Células troncales en cáncer.
El nuevo reto a vencer


Células troncales en cáncer.
El nuevo reto a vencer
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Los órganos y tejidos de nuestro cuerpo están constituidos por pequeñas unidades funcionales denominadas células, cada una de las cuales tiene funciones específicas que dependen del tipo de órgano o tejido al que pertenece. Por ejemplo, cuando ocurre una herida, existen células en la sangre que participan en generar un tapón inicial para detener el sangrado, mientras que células provenientes del tejido dañado proliferan para reparar la lesión y permitir que el tejido recupere su estructura y función. La capacidad de una célula de proliferar es esencial para el mantenimiento del equilibrio que los organismos necesitan.

Sin embargo, existen enfermedades generadas debido a que un tipo particular de células prolifera descontroladamente sin hacer caso de las señales que el organismo les envía; en consecuencia, se forman masas celulares que reciben el nombre de tumores.

FIGURA 1. Tipos de tumores. a) Benigno, delimitado por una envoltura fibrosa en donde no hay invasión del tejido normal y b) Cáncer, en donde se observa que la masa celular no respeta los límites normales y ha invadido el tejido cercano.

Cuando los tumores se encuentran bien delimitados y no se extienden a otros tejidos del cuerpo son denominados benignos y pueden ser eliminados mediante una cirugía sin causar mayores complicaciones. Por otro lado, existen tumores constituidos por células en las que no sólo está alterada la capacidad de proliferación, sino que además son capaces de extenderse más allá de sus límites normales, pues tienen la capacidad de invadir tejidos sanos, ya sea contiguos (dentro del mismo órgano) o lejanos (en órganos diferentes) al sitio del tumor inicial. Estos tumores que tienen células invasivas se denominan cáncer (figura 1).
          Dependiendo del sitio del cuerpo donde se origine el cáncer, éste puede dar lugar a la formación de masas sólidas, como sucede en el cáncer de: mama, próstata, cérvix, colon, etc.; o bien no formar masas y mantenerse en estado líquido, tal como sucede con las leucemias.
          Pero ¿qué genera el cáncer? Aunque las causas de su origen no están definidas con exactitud, sabemos que múltiples agentes promueven su desarrollo, incluyendo químicos (bencenos e insecticidas), físicos (rayos UV) y biológicos (algunos virus y bacterias). La combinación de factores puede ser diferente para distintos tipos de cáncer. Por ejemplo: en el cáncer de piel, un factor de mucha importancia es la exposición a radiación UV proveniente del Sol; pero, en el caso del cáncer de cérvix, el factor determinante es la infección con el virus del papiloma humano.
          Independientemente de cuáles sean los factores desencadenantes, la consecuencia común en todos los tipos de cáncer es que se originan alteraciones en la secuencia de algunos genes, las cuales son responsables de que las células proliferen rápidamente, no respondan a señales químicas y biológicas que les indican detener su crecimiento e, incluso, mueran, lo cual no frena la invasión de otros tejidos.
          Es importante destacar que las alteraciones genéticas pueden ser diversas entre diferentes pacientes y, por lo tanto, el comportamiento de sus enfermedades no es exactamente igual. Por ejemplo, una leucemia presente en el paciente A es diferente a la leucemia que puede tener el paciente B; ésta es una de las razones por las cuales diferentes pacientes reciben tratamientos distintos y tienen pronósticos diferentes, aun cuando su tumor provenga del mismo tejido.
          De particular importancia es entender que, contrario a lo que podríamos pensar, un tumor canceroso no está conformado de un solo tipo de células y esto lo sabemos gracias a que, desde hace décadas, investigadores de todo el mundo han estudiado las características de las células que conforman los tumores. Para ello, han tomado tumores provenientes tanto de órganos sólidos como de leucemias y los han separado en sus diferentes componentes, encontrando que células cancerosas ubicadas dentro de un mismo tumor son distintas entre sí e, incluso, las células cancerosas se encuentran en diferentes momentos de maduración (o diferenciación). El lector puede saber más del proceso de diferenciación de las células en otros artículos de este mismo número.
          Una fracción mayoritaria de células cancerosas no funciona como las células normales del tejido de origen, pues las cancerosas presentan aumentada su proliferación, supervivencia y capacidad de invasión; sin embargo, durante la última década del siglo pasado y la primera del presente, se identificó que dentro del tumor inicial también existe una fracción menor de células cancerosas que muestran un comportamiento biológico distinto.

FIGURA 2. Los tumores están constituidos de distintos tipos celulares. Una fracción minoritaria de células cancerosas corresponde a las células troncales cancerosas que son capaces de autorrenovarse, lo cual implica que al menos una de las dos células hijas conservas las propiedades de la célula original.

Esta población celular es numéricamente reducida, tiene una velocidad de proliferación limitada y ocupa sitios específicos dentro de los tumores iniciales o en los órganos invadidos. Además, al dividirse, estas células dan lugar, al menos, a una célula con las mismas características funcionales que la célula original (evento denominado autorrenovación), mientras que la segunda célula es distinta, pues tiene alta proliferación, no puede autorrenovarse y presenta un grado de maduración diferente al de la célula de original (figura 2).
          Dado que el comportamiento biológico de las células contenidas en esa nueva fracción es similar al de las troncales normales presentes en el organismo, se les denominó células troncales del cáncer y, cuando provienen de tumores originados en órganos sólidos, se les llama células troncales tumorales; mientras que, cuando proceden de tumores hematológicos (los que se inician en el tejido que da origen a la sangre), las nombramos células troncales leucémicas.
       Estudios posteriores han demostrado que la población de células troncales cancerosas es muy importante, pues, si se eliminan del conjunto de las células que forman el tumor, éstas disminuyen su agresividad y ya
   no se mantienen por largos periodos. Además, también se ha demostrado que las actuales terapias no son eficientes para erradicar las células troncales tumorales, aun cuando sí lo son para disminuir lo más posible el número de las células que conforman el tumor. A la fecha, la existencia de las células troncales tumorales ha sido demostrada en casi todos los tipos de cáncer conocidos. En la tabla 1 se enlistan ejemplos representativos.
          En consecuencia, debido a la importancia que actualmente tienen las células troncales cancerosas, los esfuerzos de los científicos abocados a este campo se enfocan en encontrar métodos para distinguirlas, aislaras e descubrir mejores maneras para eliminarlas. Con ese objetivo, se da importancia al hecho de que las células troncales tumorales presentan en su superficie algunas moléculas distintas a las encontradas entre el total de las células que conforman el tumor. Esas moléculas sirven como marcadores que han permitido separar las células troncales tumorales para estudiarlas mejor.
          Así, diversos grupos de investigación alrededor del mundo han podido introducir

FIGURA 3. Sólo las células troncales cancerosas (CTC) son capaces de generar tumores. Utilizando ratones con deficiencias en el sistema inmune se ha podido demostrar que, de todos los tipos celulares que integran un tumor, sólo las células troncales cancerosas son capaces de generar tumores semejantes al tumor original. Estas células pueden permanecer aún después de diferentes tratamientos.

 células troncales purificadas de tumores humanos en ratones con deficiencias en su sistema inmune y, en esos experimentos, se ha demostrado que sólo las células troncales tumorales (y no otras poblaciones celulares) son capaces de generar tumores con características semejantes al cáncer o leucemia original (figura 3). Otro uso de esos marcadores es la detección y seguimiento del número de células troncales tumorales directamente en pacientes, para predecir la agresividad de la enfermedad y/o su respuesta a los diferentes tratamientos.
          Utilizando modelos de ratón, como el antes descrito, se ha podido identificar que las células troncales tumorales no son sensibles a todos los fármacos antitumorales existentes, lo cual significa que éstas pueden permanecer en el organismo aún después de que el paciente reciba tratamiento.
          Con base en tales hallazgos, se ha propuesto que ésta es una de las razones por las cuales pacientes cuyo tratamiento parece ser curativo, pueden volver a generar tumores meses o años después. Por esto, actualmente, se desarrollan investigaciones que buscan comprender a detalle las características biológicas de las células troncales tumorales, así como los mecanismos celulares y moleculares que las controlan. Con esa información podrán plantearse nuevas y mejores estrategias para su detección, seguimiento, y eliminación.

  • Chávez-González, Flores-Figueroa, Lamas M y Chimal Monroy (editores, 2017). Células troncales: Biología y aplicaciones en biomedicina. Porrúa.
  • Park, C, D. Tseng y I. Weissman (2009). “Cancer Stem Cell Direct Therapies: Recent Data from the Laboratory and Clinic”. Mol. Ther., 17: 219-230.
  • Pelayo, Santa-Olalla y Velasco (editores, 2011). Células troncales y medicina regenerativa. PUIS, 219-238.
María Antonieta Chávez González

Es licenciada en Biología por la FES Zaragoza -  UNAM, maestra en Ciencias por la Facultad de Ciencias - UNAM y doctora en Ciencias Biomédicas por la Facultad de Medicina - UNAM. Es responsable del Laboratorio de Células Troncales Leucémicas, en la Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Oncológicas, Hospital de Oncología, Centro Médico Nacional Siglo XXI-IMSS. Su investigación se enfoca en estudiar la biología de las células troncales en leucemias mieloides, área en la que ha publicado artículos de investigación, escrito capítulos en libros y dirigido tesis de estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado. Sus proyectos han sido financiados por el IMSS, el Conacyt y el Instituto de Bebidas para la Salud y el Bienestar, a través del Premio “Doctor Rubén Lisker”, 2015.

Marco Antonio Velasco Velázquez

Es doctor en Ciencias Biomédicas por la UNAM. Es responsable del Laboratorio de Farmacología Molecular y de la Unidad Periférica de Investigación en Biomedicina Traslacional (CMN 20 de Noviembre - ISSSTE), de la Facultad de Medicina - UNAM. Sus investigaciones se enfocan en el desarrollo de nuevos fármacos que atacan células cancerosas, incluso, células troncales tumorales. Es autor de 75 publicaciones científicas y, rutinariamente, participa en la formación de recursos humanos de licenciatura y posgrado en la UNAM.

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