BIOLOGIA MOLECULAR EN CANCER DE PIEL

SANTILLANA S1, ALDECOA F.2.

 

INTRODUCCION

El análisis del ADN ha llegado a ser una parte fundamental dentro de todas las especialidades médicas, debido fundamentalmente a que el Proyecto Genoma Humano ha brindado nuevas perspectivas acerca de la etiología de muchas de las enfermedades que tienen base genética, ha proporcionado nuevas posibilidades diagnósticas y pronosticas, ha generado nuevas ideas para el logro de nuevas terapias e incluso ha mejorado notablemente el llamado consejo genético, impartido de forma más racional con una menor probabilidad de especulación. Se han descrito cerca de 3000 enfermedades humanas derivadas de un defecto genético, con patrón mendeliano; sin embargo, cada vez es más evidente que muchas de las enfermedades tienen una gran carga genética dentro de su multicausalidad intrínseca.

Las enfermedades cutáneas hereditarias a pesar de su rareza, tienen una connotación importante para la oncología, ya que muchos de estos cuadros clínicos permitieron identificar genes específicos o sus productos que tenían relación con el fenotipo neoplásico derivado de los defectos de reparación del ADN, inestabilidad cromosomal u otros mecanismos moleculares que generan la transformación maligna de la célula normal. Sabemos ahora que el cánceres en última instancia el resultado del daño directo o indirecto al ADN de las células, que se acumula a lo largo del tiempo hasta producirse la transformación maligna; es decir, el cáncer es esencialmente una enfermedad genética que afecta inicialmente a una célula única que es capaz de iniciar la secuencia algunas veces fatal de transformación

neoplásica. Por tanto, para llegar a entender plenamente los cambios derivados de la comprensión de las bases moleculares y genéticas involucradas en la génesis de las neoplasias de piel, es importante enfatizar algunos conceptos que intervienen directa o indirectamente en el proceso.

 

CLCLO CELULAR

El ciclo celular consiste en un conjunto altamente ordenado de eventos que resultan en la duplicación y división de una célula. Este proceso requiere la síntesis de una nueva copla de ADN. Múltiples señales extracelulares controlan la entrada y salida del ciclo celular, manteniéndose un crecimiento coordinado y evitando la proliferación celular descontrolada. Varios de los pasos en la progresión a través del ciclo son controlados rigurosamente para evitar los errores de la replicación del ADN. La replicación celular puede ser dividida en cuatro fases:

a. Mitosis (M): se produce la segregación cromosomal y la división celular real, después de los cual la célula puede llegar a una etapa de reposo o descanso (GO), o continuar un nuevo ciclo, estimulada por factores o señales externas

b. Fase G 1 .- factores mitógenos, nutrientes extracelulares o factores de crecimiento inducen diferentes genes y sus productos que son necesarios para la síntesis de ADN

c. Síntesis (S).- durante esta fase se duplica el ADN

d. Fase G2: crecimiento celular adicional, reparación de errores en el ADN antes de ingresar a la fase de mitosis final.

Las diversas fases del ciclo celular van desde una etapa de reposo o quiescencia hasta la ocurrencia de la muerte celular programada, pasando por la multiplicación y diferenciación terminal. Cada una de estas etapas tiene en común, que su inicio ocurre usualmente luego de la generación de una señal que deberá ser transmitida desde el exterior celular, hasta el núcleo, mediante un proceso conocido como señal de transducción y una vez interiorizada en el núcleo, provocará la síntesis de una proteína específica, a partir de la activación genómica y de los respectivos procesos de transcripción y transducción del ADN y ARN.

Existen sistemas reguladores del ciclo celular entre los que destacan las quinasas dependientes de ciclinas (CDK), que coordinan la transición específica que ocurre en un determinado tiempo en el ciclo celular Las ciclinas, un grupo de proteínas nominadas como A, B, D, E, H, se asocian con la CDK para activarlas y varían su concentración y actividad dependiendo de la fase del ciclo en que se encuentren. El complejo CDK-ciclina puede tomar diferentes vías de desarrollo. La actividad quinasa de las CDK se expresa por fosforilación o desfosforilación y por tanto puede ser influenciado por diferentes grupos activadores o inhibitorios. Producido el acoplamiento del factor de crecimiento con su respectivo receptor, se produce la activación mediante un proceso de fosforilación, de la porción o dominio intracelular que por interacciones interproteínicas o generación de un segundo mensajero desencadenará una cascada metabólica mediante activaciones sucesivas de complejos proteínicos, la mayoría de ellos con actividad de tirosinquinasa transmitiendo la señal hasta el interior del núcleo en donde finalmente se activarán otros complejos proteicos conocidos como factores de transcripción, iniciando a su vez, los procesos de transcripción del ADN, seguido de la síntesis de proteínas, concluyendo en la activación o represión de genes que regulan el crecimiento celular

Los eventos del ciclo celular, se encuentran intensamente interrelacionados en una vía secuencialmente interdependiente, de tal forma que el inicio de un evento ulterior requiere y depende de la finalización del inmediato anterior Es claro que esta ordenada dependencia es controlada por la regulación de la expresión de ciertos productos genéticos, así por ejemplo una de las señales iniciadoras de estos procesos de revisión o control más conocidos, es el daño del ADN, sea por causas intrínsecas o extrínsecas (carcinógenos y otros), que ocasionará la detención de la progresión a diferentes niveles.

ONCOGENES Y GENES SUPRESORES DE TUMORES

Otro grupo de genes claves en la transformación maligna son los oncogenes y genes supresores de tumor.

Los protooncogenes son un grupo amplio de genes que normalmente se expresan en el genoma humano y que tienen como característica común intervenir en la síntesis de proteínas, que envían señales intracelulares regulatorias esenciales en los procesos de proliferación y diferenciación celular, sea a través de activación de quinasas, como factores de crecimiento o incluso como reguladores de señales de transducción celular Por tanto, es claro que los protooncogenes son genes esenciales reguladores de los procesos biológicos, interviniendo en el control del crecimiento celular, proliferación, apoptosis, estabilidad del genoma y diferenciación celular.

 

La transformación de un protooncogen (gen normal) en un oncogén se produce mediante dos mecanismos principales: por cambios en la expresión genética o por cambios en la secuencia de codificación que generan alteraciones en la estructura de las proteínas (proteína anormal). Una vez transformado, el oncogén actúa generando una ganancia de función; es decir se produce una intensa actividad de estos genes que actúan a nivel de la proliferación celular y este exceso de actividad proliferativa desencadena el inicio de la transformación maligna. Existen hasta la fecha más de 100 diferentes protooncogenes descritos, sin embargo, sólo un grupo limitado de ellos tienen rol esencial en la producción de tumorigénesis. Mientras que leucemias y linfomas están asociados con la sobreexpresión de un grupo reducido de oncogenes y alteraciones citogenéticas en forma más bien específica, la mayor parte de los tumores sólidos contienen una plétora de cambios genéticos específicos no específicos, con sobreexpresión de varios oncogenes en forma simultánea., por otro lado es claro que un mismo oncogen puede estar involucrado en la génesis de diferentes neoplasias, situación frecuente en tumores sólidos. Estas múltiples alteraciones genéticas en los tumores sólidos reflejan el desarrollo de múltiples etapas de estas neoplasias, que se producen sobre un período prolongado de tiempo, años e incluso décadas.

Los genes supresores de tumores son un grupo de genes uyas proteínas cumplen en forma normal diversas funciones de regulación de la proliferación celular normal, esencialmente enviando señales intracelulares que inhiben o detienen la división celular o que estimulan a la muerte celular programada (apoptosis). Estos genes están involucrados en la tumorigénesis cuando se expresan mutaciones con pérdida de función sostenida de ambos alelos. Esta pérdida de función se puede producir por

mutaciones, rearreglos genéticos u otros mecanismos sin embargo, es necesario que ambas copias del gen (alelos) sean inactivadas para perder la función protectora antioncogénica y las células obtengan una ganancia proliferativa. Esta pérdida de la función también puede ser ocasionada por cambios funcionales del gen supresor como secuestro en citoplasma, unión a oncoproteínas u otros, es decir es posible tener un alelo del gen supresor mutado o alterado en su secuencia y el otro alelo inactivado funcionalmente y así perder el efecto antioncogénico. A diferencia de los protooncogenes, existe sólo un grupo limitado de genes supresores relacionados a la producción de cáncer y de algunas patologías no malignas.

La activación de oncogenes y la pérdida de actividad antioncogénica o supresora de los tumores permite a las células tener una ventaja proliferativa a la vez que evita su diferenciación normal o su muerte. Por tanto, los mecanismos de oncogénesis dependen del equilibrio entre estímulos genéticos para la proliferación de las células y estímulos represivos o inhibitorios de la división de estas mismas células. Al interactuar estos dos grandes mecanismos se determina la producción o no de transformación maligna y cáncer Sin embargo, el panorama molecular es mucho más complejo y requiere de la participación no sólo de los oncogenes, genes supresores y genes reparadores reguladores, sino además de otras moléculas reguladoras como la familia de las ciclinas/ciclinquinasas, la expresión o inhibición de la actividad de telomerasas, la presencia de otros sistemas de regulación de apoptosis y otros que complican cada vez más el panorama genético del cáncer

 

APOPTOSIS

Sabemos que nuestro organismo está sujeto a una homeostasis en la cual el número de células permanentemente se mantiene, ya que la tasa de proliferación debe ser idealmente igual a la tasa de eliminación de éstas. La excesiva proliferación celular dará origen a una neoplasia y la insuficiente proliferación puede dar lugar a la agenesia de alguna estructura orgánica. Por tanto, sabemos que nuestro organismo está permanentemente cambiando, continuamente aparecen nuevas células, las cuales cumplirán un ciclo de vida de acuerdo a la programación genética que traen, y se eliminarán otras que ya cumplieron su ciclo (por senescencia) o por daño celular que interfiera con las funciones orgánicas. La muerte celular ha sido considerada por mucho tiempo como un proceso caótico. Sin embargo, cuando en 1972 Kerr, Wylliey Currie describieron detalladamente los cambios característicos de la muerte celular Fisiológica a la cual llamaron "apoptosis", iniciaron nuevos enfoques acerca de cómo se realiza este fenómeno no producido al azar, sino más bien como un proceso programado genéticamente, en el cual ingresa la mayoría de las células que se eliminan, sin proceso inflamatorio alguno y con consumo de energía producido por la misma célula, concepto claramente diferente al de necrosis.

Actualmente sabemos que prácticamente todas las células animales tienen la maquinaria esencial para encaminar a la célula hacia su destino final, al cual muchos autores han llamado "suicidio" y otros "muerte celular programada". En muchos casos (no en todos) cuando ocurre el fenómeno de apoptosis, éste puede suprimirse con inhibidores del ARNm o de la síntesis proteica, lo cual aboga en favor de productos genéticos que dirigen y regulan esta muerte celular genéticamente programada. Cuando los componentes de éste sistema llegan a alterarse por diferentes motivos (mutaciones en los genes reguladores o ejecutores, cantidades inadecuadas de proteínas relativas a apoptosis, entre otros mecanismos) se asocian a diferentes patogénesis como: cáncer, neurodegeneración, enfermedades autoinmunes, trastornos cardíacos entre otros. Los productos de los genes comprometidos en la cascada de la apoptosis son potencialmente excelentes blancos para intervenciones diagnósticas y terapéuticas futuras y podrían ofrecer mejores condiciones para diagnósticos tempranos, tratamientos más selectivos y efectivos.

Conocemos básicamente dos tipos de muerte celular, la necrosis y la apoptosis. Ambas entidades son diferentes y obedecen a diferentes estímulos, requerimientos, patrones morfológicos y reacciones extracelulares. La necrosis es ocasionada por toxinas, hipoxia severa, injuria masiva (células agrupadas o adyacentes), etc, que condicionan depleción del adenosintrifosfato (ATP) por lo que no requieren de energía; las células necróticas aumentan de volumen y se lisan (ruptura de organelas, destrucción la membrana celular y finalmente fragmentación nuclear al azar), liberando al medio intercelular su citoplasma y contenido nuclear condicionando inflamación; por tanto, necesita de las células de la inmunidad natural que llegan desde otros sitios para la fagocitosis correspondiente. La apoptosis obedece a condiciones fisiológicas, por lo cual la mayoría de células del organismo son programadas a este tipo de muerte, también algunas células con condicionantes patológicos despiertan el mecanismo apoptótico, por tanto se producen en células dispersas en toda la economía, además se diferencian de la necrosis en que es la misma célula la que participa del proceso y

 

 

por tanto aporta energía para su propia muerte (no depleción de ATP), no ocasionando los fenómenos inflamatorios propios de la necrosis, siendo eliminadas por células fagocíticas locales; sin embargo, muchas veces la diferencia entre ambas formas de eliminación celular no es tan sencilla, pero, las características morfológicas de la apoptosis terminan definiendo la diferencia.

El compromiso a morir por parte de la célula se produce por diferentes estímulos externos como las radiaciones, quimioterapia citotóxica, supresión de tratamiento hormonal, etc., o por estímulos intracelulares. Cuando se produce daño celular interno o externo se inician eventos desencadenantes en los que intervienen citoquinas específicas (CK) de estrés originando señales de transducción que activan el mecanismo central de la apoptosis. Esta activación de caspasas se puede iniciar por otras vías. Una de las formas más frecuentes de apoptosis encontradas en el organismo, está claramente relacionada al sistema inmune, en el cual la eliminación programada de algunas células permitirá la subsistencia de las células competentes que no reconocen nuestros órganos como extraños. Asimismo, permitirá la eliminación de las células presentadoras de antígenos, linfocitos, infectados con patógenos. Las señales de muerte también pueden ser específicamente accionados por la remoción de un inhibidor de apoptosis (o un promotor de sobrevida), por ejemplo, la sobrevida de los linfocitos T activados depende de la proteína soluble lnterleuqulna-2 (IL2), por tanto, cuando se suprime ésta, se promueve apoptosis en los respectivos linfocitos.

Algunos oncogenes juegan un rol fundamental en la regulación del fenómeno apoptótico y pueden cumplir papeles antagónicos o sinérgicos que permiten mayores posibilidades de resolver alteraciones celulares o activar la muerte final. Sabemos ahora que muchas células de nuestro organismo necesitan de factores de crecimiento para mantenerse vivas, cuando estos factores son eliminados de su contexto las células dependientes de estos factores inician apoptosis, uno de los mecanismos mediante el cual la deprivación de factores de crecimiento en células neoplásicas no desencadena apoptosis es que la misma célula inicia un camino regulador autocrino o genera actividad transductora de efectos, sin presencia del factor respectivo u otros mecanismos que evaden el camino a apoptosis.

La proteína producida por el gen supresor de tumores p53, puede detener o retrasar el clclo celular prevlo a la dupllcaclón del materlal genétlco. El funcionamiento anómalo de este gen por diversas circunstancias puede provocar el desarrollo de neoplasias, sin embargo, p53 no es sólo un inhibidor de la división celular en algunas situaciones puede actuar como "apoptógeno" como por ejemplo, en líneas celulares de leucemia mieloide.

Así los mecanismos genéticos claves en la génesis del cáncer constituyen en realidad una compleja red de genes importantes para los procesos de proliferación, diferenciación y división celular, cuya interacción a través del tiempo determinará la producción de la transformación maligna y el desarrollo del cáncer clínico.

 

LESIONES PREMALIGNAS Y CANCER DE PIEL

En el cáncer de piel, la interacción entre ciertos genes críticos y el medio ambiente es un evento central en la carcinogénesis. Sustancias como el hollín, ingestión de arsénico, cicatrices de quemaduras y exposición a la luz solar son carcinógenos cutáneos bien conocidos. A nivel molecular los tumores de piel parecen depender de la sucesión de alteraciones genéticas, muchas de las cuales son iniciadas por la exposición a carcinógenos como la luz solar. Estos genes alterados producen a nivel celular, entre otros defectos, una deficiencia en la apoptosis o muerte celular programada de los queratinocitos dañados. Como resultado de estos fenómenos se produce una expansión clonal no controlada de células precancerosas, que puede evolucionar finalmente a la transformación maligna que origina el cáncer de piel. El estudio de las lesiones genéticas asociado a lesiones cutáneas premalignas ha permitido identificar una serie de genes involucrados en la carcinogenesis del cáncer de piel y nos ha permitido entender mejor este proceso desde el punto de vista genético. Así la siguiente tabla muestra algunas de las genodermatosis (trastornos genéticos que primariamente involucran la piel) asociadas con un riesgo incrementado de desarrollar cáncer cutáneo.

Xeroderma pigmentoso

Esta enfermedad, que es extremadamente rara, es el prototipo de las alteraciones hereditarias con manifestaciones cutáneas que están asociadas a defectos en los mecanismos de reparación del ADN de las células, con el consiguiente incremento de la inestabilidad genética y cromosómica. Esta enfermedad usualmente se trasmite como enfermedad autosómica recesiva caracterizada por una extrema sensibilidad a la luz solar, asociada con una marcada tendencia a desarrollar lesiones cutáneas premalignas y subsecuentemente cáncer de piel a edades tempranas y en áreas expuestas a la luz solar como labios y conjuntiva. Los cambios cutáneos sólo afectan las áreas expuestas a la luz solar sin embargo existe un subgrupo de pacientes que desarrollan además un cuadro neurodegenerativo progresivo no dependiente de la exposición al sol.

Desde el punto de vista clínico y también genético esta enfermedad es extremadamente heterogénea con 8 subgrupos genéticamente bien definidos (A, B,C,D, E,F,G y V). El cáncer de piel de cualquier tipo ocurre entre 1000 y 2000 veces más frecuentemente entre los pacientes con xeroderma pigmentoso (XP) y aparecen 40 años antes que en la población general. interesantemente la distribución del cáncer de piel y melanoma en estos pacientes, de acuerdo a los datos del registro internacional de XP sugieren que esta patología puede ser un modelo válido para el desarrollo de cáncer de piel en la población general.

Desde el punto de vista genético, la evaluación de los pacientes con XP muestran que sus células cutáneas tienen profundos defectos en los sistemas de reparación de ADN frente a los aductos (alteraciones en bases nitrogenadas del ADN nativo) producidos por la luz ultravioleta de los rayos solares impidiéndose un adecuado manejo de los mecanismos genéticos de reparación de ADN.

Los estudios genéticos y moleculares en XP han permitido un mejor conocimiento de los mecanismos de reparación de ADN a nivel cutáneo. Al igual que en la mayor parte de tumores sólidos, en XP se encuentra una alta frecuencia de mutaciones del gen supresor p53. Además ahora conocemos la presencia de varios genes "correctores" o "reparadores", estos genes han sido ya clonados y se conoce que su función normal es la corrección de la respuesta de las células de XP a la luz ultravioleta. Entre estos genes reparadores tenemos el gen XPA y varios otros genes grupalmente denominados genes complementarlos de reparación -excisión y que tienen funciones de reparación especifica de daño de, ADN, otras de ADN endonucleasa, ADN ATPasa, ADN helicasa y otros factores de transcripción.

Esquemáticamente la interacción de estos genes en la regulación y producción de XP podría ser postulada como sigue: El producto del gen XPA detecta el ADN dañado por la exposición a la luz ultravioleta de los rayos solares y se une a él. Además se unen otros genes complementarlos (XPB, C y D) que tienen función de helicasas que permiten "aislar" el aducto de ADN (ADN dañado por radiaciones). Una vez aislado el ADN alterado, dos diferentes endonucleasas (XPF y otras) cortan la porción de ADN dañado eliminándola del genoma de la célula. Finalmente una ADN polimerasa y enzimas accesorias como ligasas se unen al ADN para "cerrar" la brecha o espacio en el ADN recién reparado, produciéndose síntesis de ADN no programada (UDS) que es una pequeña cantidad de ADN sintetizado fuera de la fase S y que permite reconocer la presencia de este proceso de reparación de daño de ADN cutáneo. Así para la producción de la enfermedad clínica de XP es necesario una afectación de ambos alelos de los genes involucrados en este proceso de reparación. Sin embargo, la situación es altamente compleja por la diversidad e interacción de genes involucrados en el proceso.

Síndrome del nevus de células basales de la piel

También denominado síndrome de carcinoma basocelular nevoide o síndrome de Gorlic, es una enfermedad extremadamente rara, hereditaria y mutisistémica. Consiste en la coexistencia de múltiples carcinomas basocelulares de piel, con lesiones quísticas odontogénicas en maxilar inferior, anormalidades óseas en costillas, vértebras, espina bífida oculta, calcificaciones de la hoz del cerebro, alteraciones de apófisis clinoides, así como alta frecuencia de meduloblastomas en el SNC. Esta enfermedad desde el punto de vista genético, se hereda en forma dominante autosómica, esto sugiere que el gen involucrado el la producción de este síndrome es en realidad un gen supresor de tumores ubicado en el cromosoma 9, en donde se requiere el doble "golpe" o alteración de ambos alelos para producir el síndrome clínico, de manera similar a lo que ocurre con el retinoblastoma. Estudios en casos esporádicos han mostrado, al menos en 50% de los pacientes, pérdida de heterocigocidad que compromete el cromosoma 9q. Desafortunadamente dada la rareza de este síndrome, no ha sido posible identificar claramente los genes claves involucrados en su patogénesis. Desde el punto de vista cutáneo no es posible establecer diferencias saltantes entre los carcinomas basoceculares asociados a esta condición y los producidos en forma esporádica, y su relación con la exposición a la luz solar no es tan directa y clara como en los casos de XP

BIOLOGÍA MOLECULAR DEL CÁNCER DE PIEL NO MELANOMA

El principal carcinógeno de la piel es sin dudarlo la luz solar Estudios epidemiológicos Indican que el cáncer de piel es más frecuente a bajas latitudes, en trabajadores expuestos al sol, en gente de piel clara y en aquellos que tienden a "quemarse" con el sol en lugar de broncearse. El agente carcinógeno más potente parecer ser la radiación ultravioleta beta (UVB) y esto se explica por su gran afinidad y la capacidad de ser absorbida por el ADN.

 

Figura 3

El primer paso en el proceso de carcinogénesis inducida por la luz solar es la formación de fotoproductos de ADN por los fotones UVB, los cuales afectan con más frecuencia las bases pirimidínicas adyacentes, formándose anillos de ciclobutano, unidos al ADN. Durante la duplicación de ADN, la formación de los "aductos" lleva a mutaciones en el ensamblaje del nuevo ADN, con cambios en la secuencia de bases nitrogenadas correspondientes, produciéndose dos patrones distintivos de exposición a luz ultravioleta con mutaciones C-T y CC-TT. Usualmente estas mutaciones son rápidamente corregidas por los sistemas de reparación del ADN.

Como se señaló, en el XP hay defectos genéticos involucrados en ambos mecanismos de reparación de ADN. La mayor parte de los genes involucrados en los ocho subtipos diferentes de XP han sido clonados y sorprendentemente, muchas de las proteínas reparadoras de ADN son también factores de transcripción. Las mutaciones distintivas causadas por radiación ultravioleta han permitido la identificación de los genes críticos para el cáncer de piel. Casi el 90% de carcinomas epidermoides de la piel en pacientes norteamericanos contienen mutaciones en el gen supresor p53; estas mutaciones son predominantemente sustituciones de bases C-T y CC-TT implicando a la UVB como mutágeno directo. La mutación de p53 está presente en al menos el 50% de los tumores sólidos humanos, afectando además la expresión de otros genes reguladores del ciclo celular. síntesis de ADN y muerte celular programada.

La radiación ultravioleta muta el gen p53 tempranamente en el desarrollo del cáncer de piel, demostrándose su presencia en las queratosis actínicas. Estas lesiones preneoplásicas usualmente regresionan espontáneamente pero pueden ocasionalmente progresar a cáncer epidermoide. Múltiples queratosis en el mismo paciente tienen diferentes mutaciones de p53. Este daño genético temprano inducido por la luz solar confirma los datos epidemiológicos que muestran que la exposición critica a la luz solar para cáncer de piel se produce antes de los 15 a 20 años de edad.

El cáncer basocelular de la piel, usualmente diploide y no metastatizante, también presenta mutaciones de p53 inducidas por las radiaciones solares aunque sólo el 50% de estos tumores tienen mutaciones estructurales en p53, así que en al menos la mitad de los pacientes con cáncer basocelular de la piel se requieren cambios genéticos diferentes a la vía de p53.

Es claro que otros genes están involucrados en la génesis del cáncer de piel, así la exposición a luz ultravioleta activa además una serie de genes y proteínas entre las que destacan los genes fos y jun, la adenilatociclasa, proteinquinasa C, citoquinas, síntesis de prostaglandinas y la activación de factores de transcripción AP-1 y otros. Sin embargo, el rol exacto de cada uno de estos elementos es desconocido.

Otros genes, como Ras, están mutados en el 10 a 40% de los tumores de piel no melanoma, la pérdida de material cromosómico que involucra a 9q, 13q y 17p son frecuentes en carcinoma epidermoide y en la queratosis actínica. También es posible encontrar virus oncogénicos como papilomavirus en lesiones premalignas como en la epidermodisplasia verrucosa, la cual puede progresar a carcinoma epidermoide de piel.

La manera en que estos genes actúan a nivel celular puede ser mejor entendida si observamos los cambios en piel producidos por el daño a p53. En la epidermis la vía de proliferación de las células tiene mecanismos apropiados para revertir el daño producido por las radiaciones solares, pudiendo los queratinocitos convertirse en células apoptóticas o "células de quemadura solar", evitando que el ADN dañado se duplique y perpetue. Esta función es grandemente dependiente del p53 normal que previene el daño producido por la UVB estimulando apoptosis. Sin embargo, si el gen p53 está mutado previamente por exposición a la luz solar, los queratinocitos serán resistentes a apoptosis.

El producto final de esta situación es que células con tendencia a la transformación maligna sobrevivirán aun con severos daños en el ADN y si a esta situación agregamos que las células normales vecinas irán a apoptosis cuando sean dañadas por la UVB, se permitirá la expansión clonal de las células con p53 mutado. Estas dos acciones corresponden a la iniciación y promoción del cáncer de piel.

Así como la UVB, otros agentes químicos pueden actuar como promotores de tumor en la piel como el peróxido de benzoil, ciclofosfamida, azatioprina y desencadenan la transformación maligna.

 

Aplicaciones de la biología molecular en el manejo M cáncer de piel no melanoma

Los conocimientos extraídos del entendimiento de las bases moleculares y genéticas del cáncer nos han permitido grandes avances en tres áreas especificas de impacto en el cuidado de nuestros pacientes:

a. Información sobre la etiología de las neoplasias:

b. Determinación de riesgo de enfermedad

c. Influencia en tratamiento.

Los estudios sobre la carcinogénesis del cáncer de piel no melanoma y la acción de la UVB nos han permitido entender los mecanismos moleculares de esta neoplasia y plantear medidas de prevención primaria más racionales

y basadas en la biología de la enfermedad; por otro lado nos permite definir con más precisión poblaciones especialmente en riesgo de desarrollar estas neoplasias y reformular los criterios de prevención y consejería en esos pacientes. Por último, la información molecular está siendo trasladada al campo terapéutico con diversas estrategias. Una de las estrategias de esta "Terapia genética" en el cáncer de piel podría ser restablecer el control de p53 normal mediante la transfección del gen normal usando vectores retrovirales para devolver al tejido su capacidad de inducir apoptosis ante el daño producido por la luz solar, esta estrategia puede ir asociada al uso de citostáticos que induzcan apoptosis sólo en las células transformadas y no en las células normales. Actualmente también existen métodos farmacológicos mediante péptidos que pueden modificar la actividad de p53 normal o inactivar el bloqueo de p53 mutado y que se encuentran en diversas fases de investigación clínica. Finalmente es posible elaborar diversas formas de quimioprevención utilizando sustancias que

modifiquen la tasa de apoptosis de los tejidos, entre las que tenemos: restricción calórica, ésteres de cafeína, retinoides, hierbas medicinales y otros, cuyo rol terapéutico se está activamente investigando.

 

BIOLOGIA MOLECULAR EN MELANOMA MALIGNO

El melanoma maligno es una neoplasia que se origina de los melanocitos, las células pigmentadas de la piel, los cuales forman una capa de melanina que es un pigmento que permite la protección del epitelio contra las radiaciones de la luz solar Paradójicamente, los melanocitos pueden ser blanco de las radiaciones solares que finalmente desencadenan transformación maligna en las células expuestas. El creciente interés en la comunidad médica por el melanoma maligno, se basa en buena parte en el entendimiento de que, al igual que el cáncer de pulmón, la incidencia de esta neoplasia esta profundamente influenciada por el medio ambiente, lo que ha permitido que la población sea más consciente de los riesgos de la exposición a la luz solar Finalmente el interés molecular en melanoma también radica en que los principios genéticos que regulan esta neoplasia están siendo cada vez mejor comprendidos.

La biología molecular del melanoma maligno involucra dos situaciones clínicas distintas : el estudio de las alteraciones genéticas somáticas en los melanomas malignos esporádicos y el estudio del comportamiento genético del melanoma en las familias con predisposición genética a esta enfermedad. 

Figura 4. Progresión molecular en el melanoma maligno

 

Alteraciones genéticas en melanoma maligno

Como prácticamente en todos los tumores malignos, en el melanoma hay una acumulación progresiva de anormalidades del ADN que genera una mayor inestabilidad genética que, finalmente, conduce a transformación maligna. Entre estas anormalidades figuran pérdidas cromosómicas, duplicaciones, traslocaciones y deleciones. Además hay otros cambios más sutiles, como mutaciones puntuales y variabilidad microsatélite. Determinar cuáles de estos cambios son causales de la tumorigénesis o son producto de la inestabilidad genética inicial es difícil en muchos casos, reforzando el concepto de múltiples etapas en la transformación maligna.

Uno de los cambios somáticos más frecuentes en melanoma maligno es la pérdida de material genético del brazo corto del cromosoma 9, observado en casi el 50% de los casos. Aparentemente la pérdida de heterocigocidad del cromosoma 9 es un evento temprano en la transformación maligna del melanoma. Otras lesiones genéticas asociadas a melanoma involucran perdida de heterocigocidad de los cromosomas 3p, 6p, 10q 11q y l7p especialmente en lesiones menores de l,5mm sugiriendo que el compromiso de genes supresores de tumor es un evento genético relativamente importante en los estadios tempranos del melanoma.

Cerca del 90% de los melanomas malignos tienen un origen genético no hereditario o esporádico, situación similar a la de la mayoría de tumores sólidos. Así el melanoma esporádico puede resultar simplemente de la exposición aleatoria a sustancias carcinógenas como la radiación solar o puede ser el producto de la alteración de múltiples genes o alelos de débil penetrancia que modifican el riesgo individual moderadamente pero que en conjunción, afectan fuertemente la incidencia total de esta enfermedad en la población.

 

Genes de predisposición a melanoma

Cuando se analiza los casos de melanomas heredofamiliares, análisis de linajes entre las familias afectadas permitieron identificar un locus de susceptibilidad a melanoma (MLM). Este MLM se trasmite en forma mendeliana dominante, así una copla simple defectuosa del gen es capaz de

predisponer a melanoma. La penetrancia de este gen ha sido estimada en 53% y en algunas familias la penetrancia llega a 100%. Como en otros genes de predisposición a cáncer, la herencia de un gen MLM defectuoso incrementa las posibilidades de desarrollar melanoma. Así se calcula que el riesgo de desarrollar melanoma se incrementa 50 veces cuando uno hereda un alelo MLM de predisposición, siendo este riesgo dependiente de la exposición a la luz solar Este gen de susceptibilidad para melanoma se comporta como un clásico gen supresor de tumores, esto quiere decir que siguen el comportamiento de "doble golpe" descrito por Knudson para el gen del retinoblastoma, donde el "primer golpe" ocurre cuando el paciente hereda el alelo defectuoso y el "segundo golpe" ocurre con una mutación somática del alelo restante.

Entre los genes considerados candidatos a MLM e involucrados en la susceptibilidad genética a melanoma han sido descritos p16, p15, cdk4 y otros.

Las mutaciones de células germinales del gen p16 incrementan el riesgo de melanoma; así numerosas mutaciones puntuales se presentan en varios casos de melanomas y en otros tipos de neoplasias. La sobreexpresión de p 16 causa detenmiento del ciclo celular en G1/S, siendo un inhibidor in vitro de cdk4, que se encarga de la migración de la célula en el ciclo celular a fase S. Sin embargo, la naturaleza precisa de su rol en la tumorigénesis no está claro. Interesantemente p16 no se limita a intervenir en la predisposición a tumorigénesis del melanoma sino además interviene en la génesis de otros tumores sólidos esporádicos.

Otros inhibidores de ciclinas, como p15 y p21, son capaces de inducir detención del ciclo celular en diferentes fases del mismo en forma fisiológica y se postula su rol en la predisposición genética a melanoma.

 

Progresión molecular en melanoma maligno

La Figura 4 muestra la correlación entre los estadios clínicos de melanoma y las alteraciones moleculares y genéticas involucradas en la progresión del melanoma. Así la evolución de inestabilidad genética, proliferación celular desrregulada y desarrollo de capacidad invasiva y metastásica son eventos complejos desde el punto de vista molecular producto de la inexorable acumulación de alteraciones moleculares que involucran a oncogenes activados inapropiadamente o a genes supresores inadecuadamente bloqueados o inhibidos. Este proceso además se da a través del tiempo lo cual demuestra no sólo la gran estabilidad genómica inicial del queratinocito sino además la acumulación temporal de defectos específicos dentro de la célula pigmentaria.

El proceso puede agruparse en cuatro fases de progresión del melanoma :

l. Inestabilidad genómica.

2. Desrregulación de la proliferación del queratinocito.

3. Desarrollo de potencial invasivo.

4. Desarrollo de potencial metastásico.

Inestabilidad genómica

Un evento crítico en la progresión del melanoma es la disrrupción de la integridad genómica lo cual induce inestabilidad genética dentro del melanocito. Se ha descrito múltiples alteraciones cromosómicas en el melanoma, las más frecuentes en los cromosomas 9, 1, 6, 7, 10 y 11, siendo el gen p16 probablemente critico en la transformación maligna del melanoma. Este gen se ubica en el cromosoma 9 y como se ha señalado, su función sería la de un gen supresor de tumor

Proliferación desrregulada

Como resultado del daño de genes críticos en el control del ciclo de división celular y el continuo acúmulo de lesiones genéticas secundarias se produce proliferación desrregulada de los melanocitos. Como se señaló, es interesante observar que si bien normalmente el melanocito no tiende a dividirse en el adulto normal, el daño sobre los genes reguladores del ciclo celular genera que, al menos una subpoblación de melanocitos, prolifere inadecuadamente perpetuando la inestabilidad genómica originada por la exposición a luz solar Ante la exposición solar el melanocito epidérmico está influenciado por dos señales conflictivas: a. por un lado a la inhibición de la replicación del ADN dañado y reparación de dicha molécula, y b. replicación de ADN y proliferación transitoria de un grupo de melanocitos. La regulación de estas dos señales celulares es crítica en la prevención de la transformación maligna del melanocito.

Por otro lado, el estatus del gen supresor p53 en el melanoma maligno es complejo. Uno esperaría que este gen supresor estuviese mutado como en la mayoría de tumores sólidos y de esta manera favoreciera la transformación maligna, sin embargo mutaciones de p53 sólo se presentan entre el 5 y 30% de los casos, especialmente en los casos de melanoma metastásico. El comportamiento tan disímil de p53 en el melanoma es aún motivo de controversia sobre el significado de la expresión de p53 normal en estos tumores, la heterogeneidad de la expresión de p53 en melanoma y si la sobreexpresión del p53 mutado en realidad favorece al estado de inestabilidad genómica o la capacidad metastásica.

Desarrollo del potencial invasivo

Durante esta fase las células de melanoma son capaces de activar tres mecanismos de invasión de tejidos: l. a través de la desrregulaclón directa del tejido normal que rodea a las células de melanoma , 2. al atenuar las señales bloqueadoras de motilidad y crecimiento celular de las células vecinas; o Finalmente, 3. a través de la producción de sustancias para

crinas y autocrinas como factores de crecimiento hematopoyético como GCSF PDGF-A y otros, o factores de crecimiento epitelial como TGF alfa y beta , TNF , interleuquinas y otras.

Así se establece una interacción entre las células de melanoma y la matriz extracelular de soporte provocando finalmente que las células neoplásicas invadan los tejidos sanos.

Desarrollo de potencial metastásico

Una vez que las células de melanoma han adquirido la capacidad de invadir tejados, el siguiente paso es la producción de neoangiogénesis inducida por las células neoplásicas a través de la producción de sustancias o factores angiogénicos como los factores de crecimiento endotelial (VEGF), TGF beta l, TNF y otros. El resultado final de esta inducción de neovasos es el desarrollo de la capacidad metastásica de las células tumorales. Sin embargo una vez que las células de melanoma tienen esta capacidad, aún se necesita una serle de eventos moleculares y locales para que pueda completarse el proceso de metástasis desde el punto de vista clínico, ya que es claro que sólo un número reducido de células neoplásicas lograrán completar todos los eventos biológicos requeridos para la metástasis clínica.

 

CONCLUSIONES

Finalmente, podemos señalar que a pesar de los estudios cada vez más profundos y esclarecedores sobre el comportamiento biológico del melanoma, ésta es una neoplasia que continúa incrementándose en incidencia y cobrando más vidas a pesar de diagnósticos más precoces, tratamientos agresivos y estrategias terapéuticas que incluyen algunos de los conceptos nuevos de la biología del melanoma. La descripción de oncogenes, genes supresores, factores de crecimiento, factores anglogénicos, citoquinas y otras moléculas y su rol en la progresión del melanoma maligno ha permitido proveernos de nuevas perspectivas para el desarrollo de estrategias terapéuticas más racionales y biológicas en el control del melanoma.

Así la investigación clínica y molecular en melanoma actualmente está orientada a:

1. Delinear los tipos precisos de perturbaciones moleculares que caracterizan el proceso maligno en sus diferentes etapas de progresión.

2. Definir el impacto biológico y bioquímico de estos defectos moleculares en la interacción de mecanismos que regulan y gobiernan la proliferación, diferenciación y relaciones intercelulares de los melanocitos normales.

Al igual que en el caso de cáncer de piel no melanoma, estos conocimientos podrán ser usados para mejorar el nivel diagnóstico, desde un punto de vista molecular y genético, mejorando el pronostico de un caso individual y, finalmente, permitirá un tratamiento más adecuado y efectivo contra esta neoplasla.

El mejor conocimiento de las bases biológicas, moleculares y genéticas de las neoplasias de la piel nos permitirá mejorar nuestra conducta terapéutica lo cual aumentará las posibilidades de supervivencia y curación de nuestros pacientes.

 

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