induccion de carcinocenesis y mecamitocondrias

INDUCCION DE CARCINOCENESIS
Y MECAMITOCONDRIAS UROTELIALES POR UN COMPLEJO
ESPECIAL DE COBALTO
En células uroteliales de la vejiga de ratas
Sprague-Dawley, con edades superiores a
un año de vida, detectamos la presencia de
megamitocondrias con signos de degeneración de sus crestas y con inclusiones para
cristalinas en su interior (BARASTECUI, C. y
RUANO-GIL, D. J . Submicrosc. Cytol. 76,
299-305, 1984). La aparición espontánea de
megamitocondrias con inclusiones paracristalinas similares a las de nuestros hallazgos
ha sido descrita por otros autores en diferentes órganos y especies animales e incluso en vegetales.
De la especulación sobre el origen y el
significado biológico de dichas alteraciones
ultraestructurales han surgido interpretacie
nes diversas y muy discutidas. En sus trabajos sobre la ultraestructura celular de ciertos carcinomas humanos, SEMAN, C. y
GALLARCER, H.S.,(Anat. Rec. 194, 267-272,
1979) hallaron megamitocondrias similares
a las descritas por nosotros y apuntaron la
hipótesis de una posible correlación entre
tales alteraciones y la degeneración carcinomatosa.
Tomando en consideración la hipótesis
de SEMAN y CALLARCER, nos propusimos
investigar si las mitocondrias halladas por
nosotros en células uroteliales de la vejiga
urinaria podían ser interpretadas como significativas de un proceso inicial de carcine
génesis espontánea en ratas envejecidas.
Para las investigaciones propuestas consideramos interesante utilizar, además de las
ratas albinas Sprague-Dawley de nuestro estabulario, ratas de la cepa Brown-Norway,
originarias de ejemplares procedentes de la
Experimental Gerontology Unit, TNO. de
Rijswijk (Holanda), que ofrecen la particu-
laridad de una alta incidencia espontánea
de carcinomas uroteliales, lo que no es frecuente en la rata albina.
Según BOORMAN, C.A. y HOLLANDER,
C.E (J. Natl. Cancer Inst., 52, 1005-1008,
1974) la incidencia de carcinogénesis espontánea en las ratas Brown-Norway de más de
dos años de edad, llega a alcanzar la frecuencia del 20 por 100 en la vejiga urinaria
de los animales macho y del 18 por 100 en
los ureteres de las hembras.
Decididos a recurrir a algún método de
provocación o inducción experimental de
carcinogénesis en células uroteliales de ratas, revisamos la literatura y hallamos que
JASMIN había conseguido provocar degeneraciones carcinomatosas, en los túbulos
renales de ratas albinas.. invectando
en la
,
parénquima renal un preparado de níquel
en forma de emulsión de depósito (JASMIN, C., Exp. Mol. Pathol. 29, 199-210,
1978).
Por la imposibilidad de disponer de un
preparado similar al utilizado por JASMIN
en Canadá, país rico en mineral de níquel,
nos aventuramos a ensayar otro metal pesado como el cobalto, de propiedades tóxicas
muy similares a las del níquel.
El preparado de cobalto utilizado por n e
sotros es un complejo tetraminado de C e
balto"', sintetizado en el Departamento de
Química Inorgánica de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Barce
lona, por el Dr. J. CARCIA CONZALEZ, se
gún un procedimiento original desarrollado
en su tesis doctoral (Tesis. Barcelona. 1977).
En las investigaciones realizadas hasta
ahora hemos intentado inducir carcinogénesis de la vejiga urinaria, en ratas macho
Brown-Noiway de tres meses de edad, por
inyección local del preparado de cobalto.
Para ello, previa anestesia con éter, se practicaba una pequeña incisión suprapúbica a
fin de exponer la vejiga e introducir, a nivel
de la mucosa de la cúpula vesical y por inyección intraparietal, 0.01 m1 de la suspensión del preparado en aceite de oliva a la
concentración de 0.1 mgiml.
Al cabo de unos 30 días de haber administrado el preparado, se procedió a sacrificar a algunos de los animales para recoger
muestras de vejiga urinaria que eran some
tidas a los procesos de su estudio histológico y ultraestructural.
Por el estudio histológico, con las tincie
nes corrientes de hematoxilinaeosina y tricrómico de Mallory, observamos a nivel de
la mucosa de la cúpula, correspondiente a
la zona donde había sido depositado el
complejo de cobalto, la presencia de prolihacia la
feraciones anormales., ~rominentes
,
luz de la vejiga y formadas por células mucosas con atipias y alteraciones propias de
la degeneración carcinomatosa En las d e
más zonas de mucosa, alejadas de la cúpula, el aspecto de las células era aparente
mente normal.
El estudio ultraestructural, por microsce
pia electrónica, además de confirmar la
normalidad de las células mucosas en z e
nas alejadas de la cúpula, demostró en las
proliferaciones anormales de esta última,
los detalles de las atipias de los núcleos c e
lulares así como notables alteraciones de
las diversas organelas del citoplasma.
Las a t i ~ i a snucleares halladas consistían
en condensaciones anormales de la cromatina, distribuidas irregularmente, dando al
núcleo un aspecto atigrado especial, distinto del propio de la heterocromatina típica.
El citoplasma, de aspecto muy diferente al
de las células normales, presentaba grandes
acúmulos de vacuolas de forma y tamaño
muy variados, y entre ellas un gran número
de ribosomas libres. Algunas células, a d e
más de mitocondrias de aspecto normal,
presentaban una megamitocondria de forma alargada y con una dimensión longitudinal de 10 a 20 veces mayor. En la Fig. 1 se
representan esquemáticamente las alteraciones ultraestructurales del núcleo y del citoplasma de una célula atípica (arriba) en
F I 1~ Representaoón esquemática de dos celulas uroteliales de veliga urinaria de rata, una normal (abalo)
y otra con atipias nucleares y otoplasmáticas (arriba)
induc~daspor u n complelo espeoal de cobalto
comparación con una célula normal (abajo).
E l estudio ultraestructural del condrioma
por microscopia electrónica a gran aumento, del orden de unos 20.000 a 40.000 X, permitió observar con detalle las alteraciones
de las megamitocondrias. Estas consistían
fundamentalmente en la desaparición de
las crestas internas y la presencia en la matriz de microfilamentos de apariencia paracristalina, dispuestos como si estuvieran
empaquetados y orientados en el sentido
del eje longitudinal de la mitocondria alargada. En la electromicrografía de la Fig. 2 se
puede observar una megamitocondria inducida por la acción del complejo de ion c e
balto en las células uroteliales de la vejiga
urinaria de ratas macho de la cepa BrownNoiway (37.000 X).
Es conocido que determinados iones m e
tálico, tales como el cadmio, el cromo, el nique1 y el cobalto pueden influir sobre los
procesos geneticos celulares, según un amplio espectro de posibilidades y mecanismos. Entre los mecanismos posibles, cabe
citar el de la estabilización de la estructura
Ftg 2 Megarnitocondria representada por yuxtaposición de 3 electromicrografías obtenidas a 37.W X en
el «Sen/ei de Microscopia Electrónica de la Universitat de Barcelona» Corresponde a una célula urotelial
de vejiga urinaria de rata con atipias nucleares y c i t e
plasrnáticas inducidas por un complejo especial de
cobalto.
del DNA, la degradación del RNA y de los
polirribinucleótidos, el «crosslinking» o alteración de la estructura helicoidal de los
ácidos nucleicos y las variaciones del empaquetamiento de las histonas con el DNA.
Por cualquiera de estos mecanismos p o
drían originarse mutaciones genéticas que
explicarían las acciones cancerígenas de los
mencionados iones metálicos.
No cabe en este escrito discutir el posible
mecanismo de acción del complejo de cobalto utilizado por nosotros y, por otra parte, la interpretación de los resultados obtenidos hasta ahora requiere investigaciones
que están en curso de desarrollo.
De los resultados preliminares se desprende que el preparado original de cobalto usado por nosotros se comporta como
un carcinógeno de acción primaria o directa, local y que no requiere activación previa
o intermediarios metabólicos, resultando
muy efectivo en las células uroteliales de
rata ya a los 30 días de su aplicación local.
Con respecto al hallazgo de megamito
condrias alargadas en algunas de las células uroteliales en proceso de degeneración
carcinomatosa, cabe comentar que en principio podría ser interpretado como un dato
favorable a la hipótesis de SEMAN y CALLARCER. Sin embargo, también para interpretar estos hallazgos es necesario proseguir y ampliar nuestras investigaciones,
provocando tales alteraciones ultraestructurales en ratas de la cepa SpragueDawley,
experimentos que están actualmente en
curso de desarrollo.
Dr. C. Barastegui Almagro
Departamento de Anatomía Humana.
Facultad de Medicina. Universidad de
Barcelona.
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