Las células cancerosas tienen ciertas características que las diferencian de las células normales y al mismo tiempo esas características son las que les dan las capacidades para reproducirse en forma descontrolada hasta formar un tumor visible o generar problemas de salud. En este post describo en detalle 6 características de las células cancerosas, que son distintivas.
Las células cancerosas han sufrido alteraciones en el ADN
Hoy en día después de muchos años de investigaciones se tiene una base de conocimiento rica y compleja que revela que el cáncer es una enfermedad que se produce como resultado de alteraciones sucesivas en el ADN de algunas células y que les da la capacidad de reproducirse sin control. Esto se ha podido comprobar a través de estudios en células cancerosas humanas y en modelos con animales.
En este documento desarrollo 6 características de las células cancerosas, que adquieren en su proceso de transformación desde células normales, en pasos sucesivos.
Dichas 6 características de las células cancerosas les otorgan capacidades para “evitar” los controles que tiene el organismo en forma natural y les permiten no sólo reproducirse en forma descontrolada sino también conseguir los nutrientes que necesitan para sobrevivir.
Algo que se sabe es que la tumorigénesis en humanos (formación del cáncer) es un proceso de varios pasos y que estos pasos corresponden con alteraciones genéticas sucesivas que impulsan la transformación progresiva de células humanas normales en células cancerosas.
6 características de las células cancerosas
Antes de continuar con el desarrollo de las características de las células cancerosas es necesario asegurar de que todos tenemos claro que el ciclo de vida de las células humanas tiene ciertos puntos de control, denominados circuitos reguladores. Esto significa que la célula considera esos factores cuando decide si avanza o no en el ciclo celular. Esos factores incluyen señales externas (como las señales moleculares) e internas (como el daño del ADN).
La presencia de esos circuitos puede desencadenar eventos clave tales como la replicación del ADN o la separación de los cromosomas. También se cercioran de que los eventos del ciclo celular ocurran en el orden correcto, de acuerdo con el ciclo celular.
Dado que existen muchos tipos y subtipos de cáncer, lo anterior nos puede suscitar una serie de preguntas como: ¿Cuántos circuitos reguladores distintos de una célula deben alterarse para que se vuelva cancerosa? o ¿Las células de distintos tipos de cáncer sufren las mismas alteraciones?
Lo que se cree es que todos los tipos de células cancerosas muestran seis alteraciones esenciales en la fisiología celular, de acuerdo con lo siguiente:
- Autosuficiencia en las señales de crecimiento,
- Falta de sensibilidad a las señales inhibidoras del crecimiento (anticrecimiento),
- Evasión de las señales programadas de muerte celular (apoptosis),
- Potencial replicativo ilimitado,
- Angiogénesis sostenida e
- Invasión y metástasis tisular.
Cada uno de estos cambios fisiológicos (capacidades novedosas adquiridas durante el desarrollo del tumor) representa la ruptura exitosa de un mecanismo de defensa anticancerígeno, integrado en células y tejidos. La idea es que las seis capacidades son compartidas por la mayoría y quizás por todos los tipos de tumores humanos. A continuación describo cada una de las 6 características de las células cancerosas:
1. Autosuficiencia en las señales de crecimiento
Para crecer, las células normales necesitan de señales específicas a través de diversas moléculas y factores de crecimiento estimulantes. Hasta donde se sabe, ningún tipo de célula normal puede crecer y proliferar en ausencia de esas señales.
Las células cancerosas o tumorales no necesitan de esos estímulos para crecer y reproducirse, es más se cree que generan muchas de sus propias señales de crecimiento. De esa manera se altera el equilibrio en el cuerpo (homeostasis) y las células dejan de tener un comportamiento adecuado.
Se sospecha que en todos los tumores humanos está presente algún tipo de desregulación en las vías de señalización del crecimiento. Aunque este punto es difícil de demostrar rigurosamente en la actualidad, existen muchas señales que apuntan en ese sentido.
Se sabe hoy en día que la desregulación del crecimiento dentro de un tumor debe explicarse considerando las contribuciones de las células auxiliares presentes en un tumor, como los fibroblastos (células que contribuyen a la formación de tejido conectivo) y las células endoteliales (células de las paredes interiores de los vasos). Estas células tienen un papel importante en la proliferación de las células cancerosas.
En un tejido normal, las células son inducidas a crecer por sus vecinas a través de distintas señales. Es probable que la señalización de crecimiento célula a célula ocurra también en la amplia mayoría de tumores humanos, virtualmente todos están compuestos de distintos tipos de células que aparentemente se comunican entre sí.
2. Falta de sensibilidad a las señales anticrecimiento
Un tejido normal está sometido a múltiples señales que buscan limitar el crecimiento celular y mantener la homeostasis. Se les denomina señales inhibidoras del crecimiento o anticrecimiento.
Las señales anticrecimiento pueden bloquear la proliferación mediante dos mecanismos distintos. Por un lado, las células pueden verse obligadas a salir del ciclo de reproducción activo y pasar al estado de reposo, del que pueden salir en alguna ocasión futura al activarse las señales que lo permitan. Por otro lado, se puede inducir a las células a abandonar permanentemente su potencial de crecer y reproducirse, haciéndolas entrar en un estado estable fuera del ciclo celular, denominado estado post mitótico.
Las células cancerosas incipientes deben evadir estas señales anticrecimiento para poder prosperar. Gran parte de los circuitos que permiten a las células normales responder a las señales anticrecimiento están asociados con el reloj del ciclo celular. Las células monitorean su entorno externo y sobre la base de las señales detectadas deciden si proliferan, permanecen inactivas o entran en un estado posmitótico.
La conclusión es que en la mayoría de los cánceres humanos el circuito anticrecimiento está interrumpido de una forma u otra.
3. Evadir la apoptosis
La apoptosis es el proceso de muerte celular programada. La apoptosis utiliza una serie de procesos moleculares en la célula que conducen a su muerte. Este es un método que el cuerpo usa para deshacerse de células innecesarias o defectuosas. Para que las poblaciones de células tumorales puedan expandirse en número más allá de lo que lo hacen las células normales (como ocurre con la aparición de un tumor), necesitan evitar el proceso de apoptosis.
Las observaciones acumuladas en los últimos años indican que la muerte celular programada (apoptosis) está presente en forma latente en prácticamente todos los tipos de células del cuerpo. Una vez activado por una variedad de señales fisiológicas, este programa se desarrolla con precisión en una serie de pasos.
Una vez que las células mueren, son engullidas por células cercanas y desaparecen, normalmente en 24 horas.
Cada vez hay más evidencia, principalmente a partir de estudios en modelos en animales y en células cultivadas, de que la resistencia adquirida hacia la apoptosis es un sello distintivo de la mayoría y quizás de todos los tipos de cáncer.
Lo que se conoce es que la apoptosis en una célula puede ser gatillada por la presencia de mutaciones que indican una potencial célula cancerosa. De hecho, la eliminación de esas células potencialmente cancerosas mediante apoptosis puede representar el medio principal por el cual las células que han mutado se eliminan continuamente de los tejidos del cuerpo.
4. Potencial de reproducción ilimitado
Las tres características de las células cancerosas tratadas anteriormente conducen a una desconexión entre la programación del crecimiento de una célula y las señales de su entorno. En principio, la mencionada desregulación debería ser suficiente para permitir la generación de vastas poblaciones de células cancerosas y por consiguiente la formación de un tumor.
Sin embargo, las investigaciones realizadas durante los últimos años indican que esas alteraciones en la programación, por sí solas, no garantizan un crecimiento descontrolado de células que den lugar a un tumor.
Muchos y quizás todos los tipos de células de mamíferos llevan una programación intrínseca y autónoma que limita su multiplicación. Este programa parece funcionar independientemente de las señales que intercambia la célula con su entorno, de acuerdo con lo mencionado antes. Por lo tanto, para que un conjunto de células cancerosas se reproduzcan descontroladamente hasta formar un tumor que ponga en peligro la vida, se necesita también alterar dicho programa.
Las observaciones en cultivos de células indican que varios tipos de células humanas normales tienen capacidad para entre 60 y 70 duplicaciones o reproducciones.
En el supuesto de que un conjunto de células cancerosas tuviera esa misma capacidad de reproducción, estas podrían expandirse a números que exceden ampliamente el número de células en el cuerpo humano. Por lo tanto, no queda claro que la limitación en la capacidad de reproducción celular sea en realidad un impedimento para el surgimiento de un cáncer.
Entonces, resulta paradójico que las células cancerosas exhiban una capacidad para evadir la programación de apoptosis y que aún así la acumulación de células no llegue a ser tan grande, de acuerdo con lo calculado en el párrafo anterior. La explicación pasa porque las células cancerosas que se acumulan evidencian apoptosis crónica y generalizada, como consecuencia del desgaste celular considerable que experimentan.
El otro aspecto que interviene es la longitud de los telómeros. Los telómeros son estructuras que se ubican en los extremos de un cromosoma. Cada vez que una célula se divide, los telómeros pierden una pequeña cantidad de ADN y se acortan. Con el tiempo, los cromosomas se dañan y las células mueren. En las células cancerosas los telómeros se mantienen a una longitud superior a un umbral crítico y esto a su vez permite su multiplicación ilimitada.
5. Angiogénesis sostenida
El oxígeno y otros nutrientes que son llevados a todo el organismo por los vasos sanguíneos, son cruciales para el funcionamiento de las células. Por ello para poder sobrevivir, prácticamente todas las células de un tejido deben estar ubicadas a menos de 100 μm de un vaso sanguíneo (equivalente a la décima parte de un mm).
Durante el proceso de formación de los órganos, esta cercanía está garantizada por que el crecimiento de los vasos y de los tejidos de los órganos se realiza en forma coordinada. Una vez que está formado un tejido, el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos que lleva el nombre de proceso de angiogénesis, es transitorio y cuidadosamente regulado.
Debido a esta dependencia de los capilares cercanos para que las células puedan obtener oxígeno y nutrientes, suena razonable pensar que en el proceso de formación de tumores, las células cancerosas tuvieran una capacidad intrínseca para estimular el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos.
De acuerdo con las evidencias, en un tumor incipiente las células cancerosas carecen de capacidad angiogénica, por lo que sus posibilidades de expansión son limitadas. No obstante, se cuenta con evidencias científicas con relación a que diferentes tipos de células tumorales utilizan distintas estrategias moleculares para activar el proceso de angiogénesis, lo que les permite reproducirse más rápido y por consiguiente formar un tumor.
6. Invasión de tejidos y metástasis
En algún momento durante el desarrollo de la mayoría de los tipos de cáncer, puede ocurrir que algunas de las células de un tumor se separan y se desplazan a ubicaciones distantes del organismo, potencialmente formando nuevas colonias separadas del tumor principal, en lo que se denominan metástasis. Las metástasis son la causa del 90% de las muertes por cáncer en humanos.
La capacidad de invasión y metástasis permite a las células cancerosas escapar del tumor principal y colonizar nuevos terrenos en el cuerpo donde, al menos inicialmente, los nutrientes y el espacio no son un aspecto limitante.
Al igual que la formación del tumor primario, la invasión y la metástasis exitosas dependen de las otras cinco capacidades distintivas adquiridas.
La invasión y la metástasis son procesos sumamente complejos y sus determinantes genéticos y bioquímicos aún no se comprenden completamente. A nivel mecanicista son procesos estrechamente relacionados, lo que justifica su asociación entre sí como una capacidad general de las células cancerosas. Ambos utilizan estrategias operativas similares, que implican cambios en el acoplamiento físico de las células a su microambiente.
De acuerdo con lo visto anteriormente y en base a la evidencia disponible, las seis capacidades previamente descritas se adquieren durante el curso de la progresión del tumor, directa o indirectamente a través de cambios en el ADN de las células.
Los científicos tienen razones para pensar de que el proceso de mutación genética per se no es suficiente para explicar la ocurrencia de las mutaciones necesarias para dar lugar a una célula cancerosa, en el espacio de tiempo que dura una vida humana promedio.
Sin embargo, como sabemos el cáncer ocurre con frecuencia en la población humana. Esto lleva a algunos a argumentar que debe darse otra condición adicional para que ese proceso de mutaciones se lleve a cabo en el lapso de algunas décadas, como ocurre en la realidad. Una de las hipótesis es que el ADN de las células cancerosas adquiere una mayor capacidad de mutación.
Se entiende como inestabilidad genómica el incremento en la tendencia a presentar mutaciones (alteraciones) en el ADN u otros cambios genéticos que aparecen durante la división celular, como los que ocurren en el desarrollo de células cancerosas.
La causa de la inestabilidad genómica son defectos en determinados procesos que controlan la forma en que la célula se divide. Ejemplos de estos defectos son las mutaciones en determinados genes que participan en la reparación del daño al ADN o los errores que no se corrigen cuando el ADN se copia en la célula.
Esta característica adquirida de inestabilidad genómica la presento aparte de las seis otras capacidades adquiridas asociadas y constituye el medio que permite que las poblaciones de células premalignas adquieran esas otras 6 características.
Diferentes posibilidades para el desarrollo del cáncer
Los caminos que siguen las células para volverse malignas son muy variables. Por lo tanto, la adquisición de capacidades biológicas como la resistencia a la apoptosis, la angiogénesis sostenida y el potencial replicativo ilimitado pueden aparecer en diferentes momentos de la evolución.
En consecuencia, la secuencia particular en la que se adquieren las capacidades puede variar ampliamente, tanto entre tumores del mismo tipo como entre tumores de diferentes tipos.
Además, una alteración específica en el ADN puede tener distintos efectos sobre la adquisición de esas capacidades en una célula. En ciertos tumores puede contribuir sólo parcialmente a la adquisición de una sola capacidad, mientras que en otros este evento puede ayudar a la adquisición simultánea de varias capacidades distintas.
Si te interesa este tema puedes leer ¿Cómo se produce el cáncer?, en este mismo sitio.
