Genética del cáncer
¿Es el cáncer una enfermedad genética?
Sí, el cáncer es una enfermedad genética. El cáncer ocurre a causa de cambios en los genes que controlan la manera en que las células se forman y se multiplican. Las células son los componentes básicos del cuerpo. Cada célula contiene una copia de los genes de la persona, que le sirve de manual de instrucciones.
Los genes son secciones de ácido desoxirribonucleico (ADN) que transportan las instrucciones para crear una o varias proteínas. Los científicos descubrieron cientos de cambios en el ADN y en los genes que hacen que el cáncer se forme, crezca y disemine. Estos cambios genéticos se llaman variantes, mutaciones o alteraciones.
Los cambios genéticos relacionados con el cáncer ocurren por los siguientes motivos:
- Errores aleatorios (casuales) en el ADN durante la multiplicación de las células
- Alteraciones en el ADN debido a carcinógenos en el ambiente, como las sustancias químicas en el humo del tabaco, los rayos ultravioleta (UV) del sol y el virus del papiloma humano (VPH)
- Cambios en los genes que se heredan de la madre o el padre
El ADN cambia por un error aleatorio o por un carcinógeno. Estos cambios aparecen en cualquier momento de la vida, incluso estando en el vientre de la madre. Aunque la mayoría de los cambios genéticos no son dañinos por sí solos, la acumulación de cambios genéticos a lo largo de los años podrían hacer que las células sanas se vuelvan cancerosas. La gran mayoría de los cánceres surgen así, por casualidad, como resultado de este proceso a lo largo del tiempo.
¿Es hereditario el cáncer?
El cáncer en sí no se pasa de la madre y el padre a los hijos. Tampoco son hereditarios los cambios genéticos en las células tumorales. Pero es posible que un cambio genético que aumenta el riesgo de cáncer se herede si está en los óvulos o los espermatozoides.
Por ejemplo, si la madre o el padre transmiten una mutación en el gen BRCA1 o el gen BRCA2, el hijo o la hija corren un riesgo mucho más alto de presentar cáncer de mama y de otros tipos. Por eso, a veces parece que hay cáncer en una familia. Hasta un 10 % de los casos de cáncer son a causa de cambios genéticos heredados. Si alguien hereda un cambio genético relacionado con el cáncer, no significa que es definitivo que tendrá cáncer. Significa que tiene un aumento del riesgo de cáncer.
¿Qué es un síndrome de cáncer familiar?
Un síndrome de cáncer familiar, que también se llama síndrome de cáncer hereditario, es una enfermedad rara por la que muchos miembros de una familia corren un riesgo mayor que el promedio de tener uno o varios tipos de cáncer. Este tipo de síndrome lo causan las variantes genéticas heredadas que están en ciertos genes relacionados con el cáncer.
Con algunos síndromes de cáncer familiar, las personas suelen tener cáncer a una edad temprana u otros problemas de salud que no se relacionan con el cáncer. Por ejemplo, la poliposis adenomatosa familiar (PAF) es un síndrome de cáncer familiar que ocurre debido a ciertos cambios hereditarios en el gen APC. Es mucho más probable que las personas con PAF tengan cáncer colorrectal a una edad temprana, además del riesgo de tener otros tipos de cáncer.
Pero no todos los cánceres que aparecen en una familia son por un síndrome de cáncer familiar. Podrían tener el mismo tipo de cáncer si los familiares comparten un ambiente o ciertos hábitos, como la exposición a la contaminación ambiental o el uso del tabaco. Incluso, solo por coincidencia, muchos familiares podrían tener un cáncer que es común, como el cáncer de próstata. El cáncer también podría aparecer en una familia si las personas tienen una combinación de muchas variantes genéticas, aunque cada variante sea de un riesgo muy bajo de cáncer.
¿Cómo los cambios genéticos causan cáncer?
Los cambios genéticos llevan al cáncer si alteran la forma en que las células se multiplican y diseminan. La mayoría de los cambios en el ADN ocurren en los genes, que son secciones de ADN que contienen las instrucciones para crear proteínas o ácido ribonucleico (ARN), como el micro ARN.
Por ejemplo, algunos cambios en el ADN suben las concentraciones de las proteínas que avisan a las células que se sigan multiplicando. Otros cambios en el ADN bajan las concentraciones de las proteínas que avisan a las células que dejen de multiplicarse. Y algunos cambios en el ADN frenan las proteínas que avisan a las células que se autodestruyan cuando están dañadas.
Los científicos piensan que, para que una célula sana se vuelva cancerosa, se necesita más de un cambio en el ADN. En las personas que heredan un cambio genético relacionado con el cáncer, se necesitan menos cambios adicionales para que se forme el cáncer. Pero quizás nunca tengan estos cambios o nunca tengan cáncer.
A medida que las células cancerosas se multiplican, adquieren más cambios de ADN con el tiempo. Dos células cancerosas en el mismo tumor podrían presentar diferentes cambios de ADN. Además, cada persona con cáncer posee una combinación única de ADN en el cáncer.
Hay muchos tipos de cambios genéticos que conducen al cáncer. Un cambio genético, que se llama mutación o variante genética en el ADN, es un cambio en el código del ADN, como si fuera una falta ortográfica en la secuencia de letras del ADN. Algunas variantes solo afectan a una letra del ADN, que se llama nucleótido. A veces falta un nucleótido o lo reemplaza otro nucleótido. Estas se conocen como mutaciones puntuales. Por ejemplo, alrededor del 5 % de las personas con cáncer tienen una mutación puntual en el gen KRAS que reemplaza la letra G por la A en el ADN
Notificación de salida
Este cambio de una sola letra crea una proteína KRAS anormal que ordena a las proteínas que se multipliquen todo el tiempo. Los cambios genéticos que causan cáncer también ocurren cuando los segmentos de ADN (que a veces son muy grandes) se reordenan, eliminan o copian. Estos se llaman reordenamientos cromosómicos.
Por ejemplo, la mayoría de las leucemias mielógenas crónicas (un cáncer de la sangre) son por un reordenamiento cromosómico que coloca parte del gen BCR al lado del gen ABL. Este reordenamiento produce una proteína anormal, llamada BCR-ABL, que lleva a que las células de la leucemia se multipliquen sin control.
Algunos cambios en el ADN que causan cáncer ocurren fuera de los genes, en secciones de ADN que actúan como interruptores de "encendido" y "apagado" (que activan o desactivan) los genes cercanos. Por ejemplo, algunas células cancerosas de encéfalo poseen numerosas copias de los interruptores de encendido al lado de los genes que estimulan el crecimiento celular.
Otros cambios en el ADN son los cambios epigenéticos, que también causan cáncer. A diferencia de las variantes genéticas, los cambios epigenéticos (epimutaciónes) no afectan el código del ADN y quizás sean reversibles. Estos cambios epigenéticos afectan la forma en que el ADN se empaqueta o pliega dentro del núcleo. Al cambiar el empaquetamiento del ADN, los cambios epigenéticos alteran la cantidad de proteína que produce un gen. Algunos cambios y sustancias químicas en el ambiente que generan cambios genéticos también causan cambios epigenéticos. Estas sustancias incluyen el humo del tabaco, metales pesados como el cadmio y el virus de Epstein-Barr.
Células normales
En el ámbito de la biología, es la unidad más pequeña que puede vivir por sí sola. Forma todos los organismos vivos y los tejidos del cuerpo. Las tres partes principales de la célula son la membrana celular, el núcleo y el citoplasma. La membrana celular rodea la célula y controla las sustancias que entran y salen. Dentro de la célula está el núcleo que contiene el nucléolo y la mayor parte del ADN celular, además es donde se produce casi todo el ARN. El citoplasma es el líquido del interior de la célula que contiene otros elementos diminutos con funciones específicas, como el aparato de Golgi, las mitocondrias y el retículo endoplasmático. En el citoplasma ocurren la mayoría de las reacciones químicas, y también es donde se elaboran la mayoría de las proteínas. El cuerpo humano tiene más de 30 billones de células. Partes de una célula. La célula está rodeada por una membrana, con receptores en la superficie; además, tiene varias estructuras pequeñas en su interior, como el núcleo, las mitocondrias, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi. Estas desempeñan funciones específicas en la célula.
Células cancerosas
Término que describe las enfermedades en las que hay células anormales que se multiplican sin control e invaden los tejidos cercanos. Es posible que las células de las neoplasias malignas también se diseminen a otras partes del cuerpo a través de los sistemas sanguíneo y linfático. Hay varios tipos de neoplasias malignas. El carcinoma es una neoplasia maligna que empieza en la piel o en los tejidos que revisten o cubren los órganos internos. El sarcoma empieza en el hueso, el cartílago, la grasa, el músculo, los vasos sanguíneos u otro tejido conjuntivo o de sostén. La leucemia afecta los tejidos donde se forman las células sanguíneas, como la médula ósea, y hace que se produzcan muchas células sanguíneas anormales. El linfoma y el mieloma múltiple afectan las células del sistema inmunitario. Las neoplasias malignas del sistema nervioso central empiezan en los tejidos del encéfalo y la médula espinal. También se llama cáncer.
Diferencias entre las células cancerosas y las células normales
Las células cancerosas son muy distintas de las células normales. Por ejemplo:
- Las células cancerosas se originan sin recibir señales de que se deben formar. Las células normales solo se forman cuando reciben estas señales.
- Las células cancerosas no hacen caso a las señales que indican a las células que dejen de multiplicarse o que deben destruirse. Este proceso se llama muerte celular programada o apoptosis.
- Las células cancerosas invaden áreas cercanas y se diseminan a otras áreas del cuerpo. Las células normales dejan de multiplicarse cuando se encuentran con otras células, y la mayoría de las células normales no se mueven a otras partes del cuerpo.
- Las células cancerosas hacen que los vasos sanguíneos crezcan en dirección a los tumores. Estos vasos sanguíneos llevan oxígeno y nutrientes a los tumores y quitan los productos de desecho de los tumores.
- Las células cancerosas se esconden del sistema inmunitario. El sistema inmunitario suele destruir las células dañadas o anormales.
- Las células cancerosas engañan al sistema inmunitario para seguir vivas y multiplicarse. Algunas células cancerosas incluso logran que las células inmunitarias protejan el tumor en vez de atacarlo.
- Las células cancerosas incorporan numerosos cambios en los cromosomas, como partes del cromosoma que se repiten o faltan. Algunas células cancerosos tienen el doble de cromosomas normales.
- Las células cancerosas dependen de nutrientes que son distintos a los que necesitan las células normales. Además, algunas células cancerosas crean energía de los nutrientes de formas diferentes a las que usan la mayoría de las células normales. Esto permite que se multipliquen mucho más rápido.
Muchas veces, las células cancerosas necesitan muchísimo de estos comportamientos anormales que no pueden sobrevivir sin estos. Por eso los investigadores aprovechan para idear terapias que apuntan a las características anormales de las células cancerosas. Por ejemplo, algunas terapias de cáncer evitan que los vasos sanguíneos crezcan en dirección a los tumores, y esto evita que el tumor consiga los nutrientes que necesita.
Síntesis de proteínas
Al combinar el estudio de genes y proteínas en tumores de cáncer de colon humano, los científicos han descubierto nuevas características de la enfermedad que consideran que tienen el potencial para orientar estrategias de tratamiento novedosas. El estudio integrado de genes y proteínas, llamado proteogenómica, es un área relativamente nueva de investigación destinada a proporcionar a los investigadores una mayor comprensión de la biología, que no se puede adquirir mediante el estudio de los genes por sí solos.
Los científicos analizaron exhaustivamente los “perfiles” génicos y proteínicos de los tumores de colon de más de 100 personas, e identificaron varias proteínas que parecen impulsar la proliferación del cáncer de colon y que pueden ser posibles puntos de ataque farmacológicos. En el 2014, el equipo del CPTAC completó el primer estudio proteogenómico a gran escala sobre el cáncer de colon, que se enfocó en las características básicas de los tumores de colon.
“Uno de los principales objetivos de este nuevo estudio fue responder esta pregunta: ¿Podemos usar la integración proteogenómica para orientar las terapias?”, dijo el investigador principal, el doctor Bing Zhang, de la Facultad de Medicina de Baylor en Houston.
¿Por qué estudiar proteínas?
No hay duda de que el estudio de los genes ha revelado una gran cantidad de información sobre la biología del cáncer. Por ejemplo, los científicos han utilizado datos genéticos de tumores para pronosticar cómo los cambios de ADN pueden afectar el comportamiento de las células cancerosas, como la proliferación irrefrenable.
Sin embargo, el ADN da origen al ARN que, a su vez, genera proteínas y estas son las que en realidad dirigen el comportamiento celular, destacó el doctor Zhang.
Una advertencia importante de los estudios genéticos es que el salto de los datos genéticos al comportamiento celular no siempre es sencillo porque las “mutaciones genéticas no siempre producen el cambio pronosticado en la proteína correspondiente”, explicó el doctor Rodríguez. “Y hay muchos otros factores que influyen en la actividad proteínica y que contribuyen al comportamiento tumoral”.
Además, en los estudios se ha determinado que los datos de ADN y ARN no son “suficientes, por sí solos, para dictar la elección óptima de fármacos contra el cáncer para tratar el tumor de un paciente específico en la mayoría de los casos”, escribieron los doctores Jung-Kuei Chen y Michael Yaffe, del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer en MIT, en un comentario adjunto en Cell.
Además, la gran mayoría de los fármacos contra el cáncer se dirigen a las proteínas, no a los genes, señaló el doctor Zhang, así que los estudios de proteínas posiblemente sean más adecuados para identificar nuevos puntos de ataque farmacológicos.
Bibliografía:
- Instituto Nacional del Cáncer. (2022). Genética del cáncer. Cancer.gov
- Cell biology: Unconventional translation in cáncer. Marianne Terndrup Pedersen and Kim B. Jensen. Biotech Research and Innovation Centre, University of Copenhagen, DK-2200 Copenhagen, Denmark.
- Instituto Nacional del Cáncer. (2022). El estudio conjunto de genes y proteínas revela nuevos detalles sobre el cáncer de colon. Cancer.gov
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