CONCEPTOS BÁSICOS EN BIOLOGÍA MOLECULAR
El ADN, localizado a nivel del núcleo de la célula, es una macromolécula de aspecto filamentoso formado por un gran número de desoxirribonucleótidos que constituyen las unidades estructurales básicas. Estos desoxirribonucleótidos están formados a su vez por una base nitrogenada, un azúcar y un grupo fosfato. Las bases nitrogenadas son las portadoras de la información necesaria para sintetizar las proteínas que la célula precisa en tanto que los grupos de azúcar y fosfato tienen un papel estructural. En el ADN esta información se encuentra codificada en forma de genes que se definen como las unidades elementales de información y que contienen los datos necesarios para la fabricación de una proteína. La información codificada en un gen es transmitida a una molécula intermedia, denominada ácido ribonucleico mensajero (ARNm), que es capaz de salir del núcleo y entrar en contacto con los ribosomas para iniciar la síntesis proteica. La transferencia de información genética de ADN a ARNm se denomina transcripción, el paso de ARNm a proteína traducción y el proceso global que engloba los dos previos expresión génica. El ARNm antes de salir del núcleo sufre una maduración durante la cual determinados fragmentos no útiles son eliminados en un fenómeno denominado "corte y empalme" o splicing. La transcripción génica está regulada por determinadas proteínas, denominadas factores de transcripción, que son capaces de unirse a unas regiones del ADN que anteceden a la secuencia de un gen y que se llaman regiones promotoras. La unión de factores de transcripción-ADN a nivel de regiones promotoras pone en marcha la expresión de un gen.
El ciclo vital de la célula está formado por cuatro etapas perfectamente diferenciadas. Normalmente la célula se encuentra en fase G1. En esta fase la célula realiza sus funciones fisiológicas y es metabólicamente muy activa. Cuando se va a dividir entra en un proceso que está constituido por las otras tres fases de su ciclo vital o celular. La primera etapa de esta división celular es la fase S o fase de síntesis. Durante este periodo se sintetiza una copia del ADN. Al final de este periodo la célula todavía no dividida cuenta con dos copias de su ADN. Una vez completada la duplicación del ADN, proceso denominado replicación, entra en la siguiente etapa o fase G2 (intervalo 2). En este periodo se preparan los mecanismos necesarios para acometer la fragmentación celular que se desarrollará en el siguiente paso o fase de mitosis (fase M). Una vez realizada la separación de ambas células hijas cada una con su correspondiente copia de ADN, estas vuelven otra vez a fase G0 para desarrollar su actividad fisiológica concreta.
Este proceso de replicación es controlado por un grupo de proteínas que tienen por finalidad supervisar el ciclo celular de manera que una célula no entra en una nueva fase hasta no haberse superado unas comprobaciones necesarias previas denominadas puntos de chequeo (checkpoint). La finalidad de esta supervisión radica en que la célula sólo se divida cuando sea preciso y respondiendo siempre a niveles de control más elevados a nivel supracelular. Asimismo, estas comprobaciones son necesarias para asegurar que las copias del ADN que se generan sean iguales a la molécula progenitora evitando la introducción de fallos o errores en el proceso de duplicación o replicación.
Una de las proteínas más importantes en este proceso de control lo constituye la proteína p53 codificada por el gen p53. El ADN es una macromolécula con capacidad de reparación. Durante la vida de una célula puede verse sometida a agresiones externas (tóxicos, agentes infecciosos, radiaciones, ...) que pueden dañar el ADN. La proteína p53 actúa vigilando continuamente el ADN y detectando alteraciones a nivel de genes que pueden traducirse en proteínas con estructura y función alterada. Si el daño producido por el agente externo no es importante, el p53 induce mecanismos de reparación resolviendo las alteraciones observadas. Sin embargo, puede ocurrir que la lesión sea tan importante que no pueda ser reparada y en tal caso la proteína p53 pone en marcha un proceso de muerte celular activa o apoptosis. Este fenómeno de apoptosis se diferencia claramente del proceso normal de necrosis o muerte celular en que en el primero la célula participa de forma activa en su destrucción constituyendo lo que algunos autores han denominado "suicidio celular", evitando de esta forma transmitir una información deteriorada contenida en el ADN a las células hijas.
PROCESO DE TRANSFORMACIÓN NEOPLÁSICA
El control de la proliferación celular expuesto en el epígrafe previo puede alterarse en algunos de los puntos de chequeo o comprobación del ciclo celular provocando una división desmesurada. Las causas que pueden ocasionar esta alteración en las restricciones que limitan la división celular son en la mayoría de los casos adquiridas de forma que en un momento de la vida una lesión genética importante con un fallo en los mecanismo de reparación puede desencadenar un proceso neoplásico. El proceso de carcinogénesis implica, no obstante, varios eventos. Normalmente, existe un primer suceso, denominado iniciación, donde un agente externo o un error endógeno coloca a la célula en una situación de mayor susceptibilidad o predisposición para transformarse en neoplásica. En un segundo momento se produce la conversión en célula cancerosa de una célula previamente susceptible. En el campo de la carcinogénesis por agentes externos químicos, el dimetilbenzatracina puede hacer más sensible o susceptible a una célula produciendo un fenómeno de iniciación. No obstante, se necesita la intervención de otro producto, el 12-O-tetradecanoilforbol, para producir la promoción o transformación neoplásica de una célula ya iniciada.
Los genes que codifican las proteínas implicadas en la regulación de la división celular parecen ser los responsables de la transformación neoplásica en sus primeras fases. Los agentes exógenos o errores endógenos pueden inducir la expresión de genes cuyas proteínas activan la entrada de la célula en división celular. Estos genes se llaman oncogenes promotores, porque desencadenan una proliferación descontrolada dando lugar a una neoplasia. Entre éstos destacan el myc, jun, fos, ras, etc. Asimismo, estos mismos factores exógenos o endógenos pueden simultáneamente bloquear la expresión o dañar otros genes cuyas proteínas tienen una función de inhibición de la proliferación provocando ambos mecanismos conjuntamente una pérdida de las restricciones de la división y un aumento de los factores promitóticos. Este segundo grupo de genes con actividad de supervisión y control se denominan oncogenes supresores por su papel regulador de la proliferación evitando el desarrollo de neoplasias. En este grupo el más importante es el gen p53 que actúa como "el guardian de la célula" por excelencia. Estos procesos producen por tanto un aumento muy significativo de proteínas derivadas de oncogenes promotores que tendrían que encontrarse en niveles muy reducidos o nulos y a la vez niveles bajos o alteraciones funcionales de proteínas supresoras (resultado de la traducción de oncogenes supresores).
La carcinogénesis conlleva a su vez una pérdida del reconocimiento de las células tumorales como anómalas no evidenciándose una adecuada respuesta inmunitaria. Se ha comprobado que tanto las proteínas que se encuentran anormalmente incrementadas como aquellas anómalas pueden ser incorporadas y presentadas por los complejos de histocompatibilidad tipo 1, actuar como neoantígenos y desencadenar una respuesta inmunológica. Estos antígenos tumorales presentados por los complejos de histocompatibilidad tipo 1 (MHC-1), en la superficie de las células tumorales activan a los linfocitos T cooperadores o CD4+ (T helper) provocando la liberación de citoquinas que estimulan el crecimiento y maduración de los linfocitos T citotóxicos o CD8+. Al mismo tiempo, estos linfocitos citotóxicos se unen a través de su receptor específico (TCR, T-cell receptor) a los antígenos presentados por los MHC-1 en la superficie de las células neoplásicas. Sin embargo, esto no es suficiente para desencadenar una respuesta de los CD8+ frente a la célula cancerosa. Hoy sabemos que estos linfocitos CD8+ precisan una co-estimulación o segundo estímulo simultáneo: la célula tumoral tiene que expresar a nivel de membrana una proteína denominada B7 capaz de interaccionar a nivel de la membrana linfocitaria con el CD28 o con el CTLA-4 y completar el estímulo originado por el TCR desencadenando por tanto la respuesta citotóxica.
Sin embargo, en la célula tumoral se ha evidenciado una disminución o ausencia de la expresión de los MHC-1 y/o de la proteína B7 impidiendo por tanto que estas células presenten antígenos que pudieran desarrollar una respuesta inmunitaria o impidiendo completar una reacción citotóxica al faltar la co-estimulación de la proteína CD28 o CTL-4 necesaria para ello.
Los puntos de control del ciclo celular son rutas reguladoras que controlan el orden y el tiempo de transición del ciclo celular, y aseguran que etapas críticas, como la replicación del DNA y la segregación de cromosomas, sean completados con alta fidelidad. Los puntos de control responden al daño con parada del ciclo celular para que la célula disponga de tiempo para la reparación e induciendo la transcripción de genes que faciliten la reparación. La pérdida de puntos de control da como resultado inestabilidad genómica y han sido implicados en la evolución de células normales en células cancerosas.
Se conocen, como ya hemos adelantado, tres estadios donde operan los puntos de control en el ciclo celular:
- Al final de la fase G1 donde el punto de control llamado punto de control de restricción R asegura que la célula antes de entrar en la fase S, tenga un tamaño adecuado. Además, la célula detecta si las condiciones intracelulares y extracelulares son idóneas (tamaño celular, presencia de nutrientes y de factores de crecimiento) para seguir adelante y comenzar la síntesis de DNA. Es el punto de control más importante.
- En la fase G2 existe un segundo punto de control llamado punto de control G2-M. En este punto la célula detecta antes de entrar en mitosis si la replicación del DNA se ha completado correctamente y si el tamaño es el adecuado para la duplicación en dos células hijas.
- Finalmente, en la mitosis existe el punto de control M. Este punto de control se localiza en la metafase y comprueba, antes de seguir adelante con la mitosis celular, que los cromosomas se han alineado correctamente sobre el huso mitótico.
REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR
El ciclo celular es regulado por la formación secuencial, activación e inactivación de una serie de moléculas reguladoras del ciclo celular, que incluyen un grupo de subunidades reguladoras llamadas ciclinas y otro grupo de subunidades catalíticas denominadas quinasas dependientes de ciclina (CDK).
La fosforilación de proteínas implicadas en los procesos que tienen lugar a lo largo del ciclo celular, como la síntesis de DNA y la mitosis, la llevan a cabo un conjunto de proteínas quinasa, que catalizan la transferencia de grupos fosfato desde el ATP a la proteína. Estas proteínas quinasa son las CDK, que son activas enzimáticamente cuando se unen a un segundo grupo de proteínas llamadas ciclinas. Diferentes ciclinas se unen específicamente a diferentes CDK para formar una serie de complejos en fases especificas del ciclo celular y conducir a la célula de un estado del ciclo celular a otro.
Ciclinas
Las ciclinas son una familia de proteínas que, como indica su nombre, son sintetizadas y destruídas durante cada ciclo celular. Hasta la fecha se han descrito las siguientes ciclinas: A, B1, B2, C, D1, D2, D3, E, F, G1, G2, H, I, K, T1 y T2. Todas ellas contienen una región común conocida como "cyclin box", de aproximadamente 150 aminoácidos, que es un dominio relativamente conservado y es responsable de la unión y activación de las CDK. Mutaciones en esta región inhiben tanto la unión como la activación.
Las ciclinas C, D y E (o ciclinas G1) son proteínas de vida corta que funcionan principalmente durante la fase G1 y en la transición de G1-S, siendo destruidas por la vía de la ubiquitina. La vía de la ubiquitina es ATP dependiente e implica la unión covalente de moléculas de ubiquitina a los sustratos diana. Las proteínas modificadas de esta manera son reconocidas y degradadas por el proteosoma. La proteolisis mediada por la proteína ubiquitina juega un papel crucial en el control del ciclo celular, ya que la irreversibilidad de la proteolisis provee de una fuerte direccionalidad al ciclo celular, forzando a seguir hacia delante en varias etapas críticas.
La síntesis de ciclina D (D1, D2, D3), como se verá más adelante, está inducida por factores de crecimiento. Cuando se expresa constantemente, sin la necesidad de factores de crecimiento, las células tienen tendencia a mantenerse en un ciclo de división constante. Se le considera como un oncogén; aunque por sí misma no es capaz de transformar una célula normal en cancerosa, colabora con otros oncogenes.
Las ciclinas A y B son ciclinas mitóticas que permanecen estables durante la interfase, pero son rápidamente proteolizadas durante la mitosis, por una vía dependiente de la ubiquitina. Se ha observado que mutaciones en la ciclina A producen la inhibición de la iniciación de la mitosis, parando las células en la fase G2.
En la actualidad se dispone de poca información acerca de las ciclinas F y G, recientemente descritas, aunque parece ser que la ciclina F actúa en la transición de la fase G2 a la fase M, y la ciclina G actúa en respuesta al daño del DNA. La ciclina H, se sabe que forma complejos con la CDK7, para producir una enzima conocida como quinasa activante dependiente de ciclina que está implicada en la activación de las quinasas CDC2 y CDK2.
Quinasas dependientes de ciclina (CDK)
Las CDK son una familia de proteínas quinasas que se unen a ciclinas específicas y son activadas por ellas.
Hasta la fecha, se han descrito al menos nueve quinasas dependientes de ciclinas: CDC2 (también llamada CDK1, p34 o MPF, -factor promotor de la fase M-), CDK2, CDK3, CDK4, CDK5, CDK6, CDK7, CDK8 y CDK9.
Las CDK4, CDK5 y CDK6 forman complejos con las ciclinas de la familia D y funcionan durante la fase G0/G1 del ciclo. Según otros autores, parece ser que se unen principalmente a CDK4, durante un periodo muy concreto, el final de la fase G1 y el inicio de la fase S. Una de las funciones de los complejos ciclina D/CDK4 es fosforilar la proteína del retinoblastoma (Rb) y activar así la expresión de genes necesarios para la entrada en la fase S.
La CDK2 puede unirse también a miembros de la familia de la ciclina D, pero más comúnmente se asocia con las ciclinas A y E y están implicados en el inicio de la fase S, es decir, en la replicación del DNA. Así el complejo ciclina A/CDK2 parece tener un papel en el control de la elongación de la síntesis de DNA.
Como se menciona anteriormente, CDK7 se encuentra asociada con la ciclina H y tiene la capacidad de fosforilar tanto CDC2 como CDK2.
La CDC2, se une a las ciclinas mitóticas A y B. Los complejos ciclinas B y CDC2 son los más importantes. Son rápidamente activados durante la mitosis y se asocian al huso acromático en la metafase. La ciclina B se degrada en la transición de la metafase a la anafase causando la inactivación de la CDC2. Esto parece ser necesario para la finalización de la mitosis, ya que se ha visto que mutaciones en las ciclinas B, que evitan su degradación, bloquean las células en esta etapa del ciclo celular. Parece ser que el punto de control M controla la degradación de la ciclina B1.
No todas las ciclinas y CDK funcionan como reguladoras del ciclo celular. Otras funciones que se han descrito para las ciclinas y CDK han sido la regulación de la transcripción, reparación del DNA, diferenciación y apoptosis. Por ejemplo, diferentes complejos ciclina/CDK, como ciclina C/CDK8, ciclina T/CDK y ciclina H/CDK7, se sabe que son componentes de la maquinaria basal de transcripción. Por otro lado, la ciclina K forma un complejo con la RNA polimerasa II a través de la activación de una CDK no identificada.
Inhibidores de las quinasas dependientes de ciclina
Además de esta serie de reguladores positivos del ciclo celular (ciclinas y CDK) existe una familia de reguladores negativos denominados inhibidores de las quinasas dependientes de ciclinas, que bloquean la actividad de uno o varios complejos ciclina-CDK.
En las células animales, se dividen en dos familias distintas, que difieren en estructura, mecanismo de acción y especificidad: la familia KIP/CIP y la familia INK4. Estas proteínas inhibidoras de las CDK están implicadas en la parada del ciclo celular en respuesta a varias señales antiproliferativas como privación de factores de crecimiento, citoquinas, daño en el DNA celular, entre otras.
La familia KIP/CIP incluye tres proteínas estructuralmente relacionadas entre sí, p21, p27 y p57, y presenta una más amplia especificidad que la familia INK4, ya que sus miembros interactúan e inhiben la actividad quinasa de los complejos ciclina E/CDK2, ciclina D/CDK4, ciclina D/CDK6, ciclina A/CDK2 y ciclina B/CDC2 y actúan a lo largo del ciclo celular.
La proteína p21( también llamada Cip I, WAF1) fue el primer miembro aislado de la familia. Diferentes investigadores aislaron la p21 gracias a su capacidad para interactuar con CDK2, aunque puede inhibir otros complejos ciclinas conteniendo otras CDK, como la CDK4. Además, p21 también puede unirse al antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA), una subunidad de la DNA polimerasa, y así inhibir directamente la síntesis de DNA.
El gen p21 fue clonado como un gen inducido por la proteína supresora de tumores p53. Cuando el DNA es dañado, se provoca un incremento de la concentración y de la actividad de la proteína p53. Cuando se activa la proteína p53 estimula la transcripción de un gen que codifica para la proteína p21. La proteína p21 bloquea el ciclo celular en la transición G1-S, uniéndose a complejos ciclina-CDK (ciclina D/CDK4 y ciclina E/CDK2), responsables de conducir a la célula a la fase S. Esta parada del ciclo celular permite a la célula reparar el DNA dañado antes de replicarse.
El gen p21, fue aislado como un gen que se acumula en células próximas a la senescencia, sugiriendo que esta proteína puede jugar un papel importante en este proceso celular.
La proteína p27 media señales inhibidoras del crecimiento como la del factor de crecimiento transformante b (TGF-b) y la inhibición por contacto. También se ha demostrado que ratones que carecen de esta proteína, son anormalmente grandes, con hiperplasia en diferentes órganos. La proteína p57, a diferencia de la expresión ubicua de las proteínas p21 y p27, tiene una ruta de expresión tejido-específica, lo que sugiere un papel especializado en el control de ciclo celular.
La familia INK4 incluye cinco proteínas, p14, p15 (INK4B), p16 (INK4A), p18 (INK4C) y p19 (INK4D), los cuales inhiben específicamente los complejos de ciclina D/CDK4 y D/CDK6 que están implicados en el control de la fase G1. A diferencia de las proteínas de la familia KIP/CIP, que se unen a complejos ciclina/CDK, la familia INK4 se une a subunidades monoméricas y su mecanismo de acción consiste en competir con las ciclinas por las subunidades catalíticas CDK.
La proteína p16 parece jugar un único papel en la regulación del estatus de la proteína Rb. Al igual que con el gen Rb, el gen p16 está alterado en muchos tumores humanos. A pesar de la fuerte homología que existe entre las proteínas p16 y p15, éstas parecen desempeñar diferentes funciones biológicas. Así, el nivel de la proteína p15, no parece estar afectado por la proteína Rb, aunque sí es inducido por un factor inhibidor del crecimiento como es el TGF-b. Las proteínas p18 y p19 también responden a estímulos extracelulares. Así, algunos tipos de células tratadas con el interferon se altera la expresión de la p18. Además, la interleuquina-6 induce la expresión de las proteínas p16 y p18 en células hematopoyéticas, y se correlaciona con parada del ciclo celular en G1 y diferenciación terminal.
A parte de los inhibidores de quinasas dependientes de ciclina, existen otros reguladores negativos del ciclo celular que son los formados por los productos de los genes supresores de tumores TP53 y Rb que pueden interactuar y modular las actividades de los complejos ciclina/CDK.
ONCOPROTEÍNAS CITOPLASMÁTICAS TRANSMISORAS DE SEÑALES
En esencia, únicamente hay dos mecanismos bioquímicos por los que los proto-oncogenes citoplasmáticos actúan. Uno de los mecanismos implica la fosforilación de proteínas en residuos de serina, treonina o tirosina. Diversas oncoproteínas de esta categoría, denominadas quinasas, transfieren grupos fosfato de la molécula donadora ATP a los aminoácidos mencionados en la proteína receptora. La fosforilación de proteínas tiene dos funciones fundamentales en transducción de señales. En primer lugar, puede cambiar la conformación y, como consecuencia, provocar un incremento en la actividad enzimática de la proteína fosforilada. En segundo lugar, la fosforilación de los residuos de tirosina genera sitios de reconocimiento para proteínas señalizadoras. En cualquier caso la fosforilación contribuye a la transmisión y amplificación de la señal mitogénica.
El segundo mecanismo por el que los proto-oncogenes transmiten la señal implica la actividad enzimática GTPasa. Las proteínas que se unen a GTP actúan como interruptores moleculares y se denominan proteínas G. La unión de GTP induce un cambio conformacional que mantiene la proteína G en un estado activo, capaz de transmitir la señal mediante la interacción con proteínas efectoras. La hidrólisis del GTP a GDP, catalizada por la actividad GTPasa intrínseca, devuelve la proteína G a un estado inactivo. Existen reguladores positivos que promueven la transición de la proteína G a su estado activo, unida a GTP, a través de una actividad intercambiadora de nucleótidos, y reguladores negativos o efectores que devuelven la proteína G a su estado inactivo, unida a GDP, mediante la estimulación de la actividad GTPasa intrínseca.
Proteínas con actividad GTPasa
El papel desempeñado por la proteínas con actividad GTPasa en tumorigénesis fue puesto de manifiesto gracias al descubrimiento de los oncogenes de la familia ras que codifican una forma previamente desconocida de GTPasas monoméricas pequeñas. Se han identificado tres alelos de ras, denominados H-ras, K-ras y N-ras, por su presencia en virus con actividad transformante y por ensayos de transfección de DNA. La capacidad de unir nucleótidos de guanina de las proteínas Ras fue una de las primeras actividades bioquímicas descritas para el producto de un oncogén. El descubrimiento de una forma activada del gen ras en líneas de carcinoma de vejiga humano significó el hallazgo del primer oncogén humano, y la mutación puntual del aminoácido glicina en posición 12 por valina fue la primera mutación identificada en un oncogén humano. Más importante aún, la activación de uno de los tres genes ras es la mutación dominante más común encontrada en cánceres humanos. Este hecho refleja la crítica función que juega ras en la transducción de la señal mitogénica en numerosos tipos celulares y lo convierte en uno de los oncogenes mejor estudiados.
Ras pertenece a la conocida como superfamilia de proteínas Ras, cuyos miembros regulan numerosos procesos celulares, incluida la señalización mitogénica (Ras y proteínas relacionadas), la organización del citoesqueleto (Rho, Rac y Cdc42), funciones nucleares (Ran) y el tráfico de membranas y proteínas (Rab).
Los miembros de la familia de proteínas Ras son modificados postraduccionalmente mediante la unión de un lípido isoprenoide, el radical farnesilo, que las ancla a la cara interna de la membrana plasmática. La asociación a la membrana es esencial para la función de las proteínas Ras. Ciertos dominios de estas proteínas son homólogos de la subunidad implicada en la unión de nucleótidos de guanina en las proteínas G heterotriméricas. De hecho, las proteínas de la familia Ras se unen a nucleótidos de guanina (GTP y GDP). La capacidad de las proteínas Ras para unirse a este tipo de nucleótidos indica que funcionan de una manera semejante a otras proteínas G, y que por lo tanto se encuentran en un equilibrio entre dos conformaciones: una activa, unida a GTP, y una inactiva, unida a GDP.
En los últimos tiempos se ha elucidado una gran parte de los componentes de la vías de transducción de señales y se ha situado a las proteínas de la familia Ras como reguladores cruciales de los procesos que parten de los receptores de factores de crecimiento y controlan la proliferación y diferenciación celular. La activación de Ras en respuesta a la estimulación de los receptores de factores de crecimiento está mediada por la unión de la proteína adaptadora Grb2, cuyo dominio SH2 reconoce residuos de tirosina fosforilados en el receptor. A su vez, Grb2 interacciona a través de sus dominios SH3 con el factor intercambiador de nucleótidos de guanina (Guanine nuleotide Exchange Factor, GEF) Sos, localizándolo en la membrana plasmática, donde se encuentra situado su sustrato Ras. De esta manera, Sos puede estimular el intercambio de GDP por GTP en Ras, lo que lleva a Ras desde su forma inactiva a su forma activa capaz de interaccionar con diversas moléculas efectoras/sustratos. Por el contrario, la inactivación de Ras está mediada en parte por su actividad GTPasa intrínseca. Normalmente esta actividad es baja, pero puede ser estimulada por una proteína activadora de GTPasa, (GTPase Activating Protein, GAP), que convierte la forma activa de Ras unida a GTP en la forma inactiva unida a GDP. GAP también contiene un dominio SH2 por el que interacciona con los receptores activados localizándose en la membrana plasmática, lo que permite la regulación negativa de Ras.
Los procesos de activación e inactivación de Ras están exquisitamente orquestados. La conversión de Ras a su forma unida a GTP le permite interaccionar con otras proteínas que funcionan como efectores. Un efector de Ras es la serina treonina quinasa Raf. La activación de Ras promueve su interacción con Raf y localiza a esta última en la membrana, donde es activada y ejercita su actividad. La proteína Raf así activada fosforila y activa MEK, que es una tirosina treonina quinasa. MEK a su vez fosforila las proteínas ERK que son serina treonina quinasas. Las proteínas ERK fosforilan entonces varias proteínas, entre las que cabe destacar el factor de transcripción Elk-135. Esta cascada de señalización se conoce como la ruta de las proteína quinasas activadas por mitógenos (Mitogen Activated Protein kinases, MAP). La respuesta celular provocada por esta ruta de señalización incluye el incremento en la transcripción de genes inmediatamente tempranos, como fos, que a su vez regulan la expresión de genes cuyos productos controlan la progresión en el ciclo celular, lo que finalmente da lugar a la síntesis de ADN y a la división celular.
Además de Raf la transformación celular inducida por formas oncogénicas de Ras también requiere la actividad de los miembros de la superfamilia de proteínas Ras, Rho y Rac. Estas proteínas están implicadas en el reordenamiento del citoesqueleto de actina y regulan los cambios morfológicos asociados con la transformación celular inducida por el oncogén ras. Los oncogenes ras se han identificado en diversos tumores humanos. Las formas oncogénicas de ras difieren de sus formas normales por mutaciones que resultan en la sustitución de aminoácidos localizados en las posiciones 12, 13, 59 y 61 en el dominio de unión a GDP/GTP de la proteína. Esta oncoproteínas Ras están fijadas en su forma activa unida a GTP a través de un elevado intercambio de GDP por GTP o a través de la pérdida de la actividad GTPasa intrínseca.
JUN, FOS Y EL COMPLEJO TRANSCRIPCIONAL AP-1
Los genes jun y fos fueron identificados en un principio como los oncogenes v-jun y v-fos, presentes en el genoma del virus del sarcoma aviar 17 y de los virus FBJ y FBR, que producen osteosarcomas en ratón, respectivamente. Los homólogos celulares de ambos oncogenes codifican proteínas que son factores de transcripción y dimerizan para formar el complejo de transcripción denominado AP-1 (Activating Protein-1). Cada uno de ellos se engloba en una familia de proteínas con actividad transcripcional más amplia: la familia Jun, formada por c-Jun, JunB y JunD; y la familia Fos, formada por c-Fos, FosB, Fra-1 y Fra-2. El factor AP-1 puede estar compuesto por homodímeros formados por dos miembros de la familia Jun o por heterodímeros entre un miembro de la familia Jun y un miembro de la familia Fos. No se forman homodímeros entre miembros de la familia Fos. AP-1 es un factor de transcripción que regula la expresión de genes inducidos por factores de crecimiento y promotores tumorales, como los ésteres de forbol. El complejo AP-1 se une a la secuencia de ADN TGACTCA desde donde regula la transcripción de los genes adyacentes. Se conocen numerosos genes regulados por AP-1 fundamentales para la proliferación y la diferenciación celular, entre ellos los propios genes jun y fos. Las proteínas Fos y Jun presentan claras homologías estructurales, como son el dominio de unión al ADN y el dominio encargado de la actividad transcripcional. El dominio de unión al ADN presenta dos subregiones, una rica en aminoácidos básicos, responsable de la unión al ADN, y otra responsable de la dimerización, denominada cremallera de leucinas.
La forma viral oncogénica de la proteína Jun difiere de la forma celular normal, además de por diversas mutaciones puntuales, por la deleción de una pequeña región reguladora en el dominio aminoterminal responsable de la actividad transcripcional. v-Fos y c-Fos también difieren por ciertas sustituciones y por la deleción de 50 aminoácidos en la región carboxiterminal de la oncoproteína, que no afecta su capacidad para heterodimerizar y unirse al ADN.
La actividad biológica de las proteínas Jun y Fos está regulada por fosforilación. En el caso de Jun, la fosforilación de dos serinas situadas en la región aminoterminal, junto a la región d, induce un incremento de su actividad transcripcional. Esta fosforilación está mediada por la serina/treonina quinasa JNK (Jun N-terminal Kinase), que interacciona con Jun precisamente en la región d, en respuesta a distintos estímulos, como factores de crecimiento, citoquinas inflamatorias y señales de estrés. La proteína Fos también es activada por fosforilación por otras quinasas activadas por factores de crecimiento, como las ERKs. Las alteraciones que presentan las formas oncogénicas de estas proteínas impiden su regulación e incrementan su nivel de expresión, dando como resultado una actividad transcripcional permanente.
LOS FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN MYC Y MYB
El gen myc fue inicialmente identificado como un oncogén del virus de la mielocitometosis aviar. Posteriores estudios mostraron la existencia de una familia de proto-oncogenes con actividad transcripcional compuesta por tres miembros: c-myc, n-myc y l-myc, que son frecuentemente sobreexpresados en numerosos cánceres humanos. Esta sobreexpresión se observa en neuroblastomas (n-myc), carcinomas microcíticos de pulmón (n-myc y l-myc), carcinomas de mama, estómago, pulmón y colon, neuroblastomas y gliobastomas (c-myc), como consecuencia de amplificaciones; y en los linfomas de Burkitt (c-myc), como consecuencia de translocaciones. En células en cultivo, la sobreexpresión de c-myc da lugar a una inhibición de la diferenciación, una mayor sensibilidad a factores de crecimiento y una aceleración de la proliferación. Estudios tanto en cultivos celulares como en animales muestran que existe una cooperación oncogénica entre c-myc y Ha-ras activado, lo que indica que ninguno de los oncogenes es totalmente oncogénico y que afectan distintos aspectos del control de la proliferación celular. Además de estar activado en tumores, c-Myc es un componente esencial de los mecanismos de señalización que median la transformación por distintas oncoproteínas, como bcr-abl, el receptor de CSF-1 y Ras. Se han detectado numerosas mutaciones puntuales en el dominio de activación transcripcional de c-myc en la zona implicada en las translocaciones en linfomas de Burkitt y otros linfomas relacionados con el SIDA, comparables con las mutaciones encontradas en el oncogén v-myc. Aunque estas mutaciones pueden afectar la actividad transcripcional de c-myc, son mucho menos importantes que la expresión alterada de c-myc que provocan las alteraciones genéticas descritas. De modo que, a diferencia de lo que ocurre con otros oncogenes, es la inapropiada regulación de la expresión de la proteína myc, más que mutaciones en la misma, lo que contribuye a la tumorigénesis. El nivel de expresión de c-myc se encuentra cuidadosamente regulado: su nivel de expresión refleja el estado de proliferación de la célula. Dicha expresión se induce rápidamente a nivel transcripcional tras la estimulación con factores de crecimiento y es casi inexistente en las células quiescentes. Durante la diferenciación, los niveles de expresión de c-myc decrecen, y la bajada forzada de su expresión con oligonucleótidos antisentido inhibe la proliferación e induce la diferenciación.
El producto del proto-oncogén c-myc se localiza en el núcleo donde interacciona con diversas proteínas a través de varios motivos de dimerización. c-myc posee varios dominios: un dominio compuesto por aminoácidos básicos y otro denominado de hélice-bucle-hélice, implicados en unión a ADN, y otro dominio de cremallera de leucinas por el que interacciona con Max, otro miembro de la familia Myc de proteínas reguladoras de la transcripción. Esta familia incluye también a las proteínas Mad y Mxi. Los heterodímeros Myc-Max son activadores de la transcripción y son necesarios para la oncogénesis. También se pueden formar dímeros Max-Max, Mad-Max y Mix-Max, pero éstos funcionan como represores transcripcionales opuestos a la actividad de los dímeros Myc-Max. Todos estos dímeros interaccionan con la secuencia de ADN conocida como caja E, GAGCTC, a través de la región básica de c-Myc. El nivel de transcripción de los genes regulados por c-Myc depende, por tanto, de las cantidades relativas de los distintos heterodímeros presentes en la célula, lo que explica los potentes efectos que la sobreexpresión de c-Myc puede ejercer sobre las células.
c-myc tiene efectos llamativos tanto en la progresión por el ciclo celular, como en apoptosis. La activación del proto-oncogén c-myc en las células da lugar a su reentrada en el ciclo celular en la ausencia de factores de crecimiento, y su expresión en células crecidas con bajos niveles de nutrientes puede inducir apoptosis. Los genes regulados por c-Myc implicados en estos efectos y en la transformación celular no son totalmente conocidos. Sin embargo, diversos estudios indican que c-Myc regula la expresión del factor de transcripción E2F y de la fosfatasa responsable de la activación de las ciclinas Cdc, que están implicados en la regulación del ciclo celular. Así mismo, c-Myc regula la expresión de los genes cad y odc que son componentes necesarios del proceso de síntesis de ADN. Así pues, puede concluirse que los potentes efectos de Myc observados sobre la proliferación se deben a un efecto combinado sobre el crecimiento celular y la división celular, en concreto durante la transición desde G0/G1 a S en el ciclo celular.
El oncogén v-myb está presente en dos retrovirus que producen leucemias en aves, el virus de la mieloblastosis aviar, AMV, y el virus E. La expresión de la forma celular normal, el proto-oncogén c-myb, se restringe a células hematopoyéticas inmaduras proliferativas en el epitelio del colon y en células neuroectodérmicas y de neuroblastoma. Sin embargo, se ha observado la expresión de c-myb en un 64% de carcinomas de mama y en algunos carcinomas de ovario. Por otro lado, se ha visto la amplificación de c-myb en leucemias, carcinomas de colon y melanomas. c-myc codifica un factor de transcripción que parece regular la expresión de genes relacionados con la proliferación y diferenciación de células hematopoyéticas. La protooncoproteína c-Myb, a través de un dominio rico en triptófanos, reconoce secuencias de ADN con el motivo (C/T)AAC(G/T)G. No se conoce mucho sobre los genes cuya regulación está modulada por c-Myb, entre los que se encuentra el propio c-myb, pero, como en el caso de c-myc, su expresión está relacionada con la progresión durante las fases G1 y S del ciclo celular y la bajada en su expresión con la diferenciación celular. v-myc y diversas formas oncogénicas de c-myc mutadas codifican proteínas con una elevada actividad transcripcional, más aún la sobreexpresión de c-myb también es oncogénica.
En conclusión, la hipótesis de que los oncogenes nucleares juegan un papel central en los acontecimientos implicados en la proliferación celular concuerda con el hecho de que sus formas celulares normales se expresan normalmente durante la proliferación, y tanto su ARN mensajero como sus proteínas tienen una vida media muy corta. Por lo tanto, los cambios en la transcripción de estos genes dan lugar a rápidas fluctuaciones en los niveles de ARNm y proteína. La expresión de c-fos, c-jun, c-myc y c-myb es insignificante en células quiescentes o durante su diferenciación terminal. Cuando las células son estimuladas con suero o factores de crecimiento para entrar en la fase G1 del ciclo, se produce un incremento transitorio en la expresión de estos genes. Estos proto-oncogenes son necesarios para la transición desde el estadio G0 al estadio G1 del ciclo celular y para progresar por fases específicas del ciclo.
SUSCEPTIBILIDAD GENÉTICA EN CÁNCER
La mayoría de los cánceres son de origen esporádico, pero entre el 5 y el 10% de los mismos tienen un claro componente hereditario. Los cánceres hereditarios implican generalmente la predisposición al desarrollo de tumores concretos. La susceptibilidad se manifiesta en distintos individuos de un grupo familiar a través de las generaciones, con un patrón compatible con una segregación mendeliana. El cáncer hereditario suele aparecer a una edad más temprana que el esporádico, y el riesgo de desarrollarlo está relacionado con el grado de parentesco. En los individuos predispuestos es frecuente la presencia de tumores de localización multifocal, el desarrollo bilateral de la enfermedad y la asociación de múltiples neoplasias. Las neoplasias que afectan a los miembros de la familia suelen ser de un tipo concreto, pero también pueden encontrarse otros tumores o incluso una agrupación de distintos neoplasias en una misma familia. Por otra parte la incidencia elevada de casos de cáncer en una familia no implica necesariamente una base genética, sino que pueden existir factores ambientales que afecten a dicha familia en concreto.
La existencia de un cáncer hereditario se demuestra objetivamente identificando la mutación en la línea germinal en un gen concreto. Los estudios dirigidos a caracterizar los genes implicados en los síndromes de cáncer familiar, han proporcionado numerosas pruebas que apuntan a la inactivación de los genes supresores tumorales, siendo raras las alteraciones que activen oncogenes en la línea germinal. Es probable que el carácter dominante de las lesiones en los oncogenes tenga efectos letales e impida subsistir aquellos fetos que hereden una mutación de este tipo. Una excepción es el carcinoma medular de tiroides familiar y los tumores endocrinos hereditarios asociados a alteraciones en el oncogen ret. Hay que hacer hincapié en que en el cáncer hereditario lo que se transmite a la descendencia no es el cáncer propiamente dicho, sino un aumento en el riesgo de desarrollar la enfermedad. Esta susceptibilidad genética al desarrollo del cáncer suele heredarse como un rasgo dominante a nivel del individuo. Sin embargo las alteraciones genéticas que confieren esta predisposición son casi siempre de carácter recesivo, manteniéndose el funcionamiento correcto mientras persista una copia normal del gen supresor de tumores.
El cáncer de mama es una enfermedad compleja y heterogénea producida por la interacción entre factores genéticos y no genéticos. Es la neoplasia más común entre las mujeres del mundo occidental, con una incidencia media aproximada del 10%. Aunque la mayoría de los cánceres de mama son esporádicos, entre el 5-10% de los mismos son familiares o hereditarios y forman parte del cuadro asociado a distintos síndromes de cáncer familiar. El carcinoma de endometrio es la neoplasia más frecuente que afecta al tracto genital femenino, mientras que el cáncer de ovario ocupa el cuarto lugar como causa de fallecimiento, por detrás de los de mama, recto-colon y pulmón.
Las mutaciones hereditarias en los genes BRCA1 y BRCA2 incrementan el riesgo de desarrollar carcinoma de mama y ovario. Otros síndromes genéticos relacionados con el desarrollo de tumores ginecológicos son el síndrome de Li-Fraumeni, asociado con carcinoma de mama y el síndrome de Lynch tipo II, asociado al desarrollo de cáncer de endometrio y ovario.
En la década de los años veinte, un equipo de patólogos identificó una familia con una elevada incidencia de tumores, que representaría el prototipo de síndrome de Lynch o cáncer colorrectal no polipósico familiar o HNPCC (Hereditary Non-Polyposis Colorectal Cancer). Posteriormente Lynch realizó varios estudios en distintas familias con un historial similar al anterior, y obtuvo un patrón de enfermedad autosómica dominante caracterizada por la predisposición al desarrollo precoz de cáncer de colon proximal no polipósico y de otros tipos de cáncer. A partir de estos patrones se definieron dos síndromes: el síndrome de Lynch tipo I o cáncer colorrectal familiar de sitio específico, en aquellas familias que sólo desarrollaban cáncer colorrectal, y el síndrome de Lynch tipo II o síndrome de cáncer familiar en las que también aparecían tumores en otros órganos, principalmente en el tracto genital femenino. Actualmente se cree que ambos síndromes son en realidad la misma entidad y se les denomina conjuntamente cáncer colorrectal no polipósico familiar o HNPCC. Cuando además de todos los tumores típicos del síndrome se desarrollan también distintos tipos de tumores dermatológicos, se denomina al cuadro síndrome de Muir-Torre.
El cáncer colorrectal es la manifestación principal del síndrome, aunque también hay una predisposición al desarrollo de tumores de endometrio, ovario, estómago, tracto urinario y páncreas, entre otros. Aparentemente los afectos no tienen predisposición al cáncer de pulmón, mama, próstata, vejiga, médula ósea, laringe o cerebro. El 80% de los pacientes desarrollan cáncer de colon y el 30% de las mujeres afectas desarrollan cáncer de endometrio. Otras características clínicas del síndrome son la edad temprana de diagnóstico del cáncer de colon (entre 40-50 años respecto a 60-70 años en la población general), en el 60% de los casos el cáncer colorrectal afecta a la región proximal y en el 25% se producen múltiples tumores primarios La posibilidad de desarrollar tumores metacrónicos después del tratamiento es del 90% en el caso del cáncer de colon y del 75% en el de endometrio.
El 3-4% de todos los cánceres colorrectales se encuentran dentro del HNPCC, sin embargo, se desconoce el porcentaje de carcinomas de endometrio y ovario debidos a este síndrome.
Predisposición genética en cáncer de mama
En los últimos años el descubrimiento de los genes ligados a la predisposición al cáncer de mama ha irrumpido en la práctica oncológica clínica creando la necesidad de poder establecer unas pautas dirigidas a poder efectuar un consejo genético no sólo de las pacientes sino de las familias. Así mismo, el estudio genético abre una esperanzadora herramienta en aquellos núcleos familiares con una elevada incidencia de cáncer de mama al poder identificar a los miembros con mayor riesgo y, por tanto, proceder a una estrategia más racional en el screening periódico y diagnóstico precoz.
Las causas de susceptibilidad son múltiples aunque efectivamente aquellas que cubren una mayor frecuencia son fundamentalmente las mutaciones en los genes BRCA1 y BRCA2 (BReast CAncer). Cada uno de estos genes presentan una estructura genómica de gran tamaño, el BRCA1 cuenta con 24 exones (Fig. 1) y el BRCA2 con 27 exones, sin que se puedan señalar unas áreas de su secuencia con mayor concentración de mutaciones. De hecho, la distribución de mutaciones en estos dos genes se sitúa a lo largo de toda la secuencia genómica.
La posibilidad de determinar el riesgo de cáncer de mama ofrece una oportunidad de estructurar un adecuado plan de vigilancia y screening de las mujeres con riesgo elevado de cáncer de mama. No obstante, el estudio genético debe precederse de una adecuada evaluación de riesgo basada en criterios establecidos o en modelos epidemiológicos. Dado el tamaño y la imposibilidad de definir los potenciales hotspot o lugares calientes de mutaciones de estos genes el estudio sistemático de la población carece de valor coste/efectividad. En esta línea distintos programas se han desarrollado con objeto de cuantificar este nivel de riesgo de las mujeres con antecedentes familiares atendiendo también a las necesidades psicosociales y ofreciendo distintas estrategias de prevención. Este ha sido el caso del National Surgical Adjuvant Breast Project (NSABP) Breast Cancer Prevention Trial donde la valoración del riesgo de cáncer de mama se efectuó mediante el modelo Gail con objeto de estandarizar los criterios de inclusión. Así mismo, el reconocimiento de la susceptibilidad hereditaria para el cáncer de mama permite y facilita a las mujeres a riesgo enfrentarse y participar en campañas y programas de prevención. Por otra parte, y desde un punto de vista exclusivamente epidemiológico esta estructuración posibilita contar con una base de datos de población, punto de partida para futuros estudios y conocimiento de los patrones de genética poblacional de nuestro medio.
Inicialmente la valoración del riesgo de cáncer de mama y su consecuente consejo genético se efectuaba en unos pocos centros por equipos multidisciplinarios donde estaban involucrados genetistas, psicólogos, oncólogos médicos, cirujanos y enfermeras. La disponibilidad del estudio genético no tiene por qué introducirse en todos los centros pero sí el conocimiento para estimar el riesgo asociado a una paciente concreta con objeto de remitir una muestra de sangre periférica para valoración molecular a un grupo de centros de referencia a nivel nacional. En esta línea, hoy en día es necesario para cualquier unidad de oncología médica o ginecológica manejar unos patrones de identificación de las mujeres con riesgo de desarrollar cáncer de mama en función a características de la incidencia de cáncer en la familia, edad de diagnóstico, grado de parentesco entre las afectadas así como bilateralidad o multicentricidad. Así mismo, aunque la valoración genética se efectúe en un centro de referencia para dicho análisis, el seguimiento y control evolutivo a largo plazo debe desarrollarse por el centro propio de la paciente y, en este sentido, es importante consensuar algunos aspectos con objeto de ofrecer unas actitudes y recomendaciones comunes y contrastadas por la literatura.
Evaluación de familias con riesgo de cáncer de mama
Se estima que una de cada 9 mujeres que alcanza los 85 años en el mundo occidental desarrollará un cáncer de mama en algún momento de su vida No obstante, este riesgo constituye una media poblacional en función a un grupo de factores sin que se pueda extrapolar una tendencia de central para las individualidades. Los factores que se han considerado en esta estimación poblacional incluyen historia familiar de cáncer, exposición a determinados carcinógenos (incluyendo hormonas exógenas) y la historia reproductiva. Distintos estudios epidemiológicos han identificado un número de importantes factores que podrían alterar el riesgo de cáncer de mama. Sin embargo, el riesgo estimado obtenido de distintos estudios no es aditivo y, por tanto, no puede ser combinado directamente a efectos de determinar el riesgo de cáncer de mama individual por varias razones: en primer lugar, el cáncer de mama tiene una etiología multifactorial, con mútiples factores genéticos y ambientales que interaccionan con el desarrollo del proceso neoplásico. En segundo lugar, la importancia relativa de estos factores en el desarrollo de cada tumor individual puede variar. En este sentido, poco se conoce sobre la interrelación de varios factores de riesgo. Por tanto, desde un punto de vista del individuo afecto de cáncer, y este caso de la paciente con cáncer de mama, nos centraremos en el riesgo de cáncer de mama como una función de la historia familiar donde quizás en el futuro podamos añadir su interacción con otros factores de riesgo (Fig. 2).
La información deberá ser recogida en un mínimo de tres generaciones siempre que sea posible, así como contrastar los datos referidos con al menos dos miembros con objeto también de maximizar la veracidad y la cantidad de los datos obtenidos. Detalles como la edad al diagnóstico, edad de los miembros no afectos, histología del tumor, bilateralidad del proceso, lugares del tumor primario o de las metástasis deben ser recogidos lo más completamente posible. Es importante igualmente especificar la presencia de síndromes genéticos en la familia ya que algunos procesos hereditarios predisponen a los individuos afectos a una variedad de neoplasias, tal es el caso del xeroderma pigmentosum, la anemia de Fanconi, el síndrome de Bloom o la ataxia-telangiectasia con una elevado riesgo de cáncer de mama.
Con objeto de poder de estratificar el riesgo algunos autores han dividido a las mujeres con historia familiar de cáncer de mama en dos grupos: moderado riesgo y alto riesgo. El punto inicial para la clasificación de las familias como moderado o alto riesgo arranca del análisis de la historia familiar con objeto de determinar el espectro de tumores presentes y evaluar los potenciales patrones de herencia de la predisposición a cáncer. Las familias con moderado riesgo de cáncer de mama se caracterizan por la ausencia de cáncer de ovario, una edad más avanzada de diagnóstico y una menor incidencia familiar de tumores, por contra de las familias con un elevado riesgo de cáncer de mama que se caracterizan por la presencia de múltiples casos de cáncer de mama en parientes muy próximos (al menos tres casos) que parecen seguir un patrón autosómico dominante de herencia. En estas familias de alto riesgo el cáncer de mama se diagnostica con frecuencia en una edad temprana (por debajo de los 45 años) con presencia en ocasiones de cáncer de ovario. En esto casos de alto riesgo la causa suele subyacer en una mutación altamente penetrante con carácter autosómico penetrante en uno de los genes de predisposición a cáncer de mama BRCA1 o BRCA2.
Identificación de familias de riesgo de cáncer de mama
La situación más frecuente con la que se enfrenta la práctica clínica viene dada por un cuadro familiar sin una incidencia muy relevante que oriente sin lugar a dudas hacia un claro cuadro de cáncer de mama familiar. En estos casos, la historia familiar revela típicamente la presencia de uno o dos miembros con cáncer de mama (a menudo de aparición perimenopáusica o incluso postmenopáusica) y la ausencia de otros tumores distintos al cáncer de mama. Esta situación ofrece un espectro heterogéneo tanto a nivel molecular como en el ámbito clínico y podrían contemplarse cuatro potenciales causas subyacentes:
1. Una derivada de la combinación de distintas alteraciones genéticas (o epigenéticas) combinadas o no con agentes ambientales, cada uno confiriendo un pequeño grado sobreañadido de riesgo.
2. Otro subgrupo podría estar teóricamente explicado por la presencia de una mutación de uno de los genes BRCA1 o BRCA2 con una baja penetrancia, lo cual podría justificar una mayor incidencia de cáncer de mama en ese entorno familiar respecto a la población general; no obstante, este planteamiento no concuerda con la constatación de una elevada penetrancia de las mutaciones acaecidas en los genes BRCA.
3. Algunas familias puede presentar un síndrome de predisposición hereditaria al cáncer de mama pero quizás por tratarse de una familia pequeña o no contar con información completa o fidedigna no se expone de forma clara y florida un patrón típico de estos síndromes en toda su extensión.
4. Así mismo debemos considerar que el cáncer de mama constituye un proceso neoplásico con una amplia y creciente incidencia en la población general lo cual significa que puede acontecer en más de una ocasión en una familia sin tener ninguna relación con factores hereditarios. Estas familias con estas características se etiquetan como núcleos familiares de riesgo moderado y la estimación de riesgo se efectúa usando un modelo derivado de estudios epidemiológicos. En estos casos, este modelo de riesgo epidemiológico permite establecer una predicción basada en análisis de estudios poblacionales .
Valoración de riesgo en familias con susceptibilidad a cáncer de mama
Algunos autores han revisado recientemente los modelos más representativos comparándolos y evaluando el nivel de predicción. Son modelos basados en diseños que utilizan distintos factores de riesgo, lo cual se traduce en estimaciones de riesgo para un individuo dado que difieren mínimamente. Estos datos de predicción ofrecen una guía útil a efectos de ofrecer posteriormente un adecuado consejo genético a los miembros a riesgo de las familias.
Las medidas más frecuentes para la evaluación del riesgo se dirigen a la estimación del riesgo relativo o el riesgo acumulativo. El primero se define como la tasa de enfermedad en un grupo expuesto a un factor de riesgo comparado a un segundo grupo no expuesto a dicho factor. Este riesgo relativo es muy útil para la valoración de la magnitud del efecto de un factor de riesgo dado. No obstante, el uso del riesgo relativo puede no ser adecuado cuando se evalúa una línea base de riesgo a nivel individual y ésta es multiplicada por el valor del riesgo relativo del factor considerado. Por eso mismo, esta aproximación es más válida en la estimación poblacional de riesgo considerándose más acertada la evaluación basada en el riesgo acumulado que aporta un dato estadístico que traduce de forma más asequible para el conjunto clínico sobre todo cuando se estratifican grupos de edades. En este sentido, esta predicción basada en riesgos acumulados posibilita un enfoque distinto al poderse dirigir el riesgo a un tiempo determinado o a una extensión de vida determinada.
Uno de los modelos más utilizados deriva del estudio "Cancer and Steroid Hormone Study (CASH)", analizado por Claus. Estos datos poblacionales conforman una base para la predicción de riesgo en mujeres con historia previa de cáncer de mama lo cual puede permitir la construcción de tablas detalladas para el cálculo del riesgo acumulado de cáncer de mama en una determinada edad basado en la edad de diagnóstico de los miembros de primer y segundo grado de parentesco. Cuando se usan estas tablas del modelo de Claus, los individuos considerados deben encontrarse en la misma línea (materna o paterna) pero no mezclados. Una ventaja de esta aproximación es el hecho de que maneja riesgos acumulados más que riesgos relativos, incorporando la edad de diagnóstico de los parientes afectos en el cálculo del modelo. Sin embargo, este modelo puede infraestimar significativamente el riesgo de desarrollo de cáncer de mama en mujeres portadoras de mutaciones de BRCA1 o BRCA2 en núcleos familiares pequeños, y sobrestimarlo en individuos que no hayan heredado una mutación relacionada con enfermedad donde los casos de cáncer de mama sean incidentales sin ninguna relación causal entre ellos.
El otro gran modelo considerado se refiere al de Gail que calcula el riesgo de desarrollar cáncer de mama mediante el uso de una fórmula que contempla las variables: edad de la mujer en su menarquia, edad del primer parto, número de familiares de primer grado con cáncer de mama, número de biopsias previas de mama en la mujer considerada ante lesiones de dudosa naturaleza y edad de la misma. Este modelo fue estimado a partir de los datos del estudio "Breast Cancer Detection Demonstration Project" (BCDDP). El modelo predice un riesgo acumulativo desde los 20 años hasta los 80 corrigiendo así mismo por otras causas de mortalidad. Ha sido ampliamente usado con objeto de calcular el riesgo de desarrollo de cáncer de mama en las mujeres del ensayo de quimioprevención (NSABP Breast Cancer Chemoprevention Trial). No obstante, los estudios de validación han mostrado que sólo predice el riesgo de forma eficiente en mujeres caucasianas sometidas a screening mamográfico que es precisamente el estrato poblacional del cual procede este modelo predictivo.
En general, para la mayoría de las mujeres atendidas en un servicio clínico, las tablas de Claus, diseñadas para predecir el riesgo en mujeres con una historia familiar de cáncer de mama, puede acoplarse mejor a las necesidades del día a día. Hay que considerar que obviamente una proporción de mujeres de la población originaria sobre la que se desarrolló este modelo son portadoras de mutaciones en uno de los genes de susceptibilidad; la inclusión de estas mujeres de una forma mayoritaria podría haber conducido a una sobrestimación del riesgo real si los factores y variables del modelo no han sido adecuadamente equilibrados y corregidos con estudios posteriores. Sin embargo, este hecho sobre el posible ajuste de los valores proporcionales no resta entidad a los resultados obtenidos.
De alguna forma, los modelos de predicción aquí presentados así como otros disponibles en la literatura pueden manifestar una mayor eficiencia en su capacidad de inferencia en tanto en cuanto la población a la que se aplique su cálculo más se aproxime a las características de la población sobre la que se ha desarrollado el sistema. De esta forma, sobre una población de mujeres sanas sometidas a controles periódicos mamográficos sin un especial énfasis en su carga familiar de cáncer de mama puede constituir un mejor modelo el desarrollado por Gail que cualquier otro. Este modelo cuenta actualmente con programas de software diseñados para la cuantificación numérica así como para la representación gráfica del riesgo asumido por un individuo.
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