocimientos actuales, la respuesta ha de matizarse con gran cuidado . Las pruebas indican que en un gran número de tipos de

cáncer, entre ellos los más frecuentes, no sólo son importantes las influencias ambientales, sino que también existe una predisposición hereditaria. Por ejemplo, en la mayoría de los casos, el cáncer de pulmón está claramente relacionado con el tabaco, pero se ha demostrado que la mortalidad por esta neoplasia es 4 veces superior en los parientes no fumadores (padres y hermanos) de los pacientes con cáncer de pulmón que en los parientes no fumadores de los testigos. Las formas hereditarias de cáncer pueden dividirse en tres categorías (Tabla 8-6).

Síndromes cancerosos hereditarios. Entre estos síndromes se encuentran varios cánceres bien definidos, en los que la transmisión hereditaria de un solo gen mutante aumenta mucho el riesgo de desarrollar un tumor. lia predisposición a sufrir estos cánceres sigue un patrón de herencia autosómico dominante. El ejemplo más espectacular de este grupo es el retinoblastoma infantil. Aproximadamente el 40 % de los retinoblastomas son familiares. El riesgo de desarrollar este tumor, generalmente de manera bilateral, es 10 000 veces mayor en los portadores de este gen que en los no portadores. Además, corren también un riesgo mayor de desarrollar un segundo cáncer, en especial el sarcoma osteogénico. Como se comentará más adelante, en la patogenia de este tumor se ha implicado a un gen supresor del cáncer. La poliposis adenomatosa familiar (PAF) es otra enfermedad hereditaria marcada por un riesgo extraordinariamente alto de cáncer. Las personas que heredan la mutación autosómica dominante desarrollan. ya desde el nacimiento o poco después, imnumerales adenomas polipoides en el colon, de los que prácticamente el 100 % se habrán transformado en carcinomas cuando el paciente alcance los 50 años de edad.

Los síndromes cancerosos hereditarios tienen varias características comunes:

• En cada síndrome, los tumores afectan a tejidos y localizaciones determinadas. Por ejemplo, en el síndrome de neoplasias endocrinas múltiples (MEN) tipo 2, los órganos afectados son el tiroides, las paratiroides y las suprarrenales, pero sin predisposición a padecer cánceres en general. • Los tumores de este grupo suelen asociarse a un fenotipo indicador específico. Por ejemplo, en el tejido afectado pueden aparecer múltiples tumores benignos, como ocurre en la poliposis familiar del colon o en las MEN. A veces, los tejidos presentan alteraciones que no constituyen la diana de la transformación (p. ej., los nodulos de Lisch y las manchas de café con leche en la neurofibromatosis de tipo 1; Capítulo 6). • Como sucede en otros trastornos autosómicos dominantes, la penetrancia es incompleta y la expresividad variable. Cánceres familiares. Prácticamente todos los tipos frecuentes de cáncer que aparecen de manera esporádica se han descrito también en formas familiares; como ejemplo pueden citarse los carcinomas de colon, mama, ovario o los tumores cerebrales. Los hechos que caracterizan a los cánceres familiares son: una edad temprana de aparición, afectación por un tumor similar en dos o más parientes de primer grado del caso índice y aparición de algunos tumores bilaterales o múltiples. Los cánceres familiares no se asocian a fenotipos indicadores específicos. Por ejemplo, al contrario de lo que sucede con el síndrome de poliposis adenomatosa familiar, los cánceres fa

� miliares de colon no proceden de pólipos preexistentes. Además, en este tipo de tumores no se conoce con seguridad el patrón de transmisión. En general, el riesgo relativo de los hermanos oscila de 2 a 3. Los análisis de segregación de grandes familias suelen revelar que la predisposición a los tumores es dominante, pero es imposible descartar con seguridad una herencia multifactorial. Como se verá más adelante, algunos cánceres familiares podrían estar relacionados con la herencia de genes mutantes. Ejemplos de ellos son la relación entre los

genes BRCA-1 y BRCA-2 en los cánceres familiares de mama y ovario.

Síndromes autosómicos recesivos con defectos de reparación del DNA. Junto a los cuadros precancerosos de transmisión autosómica dominante, existe un pequeño grupo de trastornos autosómicos recesivos, caracterizados en conjunto por inestabilidad de los cromosomas o del DNA. Uno de los ejemplos mejor estudiados es el xeroderma pigmenlosum, en el que existe un defecto de la reparación del DNA. Este y otros trastornos familiares de inestabilidad del DNA se describirán en una sección posterior.

Resulta imposible calcular la contribución de la herencia a la carga fatal del cáncer humano. Sin embargo, el mejor cálculo «a grosso modo» indica que las tres categorías mencionadas apenas abarcan al 5 ó 10 % de todos los cánceres humanos. ¿Qué puede decirse de la influencia de la herencia en la gran preponderancia de las neoplasias malignas? Podría argumentarse que su origen depende por completo, o al menos en gran medida, de los factores ambientales. Sin embargo, cada vez existe mayor convencimiento de que la ausencia de antecedentes familiares no implica la inexistencia de un componente hereditario genético. Por ejemplo, si la penetrancia de un gen dominante que aumenta la susceptibilidad al desarrollo de cáncer es baja, los casos familiares serán poco frecuentes. Además, el genotipo podría influir de manera importante en la probabilidad de desarrollar cánceres inducidos por factores ambientales. Es muy probable que las variaciones hereditarias (polimorfismos) de las enzimas que metabolizan los procarcinógenos hacia sus formas carcinógenas activas (véase Iniciación de la carcinogénesis) influyan en la susceptibilidad al cáncer. A este respecto, resultan interesantes los genes que codifican las enzimas citocromo P450. Como se verá más adelante, en Carcinogénesis química, el polimorfismo de uno de los loci P450 confiere susceptibilidad hereditaria a los fumadores de cigarrillos para sufrir cánceres de pulmón. Es probable que se encuentren nuevas correlaciones de este tipo, y se sospecha que la predisposición genética contribuye a muchos, si no a la mayoría, de los tumores espontáneos humanos. Trastornos preneoplásicos adquiridos

La única forma segura de evitar el cáncer es no haber nacido; vivir es incurrir en el riesgo de desarrollarlo. Sin embargo, en muchas circunstancias este riesgo es superior al del promedio de la población, como puede verse al considerar las influencias predisponentes antes expuestas. También son importantes algunos cuadros clínicos. Puesto que en la transformación cancerosa interviene la replicación celular, la proliferaciones regenerativas, hiperplásicas o displásicas son un campo fértil para que de ellas surjan las neoplasias malignas. Existe una asociación bien definida entre determinadas formas de hiperplasia y carcinoma endometrial y entre displasia y carcinoma cervical (Capítulo 24). La metaplasia y la displasia de la mucosa bronquial de los fumadores habituales son antecedentes ominosos del carcinoma broncogénico. Alrededor del 80 % de los carcinomas hepatocelulares se originan en hígados cirróticos, en los que existe una activa regeneración parenquimatosa (Capítulo 19). Podrían citarse otros ejemplos pero, aunque estos cuadros son factores predisponentes importantes, en la gran mayoría de los casos no acaban complicándose necesariamente con una neoplasia.

La asociación entre algunos trastornos no neoplásicos (gastritis crónica atrófica de la anemia perniciosa, queratosis actínica de la piel, colitis ulcerosa crónica, leucoplasia de la cavidad bucal, la vulva y el pene) y el cáncer está tan bien definida que ha llevado a denominarlos cuadros preneoplásicos. Este nombre no es del todo afortunado, ya que la gran mayoría de ellos nunca desarrollan un cáncer. Sin embargo, el término persiste debido a que constituye un toque de atención sobre el aumento del riesgo que suponen. De igual modo, algunas formas de neoplasias benignas pueden constituir también cuadros preneoplásicos. El adenoma velloso del colon, cuando aumenta de tamaño, evoluciona al cáncer en el 50 % de los casos. Podríamos preguntar: ¿No existe este riesgo en todos los tumores benignos? Aunque puede existir cierto riesgo, la gran experiencia acumulada indica que la mayoría de las neoplasias benignas no se transforman en cánceres. No obstante, pueden aducirse numerosos ejemplos de cánceres que, en raras ocasiones, proceden de tumores benignos: es el caso de un leiomiosarcoma que surge de un leiomioma, o de los carcinomas que aparecen en adenomas pleomorfos de larga evolución. Resulla imposible generalizar, ya que cada tipo de neoplasia benigna se asocia a un riesgo concreto que oscila entra prácticamente nulo a la transformación frecuente. Sólo los estudios de seguimiento de grandes series de cada neoplasia permiten establecer la magnitud del riesgo, aunque siempre persistirá la cuestión: ¿Era el tumor una forma de cáncer indolente desde un principio o había un foco maligno en ese tumor benigno?

BASES MOLECULARES DEL CÁNCER

Podría argüirse, con razón, que la proliferación de la literatura dedicada a las bases moleculares del cáncer supera en crecimiento incluso a los tumores más malignos. Por tanto, es comprensible que sea fácil perderse en esta creciente selva de información. Antes de profundizaren la base genética del cáncer, enumeraremos algunos de sus principios fundamentales.

En el centro de la carcinogénesis se encuentra una lesión genética no letal. Dicha lesión genética (o mutación) puede adquirirse por la acción de agentes ambientales, como las sustancias químicas, la radiación o los virus, o puede heredarse con la línea germinal. La hipótesis genética del cáncer implica que un tumor se debe a la expansión clona] de una sola célula progenitura que ha sufrido una lesión genética (así pues, los tumores son monoclonales). Este hecho ha sido confirmado en la mayoría de los tumores estudiados. La clonalidad de los tumores se valora muy fácilmente en las mujeres que son heterocigóticas para los marcadores polimorfos ligados al cromosoma X, como la enzima glucosa- 6-fosfato deshidrogenasa (G6PD), o por los polimorfismos de longitud de los fragmentos de restricción relacionados con el cromosoma X. El principio que sustenta este tipo de análisis se ilustra en la Figura 8-23.

� Las dianas principales de la lesión genética son tres clases de genes reguladores normales, los protooncogenes que estimulan el crecimiento, los genes supresores del cáncer que inhiben el crecimiento (antioncogenes) y los genes que regulan la muerte celular programada o apoptosis. Se considera que los alelos mutantes de los protooncogenes son dominantes, ya que transforman a las células pese a la presencia de sus contrapartidas normales. Por el contrario, para que se produzca la transformación neoplásica de la célula, deben resultar dañados los dos alelos normales de los genes supresores del cáncer, por lo que esta familia de genes se denomina a veces oncogenes recesivos. Los genes que regulan la apoptosis pueden ser dominantes, como los protooncogenes, o pueden comportarse como genes supresores del cáncer.

Además de estas tres clases de genes ya mencionados, existe una cuarta categoría de genes, los que regulan la reparación del DNA dañado, y que también están implicados en la carcinogénesis. Los genes de la reparación del DNA influyen indirectamente sobre la proliferación o la supervivencia celular a través de su efecto sobre la capacidad del organismo para reparar la lesión no letal de otros genes, entre ellos los protooncogenes, los genes supresores del

cáncer y los genes que regulan la apoptosis. La alteración de los genes que intervienen en la reparación del DNA puede predisponer a las mutaciones del genoma y, por tanto, a la transformación neoplásica. Para que se produzca inestabilidad del genoma, la alteración ha de afectar a los dos alelos de los genes de la reparación del DNA; en este sentido, dichos genes pueden ser considerados también como genes supresores del cáncer.

• La carcinogénesis es un proceso de pasos múltiples, tanto a nivel fenotípico como genético. Una neoplasia maligna posee varios atributos fenotípicos, como el crecimiento excesivo, la capacidad de infiltración local y la de producir metástasis a distancia. Estas características se adquieren de forma progresiva, fenómeno al que se ha denominado progresión tumoral. A nivel molecular, la progresión es consecuencia de la acumulación de lesiones genéticas que, en algunos casos, están potenciadas por los defectos de la reparación del DNA. Tras este resumen (Fig. 8-24), trataremos ahora sobre algunos detalles de la patogenia molecular del cáncer, para después comentar los agentes carcinógenos que provocan lesiones genéticas.

� Oncogenes y cáncer

Los oncogenes, o genes causantes del cáncer, derivan de los protooncogenes, genes celulares que estimulan el crecimiento y diferenciación normales. Como a menudo sucede en ciencia, el descubrimiento de los protooncogenes no se hizo de forma directa, sino que los Premios Nobel Varmus y Bishop los describieron como relrovirus de transformación aguda «pasajeros » en el interior del genoma. Estos retrovirus causan una rápida inducción de tumores en animales y también pueden transformar las células animales in vilro. La disección molecular de sus genomas reveló la presencia de secuencias transformadoras peculiares (oncogenes virales [v-oncs]) que no existen en los genomas de los virus que no provocan transformación. Más sorprendente aun es que la hibridación molecular puso de manifiesto que las secuencias v-onc eran casi idénticas a ciertas secuencias existentes en el DNA normal. De ahí surgió el concepto de que. durante la evolución, los oncogenes retrovirales fueron transducidos (capturados) por el virus a través de recombinaciones aleatorias con el DNA de una células huésped (normal) que había sido infectada por el virus. Puesto que inicialmente se describieron como genes virales, la denominación de los protooncogenes se hizo siguiendo la de sus homólogos en los virus. Cada v-onc se designa por una palabra de tres letras que relaciona al oncogén con el virus en el que se aisló. Así. el v-onc del virus del sarcoma/elino recibe el nombre de v-fes, mientras que el del virus del sarcoma del simio es el v-sis. Los protooncogenes correspondientes se denominan fes y sis, quitando el prefijo.

Algunos de los virus RNA que producen cáncer no tienen v-oncs. Un ejemplo es el grupo de los llamados virus transformadores lentos que producen leucemias en roedores tras largos periodos de latencia. El mecanismo por el que estos virus producen la transformación neoplásica implica a los protooncogenes. La disección molecular de las células transformadas por estos virus de la leucemia revela que el DNA proviral está integrado (insertado) siempre cerca de un protooncogén. Una consecuencia de la inserción del provirus cerca del protooncogén es la aparición de un cambio estructural en el gen celular, que se convierte en un oncogén celular (c-onc). Otra posibilidad es que los fuertes promotores provirales insertados en la vecindad de los protooncogenes hagan que la expresión del gen celular quede sin regulación. Esta forma de activación del protooncogén se denomina mutagénesis por inserción.

Aunque el estudio de los retrovirus que producen la transformación de las células animales permitió vislumbrar por primera vez a los protooncogenes, estas investigaciones no explicaban el origen de los tumores humanos que, con raras excepciones, no se deben a infecciones por retrovirus. Surgió así la cuestión: ¿contienen los tumores no originados por virus secuencias oncogénicas de DNA? La respuesta procede de los experimentos en los que intervenía la transferencia de genes mediada por el DNA (transfección de DNA). Al transferir in vilro DNA extraído de varios tumores humanos distintos a líneas celulares de fibroblastos murinos, las células receptoras adquirían algunas de las propiedades de las células neoplásicas. La conclusión de estos experimentos fue inevitable: el DNA de los tumores que se originan espontáneamente contiene secuencias oncogénicas y oncogenes. Muchas de estas secuencias transformadoras han resultado homologas a los protooncogenes ras, que son los antepasados de los v-oncs contenidos en los virus de los sarcomas

Havey (H) y Kirsten (K). Otros, por ejemplo el oncogén c-erb B2, son secuencias transformadoras nuevas que nunca han llegado a detectarse en los retrovirus. En resumen, los protooncogenes pueden pasar a oncogénicos mediante la transducción retroviral (v-oncs) o por influencias que alteren su comportamiento in situ, transformándolos en oncogenes celulares (c-oncs). Esto plantea dos cuestiones: I) ¿Cuáles son las funciones de los productos de los oncogenes? y 2) ¿Cómo protooncogenes normalmente «civilizados» se convierten en «enemigos internos»? A continuación, se tratarán estos dos aspectos.

PRODUCTOS PROTEICOS DE LOS ONCOGENES

Los oncogenes codifican proteínas llamadas oncoproteínas. similares a los productos normales de los protooncogenes, salvo porque: 1) las oncoproteínas carecen de algunos elementos reguladores importantes y 2) su producción por las células transformadas no depende de factores de crecimiento u otras señales externas. Para comprender la naturaleza y funciones de las oncoproteínas, es necesario revisar brevemente la secuencia de acontecimientos característicos de la proliferación de las células normales. (Estos se estudian con más detalle en el Capítulo 4.) En condiciones fisiológicas, la proliferación celular puede dividirse fácilmente en los siguientes pasos:

• Unión de un factor de crecimiento a su receptor específico existente en la membrana celular. • Activación transitoria y limitada del receptor del factor de crecimiento que. a su vez, activa a varias proteínas transductoras de señales existentes en la capa interna de la membrana plasmática. • Transmisión por el citosol de la señal transducida hasta que llega al núcleo transportada por segundos mensajeros. • Inducción y activación de log factores reguladores de núcleos que inician la transcripción del DNA. • Paso de la célula al ciclo celular, por el que progresa hasta que se produce su división. Con estos conocimientos, es posible identificar a los oncogenes y a las oncoproteínas como versiones alteradas de sus contrapartidas normales y agruparlos según el papel que desempeñen en la cascada de transducción de señales y en la regulación del ciclo celular (Tabla 8-7)4'5.

Factores de crecimiento. Se han descrito varios factores de crecimiento polipeptídicos que estimulan la proliferación de las células normales (Capítulo 4) y se sospecha que muchos de ellos intervienen en la tumorigénesis . Las mutaciones de los genes que codifican los factores de crecimiento puede convertirlos en oncogénicos. Así sucede con el protooncogén c-s/'s, que codifica la cadena /? del factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF, platelet-derived growth factor). Este oncogén se descubrió primero como oncogén viral contenido en v-sis. Más tarde, se comprobó que varios tumores humanos, sobre todo astrocitomas y osteosarcomas, producen PDGF. Además, parece que el mismo tumor expresa también receptores para el propio PDGF, sometiéndose así a una estimulación autocrina. Aunque se considera que el bucle autocrino es un elemento importante en la patogenia de varias neoplasias, en la mayoría de los casos el gen del factor de crecimiento no está alterado ni mutado. Por el contrario, lo más frecuente es que los productos de otros oncogenes, por ejemplo ras (situado a lo largo de la vía de transducción de seña

� les), induzcan una expresión excesiva de los genes de los factores de crecimiento, forzando a las células a secretar grandes cantidades de factores de crecimiento, tales como el factor transformador de crecimiento a (TGF-a), que está relacionado con el factor de crecimiento epidérmico (EGF, epidemial growth factor) y que induce la proliferación uniéndose al receptor de aquél. En los carcinomas que expresan niveles elevados de receptores del EGF suele detectarse TGF-a.

Además de c-sis, en varios tumores gastrointestinales y mamarios hay activación de un grupo de oncogenes relacionados entre sí (p. ej., hst-\ y hst-2), que codifican proteínas homologas a los factores de crecimiento de los fibroblastos (FGF); los melanomas humanos expresan bFGF, un miembro de la familia de los factores de crecimiento de los fibroblastos que, sin embargo, no es expresado por los melanocilos normales. Los carcinomas de células pequeñas del pulmón producen péptidos similares a la bombesina que estimulan su proliferación.

Pese a la amplia documentación existente sobre la estimulación autocrina de las células transformadas mediada por los factores de crecimiento, no basta un aumento de la producción de estos factores para que aparezca la transformación neoplásica. En todo caso, la gran proliferación celular contribuye al fenotipo maligno incrementando el riesgo de que en esa población celular se produzcan nuevas mutaciones espontáneas o adquiridas.

Receptores de los factores de crecimiento. En el siguiente grupo en la cadena de la transducción de la señal intervienen los receptores de los factores de crecimiento; no resulta. pues, sorprendente, que varios de los oncogenes descubiertos codifiquen algunos de estos receptores. Para comprender la forma en que la mutación afecta a la función de los mismos. debe recordarse que varios receptores de los factores de crecimiento son proteínas transmembrana con un ligando de unión situado fuera de la célula y un dominio intraciloplasmático formado por tirosina cinasa (Capítulo 4). En las formas normales de estos receptores, la actividad cinasa sufre una activación transitoria cuando el receptor capta a su factor de crecimiento específico, a lo que sigue rápidamente la dimerización del receptor y la fosforización por la tirosina de varios sustratos que forman parte de la cascada de la mitosis. Las versiones oncogénicas de estos receptores sufren dimerización y activación persistentes sin necesidad de unirse al factor de crecimiento correspondiente. De esta forma, el receptor mutante libera hacia la célula continuas señales que estimulan la mitosis.

En los tumores humanos, la activación de los factores de crecimiento se produce a través de varios mecanismos, entre los que se encuentran mutaciones, reordenamientos de los genes o su expresión excesiva. El protooncogén ret, un receptor

� de tirosina cinasa, puede servir como ejemplo de la conversión oncogénica a través de mutaciones y reordenamientos de genes7. La proteína ret es un receptor para el factor neurotrófico derivado de la línea celular glial, expresado normalmente por las células neuroendocrinas, como las células C parafoliculares del tiroides, las de la médula suprarrenal y las precursoras de las células paratiroideas. En las MEN tipos 2A y 2B y en los carcinomas medulares del tiroides familiares (Capítulo 26), se encuentran mutaciones puntuales del protooncogén ret que se transmiten de forma autosómica dominante. En la MEN 2A, las mutaciones puntuales del dominio extracelular provocan la dimerización y activación constitutivas, mientras que en la MEN 2B. las mutaciones puntuales del dominio catalítico citoplásmico provocan la activación del receptor. En todos estos tumores familiares, las personas afectadas heredan la mutación ret en la línea germinal. Por el contrario, los carcinomas papilares esporádicos del tiroides se asocian a reordenamientos somáticos del gen ret. En estos tumores, el dominio de la tirosina cinasa del gen ret se yuxtapone a uno de cuatro genes compañeros distintos. Los genes fusionados codifican proteínas híbridas en las que el dominio de tirosina cinasa está activado de forma constitutiva, lo que hace que, para la célula, es como si el receptor ret estuviese siendo activado continuamente por su ligando correspondiente. Las conversiones oncogénicas por mutaciones y reordenamientos afectan también a otros genes que codifican receptores de factores de crecimiento. En las leucemias mieloides se han detectado mutaciones puntuales que activan a c-fms, el gen que codifica al receptor del factor estimulador de las colonias 1 (CSF-1). En algunas leucemias mielomonocíticas crónicas que contienen la translocación t(12;9), la totalidad del dominio citoplásmico del receptor de PDGF se fusiona con un segmento del factor de transcripción de la familia ETS, con la consiguiente dimerización permanente del receptor de PDGF.

Mucho más frecuente que las mutaciones de estos protooncogenes es la expresión excesiva de formas normales de receptores de factores de crecimiento. Los que se afectan con mayor frecuencia son tres miembros de la familia de receptores del EGF8. En hasta el 80 % de los carcinomas epidermoides del pulmón y, con menos frecuencia, en los carcinomas de la vejiga urinaria, el aparato gastrointestinal y los astrocitomas, se produce una expresión excesiva de la forma normal de c-erb BI, el gen del receptor del EGF. En algunos casos, el aumento de la expresión del receptor provoca la amplificación del gen. En la mayoría de los casos restantes, se desconoce la base molecular que justifica el aumento de la expresión del receptor. Por el contrario, el gen c-erb B2 (también llamado c-neu), el segundo miembro de la familia de receptores del EGF, se halla amplificado en un alto porcentaje de adenocarcinomas humanos de la mama, el ovario, el pulmón, el estómago y las glándulas salivales. En los cánceres de mama también se observa sobreexpresión de un tercer miembro de la familia de receptores del EGF, c-erb B3. Podría sospecharse que los tumores que muestran una expresión excesiva de los receptores de factores de crecimiento, por ejemplo de c-erb B2, deberían ser muy sensibles a los efectos estimulantes del crecimiento de una pequeña cantidad de los factores implicados, lo que los haría más agresivos. La observación de que la existencia de concentraciones elevadas de proteína c-erb B2 en las células del cáncer de mama es una señal de mal pronóstico respalda esta hipótesis.

Proteínas de transducción de señales. Se han encontrado varios ejemplos de oncoproteínas con funciones similares a las de las proteínas citoplásmicas normales que intervienen en la transducción de señales. La mayoría de estas proteínas se encuentran estratégicamente situadas en la parte interna de la membrana plasmática, donde reciben las señales procedentes del exterior de la célula (p. ej., mediante la activación de los receptores de factores de crecimiento) y las transmiten al núcleo celular. Bioquímicamente, las proteínas de transducción de señales son heterogéneas. El ejemplo mejor conocido y estudiado de una oncoproteína de transducción de señales es la familia raí de las proteínas de unión trifosfato de guanina (GTP).

El descubrimiento inicial de las proteínas ras se hizo en forma de oncogenes virales. Alrededor del 10 al 20 % de todos los tumores humanos contienen versiones mutadas de proteínas raí9. En algunos (p. ej., carcinomas de colon, páncreas y tiroides), la incidencia de la mutación ras es incluso superior. La mutación del gen ras es la anomalía más frecuente de los oncogenes dominantes identificada en los tumores humanos. Varios estudios indican que ras desempeña un papel importante en la mitogénesis inducida por los factores de crecimiento. Por ejemplo, el bloqueo de la función de ras mediante microinyección de anticuerpos específicos interrumpe la respuesta proliferativa a EGF. PDGF y CSF-1. Las proteínas raí normales están unidas a la parte citoplásmica de la membrana celular, y oscilan atrás y adelante entre una forma activada de transmisión de señales y un estado inactivo y quiescente. En este último estado, las proteínas ra.v captan difosfato de guanosina (GDP); cuando la célula es estimulada por los factores de crecimiento o por otras interacciones entre ligandos y receptores, raí se activa intercambiando GDP por GTP (Fig. 8-25). La activación de raí provoca, a su vez, la excitación de la vía MAP cinasa mediante el reclutamiento de la proteína raf-1 existente en el citosol. Las MAP cinasas activadas tienen como dianas a factores de nucleares de transcripción, por lo que estimulan la mitogénesis. En las células normales, el estado activado de transmisión de señales de la proteína ras es transitorio. porque su actividad intrínseca GTPasa hidroliza GTP y la convierte en GDP. lo que hace que ras recupere su estado quiescente.

El hecho de que el ciclo de la proteína ras sea ordenado depende de dos reacciones: 1) el intercambio de nucleótidos (GDP por GTP), que activa la proteína raí, y 2) la hidrólisis de GTP, que convierte a la forma activa de raí ligada a GTP en una forma inactiva ligada a GDP . Esos dos procesos están regulados enzimáticamente. Durante la activación de raí, la separación de GDP y sus sustitución por GTP está catalizada por una familia de proteínas liberadoras del nucleótido guanina, que proceden de la parte citosólica de los receptores de factor de crecimiento activados por las proteínas de adaptación. De mucha mayor importancia es que las proteínas activadoras de la GTPasa (GAP) determinan una espectacular aceleración de la actividad GTPasa intrínseca de las proteínas raí normales. Estas proteínas, de distribución muy amplia, se unen a raí activo y aumentan su actividad GTPasa más de 1000 veces, provocando una hidrólisis rápida de GTP a GDP, con la consiguiente interrupción de la transmisión de las señales. De esta forma, las GAP actúan como «frenos» que evitan una actividad no controlada de ra.v. Parece que la respuesta a esta acción de frenado de las GAP se tambalea cuando las mu

� taciones afectan al gen ras. Las proteínas ras mulantes se unen a las GAP, pero esta unión no va acompañada de aumento de la actividad de la GTPasa. Por tanto, las proteínas mutantes quedan «atrapadas» en su forma excitada, unida a GTP, lo que a su vez causa una activación patológica de la vía de señalización de la actividad mitógena. El hecho de que una mutación incapacitante de la neurofibromina (NF-1), una proteína activadora de la GPTasa, se asocie también a las neoplasias (véase Genes supresores del cáncer) subraya la importancia de la activación de la GPTasa en el control del crecimiento normal.

Estudios recientes han revelado que, junto a su función en la transducción de señales de activación iniciadas por factores de crecimiento, ras interviene también en la regulación del ciclo celular. Como se describirá más adelante, el paso de las células de la fase Gn a la fase S está modulado por una serie de proteínas llamadas ciclinas y cinasas dependientes de la ciclina (CDK). Según parece, ras controla el nivel de CDK a través de mecanismos aun desconocidos' .

Dada la gran frecuencia de mutaciones de ras en los cánceres humanos, se han dedicado muchos esfuerzos a descubrir los medios que podrían permitir controlar la actividad de ras

alterada. Para bloquear esa actividad, los investigadores han aprovechado el hecho de que, para recibir señales de activación procedentes de los receptores de factores de crecimiento, ra.v debe permanecer fijado a la parte interna de la membrana celular, cerca del dominio citoplásmico de dichos receptores. Este anclaje se efectúa mediante la unión de un grupo lipídico isoprenilo a la molécula de ra.v a través de la intervención de la enzima farnesil transferasa. La porción farnesil es la que establece el puente entre ra.v y la membrana lipídica. Los inhibidores de la farnesil transferasa pueden incapacitar a ras, impidiendo que se sitúe en su ubicación normal. Parece que estos fármacos desarrollan actividad en modelos de tumores animales y es probable que lleguen a ser probados en el hombre ".

Además de ras, existen otras tirosina cinasas no asociadas a receptores que intervienen en las vías de transducción de señales. Las formas mulantes de las tirosinas cinasas no asociadas a receptores y que han adquirido potencial de transformación suelen encontrarse como v-ones en retrovirus de animales

(p. ej., v-abl, \-src, v-fyn, v-fes y muchos otros). Sin embargo, con excepción de c-abl, rara vez se hallan activas en los tumores humanos. El protooncogén abl posee actividad de tipo ti � resina cinasa, atemperada por dominios de regulación negativa. No obstante, en las leucemias mieloides crónicas y en algunas leucemias linfoblásticas agudas, esta actividad se ha liberado, porque el gen c-abl está translocado desde su lugar normal en el cromosoma 9 al cromosoma 22; en este último se fusiona con una parte del gen bcr (región del grupo de puntos de rotura, break-point cluster región), formando un gen híbrido con una potente actividad de tirosina cinasa. Las vías moleculares activadas por el gen híbrido bcr-c-abl son mal conocidas, pero existen pruebas crecientes de que el gen abl actúa no sólo en la vía de estimulación del crecimiento, sino también en la de control de la muerte celular. Existen datos recientes que indican que c-abl, al igual que p53 (véase más adelante), se activa cuando se produce una lesión del DNA, por lo que podría desempeñar un papel en la regulación de la apoptosis' ' .

Proteínas nucleares de transcripción. En último término, todas las señales de las vías de transducción penetran en el núcleo y entran en contacto con un gran banco de genes que responden a ellas y que orquestan el avance ordenado de la célula hacia el ciclo mitótico. Este proceso, es decir, la replicación del DNA y la división celular, está regulado por una familia de genes cuyos productos se encuentran en el núcleo, donde controlan la transcripción de los genes relacionados con el crecimiento. Los factores de transcripción contienen secuencias específicas de aminoácidos o motivos que les permiten unirse al DNA o dimerizar sus enlaces. Entre estos motivos se encuentran la hélice-asa-hélice, cremallera de leucina, los dedos de cinc y los homeodominios de cinc. Muchas de estas proteínas se unen al DNA en lugares específicos, desde los que pueden activar o inhibir la transcripción de genes adyacentes. Por tanto, no resulta sorprendente que las mutaciones que afectan a los genes que codifican los factores nucleares de la transcripción se asocien a transformaciones malignas.

En el núcleo se ha localizado un lote completo de oncoproteínas, entre ellas los productos de los oncogenes myc. myb, jun yfos. De ellos, el gen myc es el que con mayor frecuencia está implicado en los tumores humanos, lo que justifica una breve revisión de su función "'. El protooncogén c-myc se expresa en prácticamente todas las células eucarióticas y pertenece a los genes de respuesta de crecimiento precoz e inmediata, genes que se activan rápidamente cuando las células en reposo reciben la señal que promueve su división. Tras un aumento transitorio del mRNA del c-myc, la expresión vuelve a descender a sus valores iniciales. Los experimentos en los que la inhibición específica de la expresión de c-myc por oligonucleótidos contrasentido evita que la célula pase a la fase S subrayan la importancia de este gen en la proliferación celular.

No se conocen por completo las bases moleculares de la función de c-myc en la replicación celular, pero sí se han dilucidado algunos principios. Tras la traducción, la proteína cmyc pasa rápidamente al núcleo. Bien antes o bien después de su transporte hasta el núcleo, la proteína forma un heterodímero con otra proteína, llamada max. El heterodímero myc-max se une a secuencias específicas del DNA (llamadas zonas E [E-boxes]), convirtiéndose en un potente activador. Las mutaciones que alteran la capacidad myc para unirse al DNA o a max abolen su actividad oncogénica. Además de formar un heterodímero con myc, la proteína max puede formar heterodímeros sin actividad para la transcripción. Además, mad, otro miembro de la superfamilia myc de reguladores de la trans

cripción, también puede unirse a max para formar un dímero. El heterodímero mad-max actúa como represor de la transcripción. Por tanto, lo que parece deducirse es que el grado de activación de la transcripción por c-myc depende no sólo de los niveles de proteína myc, sino también de la abundancia y disponibilidad de proteínas max y mad. En este complejo, el heterodímero myc-max favorece la proliferación, mientras que mad-max inhibe el crecimiento celular. Así pues, puede considerarse que mad es un antioncogén (o gen supresor del cáncer) ". Aunque apenas hay dudas de que la proleína myc-max se une al DNA y activa la transcripción, resulta difícil determinar la naturaleza de los genes que obedecen sus órdenes l8. Se han propuesto varios candidatos, entre ellos los genes de la ornitina descarboxilasa (necesaria para la síntesis del DNA), algunas CDK (reguladores del ciclo celular, véase más adelante) y el IF2-a (una enzima limitante de la velocidad de traducción de las proteínas).

Cada vez es más evidente que myc no sólo controla el crecimiento celular, sino que también puede dirigir la muerte celular a través de la apoptosis. Por tanto, cuando la activación de myc se produce en ausencia de señales de supervivencia (factores de crecimiento), la célula sufre apoptosis. A esta desviación se le ha calificado como el modelo «conflicto», en el que se propone que la apoptosis ocurre cuando existe un conflicto entre «parar» (ausencia de factores de crecimiento) y «seguir adelante» (activación de c-myc). Los mecanismos moleculares que ejecutan la señal de conflicto están siendo objeto de una intensa búsqueda . En todo caso, hay una cosa clara: el crecimiento y la muerte celular están íntimamente relacionados, y la frontera entre ambos fenómenos es muy precaria.

En contraste con la expresión regulada de c-myc durante la proliferación celular normal, las versiones oncogénicas se expresan de forma persistente o, en algunos casos, incluso con expresión excesiva de la proteíha myc. Ello puede conducir a una transcripción continua de genes diana críticos y, posiblemente, a la transformación neoplásica. En el linfoma de Burkitt, un linfoma de células B, existe una disregulación de la expresión de c-myc secundaria a su translocación; los cánceres de mama, colon, pulmón y muchos otros carcinomas se asocian a una amplificación de c-myc; en el neuroblastoma y en el cáncer de pulmón de células pequeñas, la amplificación afecta a genes relacionados, como son N-myc y L-myc.

Ciclinas y cinasas dependientes de la ciclina. El resultado final de lodos los estímulos promotores del crecimiento es que las células en reposo entran en el ciclo celular. Como se expuso en el Capítulo 4, la progresión ordenada de las células a través de las distintas fases del ciclo celular depende de las ciclinas, de las cinasas dependientes de las ciclinas (CDK) y de sus inhibidores. En varios cánceres humanos se han encontrado mutaciones de los genes que codifican a estos reguladores del ciclo celular.

Para comprender las alteraciones del ciclo celular que se asocian al cáncer, resulta esencial revisar las funciones y la regulación normales de estas proteínas. Las cinasas dependientes de las ciclinas conducen el ciclo celular fosforilando determinadas proteínas críticas necesarias para que la célula progrese hacia la fase siguiente (Fig. 8-26). Las cinasas dependientes de las ciclinas se expresan de forma constitutiva durante el ciclo celular, aunque en forma inactiva. Su activación tiene lugar por fosforilación tras su unión a otra familia de proteínas, llamadas ciclinas. Al contrario que las CDK, las ciclinas sólo se sintetizan du

� rante fases concretas del ciclo celular y su función consiste en activar a las CDK. Una vez completada esta tarea, los niveles de ciclinas disminuyen rápidamente. Mientras que las ciclinas excitan a las CDK, existen varios inhibidores de éstas que las silencian, estableciéndose así otro mecanismo de control del ciclo celular. Aunque cada fase del circuito del ciclo celular está cuidadosamente controlada, el paso de G, a S es un punto de comprobación de extraordinaria importancia, ya que cuando la célula cruza esa barrera, se compromete a progresar indefectiblemente hacia la fase S 2U. Cuando una célula recibe señales promotoras del crecimiento, se estimula la síntesis de ciclinas de tipo D, que se unen a CDK4 y CDK6 en la primera parte de la fase G|. Más tarde, en esta misma fase del ciclo celular, se estimula la síntesis de ciclina E que, a su vez, se une a CDK2. Los complejos ciclina D/CDK4. ciclina D/CDK6 y ciclina E/CDK2 forforilan a la proteína del retinoblastoma (pRb) (Fig. 8-27). Esta es una reacción crítica porque, como se verá más adelante, la pRb hipofosforilada se une a la familia de factores de transcripción E2F. La fosforilación de pRb libera a las proteínas E2F que, a su vez. activan la transcripción de varios genes, cuyos productos son esenciales para la progresión hacia la fase S. Entre ellos se encuentran las DNA polimerasas, la timidina cinasa, la dihidrofolato reductasa y muchos otros. La regulación al alza de la ciclina A, que se une a CDK2 y CDK1, facilita el progreso de la célula por la fase S hacia la fase G2. No se conocen por completo las dianas fosforiladas por los complejos ciclina A/CDK2, ciclina A/CDK1. Al principio de la fase G2 aparece la ciclina B que, mediante la formación de complejos con CDK1, ayuda a la célula a pasar de la fase G2 a la M. El complejo ciclina B/CDK1 fosforiliza diversas proteínas necesarias para la mitosis.

La actividad de las CDK está regulada por dos familias de inhibidores (ICDK). Una familia está formada por tres proteínas, llamadas p21, p27 y p57, y produce la inhibición general de las CDK, mientras que la otra familia de ICDK causa efectos selectivos sobre los complejos ciclina D/CDK4 y ciclina D/CDK6. A veces, los cuatro miembros de esta familia (pl5, pió. pl8 y pl9) se denominan proteínas INK4 (porque inhiben a CDK4 y CDK6).

Con estos antecedentes, resulta fácil comprender que las mutaciones que alteran la regulación de la actividad de las ciclinas y de las CDK favorecen la proliferación celular. De hecho, parece que los percances que afectan a la expresión de la ciclina D o de CDK4 son frecuentes en la transformación neoplásica. En muchos cánceres hay una expresión excesiva de ciclina D, como sucede, por ejemplo, en los de mama, esófago e hígado, así como en un grupo de linfomas. En los melanomas, sarcomas y glioblastomas, existe amplificación del gen CDK4. Además, en otras neoplasias malignas pueden encontrarse mutaciones que afectan a las ciclinas B y E, aunque éstas son mucho menos frecuentes que las que afectan al complejo ciclina D/CDK4.

ACTIVACIÓN DE LOS ONCOGENES

En la sección precedente se expuso el mecanismo por el que las formas imitantes de los protooncogenes pueden emitir señales innecesarias de estimulación del crecimiento. Ahora, nos centraremos en los mecanismos por los que los protooncogenes se transforman en oncogenes. Estos cambios pueden dividirse en dos grandes grupos:

� • Cambios de la estructura del gen que se traducen en la síntesis de un producto anormal del gen (oncoproteína), con una función aberrante. • Cambios de la regulación de la expresión del gen, que se traducen en la potenciación o en la producción incorrecta de proteínas promotoras del crecimiento de estructura normal. Se pueden revisar ahora las lesiones específicas que conducen a las alteraciones estructurales y funcionales que afectan a los protooncogenes.

Mutaciones puntuales. El mejor ejemplo de activación secundaria a una mutación puntual es el del oncogén ras, en el que se han identificado varias mutaciones distintas pero que, todas ellas, producen una drástica reducción de la actividad GTPasa de las proteínas ras. La mayoría de ellas afectan al codón 12. Como se señaló anteriormente, las GAP aumentan mucho la actividad GTPasa intrínseca de las proteínas normales ras; por el contrario, las GAP apenas influyen sobre la actividad GTPasa de las proteínas ras mutantes, de manera que éstas mantienen su forma activa unida al GTP.

El número de tumores humanos portadores de mutaciones ra.v es muy grande. La frecuencia de estas mutaciones varía de unos tumores a otros, pero en algunos tipos es muy alta. Por ejemplo, en el 90 % de los adenocarcinomas pancreáticos y de los colangiocarcinomas existe una mutación puntual de ras, y lo mismo sucede en el 50 % de los carcinomas de colon, endo

metrio y tiroides, y en el 30 % de los adenocarcinomas de pulmón y de las leucemias mieloides. En general, los mutaciones observadas en los carcinomas son K-raí, mientras que en los tumores hematopoyéticos son N-ras. En algunos otros tipos de tumores, sobre todo en los de cuello uterino y mama, las mutaciones ras son raras o incluso inexistentes. Por tanto, parece evidente que aunque las mutaciones ras son extraordinariamente frecuentes, su presencia no es esencial para la carcinogénesis. Como se expondrá más adelante, son muchas las vías que conducen al cáncer y sucede que las mutaciones ras se encuentran en una de las carreteras más transitadas. Además de en ras, en algunos casos de leucemia mieloide se han hallado mutaciones puntuales que producen activación, afectando al gen c-fms.

Reordenamientos cromosómicos. Existen dos tipos de reordenamientos cromosómicos que pueden activar protooncogenes: las translocaciones y las inversiones. De ellas, las primeras son mucho más frecuentes y pueden activar a los protooncogenes de dos maneras:

1. En los tumores linfoides, las translocaciones específicas dan lugar a la sobreexpresión de los protooncogenes, situándolos bajo los elementos reguladores de los loci de la inmunoglobulina o del receptor de la célula T. 2. En muchos tumores hematopoyéticos, las translocaciones permiten que secuencias normalmente no relacionadas y � pertenecientes a dos cromosomas distintos se recombinen y formen genes híbridos que codifican proteínas quiméricas promotoras del crecimiento.

El mejor ejemplo de la expresión excesiva de un protooncogén inducida por una translocación se encuentra en el linfoma de Burkitl. Todos estos tumores contienen una de tres translocaciones, todas las cuales afectan al cromosoma 8q24, donde se ha localizado el gen c-myc, y a uno de los tres cromosomas que contienen los genes de las inmunoglobulinas. En su locus normal, la expresión del gen myc está estrechamente controlada, de forma que sólo se expresa durante determinados estadios del ciclo celular (Capítulo 4). Sin embargo, en el linfoma de Burkitt, la translocación más frecuente provoca el traslado del segmento del cromosoma 8, donde se encuentra c-myc, a la banda 32 del cromosoma 14q (Fig. 8-28). Ello sitúa a c-myc cerca del gen de la cadena pesada de la inmunoglobulina

(IgH). Los mecanismos moleculares de la activación de c-myc son variables y lo mismo sucede con los puntos de rotura del gen. En algunos casos, la translocación deja al gen c-myc sometido a la estimulación continua ejercida por el elemento potenciador del gen de la inmunoglobulina que se encuentra en situación adyacente. En otros, la translocación produce mutaciones de la secuencia reguladora del gen myc. En todos los casos, las secuencias codificadoras del gen permanecen intactas y el gen c-myc se expresa de manera constitutiva y con niveles altos. La presencia sistemática de translocaciones de cmyc en el linfoma de Burkitt confirma la importancia de la sobrexpresión de dicho gen en la patogenia del tumor.

El locus de la cadena pesada de la inmunoglobulina también interviene en la sobrexpresión, mediada por una translocación, de otros genes. En el linfoma de células del manto, el gen de la ciclina DI, normalmente localizado en el cromosoma 1 lq32, se expresa en exceso, al yuxtaponerse al locus IgH en 14q32. En el linfoma folicular, una translocación t(14;l8)(q32;q21) produce la activación del gen bcl-2 (descrito más adelante). No es sorprendente que todos los tumores en los que está implicado el gen de la inmunoglobulina se originen en células B. En una situación análoga, la expresión excesiva de varios protooncogenes en los tumores de células T se debe a translocaciones que afectan al locus del receptor de la célula T. Los oncogenes implicados son diversos pero, en su mayoría, codifican, al igual que c-myc, factores nucleares de transcripción.

El cromosoma Filadelfia, característico de la leucemia mieloide crónica y de un subgrupo de leucemias linfoblásticas agudas. es un ejemplo prototípico de un oncogén que se forma por fusión de dos genes distintos. En estos casos, una translocación recíproca entre los cromosomas 9 y 22 hace que una porción rota del protooncogén c-abl (del cromosoma 9) se sitúe junto a bcr en el cromosoma 22. El gen híbrido c-abl-bcr codifica una proteína quimérica que tiene actividad tirosina cinasa (Fig. 8-28). Aunque las translocaciones de las leucemias mieloide crónica y linfoblástica aguda son citogenéticamente idénticas, difieren a nivel molecular. En la primera, el peso molecular de la proteína quimérica es de 210 kD, mientras que en las leucemias agudas más agresivas se forma una proteína de fusión abl-bcr ligeramente distinta y de 180 kD de peso molecular.

Las fusiones de genes suelen afectar a factores de transcripción . Uno de estos factores, codificado por el gen MLL (leucemia mieloide, linfoide), localizado en 1 lq23, interviene en 25 translocaciones diferentes con varios genes compañeros distintos, algunos de los cuales codifican a otro factor de transcripción. El gen MLL está implicado en aproximadamente el 5 al 10 % de las leucemias agudas y codifica al homólogo en los mamíferos del gen trithorax (Irx) de Drosophila, que parece regular la expresión de genes homeobox (Hox) en las células precursoras hepatopoyéticas. Además de en las neoplasias hematopoyéticas, muchos sarcomas muestran translocaciones específicas inductoras de la formación de genes quiméricos, codificadores de factores de transcripción22. El gen Ewing Sarcoma (EWS), situado en 22ql2, se describió por primera vez en la translocación t(l l;22)(q24;12) del sarcoma de Ewing, pero también se encuentra en otros tipos de sarcoma. EWS es, por sí mismo, un factor de transcripción, y todos sus genes compañeros analizados hasta el momento codifican igualmente factores de transcripción. Por ejemplo, en el sarcoma de Ewing, el gen EWS se fusiona con el gen FL-¡; la proteína quimérica EWS-FL-1 resultante es un transactivador del

� promotor c-myc y puede hacer que la expresión de éste sea excesiva. En la Tabla 8-8 se recogen algunos ejemplos de oncogenes que se activan a causa de una translocación.

Amplificación de genes. La activación de protooncogenes asociados a la sobrexpresión de sus productos puede ser debida a reduplicaciones y a amplificaciones muy repetidas de sus secuencias de DNA. Dicha amplificación puede hacer que la célula tumoral posea varios cientos de copias del prolooncogén. Las técnicas de hibridación molecular con las sondas de DNA adecuadas permiten detectar fácilmente los genes amplificados. En algunos casos, dichos genes producen cambios citogenéticos que pueden ser identificados microscópicamente. Se observan dos patrones mutuamente excluyentes: estructuras pequeñas y múltiples, de tipo cromosoma, denominadas diminutos dobles (dms, double minutes) o regiones de tinción homogénea (HSR, homogeneous staining regions). Estas últimas derivan de la reunión de genes amplificados en nuevos cromosomas; como estas regiones contienen genes amplificados pero carecen de un patrón de bandas normal, en los cariotipos teñidos con bandeo G aparecen como zonas homogéneas (Fig. 8-29). Los casos más interesantes de amplificación son los de N-myc, en el neuroblastoma, y de c-erb B2, en el cáncer de mama. Estos genes aparecen amplificados en el 30 a 40 % de estos dos tumores y, en ambos casos, la amplificación se asocia a un pronóstico peor". De la misma forma, en el cáncer de pulmón de células pequeñas existe una estrecha correlación entre la amplificación de L-myc y de N-myc y la progresión de la enfermedad. Otros genes frecuentemente amplificados son c-myc (carcinomas de mama, ovario y pulmón) y el de la ciclina D (carcinomas de mama y varios carcinomas epidermoides).

Genes supresores del cáncer

Mientras que los protooncogenes codifican proteínas que estimulan el crecimiento celular, los productos de los genes supresores del cáncer actúan frenando la proliferación celular. En cierto sentido, el término gen supresor del cáncer es erróneo, ya que la función fisiológica del gen consiste en regular el crecimiento celular y no en evitar la formación de tumores. Sin embargo, la persistencia de los nombres de supresores del cáncer y de antioncogenes se debe a que su pérdida es un acontecimiento clave en muchos, o posiblemente todos, los tumores humanos y a que su descubrimiento se debió al estudio de dichos tumores.

Lo mismo que sucedió con otros muchos descubrimientos en medicina, los genes supresores del cáncer se describieron al estudiar enfermedades raras, en este caso el retinoblastoma, un tumor que afecta a alrededor de 1 por cada 20 000 lactantes y niños. El 60 % de los retinoblastomas son esporádicos y el otro 40 %, familiares; en estos últimos, la predisposición a desarrollar el tumor se transmite de forma autosómica dominante. Para explicar la aparición familiar y esporádica de un tumor aparentemente idéntico, Knudson propuso su famosa hipótesis oncogenética de los «dos golpes». Este autor sugirió que, en los casos hereditarios, un cambio genético («primer golpe») se heredaría de los padres afectados, por lo que existiría en todas las células somáticas del organismo, mientras que la segunda mutación («segundo golpe») afectaría sólo a una de las muchas células retinianas (ya portadoras de la primera mutación). Sin embargo, en los casos esporádicos, las dos mutaciones (golpes) se producirían somáticamente en una única célula de la retina, cuya progenie formaría el tumor. Estudios citogenéticos y moleculares respaldan la hipótesis de Knudson que, en la actualidad, puede formularse de una manera más precisa:

• Las mutaciones necesarias para que se produzca un retinoblastoma afectan al gen Rb, localizado en el cromosoma 13ql4. En algunos casos, la lesión genética es lo suficientemente grande como para que pueda apreciarse en forma de deleción de I3ql4. • Para que se desarrolle el retinoblastoma, los dos alelos normales del locus Rb han de estar inactivados (dos golpes) (Fig. 8-30). En los casos familiares, los niños nacen con una copia normal y otra defectuosa del gen Rb. La pérdida de la copia intacta por los retinoblastos se debe a alguna forma de mutación (mutación puntual, deleción intersticial de 13ql4 o incluso pérdida completa del cromosoma 13 normal). En los casos esporádicos, la pérdida de los dos alelos Rb normales se debe a una mutación somática que tiene lugar en un retinoblasto. El resultado final es el mismo: una célula de la retina pierde sus dos copias normales del gen Rb y da lugar al cáncer. • Los pacientes con retinoblastomas familiares corren asimismo un riesgo mayor de desarrollar osteosarcomas y algunos otros tipos de sarcomas de tejidos blandos. Además, en algunos otros tumores, como el adenocarcinoma de mama y el carcinoma de pulmón de células pequeñas, también se ha descrito inactivación del locus Rb. Así pues, la pérdida de los genes Rb tiene implicaciones que van más allá del mero desarrollo del retinoblastoma. En este momento, se deben aclarar algunos aspectos terminológicos. Un niño que ha heredado un alelo Rb mulante y que lo lleva en todas las células somáticas es perfectamente normal (salvo por su mayor riesgo de desarrollar cáncer). Puesto que este niño es helerocigolo para el locus Rb, esto significa que el hecho de ser heterocigoto para Rb no afecta al comportamiento de las células. El cáncer se desarrolla cuando la célula se convierte en homocigótica para el alelo mutante o, dicho de otra forma, cuando pierde el carácter heterocigótico para el gen Rb normal. Como el gen Rb se asocia con el cáncer cuando se pierden las dos copias normales, a veces se le denomina gen del cáncer recesivo.

El gen Rb se ha convertido en paradigma de otros genes que actúan de manera similar. Por ejemplo, uno o varios genes del brazo corto del cromosoma 11 están implicados en la generación del tumor de Wilms, el hepatoblastoma y el rabdomiosarcoma. La pérdida constante y no aleatoria del carácter heterocigótico proporciona indicios importantes para la localización de varios genes supresores del cáncer. La Tabla 8-9 recoge algunos de estos genes seleccionados. Su función se expone a continuación.

PRODUCTOS PROTEICOS DE LOS GENES SUPRESORES DEL CÁNCER

Las señales para la inhibición de crecimiento y sus vías de transporte son mucho menos conocidas que las correspondientes a las estimulación del crecimiento. No obstante, es razonable admitir que. al igual que sucede con las señales mitógenas, las señales de inhibición del crecimiento se originan fuera de las células y utilizan los receptores, los transmisores de señales y el ciclo celular y los reguladores de la transcripción nuclear para alcanzar sus objetivos. Parece que los genes supresores del cáncer codifican diversos componentes de esta vía de inhibición del crecimiento. Comenzaremos esta exposición de dentro afuera, con los genes supresores del cáncer que controlan el ciclo celular y la transcripción nuclear, ya que son ellos los que poseen la llave de la división nuclear.

Moléculas que regulan la transcripción nuclear y el ciclo celular. Finalmente, todas las señales positivas y negativas convergen en el núcleo, lugar donde se toma la decisión de que la célula se divida o no. Es lógico, pues, que en el núcleo se encuentren varios de los productos (Rb, WT-I y p53) de los genes supresores del cáncer.

Gen Rb. Dado que este gen fue el primero de los supresores del cáncer descubiertos, es mucho lo que se sabe acerca de él ' , Su producto, pRB, es una fosfoproteína nuclear que interviene en la regulación del ciclo celular. Se expresa en todos los tipos celulares estudiados, en los que existen una forma activa, hipofosforilada, y una forma inactiva, hiperfosforilada. En su estado activo, pRb actúa como un freno al progreso de la célula desde la fase d a la fase S del ciclo celular. Cuando la célula recibe el estímulo de los factores de crecimiento, la

proteína Rb se inactiva gracias a la fosforilación (pRb-P), por lo que el freno desaparece y la célula atraviesa el punto de control d —> S. Cuando la célula penetra en la fase S, queda comprometida a dividirse aunque no reciba ya ningún otro estímulo procedente de los factores de crecimiento. En la posterior fase M, las fosfatasas celulares hacen que pRb pierda los grupos fosfato, lo que regenera la forma desfosforilada de pRb.

La base molecular de esta acción de frenado ha podido ser puesta de manifiesto con detalle20. Las células en reposo (en Go o comienzo de la fase G¡) contienen la forma hipofosforilada activa de pRb. En ese estado, pRb impide la repUcación celular uniéndose, y posiblemente secuestrando, a la familia de

factores de transcripción E2F. Cuando las células en reposo reciben el estímulo de los factores de crecimiento, las concentraciones de ciclinas D y E (véase anteriormente) se elevan, y la activación consiguiente de los complejos ciclina D/CDK4, ciclina D/CDK6 y ciclina E/CDK2 provoca la fosforilación de pRb (Fig. 8-31). La forma hiperfosforilada de pRb libera los factores de transcripción E2F. Las proteínas E2F liberadas forman, con la familia de proteínas DP (Fig. 8-31), heterodímeros que inactivan la transcripción de varios genes diana. Se han identificado los lugares de unión E2F-DNA en la región reguladora de varios genes, cuyos productos son necesarios para la fase S del ciclo celular. No se conocen por completo las funciones del enlace pRb-E2F en la regulación de la transición G| —» S. Según una teoría, pRb hipofosforilada impide la activación de los genes que responden a E2F mediante el secuestro físico de las proteínas E2F. Pruebas más recientes indican que pRb hipofosforilada no es una mera esponja que mantiene separado a E2F de sus genes diana; más bien, el complejo pRb-E2F se une al DNA e inhibe activamente la transcripción de los genes de la fase S26. Sea cuaJ sea el mecanismo exacto por el que pRb regula la función de E2F, está claro que el estado de fosforilación de pRb es un acontecimiento determinante crucial en la progresión del ciclo celular.

De todo lo anterior se deduce claramente que, si falta la proteína Rb (por deleción del gen correspondiente) o si una mutación altera su capacidad para regular los factores de transcripción E2F, el freno molecular del ciclo celular desaparecerá y la célula avanzará despreocupadamente hacia la fase

S. Las mutaciones de los genes Rb que se encuentran en los tumores se localizan en una región que interviene en la unión a E2F y que se denomina «bolsillo Rb». Previamente se había mencionado que las mutaciones o pérdidas del gen Rb en la línea germinal predisponen al desarrollo de retinoblastoma y, en menor grado, de osteosarcomas. Además, se han descrito mutaciones somáticas adquiridas en los glioblastomas, carcinomas de células pequeñas del pulmón, cánceres de mama y carcinomas de vejiga. Dada la presencia de pRb en todas las células y su importancia en el control del ciclo celular, se plantean dos preguntas: 1) ¿Por qué los pacientes con mutaciones del locus Rb en la línea germinal sólo desarrollan retinoblastomas? 2) ¿Por qué no son las mutaciones inactivadoras de pRb mucho más frecuentes en el cáncer humano? No se conoce por completo la base que justifica la aparición de tumores limitados a la retina en los pacientes que heredan un alelo defectuoso de Rb, aunque del estudio de ratones con disrupciones dirigidas de este locus pueden deducirse algunas pistas. Los ratones Rb'1 mueren en el útero con signos de apoptosis en el sistema nervioso central y en las células hematopoyéticas. Esto indica que la pérdida homocigótica del gen Rb desencadena apoptosis. Existen pruebas de que la acción no limitada de las proteínas E2F (como sucedería en el caso de pérdida de los dos alelos Rb) no sólo dirige el ciclo celular, sino que también provoca apoptosis. Para que esta acción de E2F tenga lugar, es necesaria la función del gen pS3 (véase más adelante). Parece verosímil que, aunque la pérdida de Rb induzca la muerte celular en la mayoría de los tejidos, los retinoblastos son relativamente resistentes a este efecto inductor de la apoptosis. Por tanto, en estas células, la disregulación de E2F causará su proliferación neoplásica.

En relación con la segunda cuestión (es decir, por qué la pérdida de Rb no es mucho más frecuente en los tumores humanos), la respuesta es mucho más sencilla: las mutaciones de otros genes que controlan la fosforilación de pRb pueden simular el efecto de la pérdida de Rb; estos genes aparecen mutados en muchos cáceres en los que los genes Rb son aparentemente normales. Por ejemplo, la activación mutacional de la ciclina D o de CDK4 favorecería la proliferación celular facilitando la fosforilación de pRb. Como ya se ha comentado, en muchos tumores la expresión de ciclina D es excesiva a causa de la amplificación o la translocación de sus genes. La inactivación de los inhibidores CDK, debida a una mutación, tam

bién haría avanzar el ciclo celular, debido a la activación no regulada de las ciclinas y CDK. Uno de estos inhibidores, codificado por el gen pió (también llamado inhibidor de la cinasa 4 o INK4a), es una diana extraordinariamente frecuente para la deleción o inactivación mutacional en los tumores humanos26". Las mutaciones de la línea germinal depló aparecen en un subgrupo de melanomas hereditarios. Las deleciones

o la inactivación de pió somáticamente adquirida se detectan en el 75 % de los carcinomas pancreáticos, en el 40 al 70 % de los glioblastomas, en el 50 % de los cánceres esofágicos y en el 20 % de los carcinomas de células pequeñas del pulmón, los sarcomas de tejidos blandos y los cánceres de vejiga. Por tanto, el paradigma que se deduce es que la pérdida del control normal del ciclo celular es esencial para la transformación maligna y que en la inmensa mayoría de los cánceres humanos existe una mutación de al menos uno de los cuatro reguladores clave del ciclo celular (pió, ciclina D, CDK4, Rb) \ En las células portadoras de mutaciones pió, ciclina D o CDK4, se pierde la función del gen Rb, incluso aunque éste se encuentre intacto. Además, en el gen Rb convergen otras vías de regulación del crecimiento celular (Fig. 8-31), algunas de las cuales se expondrán con mayor detalle más adelante.

• El TGF-/J induce la inhibición de la proliferación celular. Este efecto del TGF-/3 depende, al menos en parte, del aumento de los inhibidores CDK p27 y p¡5. • Parece que las proteínas transformadoras de varios virus DNA oncogénicos para el hombre y para los animales actúa, en parte, neutralizando las actividades inhibidoras del crecimiento de pRb. Los grandes antígenos T de los virus SV40 y polioma, la proteína EIA de los adenovirus y la proteína E7 de los virus del papiloma humano (VPH) se unen a la forma hipofosforilada de pRb. Esta unión tiene lugar en el mismo bolsillo pRb que habitualmente secuestra a los factores de transcripción E2F. Por tanto, la proteína pRb, incapaz de unirse a los factores de transcripción E2F. pierde su función, dejando a los factores de transcripción libres para hacer que el ciclo celular progrese. • El gen p53, un conocido gen supresor del cáncer que se describirá a continuación, ejerce sus efectos inhibidores del crecimiento, al menos en parte, estimulando la síntesis del inhibidor CDK p2l. Gen p53. El gen p53, el otro gen supresor del cáncer bien estudiado, está situado en el cromosoma 17pl3.1; se trata de la diana más frecuente de las alteraciones genéticas en el cáncer humano. Algo más del 50 % de todos los tumores humanos contienen mutaciones de este gen. La pérdida homocigótica del gen p53 aparece en prácticamente todos los tipos de cáncer, entre ellos los de pulmón, colon y mama, las tres primeras causas de muerte por cáncer. En la mayoría de ellos, las mutaciones inactivadoras que afectan a los dos alelos de p53 se producen en las células somáticas. Con menos frecuencia, algunas personas heredan un alelo p53 mutante. Igual que sucede con el gen Rb, la transmisión hereditaria de un alelo mutante predispone a la persona a desarrollar tumores malignos, ya que sólo se necesita un «golpe» adicional para inactivar al segundo alelo normal. Las probabilidades de que estos individuos, portadores del llamado síndrome de Li-Fraumeni, hayan desarrollado un tumor maligno a los 50 años de edad son 25 veces mayores que las de la población general " . Al contrario que los pacientes que heredan un alelo Rb mutante, el

� espectro de tumores desarrollados por las personas con síndrome de Li-Fraumeni es muy variado; los más frecuentes son: sarcomas, cáncer de mama, leucemias, tumores cerebrales y carcinomas de la corteza suprarrenal. En comparación con los tumores esporádicos, los que afectan a los pacientes con síndrome de Li-Fraumeni aparecen en edades más tempranas, y una determinada persona puede sufrir múltiples tumores primarios.

El hecho de que las mutaciones de p53 sean frecuentes en distintos tumores humanos indica que la proteína p53 actúa como un guardián esencial frente a la formación del cáncer. De hecho, es evidente que p53 actúa como «policía molecular », impidiendo la propagación de células genéticamente dañadas28. Esta proteína se encuentra en el núcleo y, cuando entra en acción, actúa sobre todo controlando la transcripción de otros genes. En condiciones fisiológicas, la hemivida de p53 es corta (20 minutos), posiblemente por sufrir una proteólisis mediada por la ubicuitina y, por tanto, al contrario que pRb, no controla el ciclo celular normal. Sin embargo, p53 es imprescindible cuando se requiere la aplicación de frenos de

emergencia, p. ej., cuando la radiación, la luz UV o las sustancias químicas mutágenas dañan el DNA. Estos casos de asalto al material genético causan cambios espectaculares en la proteína p53 que, de lo contrario, permanece dormida (Fig. 8-32). A través de mecanismos mal conocidos, se produce un rápido aumento de los niveles de p53 y su activación como factor de transcripción. El tipo natural de p53 acumulado se une al DNA y estimula la transcripción de varios genes que intervienen en los dos efectos principales de p53: la detención del ciclo celular y la apoptosis. La parada del ciclo celular inducida por p53 se produce al final de la fase d, y se debe a transcripción, dependiente de p53, del inhibidor CDK p21. Como se comentó antes, el gen p2I inhibe los complejos ciclina/CDK, por lo que evita la fosforilación de Rb necesaria para que la célula penetre en la fase S. Esta pausa del ciclo celular es bien recibida, ya que permite que la célula tenga tiempo para reparar la lesión del DNA provocada por el agente mutágeno. Además, p53 ayuda en ese proceso de manera directa, induciendo la transcripción de GADD45 (Growth Arrest and DNA Damage, parada del crecimiento y alteración del DNA), una proteí

� na que interviene en la reparación del DNA. Asimismo, GADD45 contribuye a la parada en G, a través de mecanismos aun desconocidos. Si la reparación del DNA dañado es satisfactoria, p53, de manera muy ingeniosa, activará a un gen denominado mdm2, cuyo producto se une e inhibe a la propia p53. levantando así el bloqueo del ciclo celular. Si, durante la pausa de la división celular, no se logra reparar la lesión del DNA, la proteína p53 normal, quizá como último recurso, enviará a la célula al cementerio, induciendo la activación de los genes promotores de la apoptosis, Los genes que responden a las órdenes de muerte celular emanadas de p53 son box e IGFBP3. Como se verá más adelante, box se une y contrarresta a la proteína bcl-2, un inhibidor de la apoptosis. IGF-BP3 se une al receptor del factor de crecimiento de tipo insulina (IGF) y, probablemente, induce la apoptosis a través del bloqueo de las señales intracelulares mediadas por aquél. Debe subrayarse que la activación transcripcional de los genes que intervienen más adelante en el ciclo celular, como p21, GADD45 y bax, es esencial para al funcionamiento normal de p53. En consecuencia, las mutaciones más frecuentes que alteran a p53 afectan al dominio con que se une al DNA, impidiendo así la transcripción de genes dependientes de p53. Se considera muy probable que algunos de los efectos de p53 se produzcan a través de interacciones proteína-proteína, aunque este aspecto aun no ha sido demostrado por completo.

En resumen, mediante mecanismos desconocidos, p53 advierte que el DNA se encuentra dañado y ayuda a su reparación, provocando una parada en G; e induciendo a los genes que intervienen en la reparación del DNA. Si resulta imposible reparar el DNA, p53 conducirá a la célula hacia la apoptosis (Fig. 8-32). Debido a estas actividades, p53 ha sido acertadamente bautizado como un «guardián del genoina». En caso de pérdida homocigótica de p53, el DNA dañado no puede ser reparado, las mutaciones se convierten en fijas cuando la célula se divide y las células entran en un camino sin retorno que las lleva a la transformación maligna.

Existe aun otro mecanismo, de reciente descubrimiento, por el que p53 normal puede evitar el crecimiento tumoral. Parece que, además de la alteración del DNA, también la hipoxia puede estimular la activación de p53 normal *. Como se verá con mayor detalle más adelante, la angiogénesis tumoral es esencia] para el crecimiento de las células cancerosas. Cuando estas células sufren hipoxia, entrarán en apoptosis si sus copias del gen p53 son normales. Sin embargo, si el gen p53 ha experimentado una mutación, las células tumorales hipóxicas se harán resistentes a la apoptosis. Por tanto, la hipoxia selecciona a las células en las que el gen p53 es inactivo y favorece la propagación de las poseedoras de un gen defectuoso.

Además de las mutaciones somáticas y hereditarias, existen otros mecanismos que pueden inactivar las funciones del gen p53. Igual que sucede con pRb, las proteínas transformadoras de varios virus DNA, entre ellas la proteína E6 de los virus del papiloma humano, pueden unirse y degradar a p53. La proteína celular captadora de p53, mdm2, que normalmente reduce la actividad de p53, se halla sobreexpresada en un grupo de sarcomas de tejidos blandos humanos, por amplificación del gen que la codifica. Dicha proteína mdm2 actúa como un producto de un oncogén, estimulando una degradación rápida de

P5330.

La capacidad de p53 para controlar la apoptosis en respuesta a la alteración del DNA tiene ciertas implicaciones terapéu

ticas prácticas. La radiación y la quimioterapia, los dos tipos más frecuentes de tratamiento del cáncer, ejercen sus efectos induciendo una lesión del DNA y la consiguiente apoptosis. La conclusión es que los tumores que conservan genes p53 normales tienen mayores probabilidades de responder a estos tratamientos que los portadores de genes p53 mutantes. Así sucede en los teratocarcinomas testiculares y las leucemias linfoblásticas agudas infantiles. Por el contrario, los tumores que, como los cánceres de pulmón o de colon, suelen ser portadores de mutaciones de p53, son relativamente resistentes a la quimioterapia y a la radioterapia.

Como cierre de esta exposición sobre el gen p53, debe recordarse que, durante casi 20 años desde su descubrimiento, fue el único gen de este tipo conocido, tanto en lo que se refiere a su estructura como en cuanto a su función. A finales de 1997, la situación cambió de manera espectacular con el descubrimiento del gen p73 (apodado el hermano mayor de p53). Localizado en 1 p36, este gen codifica una proteína que muestra numerosas similitudes con la codificada por p53. Posee un dominio para su unión al DNA parecido a la región correspondiente de p53 y, de la misma forma que ésta, en condiciones adecuadas puede detener el ciclo celular y provocar la apoptosis32' 33. Las deleciones de lp36, lugar donde reside p73, son frecuentes en distintos tumores, entre ellos el neuroblastoma y los cánceres de colon y mama. En la actualidad, se está prestando gran atención a este pariente perdido del gen p53.

Genes BRCA-1 y BRCA-2. BRCA-1, en el cromosoma 17q 12-21, y BRCA-2, en el cromosoma 13ql2-13, son dos genes supresores del cáncer, descubiertos recientemente, que se asocian al carcinoma de mama y a otros tipos diversos de cáncer. Como sucede con otros genes supresores del cáncer, las personas que heredan mutaciones de BRCA-1 o BRCA-2 son muy susceptibles al desarrollo del cáncer de mama. Además, las mutaciones del gen BRCA-1 en la línea germinal van acompañadas de un alto riesgo de cáncer de ovario y de un ligero aumento del riesgo de neoplasias de colon y próstata. De la misma forma, las mutaciones del gen BRCA-2 se asocian a un incremento del riesgo de desarrollar cánceres de la mama masculina, el ovario y, posiblemente, la próstata, el páncreas y la laringe34. Alrededor del 5 al 10 % de los cánceres de mama son familiares, y de éstos, el 80 % se asocian a mutaciones de BRCA-1 o BRCA-2. Por el contrario, en los cánceres de mama espontáneos, las mutaciones de estos dos genes son raras. Por tanto, parece que, al contrario que otros muchos genes supresores del cáncer (Rb, p53, NF-I) asociados a síndromes de cánceres hereditarios, ninguno de los dos genes BRCA guarda relación con el desarrollo de las formas no familiares (esporádicas) del cáncer de mama.

No se conocen por completo las funciones de BRCA-1 y BRCA-2. Los productos proteicos de ambos genes se encuentran en el núcleo y, aparentemente, participan en la regulación de la transcripción. Ciertos datos indican que ambos genes intervienen en la reparación del DNA, suposición basada en la observación de que las proteínas BRCA-1 y BRCA-2 establecen interacciones con Rad 51, una proteína implicada en la regulación de la recombinación y de la reparación del DNA bicatenario35. Según esta hipótesis, las mutaciones de los genes BRCA, al igual que las de otros genes reparadores del DNA (véase más adelante), no intervienen directamente en la regulación del crecimiento celular, sino que más bien predisponen a la aparición de errores en la replicación del DNA, lo que da

� ría lugar a mutaciones en otros genes que sí afectan de manera directa al ciclo y al crecimiento celular. Esta hipótesis no es totalmente compatible con la observación de que, al igual que p53, BRCA-1 puede establecer una regulación negativa del ciclo celular a través de la activación transcripcional del inhibidor CDK p2l . En la actualidad, estos aspectos problemáticos están siendo objeto de una meticulosa investigación.

Moléculas que regulan la transducción de señales. La regulación a la baja de las señales promotoras del crecimiento es también un área potencial en la que podrían intervenir los productos de los genes supresores del cáncer, como es el caso de los productos de los genes NF-1 y APC. Las mutaciones de la línea genninal que afectan a los loci NF-1 (17ql 1.2) y APC (5q2I) se asocian a tumores benignos precursores de carcinomas que se desarrollan más tarde.

En el caso del gen APC (adenomatous polyposis coli, poliposis adenomatosa cólica), las personas que nacen con un alelo mutante desarrollan invariablemente cientos o incluso miles de pólipos adenomatosos en el colon durante el segundo o tercer decenio de sus vidas (poliposis adenomatosa familiar l PAF]; Capítulo 18). Uno o varios de estos pólipos terminan por sufrir una transformación maligna, dando lugar a un cáncer de colon. Como sucede con otros genes supresores del cáncer, para que el tumor aparezca han de perderse las dos copias del gen y, cuando ello ocurre, se forman los adenomas. El desarrollo de adenomas de colon en ratones en los que se provoca una disrupción dirigida de los genes APC en la mucosa del colon respalda esta conclusión . Como se verá más adelante, para que el adenoma se transforme en cáncer, han de producirse varias mutaciones adicionales (véase pág. 315). Además de los cánceres que aparecen en el contexto de la PAF, la mayoría (70 a 80 %) de los carcinomas colorrectales no familiares y de los adenomas esporádicos muestran también una pérdida homocigótica del gen APC, lo que confirma la gran implicación de su pérdida en la patogenia de los tumores del colon.

Las bases moleculares de la acción de la APC y de su actividad de supresión tumoral proceden de los estudios hechos sobre los genes homólogos de la mosca de la fruta Drosophila y del anfibio Xenopus3 . La proteína APC se encuentra en el citoplasma, donde establece interacciones con otras proteínas intracelulares, entre ellas la /3-catenina, proteína que puede penetrar en el núcleo y activar la transcripción de los genes promotores del crecimiento. Una función importante de la proteína APC consiste en la degradación de la fi-catenina, contribuyendo así a que sus niveles citoplasmáticos se mantengan bajos. La inactivación del gen APC y la pérdida consiguiente de la proteína APC producen aumento de las concentraciones intracelulares de /3-catenina que, a su vez, pasa al núcleo, donde estimula la proliferación celular. Por tanto, APC es un regulador negativo de la señalización llevada a cabo por la /3-catenina . En los cánceres de colon con genes APC normales, los niveles de /J-catenina aumentan por mutaciones de ésta que la hacen refractaria a la degradación efectuada por APC, hecho que atestigua la importancia de la vía de señalización APC-/3 catenina en la tumorigénesis4". La alteración de la regulación de la vía APC-/3-catenina no se limita a los cánceres de colon, pues también se han observado mutaciones de APC o de /J-catenina en casi un 30 % de los melanomas. Tanto la /3-catenina como la APC tienen otros compañeros celulares, lo que indica que sus funciones normales

sobrepasan la mera regulación de la señalización de la /J-catenina. Es interesante señalar que esta última se une a la región citoplasmática de la cadherina E, una proteína de la superficie celular que mantiene la adherencia intercelular. La adherencia de las células cancerosas es inferior a la normal, fenómeno que podría ser debido a defectos del eje cadherina-catenina.

El comportamiento del gen NF-1 es similar al del gen APC. Las personas que heredan un alelo mutante desarrollan numerosos neurofibromas benignos, probablemente como consecuencia de la inactivación de la segunda copia del gen NF-1. Este cuadro recibe el nombre de neurofibromatosis tipo l (Capítulo 6). Algunos de los neurofibromas acaban por convertirse en neurofibrosarcomas. Además, los niños con neurofibromatosis de tipo 1 corren un riesgo mayor de desarrollar leucemia mieloide aguda41. La función de la neurofibromina, el producto proteico del gen NF-1, consiste en regular la transducción de las señales a través de la proteína ras (véase anteriormente). Recuérdese que la proteína ras. implicada en la transmisión de señales promotoras del crecimiento, oscila entre un estado inactivo (unida a GDP) y otro activo (unida a GTP). La neurofibromina es una proteína activadora de la GT- Pasa que facilita la conversión de la proteína ras activa en su estado inactivo. Cuando NF-1 desaparece, ras queda «congelada » en un estado activo emisor de señales.

Receptores de la superficie celular. Existen varios tipos de moléculas que se expresan sobre la superficie celular y que pueden regular el crecimiento y el comportamiento de las células. Estas moléculas son los receptores de los factores inhibidores del crecimiento, como TGF-/3, y proteínas que regulan las adherencias celulares, como las cadherinas. La unión de TGF-/J a sus receptores estimula la transcripción de los genes inhibidores del crecimiento, efecto mediado, en parte, por la estimulación de la síntesis de inhibidores de la cinasa dependiente de las ciclinas (CDK). Éstos bloquean el ciclo celular inhibiendo las acciones de los complejos ciclina/CDK. Se han descrito mutaciones del receptor de TGF-/3 y de su vía de señalización en muchos cánceres Por ejemplo, el gen que codifica un receptor de TGF-/3 está inactivado en alrededor del 15 % de los cánceres de colon; de igual forma, en algunos cánceres pancreáticos y cólicos existen deleciones o inactivaciones de los genes SMAD2 y SMAD4, que codifican las proteínas de la vía de inhibición del crecimiento del TGF-/342.

Las cadherinas son una familia de glucoproteínas que actúan como adhesivos de las células epiteliales. Su pérdida favorecería al fenotipo maligno, permitiendo una separación más fácil de sus células, que de este modo podrían infiltrar los tejidos y metastatizar con más facilidad. En muchos tipos de cáncer, entre ellos los de esófago, colon, mama, ovario y próstata4', se ha observado una disminución de la expresión de la cadherina E en la superficie celular. Estudios recientes indican que, al igual que sucede en otros muchos genes supresores del cáncer, las mutaciones del gen de la cadherina E en la línea genninal pueden predisponer al desarrollo de carcinomas gástricos familiares . La base molecular de la disminución de la expresión de la cadherina E es variada. En una pequeña proporción de los casos existen mutaciones del gen correspondiente (localizado en 19q), mientras que en otros la menor expresión de la cadherina E es secundaria a mutaciones en los genes de las cateninas. Como se señaló anteriormente, las caleninas se unen a las porciones intracelulares de las cadherinas y estabilizan su expresión.

� El gen DCC (deleted in colon carcinoma, perdido en el carcinoma de colon) se encuentra en el cromosoma 18q21. Dada la gran frecuencia con que esta región cromosómica sufre deleción en los carcinomas de colon y recto, se considera al gen DCC un buen candidato a gen supresor del cáncer. Su estructura es similar a la de otras moléculas de la superficie celular que intervienen en las interacciones intercelulares y entre células y matriz; por tanto, se propuso que el gen DCC puede regular el crecimiento y la diferenciación celular mediante la integración de las señales procedentes del ambiente que rodea a la célula. Sin embargo, el estudio de los ratones desprovistos de DCC plantea serias dudas sobre la posibilidad de que DCC sea un gen supresor del crecimiento tumoral; por el contrario, parece ser un receptor de la superficie celular importante para el crecimiento axonal44. Por tanto, parece que el verdadero culpable de la carcinogénesis es algún otro gen estrechamente ligado al DCC en el cromosoma 18q21.

Otros genes supresores del crecimiento tumoral. Apenas hay dudas de que aun quedan por descubrir muchos otros genes supresores del crecimiento tumoral. A menudo su localización se sospecha cuando se detectan deleciones cromosómicas de regiones constantes o a través de estudios de pérdidas de heterocigotos. A continuación se describen brevemente algunos de los genes supresores del crecimiento tumoral de función desconocida pero que se asocian a síndromes clínicos bien definidos:

• Gen NF-2: las mutaciones del gen NF-2 en la línea germinal predisponen al desarrollo de la neurofibromatosis de tipo 2. Como se explicó en el Capítulo 6, los pacientes con NF-2 desarrollan schwannomas bilaterales del nervio acústico. Además, en algunos meningiomas y ependimomas esporádicos se han encontrado mutaciones somáticas que afectan a los dos alelos. El producto del gen NF-2, llamado merlina, tiene grandes homologías con la proteína 4.1 del citoesqueleto de la membrana eritrocitaria (Capítulo 14) 4\ Por un lado, la merlina se une a la actina y, por otro, a CD44, una proteína transmembrana que interviene en las interacciones entre célula y matriz; no se conoce cuál es el mecanismo por el que la pérdida de merlina conduce a la transformación maligna. • VHL: las mutaciones en la línea germinal del gen Von Hippel- Lindau {VHL) en el cromosoma 3p se asocian a cánceres renales, feocromocitomas, hemangioblastomas del sistema nervioso central, angiomas retiñíanos y quistes renales hereditarios. También se han descrito mutaciones del gen VHL en cánceres renales espontáneos (Capítulo 21). La proteína VHL regula la elongación de la transcripción por la RNA polimerasa. Por el momento se desconoce cómo se relaciona esta función con la tumorigénesis. • PTEN: en muchos cánceres humanos, como los glioblastomas, el cáncer prostático. el cáncer endometrial y el cáncer de mama, se encuentran deleciones del gen PTEN (phosphatase and lensin homolog, homólogo de la fosfatasa y la tensina), localizado en 10q23. La estructura de este gen indica que podría intervenir en la regulación negativa de las interacciones celulares con la matriz extracelular, a través de la desfosforilación de sustratos no definidos46'46". • WT-1: el gen WT-1, localizado en el cromosoma 11 p 13, se asocia al desarrollo del tumor de Wilms, tanto hereditario como esporádico, habiéndose encontrado mutaciones inactivadoras del locus correspondiente en ambas formas. La proteína WT-1 es un regulador de la transcripción que probablemente inhibe la de los genes promotores del crecimiento. Además de la WT-1, el tumor de Wilms se asocia a otros dos genes, uno localizado en I lp 15 y el otro en algún lugar no relacionado con el cromosoma 11 (Capítulo 11).

Genes que regulan la apoptosis

Durante muchos años, los oncogenes y los genes supresores del cáncer ocuparon el centro del escenario de la base molecular de la tumorigénesis. Aunque sus acciones son muy distintas, finalmente estas dos clases de genes regulan la proliferación celular. Sin embargo, en la actualidad se sabe que en la ecuación del cáncer existen otras variables también importantes, asociadas a los genes que evitan o inducen la muerte celular programada 7. Se ha identificado una gran familia de genes reguladores de la apoptosis48. Afortunadamente para los no expertos, estos genes son fáciles de recordar, ya que se denominan por una serie de palabras de tres letras que comienzan por b. El primer gen antiapoptótico identificado, bcl-2, forma parte de una gran familia de proteínas que producen homo o heterodimerización, algunas de las cuales inhiben la apoptosis

(p. ej., la propia bcl-2 y bcl-xL), mientras que otras, como bax, bady bcl-xS, favorecen la muerte celular programada. El descubrimiento de bcl-2, el gen prototípico de esta categoría, comenzó con la observación de que alrededor del 85 % de los linfomas de células B de tipo folicular (Capítulo 15) poseen una translocación característica, t( 14; 18)(q32;q21). Recuérdese que 14q32, la localización de los genes de la cadena pesada de la inmunoglobulina, interviene también en el linfoma de Burkitt. La yuxtaposición de este locus transcripcionalmente activo con bcl-2 (localizado normalmente en 18q21) hace que la expresión de la proteína bcl-2 sea excesiva. A través de mecanismos aun no totalmente aclarados, la expresión excesiva de bcl-2 protege a los linfocitos de la apoptosis y les permite sobrevivir durante largos períodos; de esta forma, se produce una acumulación constante de linfocitos B, con desarrollo de adenopatías e infiltración de la médula ósea. Como los linfomas asociados a sobreexpresión de bcl-2 se deben más a la reducción de la muerte celular que a una proliferación explosiva de sus células, tienden a ser más indolentes (crecimiento lento) que la mayoría de los demás linfomas. La observación de que los ratones transgénicos para bcl-2 desarrollan linfomas de células B apoya la implicación del gen en la linfogénesis. No sólo es anormal la función de bcl-2, sino que también su localización es distinta a la de la mayoría de los genes asociados al cáncer. Se encuentra sobre la capa externa de la membrana mitocondrial, el retículo endoplásmico y la membrana nuclear. La localización de bcl-2 y de otros miembros de la familia bcl2 podría influir en la función de dichos genes.

Las bases bioquímicas de la acción de bcl-2, también comentadas en el Capítulo 1, no han sido aclaradas por completo. La apoptosis es el punto final de una cascada de acontecimientos moleculares puestos en marcha por distintos estímulos que, en último término, conducen a la activación de las enzimas proteolíticas responsables de la muerte celular. La familia de proteínas bcl-2 regula la activación de estas enzimas proteolíticas (caspasas). La forma precisa en que los miembros de la familia bcl-2 influyen en la activación de las caspasas está siendo objeto de una intensa investigación. A continuación, se expone un resumen de la idea actual sobre la acción de bcl-2 . (¡Sin embar

� go, en este campo en constante y rápido movimiento, las hipótesis se proponen y se rechazan a velocidad superior a la del crecimiento del tumor más maligno!)

• En muchos modelos de apoptosis, parece que un paso esencial en la cadena de acontecimientos es la liberación de citocromo C de las mitocondrias. Se cree que una de las funciones del citocromo C liberado consiste en ayudar a la activación de la enzima proteolítica caspasa 9 , • Localizado estratégicamente en la membrana externa de las mitocondrias, bcl-2 y sus compañeros parecen regular la salida de citocromo C desde el interior de las mitrocondrias hacia el citoplasma. No se sabe con exactitud cómo se regula este tránsito del citocromo C, pero hay ciertos datos que indican que bax, un miembro proapoptótico de la familia bcl2. forma un canal en la membrana mitocondrial para permitir la salida del citocromo (y, por tanto, la apoptosis), mientras que bcl-2 bloquea la actividad formadora de canales de bax. • Los miembros proapoptóticos y antiapoptóticos de la familia bcl-2 actúan como un reóstato, regulando la muerte celular programada. El cociente entre los antagonistas de la muerte (bcl-2, bcl-Xl) y sus promotores (bax, bcl-X.s, bad, bid) determina la forma en que la célula responde a un estímulo apoptótico (Fig. 8-33). El control de este reóstato radica. al menos en parte, en la dimerización competitiva entre diversos miembros de la familia. Así, mientras los homodímeros bcl-2 favorecen la supervivencia celular (posiblemente separando a la proteína formadora de canales bax de la membrana de las mitocondrias), los homodímeros bax favorecen la apoptosis. La consecuencia es que los factores que regulan la transcripción de los miembros de la familia bcl-2 pueden influir en la apoptosis. Como se indicó ya, la acción proapoptótica del gen supresor del cáncer p53 parece depender de la regulación al alza del gen bax. En consonancia con este concepto, el aumento de bax en los ratones transgénicos para dicho gen inhibe el crecimiento de los tumores favoreciendo la apoptosis ". Por último, aunque la familia de los genes bcl-2 desempeña un papel importante en la regulación de la apoptosis, existen al menos otros dos genes asociados al cáncer íntimamente relacionados con dicho fenómeno: el gen p53 y el protooncogén cmyc. El mecanismo molecular de la muerte celular inducida por estos dos genes establece intersecciones con las vías de acción de bcl-2. Como ya se ha comentado, la activación de p53 provoca un aumento de la síntesis de bax. contrarrestando así la acción antiapoptótica de bcl-2. Por su parte, c-myc induce la apoptosis cuando las células se encuentran bajo el control de la activación de c-myc, pero en una situación en la que la disponibilidad de factores de crecimiento existentes en el medio es limitada. Al enfrentarse a estas señales contradictorias. p53 y otras señales aun no definidas programan a las células para que mueran. La sobreexpresión de bcl-2 puede rescatar a las células de la apoptosis iniciada por c-myc. Por tanto, parece que myc y bcl-2 colaboran en la tumorigénesis: c-myc desencadena la proliferación, mientras que bcl-2 evita la muerte celular, incluso en situaciones de limitación de factores de crecimiento. Este es uno de los muchos ejemplos en los que dos o más genes colaboran para facilitar el desarrollo del cáncer.

Genes que regulan la reparación del DNA

Literalmente, el hombre nada en un mar de carcinógenos ambientales. Aunque la exposición a los agentes naturales que dañan el DNA, como las radiaciones ionizantes, la luz solar o los carcinógenos de la dieta, es habitual, es relativamente raro que el resultado final de esta relación sea el desarrollo de un cáncer. Este feliz estado de cosas se debe a la capacidad de las células normales para reparar las alteraciones del DNA y prevenir así las mutaciones de los genes que regulan el crecimiento celular y la apoptosis. Además de la posible lesión del DNA producida por los agentes ambientales, el DNA de las células que se dividen normalmente está sujeto a alteraciones debidas a errores que ocurren espontáneamente durante su replicación. Cuando estos errores no son reparados rápidamente, pueden empujar a las células hacia la deslizante pendiente de la transformación neoplásica. Varias enfermedades hereditarias asociadas a defectos de los genes codificadores de las proteínas que intervienen en la reparación del DNA subrayan la importancia de esta reparación en el mantenimiento de la integridad del genoma. Las personas que nacen con mutaciones hereditarias que afectan a las proteínas reparadoras del DNA sufren un aumento muy importante del riesgo de desarrollar cáncer. A continuación, se exponen varios ejemplos.

El síndrome de cáncer hereditario de colon sin poliposis (CHCSP) constituye un ejemplo espectacular de la función de los genes implicados en la reparación del DNA. Esta enfermedad se caracteriza por la aparición de carcinomas familiares del colon que surgen predominantemente en el ciego y el colon proximal (Capítulo 18). Al contrario que los carcinomas de los pacientes con mutaciones de APC en la línea germinal, los cánceres del CHCSP no se originan en pólipos adenomatosos. Existen distintos tipos de daños del DNA y, por tanto, también hay muchas formas de reparación del mismo. El CHCSP se debe a defectos de los genes implicados en la reparación de la pérdida de concordancia del DNA. Cuando una cadena de DNA se está replicando, los genes de reparación de la falta de concordancia actúan como «comprobadores del deletreo», de forma que, por ejemplo, si se produce un error de emparejamiento de G con T, en lugar del emparejamiento normal de A con T, los genes de reparación de la falta de concordancia corregirán el defecto54. Sin estos correctores de pruebas, los errores se irían acumulando lentamente en varios genes, entre ellos los protooncogenes y los genes supresores del cáncer. Los genes implicados en la reparación del DNA no son oncogénicos por sí mismos, pero permiten la aparición de mutaciones en otros genes durante el proceso de la división celular normal.

Se dice que las células que tienen estos defectos de la reparación del DNA poseen un fenotipo de error de replicación (RER), fácil de documentar examinando las secuencias de los microsatélites del DNA de las células tumorales. Los microsatélites son repeticiones en tándem de uno a seis nucleótidos diseminados por todo el genoma (Capítulo 6). Las secuencias de los microsatélites de una persona permanecen fijas durante toda la vida y son las mismas en todos los tejidos. Cuando existe un error en la reparación de la falta de concordancia, las células tumorales muestran contracciones o expansiones de estas repeticiones, que dan lugar a alelos disparejos en las células normales del mismo paciente. Esta inestabilidad de los microsatélites es un aspecto fundamental de los defectos de la reparación de la falta de concordancia. De los distintos genes implicados en la reparación de la falta de concordancia del DNA, al menos cuatro intervienen en la patogenia del CHCSP. Las mutaciones de la línea germinal en hMSH2 (2pl6) justifican el desarrollo de tumores en el 50 % de las familias con el síndrome. En aproximadamente el 30 % de los casos de CHCSP, la mutación afecta al gen hMLHl. situado en el cromosoma 3p21. El 20 % restante de los casos muestran mutaciones de hPMSl y hPMS2 y de otros genes de la reparación de la falta de concordancia5~. Las personas afectadas heredan una copia defectuosa de uno de los diversos genes de la reparación de la falta de concordancia del DNA y son las células epiteliales del colon las que reciben el «segundo golpe». Por tanto, los genes de la reparación del DNA se comportan de manera parecida a los genes supresores del cáncer en cuanto a

su modo de herencia, pero, al contrario que estos últimos, no influyen directamente en el crecimiento celular. Como las mutaciones son más fáciles y más rápidas en los pacientes con CHCSP, la evolución de los tumores es más rápida y, por tanto, los pacientes desarrollan cánceres de colon a edades mucho más tempranas (< 50 años) que los que no tienen defecto alguno de la reparación del DNA. Aunque el CHCSP sólo representa el 2 a 4 % de todos los cánceres de colon, en alrededor del 15 % de los cánceres esporádicos del colon puede encontrarse también inestabilidad de los microsatélites. Es probable que estos casos esporádicos tengan mutaciones somáticas en otros genes que afectan a la reparación de la falta de concordancia. Aun no se han caracterizado por completo los genes reguladores del crecimiento afectados por mutaciones en los pacientes con CHCSP, pero entre ellos se encuentran los que codifican a los receptores del TGF-/J y a la proteína box inductora de la apoptosis. Es probable que la inestabilidad genómica secundaria a la pérdida de los genes de reparación de la falta de concordancia influya asimismo en otros muchos genes asociados al cáncer. Aunque toda célula en división puede sufrir errores de concordancia durante la replicación del DNA. en los pacientes con CHCSP los carcinomas se originan fundamentalmente en el colon proximal. En algunas familias se observa también una frecuencia mayor de cánceres endometriales y oválicos, pero misteriosamente la mayoría de los demás tejidos se hallan respetados.

Los pacientes con otro trastorno hereditario, xeroderma pigmentosum tienen un mayor riesgo de desarrollar cánceres en la piel expuesta a la luz UV contenida en los rayos del sol. La base de este trastorno se encuentra también en una reparación defectuosa del DNA. La luz UV causa entrecruzamientos de residuos de pirimidina, impidiendo así la replicación normal del DNA. Esta alteración del DNA es reparada por el sistema de reparación por escisión de nucleótidos (que se expondrá más adelante). En la reparación por escisión de nucleótidos participan varias proteínas y genes, y la pérdida heredada de cualquiera de ellos, puede dar lugar a la aparición del xeroderma pigmentosum.

Junto a los ejemplos antes mencionados, existe un grupo de enfermedades autosómicas recesivas, como el síndrome de Bloom, la ataxia telangiectasia y la anemia de Fanconi, que se caracterizan por hipersensibilidad a otros agentes que alteran el DNA, como son la radiación ionizante (síndrome de Bloom y ataxia telangiectasia), o sustancias que establecen enlaces cruzados con el DNA como las mostazas nitrogenadas (anemia de Fanconi). Su fenotipo es complejo y estos pacientes muestran, junto a la predisposición al cáncer, otras características, como síntomas del sistema nervioso (ataxia telangiectasia), anemia (anemia de Fanconi) y alteraciones del desarrollo (síndrome de Bloom)56.

Los pacientes con ataxia telangiectasia (AT) tienen un fenotipo complejo que se caracteriza por una pérdida gradual de células de Purkinje del cerebelo, inmunodeficiencia, sensibilidad aguda a la radiación ionizante y una intensa susceptibilidad al desarrollo de neoplasias linfoides malignas. Durante un tiempo se pensó que la ataxia telangiectasia era genéticamente heterogénea, pero se ha logrado clonar el gen AT. comprobándose que la enfermedad se debe a la mutación de un solo gen. No se conocen aun todas las funciones del gen AT, pero parece muy probable que la proteína AT actúe como un sensor de la lesión del DNA causada por la radiación ionizante. Una vez producido el daño, se activa el gen p53, causando la detención del ciclo celu

� lar en G|. Se cree que la proteína AT reconoce la lesión del DNA y envía una señal que activa a la proteína p53. En las células que no disponen de genes AT normales, no tiene lugar el retraso del ciclo celular inducido por p53. por lo que las células con DNA dañado continúan proliferando. En la actualidad existe un gran interés por este gen. ya que se calcula que alrededor del 1 % de la población es heterocigota y, por tanto, portadora del mismo. Aunque los heterocigotos no desarrollan cánceres, se cree que corren mayores riesgos de sufrir lesiones del DNA provocadas por la radiación. Por tanto, podrían correr un riesgo mayor de desarrollar cánceres si recibieran las dosis de radiación habitualmente utilizadas en los estudios radiológicos frecuentes, por ejemplo, en la mamografía.

Telómeros y cáncer

Al estudiar el envejecimiento celular (Capítulo 2). se indicó que, tras un número determinado de divisiones, las células normales se detienen en un estado terminal, en el que ya no pueden volver a dividirse y que se conoce como senectud celular. No se sabe cómo las células normales pueden «contar» el número de mitosis que han sufrido, pero se ha observado que en cada una de las divisiones se produce una cierta disminución de estructuras especializadas denominadas telómeros, situados al final de los cromosomas. Cuando el acortamiento de estos telómeros supera un determinado nivel, la pérdida de su función causa la fusión término-terminal del cromosoma y la muerte celular. Así pues, parece que el acortamiento de los telómeros es una especie de reloj que cuenta las divisiones celulares. En las células germinales, el acortamiento de los telómeros se evita gracias a la función continua de la enzima telomerasa. lo que explica la capacidad de estas células para autorreplicarse ampliamente. La mayor parte de las células somáticas carecen de esta enzima, por lo que sufren una pérdida progresiva de sus telómeros. En un estudio reciente, se demostró que la introducción de la telomerasa en células humanas normales produce una considerable ampliación de su esperanza de vida , lo que apoya la hipótesis de que existe una relación causal entre la pérdida de la enzima y la de la capacidad de replicación. ¿Por qué, si la base de la esperanza de vida finita de la célula radica en la pérdida de la telomerasa, las células cancerosas continúan dividiéndose de manera indefinida? La hipótesis de la telomerasa del envejecimiento celular predice que, además de la pérdida de las influencias reguladoras normales, las células cancerosas deben encontrar la forma de evitar el acortamiento de los telómeros. Un mecanismo evidente para lograrlo sería la reactivación de la telomerasa. De hecho, en la inmensa mayoría de los tumores humanos59 se ha detectado actividad de telomerasa, y en los que carecen de esta actividad se han encontrado otros mecanismos de alargamiento de los telómeros . Por tanto, podría decirse que el acortamiento de los telómeros es un mecanismo stipresor del cáncer. Esta interesante cuestión está siendo objeto de activas investigaciones.

Bases moleculares de la carcinogénesls de múltiples pasos

La noción de los que tumores malignos se deben a una concatenación prolongada de acontecimientos se apoya en estu

dios epidemiológicos, experimentales y moleculares. Hace muchos eones, antes de que oncogenes y antioncogenes hubieran invadido la literatura científica, los epidemiólogos del cáncer sugirieron que la mejor explicación de que su incidencia aumentara con la edad sería que la tumorigénesis necesita la sucesión de cinco o seis pasos independientes. Esta idea inicial recibió apoyo de modelos experimentales de carcinogénesis química, en los que el proceso de formación de los tumores podían dividirse en distintos pasos, como la iniciación y la promoción. El estudio de los oncogenes y de los genes supresores del cáncer proporcionó una base molecular firme para sustentar el concepto de la carcinogénesis de múltiples pasos ".

• Los experimentos de transferencia de DNA revelan que ningún oncogén (p. ej., myc, ras) puede transformar por sí solo a las células in vitro, aunque la unión de ras y myc sí logra transformar a los fibroblastos. Esta cooperación es necesaria porque cada oncogén se especializa en inducir una parte del fenotipo necesario para que la transformación sea completa. En este ejemplo, el oncogén ras induce a las células a secretar factores de crecimiento y les permite crecer sin fijarse a un sustrato normal (independencia de anclaje); mientras tanto, el oncogén myc las hace más sensibles a los factores de crecimiento y las inmortaliza. Como ya se ha mencionado, también myc y bcl-2 cooperan en la transformación neoplásica. • Todos los cánceres humanos investigados presentan múltiples alteraciones genéticas implicadas en la activación de varios oncogenes y la pérdida de dos o más genes supresores del cáncer. Cada una de estas alteraciones representa un paso esencial en la progresión desde la célula normal a la maligna. Un ejemplo espectacular de la adquisición progresiva del fenotipo maligno es el del carcinoma de colon6 ('2. Las lesiones evolucionan a través de una serie de estadios morfológicamente identificares: hiperplasia epitelial colónica seguida de formación de adenomas, que progresivamente aumentan de tamaño y que acaban por sufrir la transformación maligna (Capítulo 18). La secuencia molecular correlativa propuesta de esta secuencia adenoma-carcinoma se ilustra en la Figura 8-34. Según este esquema, lo primero que ocurre es la inactivación del gen supresor del cáncer APC, a la que sigue la activación de ras y, por último, la pérdida en 18q de algún gen supresor del cáncer no identificado y de los genes p53. Dado que para el desarrollo del cáncer son necesarias varias mutaciones, podría plantearse si también es importante el orden concreto en que éstas se producen. Al contrario de lo que antes se creía, hoy parece que la secuencia temporal de las mutaciones es la que determina la tendencia al desarrollo del tumor. Así, en el cáncer de colon, se considera que la inactivación de APC es un primer paso importante para la carcinogénesis, y que esta mutación existe en las lesiones neoplásicas más precoces (adenomas). Además, aunque los ratones con una disrupción dirigida del gen APC desarrollan múltiples adenomas cólicos, los que tienen deleciones homocigóticas del gen p53 desarrollan muchos tumores, pero no carcinomas de colon. Esto indica que las mutaciones de p53 desempeñan un papel importante en la progresión (pero no en la iniciación) del cáncer de colon.

 Los genes como APC parecen regular la entrada en la vía de la carcinogenesis de múltiples pasos, por lo que se les ha llamado genes «porteros» (gatekeeper)b} que regulan directamente el crecimiento de los tumores. Según esta hipótesis, cada tipo celular sólo tiene uno (o unos pocos) genes porteros, por lo que, incluso aunque un gen dado se halle inactivado en cada célula somática, los cánceres muestran distribución específica de tejido (Fig. 8-35). El hecho de que las mutaciones de la línea germinal de los genes Rb, NF-1. VHL o APC originen concretamente retinoblastomas, schwannomas, cáncer renal o cáncer de colon respalda esta hipótesis. A diferencia de los genes porteros, los que afectan a la estabilidad genómica son denominados genes «conserjes» (caretaker). En este grupo se encuentran los genes reparadores de la falta de concordancia y otros posibles genes que intervienen en la reparación del DNA. como BRCA-1 y BRCA-2. La inactivación de estos genes no favorece directamente la iniciación tumoral, pero su pérdida conlleva un aumento de las mutaciones en todos los genes, incluidos los porteros. Por tanto, en los pacientes con mutaciones de los genes conserje en la línea germinal (p. ej„ de los genes reparadores de la falta de concordancia del DNA) se necesitan tres pasos sucesivos para que se produzca la iniciación del cáncer: inactivación del otro alelo (normal) conserje, seguida de la inactivación por mutación de las dos copias del gen portero. En las personas que heredan una copia defectuosa del gen portero, la iniciación del cáncer sólo requiere un acontecimiento somático adicional (Fig. 8-35). Por tanto, aunque los pacientes con mutaciones de genes portero o conserje en la línea germinal corren un riesgo de desarrollo de cáncer superior al normal, el riesgo relativo es muy superior en los que nacen con una copia defectuosa de un gen portero.

Esta distinción entre porteros y conserjes tiene cierta importancia práctica. Si la hipótesis fuera acertada, los tumores asociados a genes conserje defectuosos podrían responder a los tratamientos causantes de los tipos de lesión del DNA que

normalmente repararían los genes conserje. Por ejemplo, las células del cáncer de mama que aparece como consecuencia de una mutación hereditaria de BRCA-2 podrían ser eliminadas mediante la radiación . ya que el gen BRCA-2 normal y su compañero, Rad 51, intervienen en la reparación del daño provocado por las radiaciones. Por el contrario, las células del cáncer de mama esporádico sin inactivación de BRCA-2 serían menos sensibles a la radiación, ya que conservarían la capacidad, mediada por BRCA-2, de reparar el daño del DNA provocado por ella. Queda por demostrar que esto sea así, pero sí está claro que estos conocimientos moleculares sobre la causa del cáncer son de gran importancia para su tratamiento futuro. En la Figura 8-36 se resumen las posibles funciones y localizaciones subcelulares de los genes alterados en los tumores malignos.

Alteraciones del cariotipo en los tumores

La lesión genética que activa los oncogenes o que inactiva a los genes supresores del cáncer puede ser sutil (p. ej., una mutación puntual) o lo bastante grande como para ser detectada en el cariotipo. En algunas neoplasias, las alteraciones del cariotipo son aleatorias y frecuentes. No obstante, en algunas leucemias y linfomas se han detectado anomalías específicas, y lo mismo sucede en un número creciente de tumores no hematopoyéticos. Los tipos frecuentes de anomalías estructurales no aleatorias de las células tumorales son: 1) translocaciones equilibradas, 2) deleciones y 3) manifestaciones citogenéticas de amplificación de genes. Además, pueden encontrarse pérdidas o adquisiciones de cromosomas completos.

El estudio de las alteraciones cromosómicas de las células tumorales es importante en dos aspectos. En primer lugar, la clonación molecular de genes en la vecindad de los puntos de rotura o de las deleciones cromosómicas resulta extraordinariamente útil para la identificación de los oncogenes (p. ej., bcl-e, c-abl) y de los genes supresores del cáncer (p. ej., APC, Rb). En segundo lugar, algunas alteraciones del cariotipo son lo bastante específicas como para tener valor diagnóstico y, en algunos casos, permiten incluso predecir la evolución clínica. En la exposición sobre la carcinogenesis se dieron varios ejemplos de alteraciones del cariotipo. En la consideraciones posteriores sobre las distintas formas específicas de neoplasia se describen otros muchos.

BIOLOGÍA DEL CRECIMIENTO TUMORAL

La evolución natural de la mayoría de los tumores malignos puede dividirse en cuatro fases: I) transformación, o cambio maligno de la célula diana, 2) crecimiento de las células transformadas. 3) invasión local y 4) metástasis a distancia. En esta cadena, se han considerado ya las bases moleculares de la transformación, por lo que a continuación se comentarán los factores que influyen en el crecimiento de las células transformadas y. por último, se abordarán las bases químicas y moleculares de la invasión y las metástasis.

La formación de una masa tumoral por los descendientes clónales de una célula transformada es un proceso complejo en el que intervienen muchos factores. Algunos, como el tiempo de duplicación de las células tumorales, son intrínsecos a las propias células, mientras que otros, como la angiogénesis, representan las respuestas que las células tumorales o sus productos despiertan en el huésped. Los múltiples factores que intervienen en el crecimiento tumoral se tratarán en tres secciones distintas: 1) cinética del crecimiento de las células tumorales. 2) angiogénesis, y 3) progresión y heterogeneidad de los tumores.

Cinética del crecimiento de las células tumorales

Se puede empezar a considerar la cinética de las células tumorales planteando la siguiente pregunta: ¿Cuánto tiempo tarda en producirse una masa tumoral clínicamente evidente? Es fácil calcular que la célula originalmente transformada (con alrededor de 10 jUm de diámetro) debe sufrir al menos 30 duplicaciones poblacionales para producir 109 células (con un peso aproximado de 1 g), que es la masa más pequeña clínicamente detectable. Por el contrario, para producir un tumor que contenga I012 células (con un peso de alrededor de I kg), que es el tamaño máximo habitualmente compatible con la vida, sólo se necesitarían otros diez ciclos de duplicación (Fig. 8-13). Estos son cálculos mínimos, efectuados suponiendo que todos

los descendientes de la célula transformada conservan su capacidad de división y que la población que se replica no sufre pérdidas celulares. Como se verá posteriormente, este concepto del tumor como una «dinamo patológica» no es totalmente correcto M. No obstante, el cálculo aludido subraya un hecho extraordinariamente importante en relación con el crecimiento tumoral: cuando un tumor sólido se hace clínicamente detectable, ha cumplido ya una pane importante de su ciclo vjtal.

Esto, como se verá más adelante, es un obstáculo importante para su tratamiento. Sin embargo, primero examinaremos la veracidad de la presunción de que un tumor maligno es una dinamo patológica, es decir, una masa de células en constante y rápida división. Para resolver esta cuestión, es necesario responder a las siguientes preguntas relacionadas con la cinética de las células tumorales:

• ¿Cuál es el tiempo de duplicación de las células tumorales? • ¿Cuál es la fracción de células tumorales que forman el conjunto de replicación? • ¿Cuál es la velocidad a la que se desprenden y pierden las células de la lesión en crecimiento? Dado que en muchos tumores existe una profunda alteración de los controles del ciclo celular ejercidos por Rb, p53 y las ciclinas, las células tumorales pueden entrar en el ciclo con mayor facilidad y sin los obstáculos habituales. Sin embargo, las células en división no completan el ciclo celular a mayor

 velocidad que las células normales. En realidad, el tiempo total del ciclo celular es, en muchos tumores, igual o incluso más largo que el de las células normales correspondientes. Por lanío, puede llegarse a la conclusión razonable de que el crecimiento de los tumores no se asocia, en general, a una duración menor del ciclo celular.

La proporción de células de la población tumoral que se encuentran en el conjunto de proliferación recibe el nombre de fracción de crecimiento. Los estudios clínicos y experimentales indican que, durante la fase precoz, xubmicroscópica, del crecimiento del tumor, la inmensa mayoría de las células transformadas forman parte del conjunto en proliferación (Fig. 8-38). A medida que el tumor continúa creciendo, las células van abandonando el conjunto replicativo en números siempre crecientes, por desprendimiento o por carencia de elementos nutritivos, por diferenciación o por inversión hacia la fase di. La mayor parle de las células de los cánceres permanecen en las fases G<> o G(. Por tanto, en el momento en el que el tumor se hace detectable clínicamente, la mayoría de las células no forman parte del conjunto de replicación. Incluso en algunos tumores de crecimiento rápido, la fracción de crecimiento corresponde a alrededor del 20 %.

En último término, el crecimiento progresivo de los tumores y la velocidad a la que crecen dependen del exceso de producción en relación con la pérdida de células. En algunos, especialmente en los que tienen una fracción de crecimiento relativamente alta, el desequilibrio es grande, por lo que su crecimiento es más rápido que el de otros, en los que la producción supera sólo por un estrecho margen a la pérdida celular.

Estos estudios sobre la cinética de las células tumorales nos enseñan varias lecciones conceptuales y prácticas que debemos aprender:

• La velocidad de crecimiento del tumor depende de la fracción de crecimiento y del grado de desequilibrio entre la producción y la pérdida de células. La fracción de crecimiento de algunas leucemias y linfomas, así como de determinados rumores pulmonares (carcinomas de células pequeñas), es relativamente alta. Por el contrario, muchos tumores frecuentes, como los cánceres de colon y mama, tienen una fracción de crecimiento baja, de forma que la producción de células sólo supera a su pérdida en alrededor de un 10 %; por tanto. tienden a crecer a un ritmo mucho más lento. La fracción de crecimiento de las células tumorales ejerce un profundo efecto sobre su sensibilidad a la quimioterapia. Como la mayor parte de los agentes anticancerosos actúan sobre las células que se encuentran en el ciclo celular, no resulta difícil imaginar que un tumor en el que sólo el 5 % de las células se encuentran en el conjunto de replicación crecerá de forma más lenta, pero también será relativamente insensible al tratamiento con los fármacos que destruyen a las células en división. Paradójicamente, la quimioterapia funde literalmente a los tumores agresivos (como determinados linfomas) poseedores de un gran conjunto de células en división, e incluso puede lograr su curación. Una estrategia utilizada en el tratamiento de los tumores con fracciones bajas de crecimiento (p. ej., los cánceres de colon o mama) consiste en hacer salir primero a las células de la fase G0 para que pa

sen al ciclo celular. Esto puede lograrse eliminando masa rumora] con cirugía o radioterapia. Las células supervivientes tienden a penetrar en el ciclo celular, lo que las hace más sensibles a la quimioterapia. Estas consideraciones constituyen la base de los tratamientos de combinación.

Volvamos ahora a la pregunta antes planteada: ¿Cuánto tiempo tarda una célula transformada en producir un tumor clínicamente detectable que contenga 109 células? Si todas las células hijas permanecen en el ciclo celular y no se pierde ni se separa ninguna, puede decirse que la respuesta será 90 días (30 duplicaciones de la población, con un tiempo de ciclo celular de 3 días, véase Fig. 8-37). En realidad, el período de latericia, antes de que un tumor se haga clínicamente detectable, es muy largo e impredecible, probablemente de años, y es

� necesario insistir de nuevo en que los cánceres humanos sólo se diagnostican cuando se encuentran en una fase bastante avanzada de su ciclo vital. Una vez que se hacen clínicamente detectables, el tiempo medio de duplicación del volumen de tumores tan frecuentes como el cáncer de pulmón o de colon es de unos 2 a 3 meses. Sin embargo, como sería de esperar teniendo en cuenta las variables que influyen sobre la velocidad de crecimiento antes comentadas, el espectro de los valores de los tiempos de duplicación es extremadamente amplio y oscila entre menos de 1 mes, para algunos cánceres infantiles, a más de 1 año, en determinados tumores de las glándulas salivales. En efecto, el cáncer es una enfermedad imprevisible.

Angiogénesis tumoral

La velocidad del crecimiento tumoral depende también de otros factores además de la cinética celular, de los que el más importante es la irrigación. Los tumores no pueden crecer más de 1 a 2 mm de diámetro o grosor, salvo que estén vascularizados. Es probable que la zona de 1 a 2 mm represente la distancia máxima de difusión del oxígeno y los elementos nutritivos a partir de los vasos sanguíneos. Más allá de este límite, el tumor no puede seguir creciendo sin recibir vascularización, ya que la hipoxia provocaría su apoptosis a través de la activación de p53 (véase anteriormente). La neovascularización tiene un efecto doble en el crecimienlo tumoral. Por una parte, aporta elementos nutritivos y oxígeno, y por otra, las células endoteliales recién formadas estimulan el crecimiento de las células tumorales adyacentes mediante la secreción de ciertos polipéptidos, como los factores de crecimiento de tipo insulínico, PDGF, GM-CSF e IL-165. Además, la angiogénesis es necesaria no sólo para mantener el crecimiento del tumor, sino también para que éste pueda metastatizar. Sin acceso a la vascularización, las células tumorales no pueden viajar a otras localizaciones. Por tanto, la angiogénesis es un correlato biológico necesario para la malignidad6. De acuerdo con ello, en varios estudios se ha encontrado una correlación entre la mag

nitud de la angiogénesis (densidad de microvascularización) y la probabilidad de aparición de metástasis en los melanomas y cánceres de mama, pulmón, colon y próstata67. Se sabe que, en algunos de estos tumores (mama, próstata), la densidad vascular es un indicador significativo del pronóstico.

¿Cómo desarrollan su irrigación los tumores en crecimiento? Varios estudios indican que los tumores contienen factores capaces de llevar a cabo toda la serie de acontecimientos que intervienen en la formación de capilares nuevos (Capítulo 4). Los factores angiogénicos asociados a los tumores pueden ser producidos por las propias células cancerosas o pueden proceder de las células inflamatorias (p. ej., macrófagos) que infiltran la neoplasia. Existen alrededor de una docena de factores angiogénicos asociados a los tumores, pero los dos más importantes son el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF, vascular endothelial growth factor) y el factor de crecimiento fibroblástico básico (bFGF. basic fibroblast growth factor). Los mecanismos por los que el bFGF y el VEGF producen angiogénesis se exponen en el Capítulo 4. Los dos aparecen en una amplia serie de células tumorales, y pueden detectarse en el suero y la orina de una proporción significativa de pacientes con cáncer. En la actualidad, se investiga acerca de la posible utilidad clínica de estos marcadores de la angiogénesis en cuanto a la predicción de la evolución clínica y del pronóstico del cáncer.

Ciertos estudios recientes sugieren que las células tumorales no sólo producen factores angiogénicos, sino que también inducen moléculas antiangiogénicas. De esta forma, el crecimiento del tumor estaría controlado por un equilibrio entre los factores estimulantes e inhibidores de la angiogénesis. Las células tumorales pueden producir factores antiangiogénicos, por ejemplo la trombospondina 1, o pueden inducir su producción en otras células. En este último grupo están la angiostatina, la endostatina y la vasculostatina, tres potentes inhibidores de la angiogénesis procedentes, respectivamente, de la degradación proteolítica del plasminógeno, el colágeno y la transtiretina.

Los datos experimentales y clínicos indican que, cuando inician su crecimiento, los tumores humanos no inducen angiogénesis. Persisten in situ durante meses o años sin desarrollar irrigación y, en un momento determinado, probablemente a causa de la acumulación de mutaciones, algunas células de este pequeño tumor cambian a un fenotipo angiogénico. La base molecular de este cambio angiogénico no se conoce por completo, pero podría implicar un aumento de la producción de factores angiogénicos o una pérdida de los inhibidores de la angiogénesis68. Parece que el gen p53 natural inhibe la angiogénesis estimulando la síntesis de la molécula antiangiogénica trombospondina- 1. Cuando las mutaciones inactivan los dos alelos de p53 (un hecho frecuente en muchos cánceres), los niveles de trombospondina-1 caen con rapidez, lo que inclina la balanza a favor de los factores angiogénicos. Se sospecha que existe otro gen supresor del cáncer, localizado en 16p, que también inhibe la angiogénesis, probablemente a través de la regulación del equilibrio entre factores angiogénicos y antiangiogénicos.

Dado que la angiogénesis es esencial para el crecimiento y la propagación de los tumores, se ha prestado gran atención el uso de inhibidores de la misma como coadyuvantes de otras formas de tratamiento69. Se han logrado buenos resultados administrando endostatina a ratones con tumores bastante grandes 7". Se esperan con ansiedad los resultados de los estudios clínicos que se están llevando a cabo en estos momentos en pacientes humanos.

 Progresión y heterogeneidad de los tumores

Se sabe con certeza que, a lo largo del tiempo, muchos tumores se hacen más agresivos y adquieren un potencial maligno mayor. En algunos casos (p. ej., el cáncer de colon; Capítulo 18), existe una progresión ordenada desde las lesiones preneoplásicas a los tumores benignos y, por último, a los cánceres infiltrantes. Este fenómeno se denomina progresión tumoral. En estudios clínicos y experimentales cuidadosos se observó que el incremento de la malignidad (es decir, crecimiento acelerado, capacidad de invasión y de producir metástasis a distancia) suele adquirirse de manera progresiva. Este fenómeno biológico está relacionado con la aparición escalonada de subpoblaciones de células que difieren en varios atributos fenotípicos, como la capacidad de invasión, la velocidad de crecimiento y la sensibilidad a ¡os fármacos antineoplásicos. Por tanto, aunque la mayoría de los tumores malignos son de origen monoclonal, sus células constitutivas son extraordinariamente heterogéneas en el momento en que se hacen clínicamente evidentes. En el nivel molecular, lo más probable es que la progresión del tumor y su heterogeneidad asociada sean consecuencia de mutaciones múltiples que se acumulan de manera independiente en las distintas células, con aparición de subclones de características distintas.

No se conoce con precisión qué es lo que predispone a la célula original transformada a sufrir nuevas lesiones genéticas. Muchos autores creen que las células transformadas son genéticamente inestables; inestabilidad que podría ser consecuencia, por ejemplo, de la pérdida de p53. Como se señaló anteriormente, también las mutaciones hereditarias o adquiridas de los genes llamados conserjes, reguladores de la reparación del DNA, podrían contribuir a la inestabilidad genómica. Estos y otros factores aun no identificados hacen que las células tumorales sean propensas a sufrir una tasa elevada de mutaciones aleatorias espontáneas durante su expansión clonal (véase Fig. 8-37). Algunas de estas mutaciones pueden ser letales; otras apuntalan el crecimiento celular, cuando afectan a protooncogenes o a genes supresores del cáncer. Todos estos mecanismos llevan a la formación de subclones que están sometidos a presiones de selección de tipo inmunitario y no inmunitario. Por ejemplo, las células muy antigénicas son destruidas por las defensas del huésped, mientras que las que tienen escasas necesidades de factores de crecimiento experimentan una selección positiva. Por tanto, un tumor en crecimiento tiende a enriquecerse en aquellos subclones que «vencen los obstáculos » y muestran capacidad para sobrevivir, crecer, infiltrar y provocar metástasis. Aunque la progresión se hace más evidente una vez diagnosticado el tumor, durante la fase de latencia se producen muchas duplicaciones celulares (véase Fig. 8-37), por lo que ¡a generación de heterogeneidad se inicia mucho antes de que el tumor se haga clínicamente evidente.

La velocidad a la que se forman los subclones mutantes es muy variable. En algunos tumores, como los osteosarcomas, los subclones metastásicos existen ya cuando el paciente acude por primera vez al médico. En otros, por ejemplo algunos tumores de las glándulas salivales, los subclones agresivos aparecen en fases tardías y son poco frecuentes. El conocimiento de estas diferencias biológicas tiene una importancia evidente en relación con el potencial clínico de los cánceres y el tratamiento de los pacientes que los sufren.

Mecanismos de invasión y metástasis

La invasión y las metástasis son características biológicas fundamentales de los tumores malignos y constituyen las causas más importantes de morbilidad y mortalidad relacionadas con el cáncer. Jo que las hace objeto de una intensa investigación. Para que las células tumorales se desprendan de una masa primaria, penetren en los vasos sanguíneos o linfáticos y produzcan colonias a distancia, deben pasar por una serie de fases que se resumen en la Figura 8-39. Cada paso de esta cadena está sometido a múltiples influencias, lo que hace posible que las células puedan morir en cada uno de los eslabones de esta cadena. Los estudios realizados en ratones revelan que. aunque un tumor primario libera hacia la circulación millones de células cada día, sólo se producen algunas metástasis. ¿Cuál es la base de la aparente ineficacia de este proceso? Para comprenderlo, hay que recordar que el potencial metastásico de las células de un tumor dado es muy variable; sólo algunos subclones poseen la combinación adecuada de productos genéticos que les permiten completar todos los pasos reseñados en la Figura 8-39. Desde un punto de vista académico, la cascada metastásica puede dividirse en dos fases: 1) invasión de la matriz extracelular y 2) diseminación vascular y asentamiento de las células tumorales.

INVASIÓN DE LA MATRIZ EXTRACELULAR

Como es bien conocido, los tejidos están organizados en una serie de compartimientos separados entre sí por dos tipos de matiz extracelular: membranas básales y tejido conjuntivo intersticial. Aunque tienen una organización distinta, ambos componentes de la matriz extracelular están formados por colágeno, glucoproteínas y proteoglucanos. El estudio de la Figura 8-39 revela que las células tumorales deben establecer interacciones con la matriz extracelular en varias fases de la cascada metastásica. Un carcinoma ha de romper primero la membrana basal, atravesar después el tejido conjuntivo intersticial y, por último, acceder a la circulación a través de la membrana basal de los vasos. Este ciclo se repite cuando el émbolo de células tumorales sale del vaso en una localización distante del tumor primario. La infiltración de la matriz extracelular es un proceso activo que pueden dividirse en varios pasos:

1. Separación de las células tumorales del resto de la masa tumoral. 2. Fijación a los componentes de la matriz. 3. Degradación de la matriz extracelular. 4. Emigración de las células tumorales. Las células normales están cuidadosamente pegadas unas a otras y a su entorno mediante distintas moléculas de adherencia. De éstas, la familia de glucoproteínas transmembranosas de las cadherinas tiene una especial importancia71. Las cadherinas epiteliales (E) intervienen en las adherencias homotípicas del tejido epitelial, contribuyendo a mantener unidas a las células de estos tejidos. En varios tumores epiteliales, entre ellos los adenocarcinomas de colon y mama, la expresión de cadherinas E está disminuida. Probablemente, esta reducción disminuye la capacidad de las células para adherirse unas a otras, y facilita su desprendimiento del tumor primario y su progresión hacia los tejidos adyacentes. Las cadherinas E se relacionan con el citoesqueleto a través de una familia de proteínas, llamadas cateninas, situadas bajo la membrana plasmática. La función normal de la cadherina E depende de que se encuentre unida a las cateninas. En algunos tumores, la cadherina E es normal, pero su expresión disminuye debido a las mutaciones del gen de una catenina72.

Para penetrar en la matriz extracelular adyacente, las células tumorales han de adherirse primero a sus componentes (Fig. 8-40). Existen pruebas de que la fijación de las células

tumorales a la Iaminina y a la fibronectina a través de un receptor es un paso importante en el proceso de invasión y metástasis. Las células epiteliales normales expresan receptores de alta afinidad para la Iaminina de la membrana basal; estos receptores se encuentran polarizados hacia la superficie basal de la célula. Por el contrario, algunas células carcinomatosas tienen muchos más receptores, que se distribuyen por toda la membrana celular. Además, y mucho más importante, parece que en los carcinomas de mama y colon72 existe una correlación entre la capacidad de invasión y la densidad de receptores de Iaminina. Junto a estos receptores para la Iaminina, las células tumorales expresan también integrinas, que actúan como receptores para muchos componentes de la matriz extracelular, entre ellos la fibronectina, la Iaminina, el colágeno y la vitronectina . Igual que sucede con los receptores de Iaminina, en las células de los melanomas existe una correlación entre la expresión de determinadas integrinas (p. ej., integrina C^/Ji IVLA-4]) y la capacidad para metastatizar. Sin embargo, esta relación no es universal, por lo que es probable que las células tumorales utilicen distintos mecanismos para adherirse a la matriz extracelular.

Una vez que las células tumorales se han fijado a los componentes de la membrana basal o de la matriz extracelular intersticial, han de crear vías de paso para la emigración. La invasión de la matriz no se debe solamente a la presión pasiva efectuada por el crecimiento, sino que requiere la ayuda de una degradación enzimática activa de los componentes de la matriz extracelular72. Las células tumorales o bien secretan enzimas proteolíticas por sí mismas, o bien inducen a las células del huésped (p. ej.. a los fibroblastos del estroma o a los macrófagos que lo infiltran) para que elaboren proteasas, cuya actividad está estrechamente controlada por antiproteasas. En el borde de crecimiento del tumor, el equilibrio entre las proteasas y las antiproteasas se incHna a favor de las primeras. Se han identificado tres clases de proteasas: las metaloproteinasas serina, cisteína y de la matriz (MPM). La colagenasa tipo IV es una MPM (MPM-2) que degrada el colágeno tipo IV de las membranas básales epiteliales y vasculares. Liotta y Kohn74 proporcionaron pruebas concluyentes que apoyan la intervención de la colagenasa tipo IV en la invasión por las células tumorales:

• Diversos carcinomas, melanomas y sarcomas infiltrantes contienen altas concentraciones de colagenasa tipo IV. • Las concentraciones de colagenasa tipo IV existentes en las lesiones in situ y los adenomas de mama y colon son muy inferiores a los presentes en las lesiones infiltrantes. • La inhibición de la actividad de la colagenasa mediante transfeción con el gen de los inhibidores hísticos de las metaloproteinasas (TIMP, lissue inhlbitors of metalloproteinases) reduce en gran medida las metástasis en los animales de experimentación75. La hiperexpresión de TIMP en ratones transgénicos inhibe el crecimiento y la progresión de tumores inducidos por virus, con lo que parece que los inhibidores de las metaloproteinasas pueden ser valiosos en el tratamiento del cáncer. Se están probando compuestos sintéticos con esa actividad como agentes terapéuticos en ciertos tipos de cáncer. Otras enzimas importantes para la degradación de la matriz extracelular son la catepsina D (una cisteína proteinasa) y el activador del plasminógeno de tipo urocinasa (una serina proteinasa) . Estas enzimas actúan en una gran variedad de sustratos, como son la fibronectina, la laminina y los núcleos proteicos de los proteoglucanos, y se encuentran en elevadas concentraciones en varios tumores animales y humanos. Parece que los niveles de catepsina en las células tumorales y en el suero tienen un significado pronóstico en el cáncer de mama. Es probable que las pacientes con valores altos sean portadoras de tumores más infiltrantes y que su evolución sea peor que la de las pacientes sin elevación77.

El paso siguiente en la invasión es la locomoción, es decir, el paso de las células tumorales a través de las membranas básales degradadas y de las zonas de proteólisis de la matriz. Parece que en la emigración intervienen dos clases de moléculas: I) factores de motilidad procedentes de las células tumorales y 2) productos de la degradación de los componentes de la matriz (p. ej., colágeno, laminina). En el primer grupo, se encuentran varios factores de motilidad autocrinos y timosina ¡}\5. Ni en el epitelio prostático normal ni en el epitelio de la hiperplasia prostática benigna se expresa la timosina /JI5 que, sin embargo, se encuentra en las células del cáncer prostático. Además, la magnitud del incremento de la expresión de esta sustancia es proporcional al potencial metastásico de los cánceres prostáticos 8 Otro factor de motilidad, llamado factor de crecimiento hepatocitario, se encuentra en la interfaz de las células cancerosas y la matriz extracelular. El protooncogén met codifica el receptor del factor de crecimiento hepatocitario y su expresión aumenta notablemente en varios tipos de cánceres.

Mientras que el efecto más evidente de la destrucción de la matriz consiste en crear un paso para la invasión de las células tumorales, los productos de degradación de los componentes de la matriz, derivados del colágeno y los proteoglucanos, tienen propiedades promotoras del crecimiento, angiogenicas y quimiotácticas. Estas últimas pueden favorecer la emigración de las células tumorales a través de la matriz extracelular reblandecida. Algunos investigadores creen que una función importante de las metaloproteinasas de la matriz (expuesta anteriormente) consiste en generar, a partir de la propia matriz extracelular, factores que estimulan el crecimiento y la motilidad del tumor75.

DISEMINACIÓN VASCULAR Y ASENTAMIENTO DE LAS CÉLULAS TUMORALES

Cuando penetran en circulación, las células tumorales son muy vulnerables a la destrucción por las defensas ¡nmunitarias naturales y adaplativas. Los detalles de la inmunidad tumoral se exponen más adelante. Por el momento, baste decir que, al parecer, las células citolíticas naturales son especialmente importantes en el control de la propagación hematógena de los tumores.

 Dentro de la circulación, las células tumorales tienden a agregarse en grupos, circunstancia favorecida por las adherencias homotípicas entre ellas y por una adhesión heterotípica entre las células tumorales y las células sanguíneas, especialmente las plaquetas (véase Fig. 8-39). La formación de agregados de plaquetas y células tumorales parece potenciar la supervivencia y capacidad de implantación de estas últimas79. La detención y la extravasación de los émbolos tumorales en lugares distantes a la neoplasia primitiva implica su adherencia al endotelio y el paso de la membrana basal. En este proceso intervienen moléculas de adherencia (integrinas, receptores de laminina) y las enzimas proteolíticas ya comentadas. De especial interés es una molécula de adherencia llamada CD44, expresada por los linfocitos T normales, que la usan para emigrar a ciertas localizaciones del tejido linfoide. Esta emigración puede efectuarse gracias a la unión de CD44 al hialuronato sobre las vénulas de endotelio alto. Existen algunos datos según los cuales el aumento de la expresión de CD44 en los cánceres cólicos y de algún otro tipo favorece la formación de metástasis. Otros estudios indican que existe correlación entre las distintas formas de CD44 y la transformación maligna. Aunque resulta atractivo pensar que las células tumorales con niveles altos de CD44 tienen más probabilidades de extenderse fuera de los vasos, esta hipótesis no ha sido aun confirmada .

El lugar en el que las células tumorales circulantes abandonan los capilares para formar depósitos secundarios depende, en parte, de la localización anatómica del tumor primario. Sin embargo, muchas observaciones indican que las vías naturales de drenaje no explican por completo la distribución de las metástasis. Por ejemplo, el carcinoma prostático se propaga preferentemente al esqueleto, los carcinomas broncogénicos tienden a hacerlo a las suprarrenales y al encéfalo, y los neuroblastomas metastatizan en el hígado y los huesos. Este tropismo orgánico podría estar relacionado con los tres mecanismos siguientes81:

1. Como el primer paso de la extravasación es la adhesión al endotelio, las células tumorales podrían expresar moléculas de adherencia cuyos ligandos se expresaran de manera preferente sobre las células endoteliales del órgano diana. 2. Algunos órganos diana podrían liberar sustancias quimiotácticas que atraerían las células tumorales hacia ellos mismos. Entre los ejemplos que pueden citarse se encuentran los factores de crecimiento de tipo insulínico tipos I y II. 3. En algunos casos, el tejido diana podría tener un ambiente no permisivo o, por así decirlo, un suelo desfavorable para el crecimiento de las siembras tumorales. Por ejemplo, los inhibidores de las proteasas podrían evitar el establecimiento de una colonia tumoral. Sin embargo, a pesar de todas estas consideraciones, resulta imposible predecir con exactitud la localización de las metástasis de ningún tipo de tumor. Es evidente que muchos tumores no leen los libros de anatomía patológica.

GENÉTICA MOLECULAR DE LAS METÁSTASIS

¿Existen oncogenes o genes supresores del cáncer cuya principal o única contribución a la tumorigénesis consista en favorecer la aparición de metástasis? Esta es una pregunta cuyo significado va más allá del puramente académico, ya que si existen formas alteradas de genes que estimulan o inhiben el fenotipo metastásico, su detección en un tumor primario podría tener valor pronóstico e implicaciones terapéuticas. Por el momento, no se ha encontrado ningún «gen metastásico». Algunos autores defienden que, como las células metastásicas deben adquirir múltiples propiedades (p. ej., expresión de receptores de adherencia, producción de colagenasas, factores de motilidad), no es probable que una sola alteración genética le proporcione la tendencia a metastatizar82. Sin embargo, podría argumentarse que los genes que codifican la cadherina o los inhibidores hísticos de las metaloproteinasas deberían ser considerados «genes supresores de las metástasis». La pérdida de su actividad reduciría la adherencia celular y estimularía la proteólisis de la matriz extracelular. Para identificar los posibles candidatos a genes supresores de las metástasis, se están utilizando diversos enfoques. Uno de los métodos consiste en la hibridación substractiva de las bibliotecas de cDNA obtenidas a partir de líneas celulares procedentes de metástasis tumorales y de células transformadas similares, pero sin capacidad metastatizante. Este procedimiento permitió descubrir nm23. En modelos múridos, la expresión de ntr¡23 es elevada en las líneas celulares de bajo potencial metastásico y desciende hasta 10 veces en las líneas con gran capacidad para formar metástasis. En una serie de cánceres mamarios humanos, se encontraron niveles de nm23 mayores en los que habían producido metástasis en tres o menos ganglios linfáticos, y uniformemente bajos en los tumores con metástasis ganglionares diseminadas. Sin embargo, esa correlación no pudo confirmarse en otros tipos de cánceres, por lo que la misión de nm23 como supresor de las metástasis sigue siendo incierta. Se han descrito otros dos candidatos: los genes KAI-1 y KiSS. Localizado en el cromosoma 1 lpl 1-2, el gen KAI-1 inhibe las metástasis producidas por las células de cáncer prostático humano en los animales de experimentación. KAI-1 se expresa en la próstata normal, pero no en las metástasis del cáncer prostático. La transferencia del cromosoma 11, en el que se encuentra el gen KAI-1, inhibe la capacidad metastatizante pero no la tumorigenicidad de las células del cáncer prostático. Por su parte, el gen KiSS-1, también situado en el cromosoma humano

11, actúa de forma análoga en el melanoma maligno humano. Aun no se conocen las funciones de estos interesantes genes, pero es probable que estén relacionadas con la regulación de algunos pasos esenciales de la cascada metastásica.

AGENTES CARCINÓGENOS Y SUS INTERACCIONES CELULARES

Son muchos los agentes que producen daños genéticos y que inducen la transformación neoplásica de las células. Pueden dividirse en los siguientes grupos: 1) carcinógenos químicos, 2) energía radiante y 3) microorganismos oncogénicos, principalmente virus. Tanto la energía radiante como algunos carcinógenos químicos son causas confirmadas de cáncer en el hombre y las pruebas que relacionan a determinados virus con cánceres humanos son cada día más claras. Se considerarán por separado cada uno de estos grupos, aunque varios de ellos podrían actuar de manera conjunta o potenciar los efectos de otros.

� Carcinogénesis química

Aunque fue John Hill el primero en llamar la atención sobre la asociación entre un «consumo inmoderado de rapé» y el desarrollo de «pólipos», debemos en gran medida a sir Percival Pott nuestra conciencia sobre la capacidad carcinógena potencial de los agentes químicos. Pott relacionó astutamente la mayor incidencia de cáncer de la piel del escroto de los deshollinadores con la exposición crónica al hollín. Algunos años más tarde, y tomando como base esta observación, el Gremio danés de deshollinadores estableció que sus miembros debían bañarse a diario. ¡Desde entonces, ninguna otra medida de salud pública ha controlado de forma tan satisfactoria una forma de cáncer! Durante los dos siglos siguientes, se han descrito miles de agentes químicos capaces de transformar a las células in vitro y de actuar como carcinógenos en los animales. Algunos de los más potentes (p. ej., los hidrocarburos aromáticos policíclicos) proceden de los combustibles fósiles o son productos de combustiones incompletas. Otros son sustancias sintéticas creadas por la industria o durante el proceso de estudio de la carcinogénesis química; otros son componentes naturales de plantas y organismos microbianos. En todo caso, lo más importante es que existe un gran número de ellos (entre los que, irónicamente, se encuentran algunos fármacos) que se han visto fuertemente implicados en la causalidad del cáncer humano.

FASES DE LA CARCINOGÉNESIS QUÍMICA

Ya se ha expuesto que la carcinogénesis es un proceso de múltiples pasos. Este hecho resulta más fácil de demostrar en los modelos experimentales de carcinogénesis química, en los que pueden distinguirse dos estadios en la inducción del cáncer: la iniciación y la promociónS3. Los experimentos clásicos que permitieron establecer la distinción entre estas fases se llevaron a cabo en la piel de ratones y se resumen en la Figura 8-41. De estos experimentos se dedujeron los siguientes conceptos relativos a la secuencia iniciación-promoción:

• La iniciación es consecuencia de la exposición de las células a una dosis suficiente de un agente carcinógeno (iniciador); una célula iniciada sufre una cierta alteración, que facilita el nacimiento de un tumor (grupos 2 y 3). Sin embargo, por sí sola, la iniciación no basta para que el tumor se forme (grupo 1). • La iniciación produce lesiones permanentes del DNA (mutaciones). Por tanto, es rápida, irreversible y tiene «memoria ». Estos hechos se ilustran en el grupo 3, en el que los tumores se produjeron incluso cuando la aplicación del agente promotor se efectuó varios meses después de una aplicación única del iniciador. • Los promotores pueden inducir tumores en las células iniciadas, pero no son tumorigénicos por sí solos (grupo 5). Además, cuando el agente promotor se aplica antes que el iniciador, no produce tumor (grupo 4). Esto indica que, al contrario de lo que sucede con los efectos de los iniciadores, los cambios celulares resultantes de la aplicación de los promotores no afectan directamente al DNA y son reversibles. Como se verá más adelante, los promotores, al estimular la proliferación celular, hacen que las células sean susceptibles a sufrir nuevas mutaciones. • El hecho de que los efectos de los promotores sean reversibles se confirma en el grupo 6, ya que, cuando el tiempo transcurrido entre aplicaciones múltiples del promotor es lo bastante amplio, las células iniciadas no dan lugar a tumores. Aunque los conceptos de inicjación y promoción derivan en gran medida de experimentos de provocación de cáncer cutáneo en el ratón, estos estadios también pueden identificarse en el desarrollo de cánceres de hígado, vejiga urinaria, mama, colon y aparato respiratorio. Tras esta breve revisión de los dos pasos principales de la carcinogénesis, examinaremos ahora con más detalles la iniciación y la promoción, siguiendo para ello la secuencia recogida en la Figura 8-4284.

INICIACIÓN DE LA CARCINOGÉNESIS

La estructura de las sustancias químicas que inician la carcinogénesis es extraordinariamente diversa y abarca tanto productos naturales como sintéticos (Tabla 8-10). Pueden dividirse en dos categorías: 1) compuestos de acción directa, es decir, que no necesitan una transformación química para desarrollar su acción carcinógena, y 2) compuestos de acción indirecta o procarcinógenos, que necesitan una conversión metabólica in vivo para producir un carcinógeno definitivo capaz de transformar a las células. Todos los carcinógenos de acción directa y definitivos tienen una propiedad común: son electrófilos (con átomos deficientes en electrones) sumamente reactivos que pueden reaccionar con localizaciones celulares nucleófilas (ricas en electrones). Estas reacciones no son de carácter enzimático y dan lugar a la formación de compuestos covalentes (productos de adición) entre el carcinógeno químico y un nucleótido del DNA. Las reacciones electrófilas pueden producirse en varias localizaciones ricas en electrones de las células diana, entre ellas el DNA, el RNA y las proteínas, por lo que a veces se producen daños que son letales para la célula. Como es lógico, la interacción no es letal para las células iniciadas y, evidentemente, afecta fundamentalmente al DNA.

Activación metabólica de los carcinógenos. Salvo por algunos agentes alquilantes y acilantes de acción directa que son intrínsecamente electrófilos, la mayoría de los carcinógenos requieren una activación metabólica para convertirse en carcinógenos definitivos. Existen otras vías metabólicas que pueden conducir a la inactivación (destoxificación) de un procarcinógeno o de sus derivados. Por tanto, la potencia carcinógena de una sustancia química depende, no sólo de la reactividad inherente de sus derivados electrófilos, sino también del equilibrio entre las reacciones de activación y de inactivación metabólicas .

El metabolismo de la mayoría de los carcinógenos conocidos se efectúa a través de monooxigenasas dependientes del citocromo P-450. Los genes que codifican estas enzimas son muy polimorfos, y se ha demostrado que la actividad e inducibilidad de las enzimas varía de unas personas a otras. Como estas enzimas son esenciales para la activación de los procarcinógenos, son los polimorfismos de los genes que codifican a

estas enzimas los que regulan, en parte, la susceptibilidad a la carcinogénesis. Algunos ejemplos bastan para ilustrar este importante concepto. El producto del gen P-450, CYP1A1, metaboliza a los hidrocarburos aromáticos policíclicos del tipo del benzopireno. En alrededor del 10 % de la población de raza blanca, esa enzima adopta una forma sumamente inducible que se asocia a un riesgo mayor de cáncer de pulmón en los fumadores86. Las personas que fuman poco pero que tienen un genotipo de CYP1A1 susceptible corren un riesgo siete veces mayor de desarrollar cáncer de pulmón que los fumadores sin este genotipo permisivo. Otro ejemplo es la enzima glutatión5- transferasa (GST), que interviene en la destoxificación de los hidrocarburos aromáticos policíclicos y que también es polimorfa: en alrededor del 50 % de los blancos existe una deleción completa de este locus y estos individuos corren mayores riesgos de desarrollar cáncer de pulmón y vejiga, pero sólo cuando se exponen el humo del tabaco. No todas las variaciones de la activación o destoxificación de los carcinógenos tienen una base genética. La edad, el sexo y el estado de nutrición influyen también en la dosis interna de toxicantes y, por tanto, determinan la probabilidad de que los carcinógenos químicos actúen.

Dianas moleculares de los carcinógenos químicos. Dado que la transformación maligna se debe a mutaciones que afectan a oncogenes, genes supresores del cáncer y genes que regulan la apoptosis. no debe sorprender que la inmensa mayoría de los productos químicos iniciadores sean mutágenos. Su potencial para producir mutaciones se ha estudiado fundamentalmente mediante la prueba Ames, que mide la capacidad de un producto químico para inducir mutaciones en la bacteria Salmonella typhimurium. La inmensa mayoría (70 a 90 %) de los carcinógenos químicos conocidos dan resultados positivos con esta prueba y, a su vez, la mayoría (aunque no todos) de los productos químicos que son mutágenos in vitro son carcinógenos in vivo. Gracias a la elevada correlación entre mutagénesis y carcinogénesis, se recurre a menudo a la prueba de Ames para estudiar la capacidad carcinógena de las sustancias químicas.

Parece haberse establecido bastante bien que la diana primaria de los carcinógenos químicos es el DNA y que no existe una alteración única que se asocie a la iniciación de la carcinogénesis química. No obstante, la interacción de cada carcinógeno químico con el DNA no es completamente aleatoria y cada clase de carcinógenos tiende a producir un patrón limitado de lesión del DNA. Por tanto, la presencia de ciertos tipos de lesión del DNA en los tumores humanos puede proporcionar indicios moleculares sobre su causa. El estudio de las mutaciones de los genes ras y p53 constituye un ejemplo de ello. Debe insistirse en que los cambios del DNA provocados por los carcinógenos no conllevan siempre la iniciación, ya que las enzimas celulares pueden reparar varias formas distintas de alteración del DNA. Es probable que las agresiones de origen ambiental del DNA sean mucho más frecuentes que el cáncer, como demuestra el caso de la enfermedad hereditaria xeroderma pigmentosum, en la que existe un defecto en la reparación del DNA, y a un gran aumento de la vulnerabilidad a los cánceres cutáneos causados por la luz UV y algunos productos químicos (véase Carcinogénesis por radiación).

Aunque los carcinógenos químicos pueden afectar a la práctica totalidad de los genes, las mutaciones de raí son especialmente frecuentes en varios de los tumores provocados por sustancias químicas en los ratones. El análisis molecular de los genes ras mutantes aislados en estas neoplasias revela que el cambio de la secuencia de nucleótidos es precisamente el previsible, según los lugares conocidos de reacción del carcinógeno con bases especificas del DNA. Por tanto, parece que cada carcinógeno produce una «huella dactilar» molecular que puede relacionar a cada producto químico con sus efectos mutágenos 87. El estudio de los carcinomas hepatocelulares proporciona un claro ejemplo de este fenómeno. En algunas zonas de China y África, el carcinoma hepatocelular guarda relación con la ingestión del metabolito fúngico aflatoxina B1, mientras que en otras regiones del mundo este tipo de cáncer se asocia a la infección por el virus de la hepatitis B. En todos los casos, existe una mutación del gen p53. En las regiones en las que hay una gran exposición a la aflatoxina B1, el gen p53 del tumor muestra una transversión característica G:C—>T:A en el codón 249 (llamada mutación 249*rp53). Por el contrario, en los tumores hepáticos de las regiones en las que la contaminación de los alimentos por aflatoxina no es un factor de riesgo, la mutación 249xrp53 es rara y, en su lugar, se encuentran otras mutaciones del mismo gen 8. Estas observaciones y otras similares respaldan la idea de que las huellas dactilares moleculares del tumor pueden proporcionar indicios que permiten identificar a los agentes iniciadores.

Célula iniciada. En las secciones anteriores, se insistió en que las alteraciones no reparadas del DNA constituyen un primer paso esencial en el proceso de la iniciación. Para que este cambio sea hereditario, es necesario que el molde de DNA dañado pueda ser replicado. Por tanto, para que se produzca la iniciación, las células alteradas por el carcinógeno deben sufrir al menos un ciclo de proliferación, de forma que el cambio del DNA pase a ser fijo o permanente. En el hígado, son muchas las sustancias químicas que son activadas y pasan a electrófilas reactivas, pero la mayoría no producen cáncer, salvo que las células hepáticas proliferen en las 72 a 96 horas siguientes a la formación de los complejos con el DNA. Es posible que, en los tejidos normalmente quiescentes, sea el propio carcinógeno el que proporcione el estímulo mitógeno. ya que muchas células mueren a causa de sus efectos tóxicos, lo que estimula la regeneración de las células supervivientes. Otra posibilidad es que sea la exposición simultánea a diversos agentes biológicos, como virus y parásitos, factores dietéticos o influencias hormonales, lo que proporcione el estímulo para la proliferación celular89.

PROMOCIÓN DE LA CARCINOGÉNESIS

Ya se mencionó que la capacidad carcinógena de algunas sustancias químicas aumenta cuando posteriormente se administra un promotor (p. ej., esteres de forbol, hormonas, fenoles

o fármacos) que, por sí mismo, no es tumorigénico. La secuencia iniciación-promoción de la carcinogénesis química plantea una cuestión importante: dado que los promotores no son mutágenos, ¿cómo contribuyen a la tumorigénesis? Aunque los efectos de los promotores tumorales son pleiotropos, la inducción de la proliferación celular es una condición sirte qua non para la promoción del tumor. TPA, un éster de forbol y el mejor estudiado de los promotores tumorales, es un potente activador de la proteína cinasa C. una enzima que fosforiliza varios sustratos que intervienen en las vías de transducción de señales, entre ellas las activadas por los factores de crecimiento. TPA también estimula la secreción de factores de crecimiento en algunas células. La capacidad de esta sustancia para activar a la proteína cinasa C radica en su similitud estructural con la diaglicerina, el activador fisiológico de ésta. El ácido ocadoico, otro promotor tumoral, influye en la transducción de la señal por un mecanismo parecido, pero distinto. Es un potente inhibidor de las proteína fosfatasas y evita la desfosforilación de los sustratos que favorecen la transducción de la señal en su forma fosforilada. Para que se produzca la transformación neoplásica no basta un solo cambio genético. Por tanto, aunque la aplicación de un iniciador pueden inducir la activación de un oncogén como ras, que sufre una mutación, en el peor de los casos lo más que puede provocar es una lesión preneoplásica o hiperplásica. La aplicación posterior de los promotores provoca la proliferación y la expansión clonal de las células iniciadas (mutadas). La respuesta de las células iniciadas a los promotores difiere de la de las células normales, ya que experimentan una expansión selectiva. Estas células (especialmente tras la activación de ras) tienen menos necesidades de factores de crecimiento y quizá respondan también menos a las señales inhibitorias del crecimiento presentes en el medio extracelular. Forzado a proliferar, el clon de células iniciadas sufre nuevas mutaciones, hasta que desarrolla el tumor maligno. Por tanto, el proceso de promoción del tumor consta de varios pasos: proliferación de células preneoplásicas, conversión maligna y. por último, progresión del tumor.

El concepto de que una proliferación mantenida de las células aumenta el riesgo de mutagénesis y, por tanto, de transformación neoplásica, se aplica también a la carcinogénesis humana. Por ejemplo, la hiperplasia patológica del endometrio (Capítulo 24) y la mayor actividad regenerativa que acompaña a la lesión hepatocelular crónica se asocian al desarrollo de cáncer en dichos órganos.

CARCINÓGENOS QUÍMICOS

Antes de concluir esta exposición sobre la carcinogénesis química, se describirán brevemente algunos iniciadores (Tabla 8-10) y promotores químicos, insistiendo en los que se han relacionado con el desarrollo de cáncer en el ser humano.

Agentes alquilantes de acción directa. Estos agentes son independientes de la activación y, en general, su capacidad carcinógena es débil. No obstante, son importantes, pues muchos agentes terapéuticos (ciclofosfamida, clorambucilo, busulfán, melfalán y otros) pertenecen a esta categoría. Se usan como fármacos antineoplásicos, pero se ha confirmado que inducen neoplasias linfoides, leucemias y otras formas de cáncer. Además, algunos agentes alquilantes, como la ciclofosfamida, son potentes agentes inmunosupresores, por lo que se utilizan también en el tratamiento de diversos trastornos inmunológicos, como la artritis reumatoide o la granulomatosis de Wegener. Aunque el riesgo de inducir cáncer con estos agentes es bajo, su uso debe ser juicioso. Parece que las sustancias alquilantes ejercen sus efectos terapéuticos a través de interacciones con un DNA ya dañado, pero son precisamente estas acciones las que las hacen carcinógenas,

Hidrocarburos aromáticos policíclicos. Estas sustancias son algunos de los carcinógenos más potentes conocidos. Para actuar, necesitan pasar por una transformación metabólica y pueden inducir tumores en una amplia variedad de tejidos y especies. Aplicadas en la piel, provocan cánceres cutáneos, inyectadas por vía subcutánea dan lugar a sarcomas e introducidas en un órgano determinado, originan cánceres en el mismo. Los hidrocarburos policíclicos tienen un interés especial, ya que se producen durante la combustión del tabaco, sobre todo al fumar cigarrillos, y es muy posible que contribuyan a la producción de los cánceres de pulmón y vejiga. También se producen a partir de las grasas animales en el proceso de preparación de las carnes, y se encuentran en las carnes y pescados ahumados.

Aminas aromáticas y colorantes nitrogenados. La capacidad carcinógena de la mayoría de las sustancias de estos dos grupos se ejerce fundamentalmente en el hígado, donde forman los «carcinógenos definitivos» cuando son metabolizados a través de los sistemas de la citocromo P450 oxigenasa. Así, la administración de acetilaminofluoreno y de colorantes nitrogenados con la dieta produce carcinomas hepatocelulares en las ratas, pero no causa cánceres del aparato gastrointestinal. Una excepción a esta regla es un agente implicado en los cánceres humanos, la /?-naftilamina, que fue la responsable del aumento en 50 veces de la incidencia de cáncer de vejiga en los trabajadores que sufrían exposiciones fuertes a las anilinas o que trabajaban en la industria del caucho . Tras su absorción, esta sustancia es hidroxilada a su forma activa y después detoxificada por conjugación con el ácido glucurónico. Cuando se excreta por la orina, la enzima urinaria glucuronidasa desdobla el conjugado no tóxico, lo que libera de nuevo el reactante electrófilo, inductor del cáncer de vejiga. Por desgracia, el hombre es una de las pocas especies que posee glucuronidasa urinaria. Algunos de los colorantes nitrogenados se desarrollaron para colorear alimentos (p. ej., el amarillo de mantequilla, para dar a la margarina el aspecto de mantequilla, y el rojo escarlata, para conferir una coloración seductora a determinados alimentos, como las cerezas al marrasquino). El temor de que puedan resultar peligrosos para el ser humano hizo que en países como EE.UU. se establecieran regulaciones federales sobre el uso de estos colorantes.

Carcinógenos naturales. Entre los distintos carcinógenos químicos conocidos producidos por plantas y microorganismos, el más importante es el potente carcinógeno hepático aflatoxina B1, producida por algunas cepas de Aspergillus flavus, que crece en cereales y frutos secos conservados en condiciones incorrectas. Existe una estrecha correlación entre el nivel dietético de este hepatocarcinógeno y la incidencia de carcinoma hepatocelular en determinadas regiones de África y el Lejano Oriente. También existe una estrecha relación entre el virus de la hepatitis B y este tipo de cáncer y, cuando se produce la exposición a los dos agentes, la aflatoxina y el virus colaboran en la producción de aquél.

Nitrosaminas y amidas. Estos carcinógenos son interesantes debido a la posibilidad de que se formen en el aparato gastrointestinal del ser humano y puedan así contribuir a la inducción de algunas formas de cáncer, en especial del carcinoma gástrico. Se producen en el estómago a partir de la reacción de las aminas nitroestables y los nitratos usados como conservantes, que son convertidos en nitritos por las bacterias. El miedo a estos efectos hace que muchas personas rehuyan los alimentos que contienen nitratos conservantes.

Agentes diversos. Son numerosos los agentes químicos que han sido tachados de carcinógenos. En la Tabla 8-3, sólo se incluyen algunos de los que representan peligros industriales importantes, mencionados también aquí brevemente. La exposición profesional al amianto se asocia a una mayor incidencia de carcinomas broncogénicos, mesoteliomas y cánceres gastrointestinales, tal como se verá en el Capítulo 16. El consumo simultáneo de tabaco multiplica por muchas cifras el riesgo de carcinoma broncogénico. El cloruro de vinilo es la forma monomérica de fabricación del polímero cloruro de polivinilo. Se identificó como carcinógeno por primera vez en animales, pero pronto se observó una incidencia salpicada de hemangiosarcomas, por lo demás tumores extraodinarimente raros, en los trabajadores expuestos a esta sustancia química. El cromo, el níquel y otros metales, cuando se volatilizan e inhalan en ambientes industriales, provocan cánceres de pulmón. Otra asociación confirmada es la del arsénico y el cáncer de piel. De la misma forma, existen pruebas razonables de que muchos insecticidas, como la aldrina, la dieldrina, el clordano y los bifenilos policlorados, son carcinógenos para los animales (Capítulo 10).

Promotores de la carcinogénesis química. Determinados promotores podrían contribuir al desarrollo de cáncer en el hombre. Se ha defendido que la importancia de los promotores es al menos similar a la de los iniciadores químicos, ya que las células iniciadas por exposición a carcinógenos ambientales son inocuas salvo que sufran agresiones repetidas por parte

� de los promotores. La promoción tumoral puede producirse tras la exposición a agentes exógenos, como el humo del cigarrillo

o una infección viral, que produzcan una lesión histica con hiperplasia reactiva. Quizá los más peligrosos, debido a la dificultad para controlarlos, sean los promotores endógenos, como las hormonas o las sales biliares. Ciertas hormonas, como los estrogenos, actúan como promotores de tumores hepáticos en los animales. El uso prolongado de dietilestilbestrol influye en el desarrollo del carcinoma endometrial posmenopáusico y de cáncer vaginal en las mujeres expuestas durante la vida intrauterina (Capítulo 24). La ingestión de grandes cantidades de grasa en la dieta se ha relacionado con un mayor riesgo de cáncer de colon, lo que podría depender del aumento de la síntesis de ácidos biliares, que se ha demostrado actúan como promotores en modelos experimentales de esa neoplasia. Carcinogénesis por radiación

La energía radiante, sea en forma de los rayos UV de la luz solar o como radiación ionizante de tipo electromagnético o de partículas, puede provocar transformación en prácticamente todos los tipos celulares in vitro y puede inducir neoplasias in vivo tanto en el hombre como en los animales de experimentación. La luz UV interviene claramente en la causa de los cánceres cutáneos y las radiaciones ionizantes de tipo médico, profesional o atómico han provocado distintas formas de neoplasias malignas. Aunque es probable que la contribución de la radiación a la carga total del cáncer humano sea pequeña, la latencia bien conocida de la energía radiante y sus efectos acumulativos hacen que se requieran períodos de observación extraordinariamente largos y dificultan la evaluación de su importancia real. Sólo en la actualidad, es decir, decenios después de la exposición a la bomba atómica, está observándose un aumento de la frecuencia del cáncer de mama en las mujeres que se vieron expuestas durante su niñez a la radiación . Además, los posibles efectos aditivos y sinérgicos de otras influencias carcinógenas añaden aun otra dimensión al problema. Los efectos de la luz UV en el DNA son algo distintos de los causados por la radiación ionizante. Como los efectos celulares y moleculares de esta última se exponen en el Capítulo 10, en este momento nos centraremos sobre todo en los efectos carcinógenos de los rayos UV.

RAYOS ULTRAVIOLETA

Los estudios epidemiológicos han aportado pruebas suficientes de que los rayos UV procedentes de sol incrementan la incidencia de carcinomas epidermoides, carcinomas basocelulares y, posiblemente, melanomas cutáneos93. La magnitud del riesgo depende del tipo de rayos UV, de la intensidad de la exposición y de la cantidad de «manto protector» absorbente de la radiación creado por la melanina en la piel. Las personas de origen europeo y de piel clara que sufren repetidas quemaduras solares pero que no se broncean y que viven en lugares donde reciben grandes dosis de luz solar (p. ej., Queensland, Australia, cerca del ecuador) son las que sufren la mayor incidencia de cánceres cutáneos. La porción UV del espectro solar puede dividirse en tres espectros de longitud de onda: UVA (320 a 400 nm), UVB (280 a 320 nm) y UVC (200 a 280 nm). De estos tres grupos, parece que el espectro UVB es el respon

sable de la inducción de los cánceres cutáneos. El espectro UVC, aunque es un potente mutágeno, no parece significativo, ya que es filtrado por la capa de ozono que rodea la tierra (de ahí el temor a la pérdida del ozono).

Los rayos UV ejercen distintos efectos en las células, tales como inhibición de la división, inactivación de enzimas, inducción de mutaciones y, en dosis suficientes, muerte celular.

La capacidad carcinógena de la luz UVB se atribuye a la formación de dímeros de pirimidina en el DNA. Este tipo de lesión del DNA se repara a través de la vía de la reparación de la excisión de nucleótidos (NER, nucleotide excisión repair). En la NER se distinguen 5 pasos: 1) reconocimiento de la lesión del DNA, 2) incisión de la cadena dañada a ambos extremos de la lesión, 3) eliminación del oligonucleótido alterado, 4) síntesis de un parche de nucleótido y 5) unión de este parche al lugar indicado. Para que este proceso se lleve a cabo, se requieren los productos de al menos 20 genes. Se cree que una exposición al sol excesiva sobrepasa la capacidad de la vía NER y que una cierta parte del DNA dañado queda sin reparar. Esto conduce a grandes errores de la transcripción y, en algunos casos, al desarrollo de cáncer. La importancia de la vía NER en la reparación del DNA se ilustra gráficamente estudiando a los pacientes con la enfermedad hereditaria xeroderma pigmenlosum, trastorno autosómico recesivo caracterizado por una fotosensibilidad extrema, con un aumento del riesgo de cáncer cutáneo de 2000 veces en las zonas de piel expuesta y, en algunos casos, con anomalías neurológicas. La base molecular de los cambios degenerativos de la piel expuesta al sol y el desarrollo de tumores cutáneos radica en una incapacidad hereditaria para reparar las lesiones del ADN provocadas por la luz UV. El xeroderma pigmentosum es genéticamente heterogéneo y existen al menos siete variantes distintas, cada una de ellas causada por una mutación en uno de los diversos genes que intervienen en la NER9.

Como sucede con otros carcinógenos, los rayos UVB producen también mutaciones en oncogenes y en genes supresores del cáncer, habiéndose detectado formas mutantes de los genes ras y p53 tanto en los cánceres humanos como en los inducidos en ratones. Estas mutaciones afectan sobre todo a las secuencias de dipiridimina en el interior del DNA. lo que implica a la lesión genética provocada por los UVB en la causa de los cánceres cutáneos. En modelos animales, las mutaciones de p53 se producen poco después de la exposición a los UVB, antes de que aparezcan los tumores y, por tanto, se ha propuesto que las mutaciones de p53 podrían ser un marcador molecular de la exposición previa de la piel a la luz solar95.

RADIACIÓN IONIZANTE

Todas las radiaciones electromagnéticas (rayos X, rayos y), y de partículas (a, ¡3, protones, neutrones) son carcinógenas. Las pruebas son tan abundantes que bastan algunos ejemplos . Muchos de los pioneros en el desarrollo de los rayos roentgen desarrollaron cánceres de piel. La incidencia de cáncer de pulmón en los mineros que extraían elementos radiactivos en Europa central y en las Montañas Rocosas de EE.UU. era 10 veces mayor que la de la población general. Los datos más significativos proceden del seguimiento de los supervivientes a las bombas atómicas que cayeron sobre Hiroshima y Nagasaki. Al principio, se produjo un notable aumento de la incidencia de leucemias (sobre todo, mieloides

� agudas y crónicas) que aparecieron tras un período de latencia medio de unos 7 años. Más tarde, se observó un aumento de la incidencia de muchos tumores sólidos con períodos de latencia más prolongados (p. ej., de mama, colon, tiroides y pulmón).

Se sabe incluso que la radiación terapéutica puede ser carcinógena. Alrededor del 9 % de los pacientes expuestos a la radiación de la cabeza y cuello durante la lactancia y la niñez desarrollan cánceres de tiroides. La práctica antigua de tratar una forma de artritis de la columna denominada espondilitis anquilosante con radiación provocó un aumento de 10 a 12 veces en la incidencia de leucemia años después.

Por último, los habitantes de las islas Marshall se vieron expuestos accidentalmente en una ocasión a una prueba con una bomba de hidrógeno que contenía yodo radiactivo. En la isla Rongelap, hasta el 90 % de los niños menores de 10 años desarrollaron nodulos tiroideos que resultaron ser carcinomas de tiroides. También se observa un notable aumento de la incidencia de cáncer de tiroides en áreas expuestas a la radiación procedente del accidente nuclear de la planta de Chernobil97. Es evidente que la energía radiante, ya se absorba en la placentera forma de baños de sol. como consecuencia de la mejor de las intenciones de un médico, o se deba a la trágica exposición a una explosión atómica, tiene un impresionante potencial carcinógeno.

En el ser humano existe una jerarquía en cuanto a la vulnerabilidad a los cánceres provocados por la radiación. Los más frecuentes son las leucemias, salvo la leucemia linfoide crónica que, por razones desconocidas, casi nunca se halla relacionada con la lesión por radiación. Inmediatamente después, aparece el cáncer de tiroides, aunque éste se limita a las personas jóvenes. En la categoría siguiente se encuentran los cánceres de mama, pulmón y glándula salival. Por el contrario, la piel, el hueso y el aparato gastrointestinal son relativamente resistentes a las neoplasias inducidas por la radiación, incluso a pesar de que las células de la mucosa gastrointestinal son vulnerables a los efectos citolíticos de la radiación y de que la piel se encuentra en el camino que ha de recorrer cualquier radiación externa para penetrar en el organismo. No obstante, el médico no debe olvidar que cualquier célula podrá transformarse en cancerosa si recibe una cantidad suficiente de energía radiante.

Carcinógenos virales y microbianos

Se ha demostrado que un gran número de virus DNA y RNA son oncogénicos para una amplia variedad de animales, desde anfibios a primates, y cada vez existen más datos que apoyan que determinadas formas de cáncer humano son de origen viral. En la exposición siguiente se abordarán primero los virus oncogénicos humanos mejor caracterizados y que han sido objeto de mayores estudios. A continuación, se hará un breve comentario de la asociación entre la infección por la bacteria Helicobacter pylori y el linfoma gástrico.

VIRUS DNA ONCOGÉNICOS

Son varios los virus DNA descritos como agentes causales de cánceres animales. Algunos, como los adenovirus, producen tumores sólo en animales de laboratorio, mientras que

otros, como los virus del papiloma bovino, dan lugar a neoplasias, tanto benignas como malignas, en sus huéspedes naturales. De los diversos virus DNA humanos, cuatro (virus del papiloma, virus de Epstein-Bar IVEB], virus de la hepatitis B [VHB1 y virus herpes del sarcoma de Kaposi [VHSK]) tienen especial interés, debido a su implicación como causa de cáncer en el hombre. El VHSK se comentó en el Capítulo 7. Antes de exponer el papel que desempeñan los demás virus en la carcinogénesis, conviene hacer algunos comentarios generales sobre la transformación provocada por los virus DNA:

• Los virus DNA inductores de transformación forman asociaciones estables con el genoma de la célula huésped. El virus integrado no puede completar su ciclo de replicación porque, durante la integración del DNA viral, se produce una interrupción en los genes virales esenciales para llevarla a cabo. • Los genes virales que se transcriben primero (genes precoces) en el ciclo vital del virus son importantes para la transformación y se expresan en las células transformadas. Virus del papiloma humano. Se han identificado alrededor de 70 tipos genéticamente distintos de VPH, demostrándose claramente que algunos de ellos (p. ej., 1, 2,4 y 7) producen papilomas escamosos benignos (verrugas) en el hombre. Los virus del papiloma humano intervienen en la génesis de varios cánceres, sobre todo del carcinoma epidermoide del cuello uterino y de la región anogenital. Además, han sido relacionados con el desarrollo de cánceres de la boca y la laringe .

Los estudios epidemiológicos indican que el carcinoma del cuello uterino se debe a un agente transmitido por vía sexual y el primer sospechoso es un VPH. En el 85 % de los carcinomas epidermoides infiltrantes y#en sus presuntos precursores (displasia grave, carcinomas in situ), se encuentran secuencias de DNA de los tipos 16 y 18 del VPH y, con menos frecuencia, de los tipos 31, 33, 35 y 51. Al contrario que los cánceres cervicales, los condilomas genitales con escaso potencial maligno se asocian a tipos definidos del VPH. sobre todo el 6 y el 11 (tipo7 de «bajo riesgo»).

El análíis molecular de los carcinomas asociados al VPH y de los condilomas genitales benignos muestra diferencias que podrían estar relacionadas con la actividad transformadora de estos virus. En los condilomas benignos y en las lesiones preneoplásicas. el genoma del VPH se mantiene en una forma episómica (no integrada), mientras que en los cánceres, el DNA viral suele estar integrado en el genoma de la célula huésped. Esto indica que la integración del DNA viral es un hecho importante en la transformación maligna. Aunque la localización de la integración del virus en los cromosomas del huésped es aleatoria (el DNA viral se encuentra en localizaciones diferentes del genoma de cánceres distintos), el patrón de integración es clonal, es decir, el lugar de la integración es idéntico en todas las células de un cáncer determinado. Esto no sucedería si el VPH fuera un mero pasajero que infecta a las células después de la transformación. Además, el lugar en el que el DNA viral se interrumpe en el proceso de integración es bastante constante: casi siempre en el interior del marco de lectura abierto E1/E2 del genoma del virus. Como la región E2 del DNA viral inhibe normalmente la transcripción de los genes virales precoces E6 y E7, su interrupción conlleva una expresión excesiva de las proteínas E6 y E7 de los tipos 16 y 18 del VPH . El potencial oncogénico de estos dos tipos de VPH podría estar relacionado con estos dos productos de los genes virales precoces '" "". La proteína E7 se une a una forma hipofosforilada de la proteína supresora del cáncer pRb, y desplaza a los factores de transcripción E2F normalmente captados por pRb; la proteína E6 se une al producto del gen p53 y facilita su degradación. La afinidad de estas proteínas virales por los productos de los genes supresores del cáncer difiere en función del potencial oncogénico del VPH. Así, las proteínas E6 y E7 de los virus del papiloma humano de alto riesgo (tipo 16, 18 y 31) tienen una gran afinidad por pRB y p53, mientras que la afinidad por estas proteínas de los productos de los genes E6 y E7 de los virus de los tipos de bajo riesgo (6 y 11) es escasa. Parece, por tanto, que las proteínas E6 y E7 de los VPH de alto riesgo alteran a dos importantes proteínas supresoras del cáncer que intervienen en la regulación del ciclo celular (véase anteriormente). En los tumores inducidos por el VPH, las mutaciones de p53 son muy raras, probablemente porque la pérdida de función de p53 se debe a la oncoproteína E6.

Estudios recientes, en los que se investigó la relación entre los polimorfismos de p53 y el riesgo de desarrollo de este tipo de cáncer, confirmaron la importancia de la interacción E6-p53 en la patogenia del cáncer cervical. Se describió un alelo concreto de p53, que posee, en determinada posición, una arginina en lugar de una prolina y que es mucho más sensible a la degradación por parte de E6. Por tanto, las personas con la «forma arginina» de p53 corren un riesgo 7 veces mayor de desarrollar cáncer cervical que las que no poseen este alelo de p53 "".

Aunque todas estas observaciones implican a determinadas formas del VPH en la patogenia del cáncer humano, cuando se efectúa una transferencia in vitro con DNA de los tipos 16, 18 o 31 a queratinocitos humanos, éstos se hacen inmortales, pero no forman tumores en los animales de experimentación. La cotransferencia con un gen ras mulante sí provoca la transformación maligna completa. Por tanto, parece más probable que la infección por el VPH actúe como un iniciador, pero que para que se produzca la transformación maligna sean necesarias mutaciones somáticas adicionales. El consumo de cigarrillos, la coexistencia de infecciones microbianas, las deficiencias dietéticas y los cambios hormonales, todos ellos implicados como cofactores en la patogenia del cáncer cervical, podrían facilitar estas mutaciones. Virus de Epstein-Barr. El VEB, un miembro de la familia herpes, se ha visto implicado en la patogenia de cuatro tipos de cánceres humanos: la forma africana del linfoma de Burkitt, los linfomas de células B de los pacientes inmunodeprimidos, sobre todo de los infectados por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y los receptores de trasplantes de órganos, algunos casos de enfermedad de Hodgkin y los carcinomas nasofaríngeosl02, l03- Todas estas neoplasias se estudian en otros lugares de este libro, por lo que aquí sólo se tratará de su asociación con el VEB.

El VEB infecta a las células epiteliales de la orofaringe y a los linfocitos B. En estos últimos, penetra a través de la molécula CD21, expresada en todos ellos. En los linfocitos B, el genoma lineal del VEB adopta una forma circular para producir un episoma en el núcleo de la célula. La infección de los linfocitos B es latente, es decir, el virus no se replica, y las células no mueren. Las células B infectadas de forma latente se inmortalizan y adquieren la capacidad para propagarse in vitro de manera indefinida. La base molecular de la ¡nmortalización de la célula B por la infección del VEB es compleja l"4. Al contrario de lo que sucede con el VPH. no existen pruebas convincentes de que la diana de la inactivación por el VEB sean los genes supresores del cáncer. Más bien parece que varios genes del virus alteran la regulación de las señales normales de proliferación y supervivencia de las células con infección latente "M:i. Por ejemplo, la proteína de membrana latente 1 (LMP-1) evita la apoptosis de las células B a través del estímulo de la expresión de bcl-2, y activa las vías de promoción del crecimiento normalmente puestas en marcha por las señales procedentes de las células T. Así, la LMP-1 puede inducir el crecimiento y asegurar la supervivencia de la célula. La observación de que la expresión de LMP-1 en líneas celulares de roedores puede inmortalizarlas y, en algunos casos, provocar tumores respalda la importancia de esta proteína en la patogenia de los efectos del VEB; en los ratones transgénicos, la expresión de LMP-1 en la piel produce hiperplasia y da lugar a la expresión de queratinas anormales. De la misma forma, el gen EBNA-2 del VEB produce una transactivación de varios genes del huésped, entre ellos los de la ciclina D y de algunos miembros de la familia src m. EBNA-2 activa también la transcripción de LMP-1. Por tanto, parece que varios genes virales colaboran para convertir a las células B en inmortales. Tras esta breve revisión de la infección por el VEB, volvamos a considerar su papel causal en los tumores de células B.

El linfoma de Burkitt es una neoplasia de linfocitos B que afecta sobre todo a niños de África central y Nueva Guinea. En el resto del mundo se encuentra de forma esporádica un linfoma morfológicamente idéntico. La asociación entre el linfoma de Burkitt africano y el VEB es muy fuerte:

• Más del 90 % de los tumores africanos son portadores del genoma del VEB. • E) 100 % de los pacientes tienen títulos elevados de anticuerpos frente a los antígenos de la cápside viral. • Los títulos séricos de anticuerpos frente a la cápside viral son proporcionales al riesgo de desarrollar el tumor. Aunque estos datos apoyan fuertemente la idea de que existe una íntima relación causal entre el VEB y el linfoma de Burkitt, existen otras observaciones según las cuales podrían existir otros factores implicados. /) La infección por el VEB no se limita a las regiones geográficas en las que ocurre el linfoma de Burkitt. El VEB es ubicuo e infecta de manera asintomática a casi todos los adultos de la población mundial. 2) Se sabe que el VEB produce la mononucleosis infecciosa, una enfermedad autolimitada (Capítulo 9) debida a la infección de las células B. 3) El genoma del VEB sólo se encuentra en el 15 al 20 % de los casos de linfoma de Burkitt extraafricano, pero tanto la forma endémica (africana) como los casos esporádicos de esta enfermedad tienen una translocación t(8:14) o, con menos frecuencia, varias translocaciones que provocan la expresión no regulada del oncogén c-myc. 4) Aunque la infección por el VEB inmortaliza a las células B in vitro, estas células no forman tumores cuando se inyectan in vivo en ratones inmunodeprimidos. Existen diferencias significativas entre los patrones de expresión del gen viral en las líneas de células B transformadas por el VEB (pero no tumorigénicas) y las células del linfoma de Burkitt. Por ejemplo, las células tumorales no expresan varias proteínas de membrana codificadas por el virus que se sabe constituyen las dianas de las células T citotóxicas del huésped.

 Parece, por tanto, que el VEB es sólo un factor en el desarrollo escalonado del linfoma de Burkilt (Fig. 8-43)' '. Las personas normales controlan fácilmente la infección por el VEB gracias a sus respuestas inmunitarias eficaces dirigidas contra los antígenos virales expresados sobre las membranas celulares, por lo que la inmensa mayoría de los infectados permanecen asintomáticos o, a lo sumo, desarrollan una mononucleosis infecciosa autolimitada. En las regiones de África donde el linfoma de Burkitt es endémico, existirían otros cofactores mal conocidos (p. ej., paludismo crónico) que favorecerían la proliferación mantenida de las células B inmortalizadas por el VEB. La población de células B en división activa corre un riesgo mayor de sufrir mutaciones, como la translocación t(8;14), que yuxtapone c-myc con uno de los locus de los genes de las inmunoglobulinas. La consiguiente activación de c-myc confiere a la célula afectada una ventaja para el crecimiento. Una de las proteínas codificadas por el VEB. EBNA- 1, activa la maquinaria para la reordenación de los genes de las inmunoglobulinas. Esta actividad podría incrementar la probabilidad de que se produzca una translocación t(8;14), con la consiguiente activación de c-myc. La sobreexpresión del oncogén c-myc no basta por sí sola para dar lugar a la transformación maligna, sino que, con toda probabilidad, es uno de los múltiples pasos del proceso de la génesis del linfoma. En las células inmortalizadas por el VEB se producen otras mutaciones adicionales que posiblemente afectan al oncogén N-ra.v. El conjunto de estos cambios determina la aparición de una neoplasia monoclonal de células B. Según esta hipótesis, el VEB no tiene una capacidad oncogénica directa pero, al actuar como un mitógeno policlonal para las

� células B, establece el escenario que facilita la adquisición de la translocación t(8;14) y de otras mutaciones, que en conjunto liberan a las células del control del crecimiento normal. Junto a estos cambios, también se produce una alteración de la expresión del gen viral, como una reducción en la exposición de antígenos que pueden ser reconocidos por las células T citotóxicas.

El desarrollo de linfomas de células B en pacientes inmunodeprimidos ilustra de manera espectacular el papel que desempeña la respuesta inmunitaria del huésped en el control de las células B tranformadas por el VEB. Algunos pacientes con síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) y los que reciben un tratamiento inmunosupresor a largo plazo para evitar el rechazo de aloinjertos pueden presentar tumores multifocales de células B en los tejidos linfoides o en el sistema nervioso central. Estos tumores comienzan por ser pol¡clónales, aunque pueden acabar siendo monoclonales. La expresión de antígenos virales como LMP-1 permanece elevada en estas células, por lo que parece que los tumores representan contrapartidas in vivo de las líneas de células B inmortalizadas in vitro por la infección por el VEB. La observación de que, en algunos casos, los tumores regresan cuando se reduce el tratamiento inmunosupresor demuestra que el crecimiento de las células, dirigido por el VEB, es sensible a la regulación inmunitaria.

El carcinoma nasofaríngeo es otro tumor asociado a la infección por el VEB. Se trata de un cáncer endémico en el sur de China, en algunas regiones de África y en los esquimales. Al contrario que el linfoma de Burkitt, en el 100 % de los carcinomas nasofaríngeos estudiados en cualquier parte del mundo se encuentra DNA del VEB . La integración del virus en las células huésped es clonal, lo que descarta la posibilidad de que la infección por el virus se haya producido una vez desarrollado el tumor. Además, existe una intensa elevación de los anticuerpos frente a los antígenos de la cápside viral, y los pacientes de las áreas endémicas desarrollan anticuerpos IgA antes de la aparición del tumor. Esta correlación del 100 % entre el VEB y el carcinoma nasofaríngeo indica que el virus interviene en la génesis neoplásica, pero (lo mismo que sucede con el linfoma de Burkitt) lo limitado de su distribución geográfica señala también que existen otros cofactores genéticos, ambientales, o de ambos tipos, que contribuyen a su causal08. La relación entre el VEB y la patogenia de la enfermedad de Hodgkin se comentará en el Capítulo 15.

Virus de la hepatitis B. Los estudios epidemiológicos apoyan fuertemente la existencia de una estrecha asociación entre la infección por el VHB y el cáncer de hígado (Capítulo 19). Este virus es endémico en países del Lejano Oriente y África, regiones en las que la incidencia del carcinoma hepatoceiular es máxima. Por ejemplo, en Taiwan, el riesgo de desarrollar cáncer hepático en las personas infectadas por el VHB es 200 veces mayor que el de las no infectadas en la misma zona. Los estudios realizados en animales de experimentación respaldan también la implicación del VHB en el desarrollo del cáncer hepático. Aunque la infección se limita al hombre y al chimpancé, otros hepadnavirus similares provocan cánceres hepatocelulares en las marmotas. A pesar de las convincentes pruebas epidemiológicas e instrumentales, se ignora cuál es el papel causal desempeñado por el VHB en el cáncer hepático humano. En la práctica totalidad de los casos de cáncer hepático relacionado con el virus, el DNA de éste se encuentra integrado en el genoma de la célula huésped y, lo mismo que sucede con el VPH, los tumores son clónales en lo que se refiere a estas inserciones. Sin embargo, el genoma del VHB no codifica oncoproteína alguna y no existe un patrón constante de integración en la vecindad de ningún protooncogén conocido. Por tanto, es probable que el efecto del VHB sea indirecto y, posiblemente, multifactorial "". 1) A través de la lesión hepatoceiular crónica, y de la consiguiente hiperplasia regenerativa. el VHB expande un conjunto de células que pueden sufrir posteriores alteraciones genéticas. En los hepatocitos con actividad mitótica, las mutaciones podrían ser espontáneas o inducidas por agentes ambientales, como las aflatoxinas de la dieta. 2) El VHB codifica un elemento regulador, llamado proteína HBx, que altera el control normal del crecimiento de los hepatocitos infectados mediante la activación de la transcripción de varios genes promotores del crecimiento, como son el factor de crecimiento de tipo insulínico II y los receptores para el factor de crecimiento de tipo insulínico I. 3) La proteína HBx se une a p53, alterando sus actividades supresoras del crecimiento "". La observación de que los ratones transgénicos para el gen HBx desarrollan cánceres hepáticos respalda el importante papel que desempeña en la patogenia de este tipo de tumores.

Otro virus no DNA, el virus de la hepatitis C, también se halla muy relacionado con la patogenia del carcinoma hepatoceiular. Como sucede con el virus de la hepatitis B. las pruebas epidemiológicas de la asociación con el virus de la hepatitis C son convincentes. En este caso, la participación del virus en la patogenia del cáncer hepático parece limitarse a su capacidad para provocar una lesión hepatoceiular crónica con su correspondiente regeneración. La actividad mitótica hepática aportaría un suelo fértil para el desarrollo de mutaciones.

VIRUS RNA ONCOGÉNICOS

Aunque el estudio de los retrovirus animales ha permitido efectuar grandes progresos en el conocimiento de la base molecular del cáncer, sólo un retrovirus humano, el virus de la leucemia de células T humana tipo I (VLTH-1), está claramente implicado en el desarrollo de cáncer.

Virus de la leucemia de células T humano tipo 1. El VLTH-1 se asocia a una forma de leucemia/linfoma de células T endémico en determinadas zonas de Japón y la depresión del Caribe, aunque también ocurren casos esporádicos en todo el mundo, incluido Estados Unidos. Al igual que el virus del SIDA, el VLTH-1 tiene tropismo por las células T CD4+, por lo que este subgrupo de células T es la diana principal de la transfonnación neoplásica. La infección humana requiere la transmisión de las células T infectadas a través de las relaciones sexuales, los derivados sanguíneos o la leche materna. La leucemia sólo aparece en alrededor del 1 % de las personas infectadas y lo hace después de un largo período de latencia de 20 a 30 años. Además de la leucemia, el VLTH-1 produce una enfermedad neurológica desmielinizante llamada paraparesia espástica tropical (Capítulo 30) y, posiblemente, algunas formas de uveítis y artritis en áreas endémicas "'.

Existen pocas dudas de que el desarrollo de la leucemia requiere la infección de los linfocitos T por el VLTH-1. pero no se conoce con exactitud cuál es el mecanismo molecular de la transformación. Ai contrario de lo observado en varios retrovirus múridos, el VLTH-1 no contiene un \-onc y no se ha

� descubierto que se produzca una integración constante en la proximidad de un protooncogén. Sin embargo, la integración viral en las células leucémicas sigue un patrón clonal. La estructura genómica del VLTH-1 revela las regiones gag, pol, env y la repetición terminal larga (RTL), típicas de otros retrovirus, pero, al contrario que otros virus causantes de leucemias, contiene otra región conocida como tax. Parece que el secreto de su actividad inductora de la transformación se encuentra en el gen tax, cuyo producto es esencial para la replicación viral, ya que estimula la transcripción del mRNA viral actuando sobre la RTL 5'. Se sabe que la proteína tax puede activar también la transcripción de varios genes de la célula huésped, entre ellos c-fos y c-sis, genes que codifican la citocina 1L-2 y su receptor, así como el gen del factor de crecimiento mieloide GM-CSF. Además, tax evita la formación del complejo entre CDK4 y su inhibidor pl6 (véase anteriormente), con la consiguiente alteración del ciclo celular. A partir de esta y de otras observaciones, puede llegarse a la siguiente conclusión (Fig. 8-44): la infección por el VLTH-1 estimula la proliferación de las células T a través de la acción del gen tax, que activa a los genes codificadores del factor de crecimiento de las células T, la IL-2, y a su receptor, estableciendo un sistema autocrino de proliferación. Al mismo tiern

po, el aumento de producción de GM-CSF activa una vía paracrina. Este factor de crecimiento mieloide, actuando en los macrófagos vecinos, induce un aumento de la secreción de otros mitógenos de las células T. como IL-1. Inicialmente, la proliferación de las células T es policlonal, ya que el virus infecta a muchas células. Las células T proliferantes corren un riesgo mayor de sufrir episodios secundarios de transformación (mutaciones) que conducen finalmente al crecimiento no controlado por la IL-2 de una población monoclonal de células T neoplásicas "2. La aparición de tumores en ratones transgénicos para tax confirma la función transformadora de este gen.

HEUCOBACTER PYLORI

Existen pruebas cada vez más numerosas que relacionan la infección gástrica por la bacteria H. pylori con la aparición de linfomas y carcinomas de estómago. Esta asociación es más fuerte en el caso del linfoma de células B que en el de los carcinomas gástricos, y se observa tanto en estudios epidemiológicos como mediante la detección de infección por H. pylori en la inmensa mayoría de los casos de linfoma gástrico. Además, en la mayoría de los casos, el tratamiento de la infección por

H. pylori con antibióticos conlleva la regresión del linfoma. Como los tumores surgen en el tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT, mucosa-associated lymphoid tissue), a veces reciben el nombre de MALTomas. Las células B de las que proceden estos linfomas residen normalmente en las zonas marginales de los folículos linfoides, de donde deriva su nombre alternativo de linfoma de la zona marginal (Capítulo 15). Se cree que la infección crónica por H. pylori induce la producción de células T reactivas frente al microorganismo y que estas células activan a la población policlonal de células B a través de los factores solubles que secretan. Con el tiempo, surge una población monoclonal de células B proliferantes, pero que aun dependen de las células T Es probable que esta proliferación monoclonal de células B ceda cuando el tratamiento con antibióticos elimine el estímulo antigénico para las células T De lo contrario, las células B proliferantes comienzan a acumular mutaciones y se independizan de las células T "\ DEFENSAS DEL HUÉSPED FRENTE A LOS TUMORES: INMUNIDAD TUMORAL

Como se comentó anteriormente, la transformación neoplásica es el resultado de una serie de alteraciones genéticas, algunas de las cuales pueden dar lugar a la expresión de antígenos sobre la superficie celular que son considerados como extraños por el sistema inmunitario. La idea de que los tumores no son totalmente propios del paciente fue concebida por Ehrlich, quien propuso que el reconocimiento por los mecanismos inmunitarios de las células tumorales autólogas podría ser un mecanismo positivo capaz de eliminar a las células transformadas. Más tarde, Thomas y Burnet formalizaron este concepto acuñando el término de vigilancia inmunitaria para referirse al reconocimiento y destrucción de las células tumorales no propias cuando aparecen. El hecho de que se desarrollen cánceres indica que la vigilancia inmunitaria es imperfecta pero, aunque algunos tumores escapen, esta policía no anula

� la posibilidad de que otros puedan haber sido eliminados. Por tanto, es necesario profundizar en algunos aspectos de la inmunidad tumoral: ¿Cuál es la naturaleza de los antígenos tumorales? ¿Qué sistemas efectores del huésped pueden reconocer a las células tumorales? ¿Es efectiva la inmunidad antilumoral frente a las neoplasias espontáneas? ¿Pueden aprovecharse las reacciones inmunitarias frente a los tumores para llevar a cabo una inmunoterapia?

Antígenos tumorales

Muchos tumores inducidos experimentalmente y algunos cánceres humanos poseen antígenos capaces de provocar una respuesta inmunitaria, que pueden dividirse en dos grandes grupos: antígenos específicos de tumores (AET), existentes sólo en las células tumorales y en ninguna célula norma], y antígenos asociados a tumores (AAT), que se encuentran tanto en las células tumorales como en las normales.

Los AET se describieron por primera vez en los tumores provocados por sustancias químicas en los roedores. En los sistemas experimentales, las propiedades antigénicas de los tumores suele valorarse mediante: 1) la capacidad del animal para resistir un implante tumoral vivo tras la inmunización previa con células tumorales vivas o muertas, 2) la capacidad de los animales huéspedes sin tumor para resistir la inyección de células T sensibilizadas procedentes de un donante singénico inmunizado frente al tumor, y 3) la demostración in vivo de la destrucción de las células tumorales por las células T CD8+ citotóxicas procedentes de un animal inmunizado frente al tumor. Con estos métodos, se observa que muchos tumores inducidos por productos químicos expresan antígenos «privados»

o «peculiares», no compartidos por otros tumores histológicamente idénticos inducidos por el mismo agente químico, incluso en el mismo animal. La identidad de los AET en los tumores experimentales y su existencia en los tumores humanos permaneció oculta hasta que se conoció la base molecular del reconocimiento llevado a cabo por las células T. Cuando se supo que los receptores de las células T reconocen los péptidos captados en la hendidura de unión de los antígenos de las moléculas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC) (Capítulo 7), se hizo evidente que los AET capaces de desencadenar la respuesta de las células T citotóxicas deben derivar de péptidos que sólo existen en las células tumorales y que son presentados sobre la superficie celular por las moléculas de clase I del MHC.

¿Cuál es la naturaleza de las proteínas que originan los antígenos específicos de los tumores? ¿Hasta qué punto son específicos los antígenos de los tumores humanos reconocidos por las células T? Las respuestas a estas preguntas están siendo conocidas en la actualidad. Se sabe ya que los tumores humanos expresan antígenos que pueden ser reconocidos por las células T autólogas. Algunos de estos antígenos son específicos del tumor, mientras que muchos otros se expresan también en algunas células normales. Los AET y los AAT reconocidos por las células T se ilustran en la Figura 8-45 y se comentan a continuación1"1.

Antígenos compartidos específicos de los tumores. Estos antígenos son codificados por genes silenciosos presentes en prácticamente todos los tejidos adultos, pero expresados por algunos tumores de distintos tipos histológicos. Los antí

genos prototipo de este grupo son los codificados por la familia de genes MAGE. El testículo es el único órgano normal en el que existen proteínas MAGE; sin embargo, como las células germinales masculinas no expresan molécula HLA, es imposible que expresen los antígenos MAGE en su superficie celular. Por tanto, desde un punto de vista práctico, estos antígenos son específicos de los tumores. Al contrario que los AET de los tumores provocados mediante agentes químicos en los roedores, estos antígenos no son exclusivos de cada tumor, sino que muchos tipos de tumores distintos comparten el mismo antígeno. Por ejemplo, el antígeno MAGE-1 (antígeno 1 del melanoma), descubierto inicialmente en los melanomas y que se encuentra en el 37 % de estas neoplasias, aparece también en carcinomas de pulmón, hígado, estómago, esófago y vejiga urinaria. En estos rumores se encuentra un péptido, derivado de la proteína MAGE-1, unido al HLA-Al y presentado a las células T CD8+ específicas sobre la superficie del tumor. Por el momento, se han descubierto al menos 12 genes MAGE localizados en el cromosoma Xq. Se identifican asimismo antígenos similares, denominados GAGE, BAGE y RACE, en diversos tumores humanos. Al igual que la familia de genes MAGE, los genes BAGE y GAGE sólo se expresan en el testículo, mientras que los genes RAGE se expresan sólo en las células retinianas que no poseen HLA. No se conoce la razón por la que estos genes se expresan selectivamente en las células tumorales. No existen en ellos mutaciones asociadas a los tumores. Dado que los antígenos MAGE se encuentran en muchos tipos distintos de tumores, resultan atractivos como dianas para una eventual inmunoterapia. Por ejemplo, es posible que puedan administrarse antígenos MAGE de forma inmunogénica a los pacientes con cáncer, con la idea de potenciar las células T específicas de estos antígenos.

Las mucinas son otro tipo de proteínas que pueden dar origen a AET. En algunos carcinomas pancreáticos, oválicos y mamarios, las células T citotóxicas son capaces de reconocer péptidos derivados de mucinas de la superficie celular anormalmente glucosiladas. En las células normales, la mucina está muy glucosilada, mientras que, en estos cánceres, algunas repeticiones de estos péptidos quedan al descubierto debido a la hipoglucosilación ' 5. Desde un punto de vista práctico, las células T citotóxicas que reconocen a estos péptidos son específicas del tumor, ya que en las células normales estos epitopos están ocultos por la cubierta de carbohidratos.

Antígenos específicos de los tejidos. Los antígenos de este grupo se encuentran tanto en las células tumorales como en sus contrapartidas normales no transformadas. Por ejemplo, tanto los melanocitos normales como las células de los melanomas expresan tirosinasa. Las células T citotóxicas específicas pueden reconocer los péptidos derivados de esta enzima proteica que las moléculas HLA presentan sobre la superficie celular. Estas células T pueden destruir a las células tumorales así como a los melanocitos normales de la piel. En algunos pacientes, la regresión espontánea del melanoma va acompañada de áreas locales de despigmentación, como si las células T citotóxicas hubieran destruido tanto a las células tumorales como a los melanocitos sanos. Como tanto el ojo como el encéfalo contienen también melanocitos, es necesario considerar con cuidado la posibilidad de una inmunización activa frente a los péptidos derivados de la tirosinasa.

Antígenos resultantes de mutaciones. Este tipo de antígenos derivan de las regiones de protooncogenes y de genes supresores del cáncer que sufren mutaciones en las células tumorales. Como estas mutaciones sólo existen en las células tumorales, las células T dirigidas contra los productos de las proteínas mutantes son muy específicas del tumor en cuestión. Se han generado células T citotóxicas frente a varios de estos antígenos, entre ellos péptidos derivados de los productos de los genes mutantes p53, K-ras, CDK4 y bcr-c-abl. No existen pruebas de que se produzcan respuestas inmunitarias espontáneas in vivo frente a estos antígenos.

Expresión excesiva de antígenos. Esta clase de antígenos semiespecíficos del tumor está formada por proteínas codificadas por genes que no están mutados, pero cuya expresión por el tumor es excesiva. A esta categoría pertenece la proteína c-erbB2 (o neu), expresada en exceso por el 30 % de los carcinomas de mama y ovario. Aunque dicha proteína también existe en las células ováricas y mamarias normales, su expresión suele hallarse por debajo del umbral necesario para que pueda ser reconocida por las células T citotóxicas.

Antígenos virales. Las células T también pueden reconocer antígenos derivados de virus oncogénicos. En el hombre, el mejor ejemplo es el de los péptidos procedentes de la proteína E7 del VPH-16. Como este virus se encuentra en muchos carcinomas del cuello uterino, las células T citotóxicas pueden lisar las células cancerosas.

Otros antígenos tumorales. Otros AAT son proteínas normales, propias del huésped, que no despiertan ninguna respuesta inmunitaria y que tienen escasa importancia funcional en el rechazo de los tumores. No obstante, la detección serológica de estos antígenos es útil para el diagnóstico de algunos tumores, y los anticuerpos producidos frente a ellos pueden ayudar a la inmunoterapia. A continuación, se citan algunos ejemplos.

Los antígenos oncofetales, o antígenos embrionarios, se expresan normalmente en los tejidos en desarrollo (embrionarios) pero no en los tejidos normales de los individuos adultos. Es probable que su expresión en algunos tipos de cánceres se deba a la pérdida de la represión de determinados programas genéticos. Los dos mejores ejemplos de antígenos oncofetales, la a-fetoproteína (AFP) y el antígeno carcinoembrionario (CEA), se comentarán más adelante.

Los antígenos de diferenciación son peculiares del estado de diferenciación en el que el cáncer se detiene. Por ejemplo, CD10 (antígeno CALLA), un antígeno expresado en los linfocitos B durante sus primeras fases de diferenciación, aparece en las leucemias y linfomas de células B. De la misma forma, el antígeno prostético específico se expresa en el epitelio prostético tanto normal como canceroso. Ambos son marcadores de diferenciación útiles para el diagnóstico de los tumores linfoide y prostéticos.

Mecanismos efectores antitumorales

Tanto la inmunidad celular como la humoral pueden ejercer actividad antitumoral. Los efectores celulares que intervienen en la inmunidad se describen en el Capítulo 7, por lo que aquí sólo será necesaria una breve mención de ellos (Fig. 8-46):

• Linfocitos T citotóxicos. Se conoce bien cuál es el papel que desempeñan las células T citotóxicas específicamente sensibilizadas en los tumores experimentales. En el ser humano, ejercen una función protectora frente a las neoplasias asociadas a virus (p. ej., el linfoma de Burkitt provocado por el VEB o los tumores inducidos por el VPH). Además, la presencia de células T citotóxicas limitadas por el HLA en el interior de varios tumores humanos indica que la acción protectora de la inmunidad celular es más amplia. En muchos casos, estos linfocitos que infiltran los tumores están dirigidos contra los antígenos tumorales definidos por las células T y ya comentados. Es posible recolectar linfocitos que infiltran el tumor, cultivarlos y expandirlos in vitro y reinyectarlos al huésped autólogo. Este tipo de inmunoterapia adoptiva ha cosechado algunos éxitos. Entre los perfeccionamientos de esta técnica se encuentra la transferencia de genes de citocinas en los linfocitos que infiltran los tumores para potenciar sus efectos antitumorales. Células citolíticas naturales. Las células citolíticas naturales son linfocitos capaces de destruir células tumorales sin necesidad de sensibilización previa. Tras su activación por la IL-2, las células citolíticas naturales lisan una amplia variedad de tumores humanos, entre ellos muchos que parecen no ser inmunogénicos para las células T. Por tanto, las células citolíticas naturales podrían proporcionar la primera línea de defensa frente a muchos tumores. Se ha observado que, en animales de experimentación, estas células son efectivas frente a diversos tumores. Su actividad es máxima frente a los tumores con niveles reducidos de moléculas MHC de clase I, ya que este tipo de moléculas inhibe la citotoxicidad de las células citolíticas naturales a través de la ocupación de los receptores inhibitorios expresados en ellas (Capítulo 7). Por tanto, las células de los tumores deficitarios en moléculas de clase I que escapan al reconocimiento de las células T podrían sucumbir a las células citolíticas naturales. Los resultados de la inmunoterapia adoptiva con células citolíticas naturales humanas expandidas y activadas in vitro son limitados. Además de la lisis directa de las células tumorales, las células citolíticas naturales pueden participar también en la citotoxicidad celular dependiente de los anticuerpos (ADCC) (Capítulo 7).

• Macrófagos. Los macrófagos activados muestran cierta citotoxicidad selectiva in vitro frente a las células tumorales. Las células T y citolíticas naturales podrían colaborar con los macrófagos en esta reactividad antitumoral. ya que el interferón y(lFN-T), una citocina fabricada por las células T y citolíticas naturales, es un potente activador de los macrófagos. Éstos pueden destruir a las células tumorales por los mismos mecanismos aplicados a la destrucción de los microorganismos (es decir, producción de metabolitos reactivos del oxígeno) o secretando factor de necrosis tumoral a (TNF-a). Además de sus muchos otros efectos, esta citocina ejerce efectos líricos para diversas células tumorales. • Los mecanismos humorales también podrían participar en la destrucción de las células tumorales a través de dos mecanismos: activación del complemento e inducción de la ADCC por las células citolíticas naturales. INMUNOVIGILANCIA

Dada la variedad de mecanismos antitumorales posibles y potenciales, ¿existe alguna prueba de que funcionen in vivo para evitar la aparición de neoplasias? El mejor argumento a favor de la existencia de la inmunovigilancia es la mayor frecuencia de cánceres en los pacientes inmunodeprimidos. Alrededor del 5 % de las personas con ¡nmunodeficiencias congénitas desarrollan cánceres, lo que equivale a una prevalencia 220 veces superior a la previsible. De igual forma, los receptores de trasplantes sometidos a un tratamiento inmunosupresor y los pacientes con SIDA sufren un número mayor de cánceres. La mayoría de estas neoplasias, aunque no todas, son linfomas, a menudo inmunoblásticos de células B. Resulta especialmente ilustrativo el caso de la rara inmunodeficiencia recesiva ligada al sexo denominada XLP' . Cuando los niños afectados desarrollan una infección por el VEB, ésta no se manifiesta en la forma habitual autolimitada de mononucleosis infecciosa, sino que en la inmensa mayoría de los casos evoluciona hacia una forma mortal de mononucleosis. Alrededor del 25 % de los pacientes con XLP desarrollan un linfoma maligno.

Casi todos los cánceres aparecen en personas que no tienen ninguna inmunodeficiencia clara. Es evidente, pues, que las

células tumorales deben desarrollar mecanismos para escapar o evadirse del sistema inmunitario de los huéspedes inmunocompetentes. Entre estos mecanismos se encuentran los siguientes" 7.

• Crecimiento selectivo de variantes sin antígenos: durante la progresión del tumor, podrían resultar eliminados los subclones más inmunogénicos. • Pérdida o disminución de la expresión de los antígenos de histocompatibilidad: las células tumorales pueden no expresar niveles normales de moléculas HLA de clase I, lo que les permitiría escapar del ataque de las células T citotóxicas. No obstante, estas células podrían servir como diana a las células citolíticas naturales.

• Ausencia de coestimulación: recuérdese que la sensibilización de las células T requiere dos señales, una procedente de los péptidos extraños presentados por el MHC y la otra de las moléculas coestimulantes (Capítulo 7); aunque las células tumorales pueden expresar péptidos antigénicos con moléculas de clase 1, a menudo no expresan moléculas coestimulantes, lo que no sólo impide la sensibilización, sino que también produce anergia en las células T o, lo que es aun peor, provoca su apoptosis. Para evitar este problema, se ha intentado inmunizar a los pacientes con células tumorales autólogas a las que se ha transferido el gen de la molécula coestimulante B7-I. Asimismo, se han infundido y expandido in vitro células dendríticas autólogas, puestas en contacto con antígenos tumorales (p. ej.. MAGE-1) e inyectadas de nuevo a los pacientes. Como las células dendríticas expresan niveles elevados de moléculas coestimulantes, cabría esperar que esta inmunización despertara la formación de células T antitumorales. • Inmunosupresión: muchos agentes oncogénicos (p. ej., sustancias químicas y la radiación ionizante) inhiben las respuestas inmunitarias del huésped. Los tumores o sus productos también podrían tener propiedades inmunosupresoras. Por ejemplo, el TGF-/3, secretado en grandes cantidades por muchos tumores, es un inmunosupresor potente. En algunos casos, la respuesta inmunitaria inducida por el tumor (p. ej., activación de las células T supresoras) podría inhibir por sí misma la inmunidad tumoral. • Apoptosis de las células T citotóxicas: algunos melanomas y carcinomas hepatocelulares expresan el ligando Fas. Estos tumores eliminan a los linfocitos T que expresan Fas con los que entran en contacto, lo que supone la pérdida de las células T específicas frente al tumor' 8"9. Por tanto, parece que no son pocos los mecanismos por los que las células tumorales pueden vencer al huésped y proliferar, aunque el sistema inmunitario esté intacto.

Aunque la mayor incidencia de tumores en huéspedes inmunodeficientes respalda la existencia de una inmunovigilancia, también el más fuerte de los argumentos en contra de su existencia procede del estudio de los pacientes inmunodeprimidos. La formas más frecuentes de cáncer de los pacientes inmunodeprimidos e inmunodeficientes son los linfomas, especialmente los inmunoblásticos de células B, lo que puede ser una consecuencia de las respuestas inmunoproliferativas anormales ante microorganismos como el VEB o ante los diversos agentes terapéuticos administrados a estos pacientes. Es importante señalar que, en estos enfermos, podría esperarse una incidencia mayor de las formas más frecuentes del cáncer, como los de pulmón, mama o aparato digestivo, que, sin embargo, no se produce.

MANIFESTACIONES CLÍNICAS DE LOS TUMORES

En esencia, las neoplasias son parásitos. Algunas sólo producen alteraciones triviales, pero otras resultan catastróficas. Todos los tumores, incluso los benignos, pueden dar lugar a

 morbilidad y mortalidad. Además, cada nuevo crecimiento requiere un estudio cuidadoso para descartar que se trate de un cáncer. Este diagnóstico diferencial alcanza su máxima importancia en los bultos de la mama femenina, en la que tanto los cánceres como muchos trastornos benignos se manifiestan como masas palpables. De hecho, las lesiones benignas son más frecuentes que las malignas. Aunque la evaluación clínica puede apuntar hacia un tipo de lesión más que hacia otro, «la única masa mamaria que es inequívocamente benigna es la que ha sido extirpada y estudiada anatomopatológicamente». Esto es igualmente cierto para todas las neoplasias. Sin embargo, existen casos en los que el juicio clínico puede atemperar el seguimiento estricto de este aserto. Por ejemplo, los lipomas subcutáneos son muy frecuentes y fáciles de reconocer por su consistencia blanda y depresible. Salvo que resulten molestos, sean objeto de traumatismos o resulten antiestéticos, muchas veces puede optarse por vigilar las lesiones pequeñas para detectar cualquier posible aumento de tamaño significativo. Pueden citarse algunos otros ejemplos, pero baste decir que, salvo algunas excepciones, todos los tumores deben ser objeto de estudio anatomopatológico. No sólo pueden ser una neoplasia maligna, sino que incluso las benignas pueden tener muchos efectos adversos. En las secciones siguientes se considerarán: 1) los efectos del tumor en el huésped, 2) la gradación y estadificación clínica del cáncer y 3) el diagnóstico analítico de las neoplasias.

Efectos del tumor en el huésped

Como es obvio, los cánceres suponen una amenaza mucho mayor para el huésped que los tumores benignos. No obstante, ambos tipos de neoplasias pueden causar problemas, debido a: 1) su localización y presión sobre las estructuras adyacentes, 2) su actividad funcional como, por ejemplo, la síntesis de hormonas, 3) las hemorragias e infecciones secundarias cuando se ulceran a través de superficies naturales adyacentes y 4) la aparición de síntomas agudos causados por su rotura o infarto. Cualquier metástasis puede producir también las mismas consecuencias. Además, los cánceres pueden ser los responsables de caquexia o de síndromes paraneoplásicos.

EFECTOS LOCALES Y HORMONALES

Un ejemplo de enfermedad relacionada con una localización crítica es el adenoma hipofisario. Aunque es un tumor benigno y posiblemente no produzca hormonas, su crecimiento expansivo puede destruir el resto de la hipófisis, provocando así una grave endocrinopatía. De la misma forma, los cánceres originados en una glándula endocrina o que metastatizan en ella pueden dar lugar a una insuficiencia hormonal por destrucción de la glándula. Las neoplasias intestinales, tanto benignas como malignas, pueden provocar una obstrucción cuando alcanzan un tamaño suficiente. En raras ocasiones, el peristaltismo tracciona de la neoplasia produciendo una invaginación obstructiva (Capítulo 18).

Los tumores de las glándulas endocrinas pueden producir manifestaciones secundarias a la producción de hormonas. Esta actividad funcional es más típica de los tumores benignos que de los malignos, cuyo grado de indiferenciación suele provocar la pérdida de esta capacidad. Un adenoma benigno

de las células /J de los islotes pancreáticos de menos de I cm de diámetro puede producir insulina suficiente como para causar una hipoglucemia mortal. Además, los tumores no endocrinos pueden elaborar hormonas o productos de tipo hormonal, y dar lugar a síndromes paraneoplásicos (véase más adelante). El crecimiento erosivo y destructivo de los cánceres

o la presión ejercida por la expansión de un tumor benigno sobre una superficie natural, como la piel o la mucosa gastrointestinal, pueden dar lugar a ulceraciones, infecciones secundarias y hemorragias. Así, la melena (sangre en las heces) y la hematuria son características de las neoplasias intestinales y de la vía urinaria. De esta forma, las neoplasias, tanto benignas como malignas, pueden causar problemas por múltiples mecanismos, aunque todos ellos son mucho menos frecuentes que la caquexia de la malignidad. CAQUEXIA DEL CÁNCER

Los pacientes con cáncer sufren una pérdida progresiva de grasa y de masa corporal magra, acompañada de debilidad. anorexia y anemia intensas. Este síndrome de emaciación recibe el nombre de caquexia. La causa de la caquexia del cáncer no está clara, pero apenas hay dudas de que no se debe a las demandas nutritivas del tumor. Es raro que un cáncer crezca con la rapidez de un feto y son muchas las mujeres que, cuando se pesan en el puerperio, lamentan no haber sufrido sólo un poco de «caquexia». Las escasos datos existentes indican que la caquexia se debe a la acción de factores solubles, como las citocinas producidas por el tumor o por el propio huésped en respuesta a aquél.

Clínicamente, la anorexia es un problema frecuente de los enfermos con cáncer, incluso en ausencia de una obstrucción mecánica producida por un tumor gastrointestinal. La disminución de la ingestión de alimentos se ha relacionado con alteraciones del gusto y del control central del apetito, pero la reducción de la ingestión no basta por sí sola para explicar la caquexia de la malignidad. En los pacientes con cáncer, a pesar de la reducción del aporte alimentario, el gasto calórico suele permanecer alto y el índice metabólico basal aumenta. Por el contrario, en la inanición se produce una reducción adaptativa de este índice '20. Además, en la caquexia del cáncer, la pérdida afecta por igual a la grasa y al músculo, mientras que en la inanición la masa muscular permanece relativamente conservada a expensas de los depósitos de grasa. No se conocen las bases de estas alteraciones metabólicas. Muchos de los cambios asociados a la caquexia del cáncer, entre ellos la pérdida de apetito y las alteraciones del metabolismo de las grasas, pueden reproducirse administrando TNF-a a animales de experimentación. Por tanto, se ha sospechado que el TNF- a, producido por los macrófagos o posiblemente por algunas células tumorales, podría ser un mediador del síndrome de emaciación que acompaña al cáncer' . Otras citocinas, como la IL-1 y el IFN-y, actúan de manera sinérgica con el TNF-a. Además de estas citocinas, existen pruebas de la existencia de otros factores solubles que incrementan el catabolismo del músculo y del tejido adiposo, actuando directamente sobre la grasa y las proteínas musculares. En el suero de animales y pacientes con caquexia cancerosa se ha aislado un factor que moviliza las proteínas, y resulta muy notable que la administración de inyecciones de preparaciones purificadas de este factor a ratones sanos provoque en ellos una pérdida rápida de peso, sin reducción de su ingestión de alimentos . Por tanto, parece que son varios los factores solubles que colaboran en la malnutrición de los pacientes con cáncer. La identificación y neutralización de estos factores ayudaría a mejorar la caquexia del cáncer.

SÍNDROMES PARANEOPLÁSICOS

Los síndromes paraneoplásicos son conjuntos de síntomas que afectan a los pacientes con cáncer y que no pueden explicarse por el efecto del tumor local, por el de las metástasis ni por la elaboración de hormonas propias del tejido del que procede el tumor. Estos síndromes afectan a alrededor del 10 % de los pacientes con enfermedades malignas. A pesar de su relativa infrecuencia, su diagnóstico es importante, ya quel23:

• En primer lugar, pueden constituir la primera manifestación de una neoplasia oculta. • En segundo lugar, pueden dar lugar a importantes problemas clínicos que incluso lleguen a ser mortales. • Por último, pueden simular una enfermedad metastásica y, por tanto, confundir el enfoque terapéutico. En la Tabla 8-11, se presenta una clasificación de los síndromes paraneoplásicos y de sus presuntos orígenes. A continuación, se comentan brevemente los síndromes más frecuentes e interesantes.

Las endocrinopatías constituyen algunos de los síndromes paraneoplásicos más frecuentes ,2A. Como las células originales de las que procede el cáncer no son endocrinas, la actividad funcional del tumor recibe el nombre de producción hormonal etiópica. La endocrinopatía más frecuente es el síndrome de Cushing. Alrededor del 50 % de los pacientes con este tipo de endocrinopatía tienen un carcinoma de pulmón, especialmente de células pequeñas. El síndrome se debe a la producción excesiva de hormona adrenocorticotropa (ACTH)

o de péptidos de tipo ACTH. El precursor de esta hormona es una gran molécula, conocida como proopiomelanocortina (POMC). Los pacientes con cáncer de pulmón y síndrome de Cushing tienen elevadas concentraciones séricas de POMC y ACTH. El primero no se encuentra en el suero de los enfermos con exceso de ACTH de origen hipofisario. Probablemente, el síndrome paraneoplásico más frecuente es la hipercalcemia y, a la inversa, la hipercalcemia claramente sintomática esta relacionada la mayor parte de las veces con alguna forma de cáncer, más que con un hiperparatiroidismo. En la asociación entre cáncer e hipercalcemia intervienen dos procesos generales: 1) la osteólisis inducida por el cáncer, ya sea éste primitivo del hueso, como sucede con el mieloma múltiple, o metastásico, y 2) la producción de sustancias con efecto hipercalcémico por los tumores extraóseos. La hipercalcemia debida a las metástasis esqueléticas no constituye un síndrome paraneoplásico.

Son varios los factores humorales asociados a la hipercalcemia paraneoplásica de los procesos malignosl24. De ellos, quizá el más importante sea una molécula parecida, pero no idéntica, a la hormona paratiroidea (PTH). La llamada proteína relacionada con la hormona paratiroidea (PTHrP) sólo se parece a la hormona natural en su porción amino terminal. Comparte varias de las funciones biológicas de la PTH y actúa uniéndose al receptor de la hormona. Al contrario que ésta, la PTHrP se produce en muchos tejidos, entre ellos la piel (que

ratinocitos), el músculo, el hueso y el ovario. Sin embargo, las cantidades producidas por las células normales son pequeñas. Parece que regula el transporte del calcio en la mama lactante y a través de la placenta. Además de la PTHrP, otras sustancias, como la IL-1, el TGF-a, el TNF-ay la dihidroxivitamina D, podrían intervenir en la hipercalcemia de la malignidad. Los tumores que con mayor frecuencia se asocian a hipercalcemia paraneoplásica son los carcinomas de mama, pulmón, riñon y ovario. En el caso del pulmón, la hipercalcemia se observa más a menudo en los carcinomas epidermoides que en los de células pequeñas (que se asocian sobre todo a endocrinopatías).

Los síndromes paraneoplásicos neuromiopáticos adoptan formas diversas, entre ellas neuropatías periféricas, degeneración cortical cerebelosa. una polimiositis similar a una polimiopatía y un síndrome miasténico similar a la miastenia grave. No se conoce la causa de estos síndromes, aunque en algunos casos se han detectado anticuerpos presumiblemente dirigidos contra las células tumorales que establecen reacciones cruzadas con neuronas. Se ha propuesto que los cánceres viscerales podrían expresar ectópicamente algunos antígenos nerviosos. Por razones desconocidas, el sistema inmunitario reconoce a estos antígenos como extraños y desencadena una respuesta inmunitarial25.

La acantosis nigricans se caracteriza por parches de color negro-grisáceo de hiperqueratosis verrucosa de la piel. Esta alteración adopta raras veces la forma de una enfermedad de tipo genético en jóvenes o adultos. Junto a ella, alrededor del 50 % de los casos afectan a personas generalmente mayores de 40 años y se asocian a algún tipo de cáncer. En ocasiones, las alteraciones cutáneas aparecen antes de que se descubra la neoplasia n .

La osteoartropatía hipertrófica afecta al 1 a 10 % de los pacientes con carcinomas broncogénicos, siendo más rara la asociación con otras formas de cáncer. Se caracteriza por 1) neoformación perióstica, sobre todo de los extremos distales de los huesos largos, los metatarsianos, los metacarpianos y las falanges proximales, 2) artritis de las articulaciones adyacentes y 3) acropaquias. Aunque la osteoartropatía es rara en los pacientes sin cáncer, las acropaquias de los dedos de las manos pueden encontrarse en las hepatopatías, en las enfermedades pulmonares difusas, en las cardiopatías congénitas cianóticas, en la colitis ulcerosa y en otros trastornos. La causa de la osteoartropatía hipertrófica se desconoce.

En asociación con distintas formas de cáncer pueden encontrarse varias manifestaciones vasculares y hematológicas. Como ya se mencionó al hablar de la trombosis (Capítulo 5), a veces aparece una tromboflebitis migratoria (síndrome de Trousseau) asociada a cánceres profundos, sobre todo carcinomas del páncreas o del pulmón. Existen diversos trastornos clínicos que pueden complicarse con una coagulación intravascular diseminada (Capítulo 14). La forma aguda de ésta se asocia sobre todo a la leucemia promielocítica y al adenocarcinoma prostático. Sobre las válvulas cardíacas (principalmente del lado izquierdo) se forman vegetaciones fibrinosas, no bacterianas, pequeñas y blandas, que afectan en especial a enfermos con adenocarcinomas secretores de moco en estadios avanzados. Estas lesiones, llamadas endocarditis trombótica no bacteriana, se describen con mayor detalle en el Capítulo 13 y constituyen una fuente potencial de émbolos que pueden complicar aun más la evolución del paciente.

 Gradación y estadificación de los tumores

Para que sea posible comparar los resultados finales de las distintas formas de tratamiento del cáncer, especialmente entre centros hospitalarios distintos, debe haber cierto grado de comparabilidad entre las neoplasias a estudiar. Debido a ello, se han desarrollado sistemas para expresar, al menos en términos semicuantitativos, el nivel de diferenciación, o grado, y la magnitud de la extensión del cáncer en el paciente, o estadio, como parámetros de la gravedad clínica de la enfermedad.

La gradación de un cáncer se realiza mediante el grado de diferenciación de las células tumorales y por el número de mitosis existentes en el tumor, ya que se admite que estos dos

factores son proporcionales a la agresividad de la neoplasia,

De esta forma, los cánceres se clasifican como grados I a IV, según aumenta su anaplasia. Los criterios para definir cada uno de los grados varían con cada forma de tumor, por lo que no se detallarán aquí, pero en esencia todos intentan juzgar hasta qué punto las células del tumor son parecidas o no a sus contrapartidas normales. Aunque el grado histológico es útil, la correlación entre el aspecto microscópico y el comportamiento biológico no es, mi mucho menos, perfecta. Por tanto, reconociendo este problema y con objeto de evitar una cuantificación falsa, resulta habitual caracterizar a las neoplasias en términos descriptivos, por ejemplo, adenocarcinoma de estómago secretor de moco, bien diferenciado, o tumor maligno retroperitoneal muy ¡ndiferenciado, probablemente sarcoma. En general y con pocas excepciones, como son los sarcomas de los tejidos blandos, el valor clínico de la gradación de los tumores es inferior al de la estadificación.

La estadificación de los cánceres se establece según el tamaño de la lesión primaría, la magnitud de la propagación a los ganglios linfáticos regionales, y la existencia o no de metástasis. En la actualidad existen dos sistemas principales en uso, uno desarrollado por la Union Internationale Contre Cáncer (UICC) y el otro por el American Joint Committee (AJC) on Cáncer Staging. La UICC utiliza el llamado sistema TNM: T para el tumor primario, N para los ganglios linfáticos regionales y M para las metástasis. La estadificación TNM varía con cada forma específica de cáncer, aunque se basa siempre en unos principios generales. A medida que la lesión aumenta de tamaño, pasa de TI a T4. Se añade TO para indicar la lesión in situ. NO significa que no hay afectación ganglionar, y NI a N3 denotan afectación de un número progresivo de ganglios. MO significa que no hay metástasis a distancia, y MI o, a veces, M2 indican la presencia de metástasis hematógenas así como cierta cuantificación de su número.

El sistema AJC recurre a una nomenclatura algo distinta y divide a todos los cánceres en estadios 0 a IV, incorporando a cada uno de estos estadios el tamaño de la lesión primaria y la presencia de extensión ganglionar y de metástasis a distancia. El uso de estos sistemas de estadificación, así como otros detalles, se describen más adelante, con cada uno de los distintos tumores. Sin embargo, merece la pena insistir aquí en que la estadificación de la enfermedad neoplásica ha adquirido gran importancia en la selección de la forma óptima de tratamiento de cada paciente. De hecho, se ha demostrado que el valor clínico de la estadificación es superior al de la gradación.

Diagnóstico analítico del cáncer

Cada año, el enfoque del diagnóstico analítico se hace más complejo y especializado. Los expertos dividen en varios subgrupos a la práctica totalidad de las neoplasias mencionadas en este texto; sin embargo, antes de comenzar a correr debemos aprender a andar. En las secciones siguientes, se intenta presentar el estado actual del tema, evitando detalles sobre los métodos.

Métodos histológico y citológico. En la mayoría de los casos, el diagnóstico de cáncer no es difícil. Los dos extremos del espectro malignidad-benignidad no crean ningún tipo de problema; sin embargo, en los casos intermedios se encuentra una «tierra de nadie», en la que hay que tomar precauciones. Este aspecto ha sido ya suficientemente subrayado, por lo que aquí nos centraremos en los papeles que deben desempeñar los clínicos (a menudo cirujanos) y los anatomopatólogos en el establecimiento de un diagnóstico correcto.

Los clínicos tienden a minusvalorar la importante contribución que hacen al diagnóstico de las neoplasias. Los datos clínicos son imprescindibles para llegar al diagnóstico anatomopatológico. Así, las alteraciones producidas en la piel o en las mucosas por la radiación pueden ser similares al cáncer. Los cortes tomados de una fractura en fase de consolidación pueden ser muy parecidos a un osteosarcoma. Además, el estudio de una lesión sólo será tan bueno como lo permita la muestra sobre la que se hace. Esta debe ser adecuada y representativa y estar bien conservada. Existen varias formas de obtener el material: 1) extirpación o biopsia, 2) aspiración con aguja y 3) extensiones citológicas. Cuando no es posible extirpar una lesión pequeña, la selección del lugar adecuado para hacer una biopsia en un tumor grande debe hacerse teniendo en cuenta que los bordes pueden no ser representativos y que el centro puede estar muy necrótico. En la búsqueda de los linfomas diseminados (que afectan a muchos ganglios linfáticos), los de la región inguinal que drenan grandes áreas del cuerpo suelen mostrar cambios reactivos que pueden enmascarar la afectación neoplásica. Es obvio que la conservación de la muestra es importante, y ello implica acciones tales como su rápida inmersión en un fijador (p. ej., formol), conservación de una parte en fijadores especiales (p. ej., glutaraldehído) para microscopía electrónica o congelación rápida, que permite un estudio óptimo de hormonas o receptores. A veces, es deseable solicitar «biopsias intraoperatorias», por ejemplo, para establecer la naturaleza de una lesión mamaria, o para valorar los márgenes de un cáncer operado y confirmar que se ha extirpado la totalidad de la neoplasia. Con ese método pueden hacerse cortes de una muestra congelada que permiten llegar a un diagnóstico en cuestión de minutos. En manos expertas y competentes, el diagnóstico en congelación es muy exacto, aunque existen algunos ejemplos concretos en los que es necesario contar con el mejor detalle histológico aportado por los métodos habituales, por ejemplo, cuando se plantea la indicación de una cirugía extraordinariamente radical como la amputación de una extremidad. A pesar de los inconvenientes que ello trae consigo, es mejor esperar uno o dos días que efectuar una intervención inadecuada o innecesaria.

Otro método ampliamente utilizado para el diagnóstico de los tumores es la aspiración con aguja fina. El procedimiento consiste en aspirar células y líquido, con una aguja de pequeño calibre, y estudiar el material extraído en una extensión citológica teñida. Este método se utiliza sobre todo para valorar lesiones fácilmente palpables de localizaciones como la mama, el tiroides, los ganglios linfáticos y, con ayuda de agujas especiales, la próstata. Las técnicas modernas de imagen permiten ampliar el método a lesiones de estructuras profundas, por ejemplo, los ganglios linfáticos pélvicos. La aspiración con aguja fina es menos agresiva y más rápida de llevar a cabo que las biopsias con aguja. En manos expertas, es una técnica extraordinariamente fidedigna, rápida y Útil.

Las extensiones citológicas (Pap) constituyen otro método para la detección del cáncer (Capítulo 24). Esta técnica se utiliza ampliamente para detectar el carcinoma del cuello uterino, a menudo en estadio in situ, así como en muchas otras formas de sospecha de malignidad, como, por ejemplo, el carcinoma endometrial, el broncogénico, los tumores de próstata y vejiga, o los carcinomas gástricos, para la identificación de células tumorales en los líquidos abdominal, pleural, articular o cefalorraquídeo y, con menos frecuencia, en otras formas de neoplasia.

Como ya se indicó, las células cancerosas son menos cohesivas y muestran distintas alteraciones morfológicas agrupadas bajo el término de anaplasia. Por tanto, en las células descarnadas pueden valorarse las características de anaplasia que indican su origen canceroso (Figs. 8-47 y 8-48). Al contrario que en el estudio histológico, en este caso el juicio diagnóstico depende de la citología celular individual o, quizá en el mejor de los casos, de un grupo de pocas células, sin el apoyo de las alteraciones arquitectónicas, la falta de orientación de unas células en relación a las otras y (quizá lo más importante) sin pruebas de la capacidad infiltrante de las células. No obstante, este método permite diferenciar entre células normales, displásicas y cancerosas y, además, reconocer las alteraciones celulares características del carcinoma in situ. El control del cáncer cervical es el mejor testimonio del valor del método citológico.

Aunque la histología y la citología exfoliativa siguen siendo los métodos más utilizados en el diagnóstico del cáncer, constantemente se añaden nuevas técnicas al arsenal de los anatomopatólogos quirúrgicos. Algunas, como la inmunohistoquímica, son ya métodos bien establecidos y ampliamente utilizados; otras, como los métodos moleculares, están abriéndose camino con rapidez hacia la categoría de «habitual». Sobre estas modalidades diagnósticas sólo se expondrán algunas nociones.

Inmunocitoquímica. La disponibilidad de anticuerpos monoclonales específicos ha facilitado enormemente la identificación de productos celulares y de marcadores de superficie. A continuación, se exponen ejemplos de la utilidad de la inmunohistoquímica en el diagnóstico o el tratamiento de las neoplasias malignasl27.

• Clasificación de tumores malignos indiferenciados: en muchos casos, la falta de diferenciación de tumores malignos de orígenes distintos hace que sean muy parecidos, lo que dificulta su diferenciación en los cortes teñidos con hematoxilina y eosina. Por ejemplo, algunos carcinomas anaplásicos, linfomas malignos, melanomas y sarcomas pueden tener un aspecto muy similar, pero es necesario identificarlos con exactitud ya que su pronóstico y tratamiento son distintos. Para estos casos, resultan útiles los anticuerpos monoclonales dirigidos contra los filamentos intermedios, ya que las células tumorales contienen a menudo los que son característicos de su estirpe. Por ejemplo, la presencia de queratina, detectada por inmunohistoquímica, indica que se trata de un tumor de origen epitelial (carcinoma) (Fig. 8-49), mientras que la desmina es específica de las neoplasias de origen muscular. Clasificación de leucemias y linfomas: la inmunocitoquímica (en unión con la inmunofluorescencia) resulta también útil para la identificación y clasificación de los tumores surgidos de las células T y B y de las del sistema mononuclear-fagocitario. En el Capítulo 15 se enumeran los distintos anticuerpos monoclonales dirigidos contra los diferentes tipos de células linfohematopoyéticas. • Determinación del lugar de origen de los tumores metastásicos: en muchos pacientes, la primera manifestación del cáncer son las metástasis. En algunos de estos casos, la localización primaria es evidente o resulta fácil de descubrir por sus manifestaciones clínicas o radiológicas. Sin embargo, cuando el origen no está claro, la detección inmunohistoquímica de antígenos específicos de tejidos u órganos en una muestra de la biopsia de un depósito melastásico permitirá identificar el origen del tumor. Por ejemplo, el antígeno prostático específico y la tiroglobulina son marcadores de los tumores de la próstata y el tiroides, respectivamente. • Detección de moléculas con significado pronóstico o terapéutico: la detección inmunohistoquímica de receptores hormonales (estrógenos/progesterona) en las células del cáncer de mama tiene valor pronóstico y terapéutico, ya que estos cánceres pueden responder a un tratamiento con antiestrógenos (Capítulo 25). En general, el pronóstico es mejor en los cánceres de mama provistos de receptores hormonales. También pueden detectarse con inmunohistoquímica los productos proteicos de oncogenes como c~erbB2, siendo de peor pronóstico los cánceres de mama con una expresión excesiva. Diagnóstico molecular. Son varias las técnicas moleculares (algunas establecidas, otras aun en fase de investigación) que se aplican al diagnóstico o, en algunos casos, al pronóstico de los tumores l2li.

• Diagnóstico de las neoplasias malignas. Aunque los métodos moleculares no son fundamentales en el diagnóstico del cáncer, en determinados casos tienen un valor considerable a este respecto. Estas técnicas son útiles para diferenciar las proliferaciones benignas (policlonales) de células T o B de las malignas (monoclonales). Como se expuso en el Capítulo 7, es posible identificar las proliferaciones monoclonales de las células T o B según los reordenamientos clónales de sus genes de receptores de antígenos. Muchas neoplasias hematopoyéticas (leucemias y linfomas) se asocian a translocaciones específicas que activan a los oncogenes. La detección de estas translocaciones, generalmente mediante el análisis citogenético o con la técnica FISH (Capítulo 6), suele ayudar mucho al diagnóstico. En algunos casos, las técnicas moleculares revelan translocaciones u otros reordenamientos no detectables en el estudio citogenético. Así, por ejemplo, la detección de las transcripciones bcr-c-abl mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) permite hacer el diagnóstico de leucemia mieloide crónica, incluso en casos en los que los resultados de la citogenética son negativos. La detección molecular de las translocaciones es también muy útil en el diagnóstico de algunos sarcomas (Capítulo 28), ya que, a menudo, resulta difícil obtener preparaciones cromosómicas de los tumores sólidos. Por ejemplo, muchos sarcomas de la infancia, llamados tumores de células redondas (Capítulo 11) pueden ser difíciles de diferenciar entre sí sólo mediante el estudio morfológico. Utilizando análisis sensibles de translocaciones específicas, basados en la PCR, es fácil llegar al diagnóstico de uno de estos tumores, el sarcoma de Ewing [t(ll;22)(q24;ql2)J129. • Pronóstico de los tumores malignos. Algunas alteraciones genéticas se asocian a un mal pronóstico, por lo que su detección permite estratificar a los pacientes en relación con el tratamiento. Como ejemplo, puede citarse que la amplificación del gen N-myc y las deleciones de I p constituyeron factores de mal pronóstico en los pacientes con neuroblastoma. Estas alteraciones pueden detectarse mediante el análisis citogenético habitual en el 30 % de los casos; en el resto, hay que recurrir a los métodos FISH o PCR.

• Detección de la enfermedad residual mínima. Tras el tratamiento de un paciente con leucemia o linfoma, la monitorización de las secuencias peculiares de ácido nucleico generadas por la translocación pueden amplificarse con una técnica de PCR, lo que permite detectar una enfermedad residual mínima o el inicio de una reactivación. Por ejemplo, la detección de las transcripciones bcr-c-abl con PCR proporciona una medida de las células leucémicas residuales en los pacientes con leucemia mieloide crónica tratados. De igual modo, la detección de las mutaciones específicas de K-ra.v en las muestras de heces de los pacientes tratados de carcinoma de colon permite detectar la posible recidiva del tumor. No se conoce cuál es la importancia clínica de la enfermedad mínima detectada sólo con PCR, pero en este momento se están llevando a cabo varios estudios a este respecto. • Diagnóstico de la predisposición hereditaria al cáncer. Como se comentó anteriormente, las mutaciones de varios genes supresores del cáncer en la línea germinal, entre ellos BRCA1, BRCA2 y el protooncogén RET, se asocian a un riesgo extraordinariamente alto de desarrollo de determinados tipos de cánceres. Por tanto, la detección de los portadores de estas mutaciones en las familias de pacientes afectados o entre las personas con alto riesgo de ser portadores de mutaciones se ha convertido en una medida preventiva importante. En general, estos análisis suelen requerir la detección de una mutación específica (p. ej., del gen RET) o la secuenciación del gen completo (p. ej., BRCAI) en los casos en que se sabe que son varias las mutaciones que pueden asociarse al cáncer. Aunque la detección de las mutaciones es relativamente directa, los aspectos éticos que rodean a este tipo de diagnósticos de presunción son complejos. Al comentar cada uno de los tumores específicos, se citarán algunas otras aplicaciones diagnósticas de la tecnología del DNA recombinante.

Citometría de flujo. La citometría de flujo permite medir, rápidamente y de manera cuantitativa, varias características de las células, como los antígenos de membrana y el contenido en DNA. La identificación de los antígenos de la superficie celular mediante la citometría de flujo se utiliza ampliamente en la clasificación de las leucemias y los linfomas (Capítulo 15). La detección de la ploidía con este tipo de técnica se aplica a muestras procedentes de diversas fuentes, como biopsias quirúrgicas congeladas (de las que puede extraerse el núcleo), derrames pleurales o peritoneales asociados al cáncer, aspirados de médula ósea y células obtenidas por irrigación de la vejiga urinaria. Se sabe que existe una relación entre el contenido anormal de DNA y el pronóstico de distintos tipos de neoplasias malignas. En general, parece que la aneuploidía se asocia a un peor pronóstico en el cáncer de mama en estadios precoces, en el carcinoma de vejiga urinaria, de pulmón, de próstata y colorrectal. Marcadores tumorales. Los marcadores tumorales son indicadores bioquímicos de la presencia de un tumor. Entre ellos se encuentran: antígenos de la superficie celular, proteínas citoplasmáticas, enzimas y hormonas. Sin embargo, en la práctica clínica, el término suele aplicarse a las moléculas que pueden detectarse en el plasma u otros líquidos orgánicos ,3°. No puede considerarse que los marcadores tumorales constituyan un método fundamental para el diagnóstico del cáncer. Su utilidad principal en la medicina clínica es la de una prueba analítica que apoya el diagnóstico. Algunos de ellos son también útiles para establecer la respuesta al tratamiento y para indicar las recidivas durante el período de seguimiento.

Se han descrito muchos marcadores tumorales y cada año aparecen otros nuevos. Sin embargo, sólo algunos resisten la prueba del tiempo y demuestran ser útiles en la clínica. La aplicación específica de distintos marcadores, recogidos en la Tabla 8-12, se considerará con cada una de las formas concretas de tumores estudiadas en otros capítulos; aquí sólo se comentarán dos ejemplos de ellos ampliamente utilizados.

El antígeno carcinoembrionario (CEA), normalmente producido por los tejidos embrionarios del intestino, el páncreas y el hígado, es una glucoproteína compleja que elaboran muchas neoplasias distintas. Dependiendo de la concentración sérica que se considere elevación significativa, se describe como positivo en el 60 a 90 % de los carcinomas colorrectales, en el 50 a 80 % de los pancreáticos y en el 25 a 50 % de los gástricos y mamarios. Se han comunicado elevaciones mucho menos constantes del CEA en otras muchas formas de cáncer. Además, esta sustancia también asciende en muchas enfermedades no tumorales, como la cirrosis alcohólica, la hepatitis, la colitis ulcerosa, la enfermedad de Crohn y otras. En ocasiones, incluso se detectan elevaciones del antígeno en personas aparentemente sanas. Por tanto, la determinación del CEA no tiene ni la sensibilidad ni la especificidad requeridas para la

detección precoz del cáncer. Los niveles preoperatorios del CEA tienen cierta influencia en el pronóstico, ya que su valor es proporcional a la carga tumoral existente en el organismo. En el cáncer de colon, los niveles son proporcionales al sistema de gradación de Dukes (Capítulo 18), de uso muy difundido. En los pacientes con cánceres de colon y CEA positivo, la presencia de niveles elevados de éste a las 6 semanas del tratamiento indican la presencia de enfermedad residual. Una nueva elevación del CEA anuncia una recidiva de la enfermedad, de manera que a menudo la elevación del marcador precede a la aparición de enfermedad clínicamente detectable. El CEA sérico es útil también para el control del tratamiento del cáncer de mama metastásico.

La a-fetoproteína (AFP) es otro marcador tumoral bien conocido (Capítulos 19 y 23). Se trata de una glucoproteína sintetizada normalmente, al comienzo de la vida fetal, en el saco vitelino y en el hígado e intestino fetales. En los adultos con cáncer hepático o con tumores de células germinales del testículo, suelen encontrarse cifras plasmáticas anormalmente elevadas. Lo mismo que sucede con el CEA, ciertas enfermedades no neoplásicas, como la cirrosis, la lesión hepática tóxica, la hepatitis y el embarazo (sobre todo, en caso de sufrimiento o muerte fetales), pueden producir elevaciones plasmáticas mínimas o moderadas de la AFP. Sin embargo, a pesar de estos problemas de especificidad, la elevación importante de la AFP plasmática resulta de gran utilidad como indicador de los carcinomas hepatocelulares y de los tumores de células germinales del testículo. Estos niveles declinan rápidamente tras la extirpación quirúrgica del cáncer hepático o tras el tratamiento de los tumores de células germinales. Las determinaciones sucesivas postratamiento de la AFP (y de la gonadotropina coriónica humana) en los pacientes con tumores de células germinales del testículo es un índice sensible de la respuesta al tratamiento y del desarrollo de recidivas.