Genética del Cáncer

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Genética del Cáncer
por Elizabeth Peterson, MFA
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El cáncer es el resultado de mutaciones genéticas que pueden ser causadas por numerosos factores. Por ejemplo,
la exposición repetida a ciertos tipos de radiación o a ciertos químicos dañinos podría desencadenar una sola
mutación genética, la cual, cuando se multiplica sobre muchas generaciones de células, da como resultado cáncer.
En esta sección, discutiremos los diferentes tipos de mutaciones genéticas que podrían conllevar a cáncer y los
diferentes tipos de agentes que podrían causar estas mutaciones genéticas.
Genética del Cáncer
Cada uno de sus genes consta de una pieza de ADN, la cual está compuesta por dos tendencias químicas que dan
vuelta entre sí para formar una doble hélice. Cada tendencia de ADN está construida por millones de bloques
químicos de construcción llamados bases. Estas bases (sólo hay cuatro, abreviadas A, T, G, y C), se pueden
arreglar en cualquier secuencia. La secuencia de las bases en un gen dado, determina el mensaje que contiene ese
gen, justo como las letras del alfabeto se combinan de diferentes maneras para formar palabras y oraciones. Estas
oraciones genéticas son las instrucciones (codificación) que necesita cada célula en su cuerpo para construir las
proteínas que requiere para funcionar. Un gen codifica para una proteína. La imagen 1 ilustra la estructura del
ADN.
Imagen 1: estructura del ADN
Mutaciones Genéticas
Las mutaciones son cambios en la composición de un gen, y pueden ocurrir de varias formas. El tipo más simple
de mutación involucra un cambio en una sola base junto con la secuencia de un gen en particular; muy parecido a
una falta de ortografía en una palabra. En otros casos, se pueden agregar o eliminar una o más bases. Algunas
veces, se repiten, eliminan, o mueven accidentalmente grandes segmentos de una molécula de ADN.
Como los genes normales, los genes mutados dirigen la producción de varias proteínas que controlan el
comportamiento celular. Algunas veces, estas proteínas controlan otros genes al encenderlos o apagarlos, de esa
manera dando como resultado cambios en la manera en la que una célula funciona o se reproduce por sí misma.
En la célula mutada, con frecuencia estas proteínas están alteradas o sobre expresadas estructuralmente. Se cree
que estos cambios en la producción de proteínas son responsables de muchas de las características de la célula
cancerosa, como el crecimiento celular descontrolado o la pérdida de inhibición por contacto. También pueden
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afectar la sensibilidad de la célula a la quimioterapia o radiación.
Existen dos categorías generales de las mutaciones genéticas:
Mutaciones hereditarias
Mutaciones adquiridas
Las mutaciones hereditarias son heredadas de los padres, y por lo tanto, existen prácticamente en todas las células
del cuerpo. Las mutaciones hereditarias se transmiten de generación en generación y se cree que son la causa de
sólo un pequeño porcentaje de casos de cáncer. En general, el cáncer no se considera una enfermedad hereditaria
debido a que del 80% al 90% de los casos de cáncer ocurren en personas sin antecedentes familiares considerables
de cáncer. La presencia de una mutación genética particular vinculada con el cáncer no garantiza que usted
contraerá ese cáncer, pero podría incrementar su riesgo sustancialmente. Por ejemplo, se cree que
aproximadamente el 5% de los casos de cáncer de seno se deben a herencia de uno o más genes de susceptibilidad
al cáncer de seno (llamadas mutaciones BRCA) que se transmiten de una generación a la siguiente. Usted
conocerá más acerca de las causas genéticas de cáncer posteriormente en esta sección.
Las mutaciones adquiridas ocurren cuando el ADN en una célula cambia durante la vida de una persona. Esto
puede ser causado por la exposición a factores ambientales ( carcinógenos) como la radiación o los químicos
tóxicos, o quizás, incluso como consecuencia del proceso de envejecimiento. Debido a que estas mutaciones no
son hereditarias, no se pueden transmitir de generación en generación. Usted conocerá más acerca de las varias
causas ambientales de cáncer posteriormente en esta sección.
Mutagénesis
La mutagénesis hace referencia al proceso por el cual los genes mutan. Las mutaciones pueden ser causadas por
agentes que dañan al ADN, como los subproductos del cigarro, y la radiación. También pueden ser causadas por
errores espontáneos que ocurren durante la replicación del ADN que precede a la división celular.
Por ejemplo, como aprendió anteriormente, los factores de crecimiento y los factores inhibidores de crecimiento
desempeñan importantes funciones en la regulación del crecimiento celular. Si ocurre una mutación genética
durante la replicación de ADN que interrumpe la producción de un factor particular de crecimiento, o que
disminuye la sensibilidad celular a ella, el equilibrio entre la producción celular y se interrumpe la apoptosis. Este
tipo de mutación genética, en efecto, está cambiando el índice de división celular al alterar el número o
comportamiento de las proteínas responsables de los factores reguladores de crecimiento.
Existen tres categorías principales de mutaciones genéticas causantes de cáncer:
Oncogenes
Genes supresores de tumores
genes de reparación de ADN
Los oncogenes son formas anormales de los genes que regulan el crecimiento celular. Los oncogenes contribuyen
al desarrollo de cáncer al dar instrucciones a las células para que produzcan proteínas que estimulen en
crecimiento y división celular excesivos. Un gen denominado gen ras, por ejemplo, es responsable de producir la
proteína ras. La proteína ras regula la división celular. Generalmente, en células sanas, el gen ras está inactivo y
no desencadena la producción de la proteína ras. Sin embargo, en células cancerosas, el gen se activa (a causa de
mutaciones adquiridas) e indica que las células se dividan incluso cuando no deberían. En aproximadamente el
25% de todos los casos de cáncer, el gen ras está mutado.
Otro ejemplo de actividad oncogénica incluye la producción de quinasa proteica, enzimas que ayudan a regular
muchas actividades celulares, incluso el inicio de la división celular. Varios tipos de cáncer (p. ej., cáncer de
vejiga, cáncer de seno, leucemia mielocítica crónica [CML]) contiene enzimas de proteína quinasa alteradas
estructuralmente. Cuando se sobre producen o alteran, las quinasas estimulan la división celular continua. La
Imagen 2 ilustra las diferencias entre genes normales y oncogenes.
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Imagen 2: oncogenes
Al producir versiones anormales o cantidades de factores de crecimiento celular, los oncogenes causan que un
camino de señalamiento de crecimiento celular se vuelva hiperactivo. Podría ser útil pensar que el camino de
control de crecimiento es similar al acelerador en su auto. La presencia de un oncogen es como tener su acelerador
atorado a la tabla del suelo, causando que la célula crezca y se divida continuamente.
Los genes supresores de tumores son genes normales cuya ausencia puede provocar cáncer. Normalmente, los
genes supresores de tumores le dan instrucciones a las células para producir proteínas que impidan el crecimiento
y división celular. Debido a que los genes supresores de tumores codifican para proteínas que desaceleran el
crecimiento y división celular, la pérdida de tales proteínas permite que una célula crezca y se divida en una
manera descontrolada. Usted puede pensar que los genes supresores de tumores son como el pedal de freno en su
auto. Es probable que la pérdida de la función de un gen supresor de tumores sea como no tener frenos porque
permite que las células crezcan y se dividan continuamente. La imagen 3 ilustra las diferencias entre genes
normales y genes supresores de tumores.
Imagen 3: diferencias entre genes supresores de tumores y genes normales
Un gen supresor de tumores particular codifica una proteína denominada p53 que puede desencadenar apoptosis
(propiamente la muerte celular). En células que se han sometido a daño de ADN, la proteína p53 actúa como un
pedal de freno y detiene el crecimiento y división celular. Si no se puede reparar el daño, la proteína p53
eventualmente inicia el suicidio celular, de esa manera previniendo que la célula dañada genéticamente crezca
fuera de control. Los genes mutados p53 permiten que las células con ADN normal sobrevivan y se dividan. Las
mutaciones se pasan de las células hijas durante el proceso de división celular, incrementando el riesgo de
desarrollar cáncer. El gen p53 está defectuoso en la mayoría de los casos de cáncer.
Los genes de reparación de ADN codifican proteínas que normalmente funcionan para corregir errores que
inevitablemente ocurren durante la replicación de ADN. Las mutaciones en los genes de reparación de ADN
pueden conllevar a una incapacidad de reparar efectivamente el ADN, lo cual a su vez, podría permitir mutaciones
subsecuentes en genes supresores de tumores y que se multipliquen los oncogenes. Las personas que padecen una
condición llamada xerodermia pigmentosa, por ejemplo, han heredado un defecto en un gen de reparación de
ADN. Como resultado, no pueden reparar efectivamente el daño al ADN que ocurre normalmente cuando las
células cutáneas son expuestas a la luz solar. Por lo tanto, las personas con esta condición tienen índices
anormalmente altos de cáncer cutáneo a causa de un índice anormalmente alto de daño no corregido del ADN.
Algunas formas de cáncer de colon hereditario también involucran defectos en la reparación de ADN. La Imagen 4
ilustra los efectos de los genes de reparación de ADN.
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Imagen 4: genes de reparación de ADN
El cáncer rara vez involucra una sola mutación. Los investigadores creen que la mayoría de los tipos de cáncer
resultan de una acumulación de mutaciones que involucran oncogenes, genes supresores de tumores, y genes de
reparación de ADN. Según esta teoría, las células cancerosas se crean exitosamente sólo cuando los frenos (genes
supresores de tumores) se liberan justo cuando los aceleradores (oncogenes) se presionan, y todo mientras el
mecánico no está disponible para reparar las partes dañadas.
Además, debido a que las células cancerosas son especialmente propensas a defectos congénitos, cada generación
sucesiva de células que se dividen rápidamente tiende a producir mutaciones adicionales. Durante el tiempo que
tarda para que una sola célula transformada prolifere en un tumor identificable (aproximadamente un billón de
células), un enorme número de mutaciones genéticas ha producido una masa altamente variada de células
anormales. La Imagen 3 ilustra cómo las mutaciones múltiples eventualmente podrían conllevar a un tumor
canceroso.
Imagen 5: genes supresores de tumores, y división y crecimiento celular
¿Cómo crecen y se desarrollan las células normales?
¿Cuál es la diferencia entre un tumor no canceroso y un tumor canceroso?
¿Cómo crecen y se desarrollan las células cancerosas?
¿Qué causa cáncer?
¿Cuál es la epidemiología del cáncer?
¿Cuáles son los diferentes tipos de cáncer?
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REFERENCES:
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Ultima revisión June 2008 por Igor Puzanov, MD
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