Ciencias de Joseleg: Los tejidos y el cancer

Indice

Portada

1. Introducción

Una célula aislada es el primer nivel de complejidad que puede catalogarse como vivo. En este punto los seres pueden ser unicelulares o multicelulares. Si es un ser unicelular entonces ingresa directamente en el nivel de complejidad de la población, la comunidad y el ecosistema. Sin embargo, si hablamos de seres vivos multicelulares existen otros niveles de complejidad que se generan entre la célula y la población. El primero de esos niveles de complejidad es el tejido de células. Al nivel del microscopio óptico, las células y componentes extracelulares de varios órganos presentan patrones morfológicos distintivos. Esta organización en patrón refleja que todas las células allí realizan un esfuerzo colectivo para realizar una función particular.

Un tejido se puede definir como la agregación cooperativa de células generadas por un mismo material genético para la realización de una misma función y que están embebidas en una matriz que permite un trabajo colectivo. A pesar de que frecuentemente se dice que las células son las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos “teoría celular”, son realmente los tejidos los que son responsables del mantenimiento de las funciones celulares. Las células al interior del tejido colaboran entre sí, se comunican y organizan, lo que hace que el tejido opere como una unidad supracelular.

Los tejidos son estructuras exclusivas de los seres vivos eucariotas, en los que una sola célula o cigoto da lugar a una entidad de muchas células organizadas en tejidos. Sin embargo, las células procariotas o bacterianas también pueden presentar casos de cooperativismo colectivo en forma de lo que se ha denominado biopelículas. Una biopelícula es como su nombre lo indica una película semejante al plástico, pero hecha de células vivas y sus secreciones biológicas con el fin de mejorar su supervivencia. Al igual que el tejido de los eucariotas, en las biopelículas las células se organizan para cumplir funciones colectivas, sin embargo, existen diferencias. La primera es que las células de una biopelícula son todas individuos, que pertenecen incluso a diferentes especies, cuando se reproducen, los individuos lo hacen a largo plazo, es decir a la siguiente generación. En un tejido todas las células pertenecen a la misma especie y al mismo tejido, y cuando se reproducen estas no aportan nada a la siguiente generación, tan solo regeneran el tejido del que hacen parte. La importancia de la biopelìcula recae en el hecho de que las bacterias insertas en sus secreciones conocidas como matriz extracelular sobreviven y resisten más adecuadamente factores externos, como los agentes químicos.

Los tejidos eucariotas también segregan una matriz extracelular, y en muchas ocasiones, la matriz puede definir al tejido, más que las propias células que lo segregan. Dependiendo del tipo de tejido la matriz extracelular posee propiedades variables, algunas matrices son muy fluidas como el plasma de la sangre. Otras matrices son realmente duras como el hueso o el cartílago. Algunos tejidos poseen poca matriz con respecto al volumen de sus células como en el tejido conectivo graso, pero otros pueden ser más matriz que células como en el tejido óseo. Las propiedades de la matriz están dadas por su contenido de agua, nutrientes, proteínas y otras sustancias. Dependiendo de la mezcla la matriz será blanda, dura o fluida. Una de las sustancias más importantes de la matriz es el colágeno, una fibra de proteínas que le otorga cohesión al tejido. Adicionalmente el colágeno sirve como base para que otras sustancias se peguen a él como el carbonato de calcio o el hialurano de sodio. Estas sustancias que se asocian al colágeno alteran las propiedades del tejido, en el caso del carbonato de calcio generan el hueso, y con el hialurano de sodio el cartílago.

Como sucede en todos los niveles de complejidad, cuando pasamos de un nivel a otro un cierto número de propiedades nuevas aparecen. Estas propiedades nuevas que presenta el nivel de complejidad mayor se las denomina propiedades emergentes. Un ejemplo de ello son los tejidos que cubren a otros tejidos para protegerlos, los llamamos epitelios. Una célula aislada de un epitelio no puede realizar por si sola la función de cubrir a otro tejido, debido a que no tiene el tamaño suficiente para cubrir a otras. Es el tejido como un todo el que cubre. Sin embargo, una masa de células epiteliales no puede cubrir a otras, deben organizarse en un patrón específico, por ejemplo, una membrana de células de espesor variable. Lo anterior nos lleva a otro aspecto de las propiedades emergentes, estas surgen debido a la organización de los componentes individuales para formar un todo con nuevas capacidades.

1.1 Percivall Pott

(6 de enero de 1714 en Londres - 22 de diciembre de 1788) fue un cirujano inglés, uno de los fundadores de la ortopedia y el primer científico en demostrar que un cáncer puede ser causado por un carcinógeno ambiental.

Realizó su aprendizaje con Edward Nourse, cirujano asistente del Hospital de San Bartolomé, y en 1736 fue admitido en la Barbers 'Company y obtuvo la licencia para ejercer. Se convirtió en cirujano asistente de San Bartolomé en 1744 y cirujano titular desde 1749 hasta 1787.

Como el primer cirujano de su época en Inglaterra, sobresaliendo incluso a su alumno, John Hunter, en el aspecto práctico, Pott introdujo varias innovaciones importantes en el procedimiento, haciendo mucho para abolir el uso extensivo de escaróticos y el cauterio que prevalecía cuando comenzó su carrera profesional.

En 1756, Pott sufrió una fractura en la pierna después de una caída de su caballo. A menudo se asume que su lesión fue la misma que más tarde se conocería como la fractura de Pott, pero en realidad la pierna rota de Pott era una fractura compuesta mucho más grave de la tibia. Mientras yacía en el lodo, envió a un sirviente a comprar una puerta en un sitio de construcción cercano, luego se hizo colocar él mismo en la puerta y llevarlo a casa. Los cirujanos limpiaron la herida y hablaron sobre la amputación, una operación que en ese momento tenía una tasa muy alta de fracaso, ya que a menudo conducía a sepsis y muerte, pero Pott logró que le entablillaran la pierna y finalmente se recuperó por completo. En 1769, Pott publicó Algunas pocas observaciones sobre fracturas y dislocaciones. El libro fue traducido al francés y al italiano y tuvo una gran influencia en Gran Bretaña y Francia. Su nombre fue escrito en los anales de la medicina, describiendo primero la tuberculosis artrítica de la columna (enfermedad de Pott). Dio una excelente descripción clínica en sus Comentarios sobre ese tipo de parálisis de las extremidades inferiores. Entre sus otros escritos, los más notables son Tratado sobre rupturas (1756) y Observaciones quirúrgicas.

En 1775, Pott encontró una asociación entre la exposición al hollín y una alta incidencia de cáncer de escroto (que luego se descubrió que era un tipo de carcinoma de células escamosas) en los deshollinadores. Esta enfermedad inusual, posteriormente denominada carcinoma de deshollinadores debido a la investigación de Pott, fue el primer vínculo ocupacional con el cáncer, y Pott se convirtió en la primera persona en asociar una malignidad con un carcinógeno ambiental, implicando al hollín de la chimenea como un carcinógeno de contacto directo con la piel. Su trabajo ayudó a conducir a la Ley de deshollinadores de 1788.

Los últimos estudios en animales (1933) pintando alquitrán de hulla sobre la piel demostrarían el papel del primer carcinógeno químico probado, benzo[α]pireno, que se presenta en altas concentraciones en el humo y el hollín de las chimeneas, con el proceso que Pott identificó por primera vez. Las primeras investigaciones de Pott contribuyeron así a la ciencia de la epidemiología y la Ley de deshollinadores de 1788. Desde entonces, el mismo químico responsable del cáncer único de los deshollinadores de Pott ha demostrado ser el principal sospechoso de varios cánceres causados por el humo del cigarrillo y cualquier vapor de combustión.

En 1765, fue elegido Maestro de la Compañía de Cirujanos, precursor del Real Colegio de Cirujanos de Inglaterra.

Referencias: (Brown & Thornton, 1957; Flamm, 1992)

2. Tejidos animales, el epitelio

|| Regresar al Índice ||

La estructura de las células, los tejidos y los órganos que componen ayudan directamente a la función de un individuo multicelular. Un dicho común en biología es "estructura igual a función", lo que significa que la estructura de un órgano (y, por tanto, los tejidos y las células que lo componen) dictan su función. Por ejemplo, el intestino delgado funciona en la absorción de nutrientes del tracto digestivo. Cuanto mayor sea el área de superficie de cada celda, más absorción puede ocurrir. Algunas células intestinales tienen áreas cubiertas de microvellosidades (pequeñas proyecciones similares a dedos que son extensiones de la membrana plasmática) que aumentan el área de superficie de la célula, aumentando así las áreas donde puede ocurrir la absorción, sin aumentar el tamaño total de la célula. Una célula de músculo esquelético tiene una disposición interna de fibras contráctiles que pueden deslizarse una sobre la otra cuando la célula se contrae, en lugar de tener una disposición de fibras que se curvarían o torcerían para que ocurra una contracción. Esta estructura celular permite que todo el tejido muscular se contraiga, sin desgaste de las fibras que podría aumentar la posibilidad de daño.

A partir de los muchos tipos diferentes de células animales, los biólogos han podido categorizar los tejidos animales en solo cuatro tipos principales:

👉 El tejido epitelial (epitelio) cubre las superficies corporales y las líneas de las cavidades corporales.

👉 El tejido conectivo se une y sostiene las partes del cuerpo.

👉 El tejido muscular mueve el cuerpo y sus partes.

👉 El tejido nervioso recibe estímulos y conduce impulsos nerviosos.

Figura 2.1. Tipos de tejidos epiteliales.

El tejido epitelial, también llamado epitelio, forma los revestimientos externos y los revestimientos internos de muchos órganos y cubre toda la superficie del cuerpo. Por lo tanto, para que una sustancia entre o salga del cuerpo, por ejemplo, en el tracto digestivo, los pulmones o el tracto genital, debe atravesar un tejido epitelial. Las células epiteliales se adhieren unas a otras, pero un epitelio generalmente tiene solo una capa de células de grosor. Esto permite que un epitelio sirva para una función protectora, ya que las sustancias tienen que pasar a través de las células epiteliales para alcanzar un tejido debajo de ellas. Las células epiteliales difieren en forma.

2.1 El epitelio cuboidal

Que recubre los túbulos renales y la luz (cavidad) de una porción del riñón, contiene células en forma de cubo que tienen aproximadamente la misma altura que el ancho.

2.2 El epitelio columnar

tiene células que se asemejan a pilares o columnas rectangulares, con núcleos generalmente ubicados cerca del fondo de cada célula. El epitelio columnar recubre porciones de la luz del tracto digestivo. Además de la diferencia de forma, las células epiteliales se pueden clasificar por el número de capas que estas células producen en los tejidos. Una capa que tiene solo un grosor de celda se conoce como simple.

2.3 Múltiples capas de células se llaman estratificadas

Epitelio pseudoestratificado es una clasificación especial en la que el tejido parece tener múltiples capas de células, pero en realidad tiene solo una. Esto normalmente se encuentra en las células columnares, donde los núcleos de las células, en lugar de estar todos cerca del fondo de cada célula, están en varias ubicaciones en cada celda, dando la apariencia de múltiples capas. El epitelio pseudoestratificado recubre la tráquea (tráquea), donde la mucosidad secretada por algunas de sus células atrapa las partículas extrañas y el movimiento ascendente de los cilios sobre otras células lleva la mucosidad a la parte posterior de la garganta, donde puede ser tragada o expulsada. Fumar puede causar un cambio en la producción y secreción de moco e inhibir la acción ciliar, lo que resulta en una afección inflamatoria llamada bronquitis crónica.

2.4 El epitelio escamoso

Como el que recubre los vasos sanguíneos y las áreas de intercambio gaseoso en los pulmones, se compone de células delgadas y aplanadas. La región externa de la piel, llamada epidermis, es un epitelio escamoso estratificado en el que las células se han reforzado con queratina, una proteína que proporciona resistencia e impermeabilización. La estructura estratificada de este epitelio permite que la piel proteja al cuerpo de lesiones, sequedad y posible invasión de patógenos (virus y bacterias).

2.5 Glándulas

Las células epiteliales son los componentes principales de las glándulas, que producen y secretan productos (principalmente hormonas). Por ejemplo, cada célula caliciforme que secreta mucosidad en el revestimiento del tracto digestivo es una glándula unicelular que produce moco que protege el tracto digestivo de los jugos gástricos ácidos. En el páncreas, las células especiales forman glándulas que secretan las hormonas responsables de mantener los niveles de glucosa en la sangre.

Figura 2.2. Las glándulas exocrinas tienen conductos que llevan desde el tejido hasta el exterior del cuerpo, y las endocrinas descargan al torrente sanguíneo.

Las células del tejido epitelial pueden atravesar la mitosis con frecuencia y rapidez, razón por la cual se encuentra en lugares que tienen mucho desgaste. Esta característica es particularmente útil a lo largo del tracto digestivo, donde las partículas de alimentos y las enzimas pueden dañar el revestimiento. Ingerir una papa frita y tener un borde filoso que raspa el esófago es una lesión típica que puede sanar rápidamente debido al recubrimiento de las células epiteliales del tracto digestivo.

Figura 2.3. El tejido epitelial glandular puede tener diversos grados de especialización, desde simples placas en el epitelio, hasta glándulas especializadas en saco, sean exocrinas o endocrinas.

El hígado, que está compuesto de células de origen epitelial, puede regenerar partes completas de sí mismo que se han eliminado debido a una lesión o cirugía. Pero hay que pagar un precio por la capacidad del tejido epitelial para dividirse constantemente; es más probable que los epitelios se vuelvan cancerosos, especialmente cuando se someten a contacto con agentes irritantes como el alcohol o los vapores de combustión como los emitidos por el carbón, el cigarrillo, la marihuana y en general por la quema de cualquier sustancia orgánica. Los cánceres de tejido epitelial en el tracto digestivo, los pulmones y las mamas se llaman carcinomas.

2.6 Matriz extracelular epitelial

Las células epiteliales están muy juntas, por lo que normalmente no se describe que tengan una matriz extracelular, sin embargo, esto puede ser engañoso, especialmente si solo tomamos en cuenta su anatomía. Fisiológicamente, todos los epitelios se protegen a sí mismos por medio de capas de fluidos segregados por sí mismos, compuestos por proteínas y lípidos con diversas funciones especializadas, algunos protegen contra agentes abrasivos mecánicos, y otros contra ácidos y enzimas digestivas. Lo que sucede es que estos fluidos protectores no se denominan matriz, sino que tienen un nombre especial, se llaman mucosidad o moco.

3. Tejidos animales, conectivos

|| Regresar al Índice ||

Están involucrados en las estructuras de unión del cuerpo y proporcionan soporte, protección y transporte de sustancias.

Figura 3.1. Los tejidos conectivos forman el lineamiento de muchos órganos y sistemas, y sus funciones individuales están condicionadas por la naturaleza de su matriz extracelular.

3.1 Matriz extracelular conectiva

Como regla general, las células del tejido conectivo están ampliamente separadas por una matriz, un material no celular que varía de sólido a semifluido a líquido. La matriz generalmente tiene fibras, notablemente, fibras de colágeno. El colágeno, utilizado principalmente para el soporte estructural, es la proteína más común en el cuerpo humano, lo que le da una idea de la prevalencia del tejido conectivo, la disminución del colágeno o la adición de otras sustancias a este altera las propiedades de fluidez de la matriz, y por ende la función del tejido conectivo, por ejemplo, una matriz extremadamente fluida permite transportar sustancias como en el caso de la sangre, y una matriz dura como la roca puede servir para dar forma y proteger como en el caso del hueso.

3.2 Tejido conectivo laxo fibroso

Consideremos primero el tejido conectivo fibroso laxo y luego comparemos los otros tipos con él. Este tejido se encuentra debajo de un epitelio y lo conecta a los otros tejidos dentro de un órgano. También forma una cubierta protectora para muchos órganos internos, como músculos, vasos sanguíneos y nervios. Sus células se llaman fibroblastos porque producen una matriz que contiene fibras, incluidas fibras de colágeno y fibras elásticas, que se estiran bajo tensión y vuelven a su forma original cuando se liberan. La presencia de tejido conectivo fibroso laxo en las paredes de los pulmones y las arterias proporciona a estos órganos elasticidad, la capacidad de expandirse y luego volver a su forma original sin daño.

3.3 Tejido adiposo

El tejido adiposo es un tipo de tejido conectivo laxo en el cual los fibroblastos aumentan de tamaño y almacenan grasa, y hay una matriz limitada. El tejido adiposo se encuentra debajo de la piel y alrededor de los órganos, como el corazón y los riñones, donde amortigua los impactos, protegiendo los órganos y sirviendo como almacenamiento de energía a largo plazo.

3.4 Tejido conectivo denso fibroso

En comparación con el tejido conectivo fibroso laxo, el tejido conectivo fibroso denso contiene más fibras de colágeno, que se empaquetan muy juntas. Este tipo de tejido tiene funciones más específicas que el tejido conectivo fibroso suelto. Por ejemplo, el tejido conectivo fibroso denso se encuentra en los tendones, que conectan los músculos esqueléticos a los huesos, y en los ligamentos, que conectan los huesos con otros huesos en las articulaciones.

3.5 Tejido cartilaginoso

En el cartílago, las células se encuentran en pequeñas cavidades abiertas llamadas lagunas, separadas por una matriz que es semisólida pero flexible. El cartílago hialino, el tipo más común de cartílago, contiene solo fibras de colágeno muy finas. La matriz tiene una apariencia blanca y translúcida cuando está sin teñir. El cartílago hialino se encuentra en la nariz y en los extremos de los huesos largos y las costillas, y forma anillos en las paredes de las vías respiratorias. El esqueleto fetal humano también está hecho de este tipo de cartílago, lo que facilita que el bebé pase por el canal de parto. La mayor parte del cartílago es luego reemplazado por hueso. Los peces cartilaginosos, como los tiburones, tienen un esqueleto cartilaginoso durante toda su vida.

3.6 Hueso

El hueso es el tejido conectivo más rígido. Consiste en una matriz extremadamente dura de sales inorgánicas, principalmente sales de calcio, que se depositan alrededor de las fibras de colágeno. Las sales inorgánicas dan rigidez ósea, y las fibras de colágeno proporcionan elasticidad y resistencia, al igual que las barras de acero en concreto reforzado. Las sales inorgánicas encontradas en el hueso también actúan como almacenamiento de iones de calcio y fosfato para todo el cuerpo. El hueso compacto, el tipo de hueso más común en los humanos, consiste en unidades estructurales cilíndricas llamadas osteones. El canal central de cada osteón está rodeado por anillos de matriz dura. Las células óseas están ubicadas en lagunas entre los anillos de la matriz. Los vasos sanguíneos en el canal central transportan nutrientes que permiten que el hueso se renueve a sí mismo.

3.7 Sangre

La sangre se compone de varios tipos de células suspendidas en una matriz líquida llamada plasma. Aunque la sangre es líquida, es un tejido conectivo por definición; consiste en células dentro de una matriz. La sangre tiene muchas funciones para la homeostasis general del cuerpo. Transporta nutrientes y oxígeno a las células y elimina sus desechos. Ayuda a distribuir calor y juega un papel en el equilibrio de fluidos, iones y pH. Además, varios componentes de la sangre nos ayudan a protegernos de las enfermedades, y la capacidad de coagulación de la sangre previene la pérdida de fluidos vitales.

Glóbulos rojos: La sangre contiene tres elementos formados: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Los glóbulos rojos son células pequeñas, bicóncavas, en forma de disco, sin núcleo. La presencia del pigmento rojo hemoglobina hace que las células se vuelvan rojas, y también hace que la sangre en conjunto sea roja. La hemoglobina se une al oxígeno y permite que los glóbulos rojos transporten oxígeno a las células del cuerpo.

Figura 3.2. Glóbulos rojos bajo el microscopio óptico.

Glóbulos blancos: Los glóbulos blancos se pueden distinguir de los glóbulos rojos por el hecho de que generalmente son más grandes, tienen un núcleo y parecen translúcidos sin mancharse. Los glóbulos blancos combaten la infección de dos maneras principales: Algunos son fagocitosis y envuelven a los patógenos infecciosos como si fueran amebas; otros producen anticuerpos, moléculas que se combinan con sustancias extrañas para inactivarlas.

Figura 3.3. Los glóbulos blancos se llaman así porque forman una capa de nata cuando se centrifuga la sangre, pero en la realidad no incoloros, y cuando se los colorea con pigmentos, estos pigmentos son purpúreos. En esta rarísima foto que equivale a ganarse la lotería están los glóbulos blancos, de izquierda a derecha: neutrófilo, monocito, basófilo, linfocito, y eosinófilo.

Plaquetas: Las plaquetas son otro componente de la sangre, pero no son células completas; más bien, son fragmentos de células gigantes llamadas megacariocitos presentes solo en la médula ósea. Cuando se daña un vaso sanguíneo, las plaquetas forman un tapón que sella el vaso; junto con los tejidos lesionados, las plaquetas liberan moléculas que ayudan al proceso de coagulación. Nuevamente la función de la plaqueta es impensable sin la matriz extracelular, ya que por sí mismas no tienen la masa para tapar una herida, lo que hacen es reclutar proteínas de fibrina en el torrente creando una nueva matriz más densa llamada coagulo, es el coagulo como una submatriz extracelular de emergencia y rápida formación la que genera la función de la plaqueta.

4. Tejido animales, muscular

|| Regresar al Índice ||

El tejido muscular y el tejido nervioso trabajan juntos para permitir que los animales se muevan. El tejido muscular contiene filamentos de proteína contráctil, llamados filamentos de actina y miosina, que interactúan para producir movimiento. Los tres tipos de músculos vertebrados son esqueléticos, cardíacos y lisos.

Figura 4.1. El tejido muscular puede dividirse de acuerdo a la organización de sus células, el más especializado es el musculo esquelético dado que aquí las células se fusionan en bandas muy largas con múltiples núcleos.

4.1 Matriz Extracelular

Las fibras del citoesqueleto en las células musculares son altamente especializadas y son las que permiten que la célula se contraiga, pero que una célula sola se contraiga sería algo irrelevante, las células en toda una fila deben contraerse al tiempo, y para ello se requiere que, en efecto todas las células se activen al tiempo y que todas estén físicamente conectadas, lo anterior implica que el citoesqueleto de estas células es continuo interna y externamente, permitiendo anclajes mecánicos que permiten la función general del tejido, por ende aunque las células están estrechamente empacadas, la matriz extracelular es muy especializada, ya que esta involucra las proteínas de acoplamiento entre células musculares, además de un flujo de sustancias, especialmente glucosa y gases metabólicos. Esta estructura básica se encuentra en el músculo liso, el músculo esquelético a desechado casi toda la matriz ya que sus fibras urgen no del acople de células linealmente, sino de la fusión de células linealmente, lo que genera una gran célula larga llamada fibra con múltiples núcleos.

4.2 Músculo esquelético

El músculo esquelético, que funciona bajo movimiento voluntario, está unido por los tendones a los huesos del esqueleto, y cuando se contrae, los huesos se mueven. La contracción del músculo esquelético, estando bajo control voluntario, ocurre más rápido que en los otros dos tipos de músculos. Las células del músculo esquelético, llamadas fibras, son cilíndricas y bastante largas; a veces recorren toda la longitud del músculo. Surgen durante el desarrollo cuando varias células se fusionan, lo que da como resultado una fibra con múltiples núcleos. Los núcleos están ubicados en el borde de la célula, justo dentro de la membrana plasmática. Las fibras tienen bandas alternas claras y oscuras que corren a través de la célula, dándoles una apariencia estriada. Estas bandas se deben a la disposición de filamentos de actina y filamentos de miosina en la célula.

4.3 Músculo cardíaco

El músculo cardíaco se encuentra solo en las paredes del corazón, y su contracción bombea sangre y explica los latidos del corazón. Al igual que el músculo esquelético, el músculo cardíaco tiene estrías, pero la contracción del corazón es autorítmica (ocurre a un ritmo determinado) e involuntaria. Las células del músculo cardíaco también difieren de las células del músculo esquelético en que tienen un único núcleo central colocado. Las células están ramificadas y aparentemente fusionadas entre sí. El corazón parece estar compuesto de una gran masa interconectada de células musculares. En realidad, las células del músculo cardíaco son separadas e individuales, pero están ligadas de extremo a extremo en los discos intercalados, áreas donde las membranas plasmáticas plegadas permiten que el impulso de contracción se propague de una célula a otra. La matriz extracelular aquí se basa en los puntos de acople mecánico célula a célula.

4.4 Músculo liso

El músculo liso recibe su nombre porque las células carecen de estrías. Las células con forma de huso forman capas en las que la porción media gruesa de una celda está opuesta a los extremos delgados de las células adyacentes. En consecuencia, los núcleos forman un patrón irregular en el tejido. Al igual que el músculo cardíaco, el músculo liso es involuntario. El músculo liso también se denomina a veces músculo visceral porque se encuentra en las paredes de las vísceras (intestinos, estómago y otros órganos internos) y los vasos sanguíneos. El músculo liso se contrae más lentamente que el músculo esquelético, pero puede permanecer contraído por más tiempo. Cuando el músculo liso de los intestinos se contrae, la comida se mueve a lo largo de la luz. Cuando el músculo liso de los vasos sanguíneos se contrae, los vasos sanguíneos se estrechan, lo que ayuda a aumentar la presión sanguínea. Este movimiento de contracción de las vísceras se denomina peristalsis.

5. Tejidos animales, nervioso

|| Regresar al Índice ||

El tejido nervioso coordina las funciones de las partes del cuerpo y permite que un animal responda a ambientes externos e internos. El sistema nervioso depende de:

👉 Entrada de información sensorial,

👉 integración de la información sensorial para evaluar su naturaleza y,

👉 Respuesta funcional acorde al estímulo.

Los nervios conducen impulsos desde los receptores sensoriales, como los receptores del dolor en la piel, hasta la médula espinal y el cerebro, donde ocurre la integración. El fenómeno llamado sensación solo ocurre en el cerebro, sin embargo. Los nervios conducen los impulsos nerviosos desde la médula espinal y el cerebro hasta los músculos y glándulas, lo que provoca que se contraigan o secreten en respuesta. De esta forma, se logra una respuesta coordinada a los estímulos internos y externos.

Figura 5.1. El tejido nervioso es complejo y caótico, pero es el que se encarga de organizar las respuestas voluntarias e involuntarias a una gran variedad de estímulos.

5.1 La neurona y sus partes

Una célula nerviosa se llama neurona. Cada neurona tiene tres partes: dendritas, un cuerpo celular y un axón. Una dendrita es una extensión del cuerpo de la célula neuronal que conduce señales hacia el cuerpo de la célula. El cuerpo celular contiene la mayor concentración del citoplasma y el núcleo de la neurona. Un axón es una extensión que conduce los impulsos nerviosos desde el cuerpo de la célula neuronal a otras células. El cerebro y la médula espinal contienen muchas neuronas, mientras que los nervios contienen solo haces de axones de neuronas. Las dendritas y los cuerpos celulares de estas neuronas se encuentran en la médula espinal o el cerebro, según si el nervio es un nervio espinal o un nervio craneal.

Figura 5.2. Estructura de una neurona normal con cobertura de mielina.

5.2 Células gliales

Además de las neuronas, el tejido nervioso contiene células gliales también llamadas neuroglias, células que sostienen y nutren las neuronas. Superan en número a las neuronas nueve a uno y ocupan más de la mitad del volumen del cerebro. Aunque su función principal es el apoyo, actualmente se están llevando a cabo investigaciones para determinar la cantidad de neuroglias que contribuye directamente a la función cerebral. Las células de Schwann son un tipo de neuroglias que rodea fibras nerviosas largas dentro de los nervios, formando una capa protectora en los axones llamada vaina de mielina. La presencia de vainas de mielina aísla el axón y, por lo tanto, permite que los impulsos nerviosos viajen mucho más rápidamente en toda su longitud.

5.3 Matriz extracelular

Finalmente, la función nerviosa es impensable sin su matriz, la matriz extracelular neuronal, y de la interacción neurona y músculo está llena de neurotransmisores diluidos en el fluido, los neurotransmisores son mensajeros químicos, generalmente de corto alcance, que permiten la comunicación entre las células. Mucho del funcionamiento neuronal, y especialmente, del funcionamiento de las adicciones, está mediado por el funcionamiento de los neurotransmisores.

5.4 Membrana basal

Son las fronteras que separan un tipo de tejido de otro. La membrana basal es una capa de matriz extracelular de sostén y de un pequeño espesor variable, que se encuentra en la base de los tejidos epiteliales.

Figura 5.3. En este modelo podemos apreciar 1. Células epiteliales externas; 2. Membrana basal; 3. Células epiteliales internas o endotelios; 4. Tejidos conjuntivos; 5. Fibroblastos.

Es compleja de ver a microscopio óptico (MO) si se tiñe con Hematoxilina-eosina (HE) ya que se tiñe de la misma forma que el tejido conjuntivo subyacente. Sin embargo, con la tinción del ácido peryódico de Schiff o (PAS) podemos diferenciarla perfectamente ya que uno de sus componentes son los polisacáridos que, con esta tinción adquieren un característico color fucsia. Las impregnaciones argénticas también la muestran bien. Al microscopio electrónico (ME) se pueden apreciar varias capas:

Lámina basal, esta capa exhibe una red de filamentos finos de 3nm a 4nm, compuestos por lamininas, una molécula de colágeno tipo IV y diversos proteoglicanos y glucoproteínas. Gracias a nuevas técnicas de preparación para la microscopía electrónica, el examen microscópico electrónico de tales especímenes permite comprobar que la lámina basal está compuesta por la lámina lúcida y la lámina densa.

Lámina reticular, con fibras más densas y reticulares, colágenos tipo IV, III y VII así como una gran cantidad de proteínas (como la laminina, glucoproteína de unión también presente en las integrinas que adhiere los distintos componentes) y polisacáridos.

Los adipocitos, las células musculares y las nerviosas aparecen a menudo recubiertas de lámina basal y en ocasiones también de lámina reticular. Ésta estructura pasa a llamarse lámina externa.

5.5 Barrera hematoencefálica

También conocida como la barrera cerebro-sangre, es una frontera semipermeable altamente selectiva de células endoteliales que evita que los solutos (sales, azúcares y proteínas) en la sangre circulante crucen de forma no selectiva a la matriz extracelular del sistema nervioso central donde residen las neuronas.

La barrera hematoencefálica está formada por células endoteliales de la pared del capilar, pies terminales de astrocitos que envuelven el capilar y pericitos incrustados en la membrana basal del capilar. Este sistema permite el paso de algunas moléculas pequeñas por difusión pasiva, así como el transporte selectivo y activo de varios nutrientes, iones, aniones orgánicos y macromoléculas como glucosa y aminoácidos que son cruciales para la función neural.

Figura 5.4. Semejante al estuche de mielina, en este caso lo que se cubre con capas de grasa con canales de proteína son los vasos sanguíneos, las proteínas de esta capa de grasa se encargan de seleccionar las sustancias necesarias para el funcionamiento del cerebro, aunque no son del todo efectivas, pues no pueden filtrar sustancias que también sean de tipo graso o péptidos que se puedan disolver en grasa como muchos alcaloides.

La barrera hematoencefálica restringe el paso de patógenos, la difusión de solutos en la sangre y moléculas grandes o hidrofílicas en el líquido cefalorraquídeo, mientras que permite la difusión de moléculas hidrofóbicas (O₂, CO₂, hormonas) y pequeñas moléculas no polares. Las células de la barrera transportan activamente productos metabólicos como la glucosa a través de la barrera utilizando proteínas de transporte específicas. La barrera también restringe el paso de factores inmunitarios periféricos, como moléculas de señalización, anticuerpos y células inmunitarias, al SNC, lo que aísla al cerebro del daño debido a eventos inmunitarios periféricos.

Las estructuras cerebrales especializadas que participan en la integración sensorial y secretora dentro de los circuitos neuronales del cerebro (los órganos circunventriculares y el plexo coroideo) tienen, en cambio, capilares muy permeables.

6. Tejidos vegetales, epidérmico, corcho, meristemático y cambio

|| Regresar al Índice ||

Las plantas tienen niveles de organización biológica similares a los de los animales. Al igual que en los animales, una célula es una unidad básica de la vida, y un tejido se compone de células especializadas que realizan una función particular.

Figura 6.1. La epidermis puede ser muy delgada, con solo una célula de espesor más la cutícula.

6.1 El meristema

Un órgano es una estructura compuesta de múltiples tejidos. Cuando un embrión de planta comienza a desarrollarse, las primeras células se llaman células meristemáticas. Las células del meristema se organizan en un tejido de meristema, permitiendo que una planta crezca toda su vida. ¡Incluso un árbol de 5.000 años de edad sigue creciendo! Al principio, el tejido de meristema está presente en la parte superior y en la parte inferior de una planta. Debido a que estas áreas de tejido se encuentran en los extremos, se llaman meristemas apicales. Los meristemas apicales se desarrollan y diferencian en los tres tipos de tejidos especializados del cuerpo de la planta:

👉 El tejido epidérmico forma la cubierta protectora externa de una planta.

👉 El tejido fundamental llena el interior de una planta y ayuda a llevar a cabo las funciones de un órgano en particular.

👉 El tejido vascular transporta agua y nutrientes en una planta y proporciona soporte

6.2 Cambium vascular

Las plantas no solo crecen de punta a punta, sino que también pueden crecer radialmente. El cambium vascular es otro tipo de meristema que da lugar a un nuevo tejido vascular llamado crecimiento secundario. El crecimiento secundario hace que una planta aumente de circunferencia.

6.3 Epidermis

Todo el cuerpo de una planta está cubierto por una epidermis, una capa de células muy compactas que actúan como una barrera, similar a la piel. Las paredes de las células epidérmicas que están expuestas al aire están cubiertas con una cutícula cerosa para minimizar la pérdida de agua, aunque esto no siempre ocurre. La cutícula también protege contra bacterias y otros organismos que pueden causar enfermedades. Las células epidérmicas se pueden modificar (cambiar) en otros tipos de células. Los pelos de la raíz son proyecciones largas y delgadas de células epidérmicas que aumentan el área de la superficie de la raíz para la absorción de agua y minerales.

En las hojas, la epidermis a menudo contiene estomas. Un estoma es una pequeña abertura rodeada por dos celdas de protección. Cuando los estomas están abiertos, se produce el intercambio de gases y la pérdida de agua. Los tricomas son otro tipo de célula epidérmica que hace que las hojas y los tallos de las plantas se sientan espinosos o velludos y disuaden a los insectos de comerse la planta.

Figura 6.2. La epidermis tiene orificios controlados llamados estomas que se abren y cierran en función de la disponibilidad de agua y gases metabólicos.

6.4 Corcho

En el tronco de un árbol, la epidermis es reemplazada por corcho, que es parte de la corteza. Las nuevas células de corcho están hechas por tejido de meristema llamado cambium de corcho. A medida que las nuevas células de corcho maduran, aumentan ligeramente en volumen y sus paredes se incrustan con suberina, un material lipídico, de modo que son impermeables y químicamente inertes. Estas células no vivas protegen la planta y la hacen resistente al ataque de hongos, bacterias y animales.

7. Tejidos vegetales, fundamentales

|| Regresar al Índice ||

Los tejidos fundamentales forman el relleno interno y funcional de hojas, tallos y raíces. Los tejidos fundamentales contienen tres tipos de células.

7.1 Parénquima

Las células de parénquima son las menos especializadas de los tipos de células y se encuentran en todos los órganos de una planta. Pueden contener cloroplastos y llevar a cabo la fotosíntesis, o pueden contener organelos incoloros que almacenan los productos de la fotosíntesis.

7.2 Colénquima

Las células de colénquima son como las células de parénquima, excepto que tienen esquinas de forma irregular y paredes celulares más gruesas. Las células de colénquima a menudo forman paquetes justo debajo de la epidermis y dan soporte flexible a regiones inmaduras del cuerpo de una planta. Las hebras familiares en los tallos de apio están compuestas principalmente de células de colénquima.

Figura 7.1. En este corte podemos ver la disposición de todos los tejidos vegetales, como se puede notar, los tejidos no forman órganos especializados en el tronco.

7.3 Esclerénquima

Las células del esclerénquima tienen gruesas paredes celulares secundarias que contienen lignina, lo que hace que las paredes de las células vegetales sean duras e inflexibles. Si comparamos una pared celular con concreto reforzado, las fibrillas de celulosa desempeñarían el papel de varillas de acero, y la lignina sería análoga al cemento. La mayoría de las células del esclerénquima son no vivientes; su función principal es apoyar las regiones maduras de una planta. Las cáscaras externas duras de las nueces están hechas de células de esclerénquima. Las fibras largas en las plantas, compuestas de cadenas de esclerénquima, las hacen útiles para una serie de propósitos humanos. Por ejemplo, el algodón y las fibras de lino se pueden tejer en la tela, y las fibras de cáñamo pueden hacer cuerdas fuertes.

8. Tejidos vegetales, vasculares

|| Regresar al Índice ||

El tejido vascular se extiende desde la raíz a través del tallo hasta las hojas, y viceversa. En la raíz, el tejido vascular está ubicado en un cilindro central; en el tallo, el tejido vascular se puede encontrar en múltiples haces vasculares; y en las hojas, se encuentra en las venas de las hojas. Aunque ambos tipos de tejido vascular generalmente se encuentran juntos, tienen diferentes funciones. El xilema transporta agua y minerales desde las raíces hasta las hojas. El floema transporta azúcar, en forma de sacarosa, y otros compuestos orgánicos, como las hormonas, a menudo de las hojas a las raíces.

8.1 El xilema

El xilema contiene dos tipos de células conductoras: elementos de vasos y traqueidas. Ambos tipos de células conductoras son huecas y no vivas, pero los elementos del vaso son más grandes, tienen paredes perforadas y están dispuestas para formar una tubería continua para el transporte de agua y minerales. Las paredes laterales y finales de las traqueidas tienen hoyos que permiten que el agua se mueva de una traqueida a otra.

Figura 8.1. El xilema transporta agua y minerales por efecto esponja de las copas de la planta sobre la raíz; el floema transporta a demás productos de la fotosíntesis como azúcares, lípidos y proteínas, en ambas direcciones con el uso de paredes de filtrado que gastan energía si es necesario.

8.2 El floema

Las células conductoras del floema son miembros del tubo de tamizado, que reciben su nombre porque contienen un grupo de poros en sus paredes extremas. Los poros se conocen colectivamente como una placa de tamiz. Los miembros del tubo de tamizado están dispuestos para formar un tubo filtrador continuo. Los miembros del tubo de tamizado contienen citoplasma pero no núcleos. Cada miembro del tubo de filtrado tiene una célula complementaria, que tiene un núcleo. Las células compañeras pueden estar muy involucradas en la función de transporte del floema.

9. El ciclo celular y la estabilidad de los tejidos

|| Regresar al Índice ||

En una población de células en división, sea en el interior de un ser vivo multicelular o en una caja de petri para cultivo de tejidos in vitro, cada célula pasa a través de una serie de estados o fases determinadas durante su vida activa, y a estas fases se las denomina en su conjunto el ciclo celular. El ciclo celular puede ser dividido en dos grandes fases, la fase de mitosis o división celular y la fase intermedia entre dos mitosis, llamada interfase. Dependiendo del tipo de célula, la interfase puede durar desde unos cuantos minutos, hasta años. Un detalle importante a tener en cuenta es que la mayoría de los textos en los que se presenta el ciclo celular, incluyendo el libro de biología molecular que sirve de base para los presentes escritos, es que se enfocan en el modelo eucariota para describirlo.

Figura 9.1. El ciclo celular permite una existencia pacífica entre las células individuales de un tejido, esto se logra debido a un control externo hormonal de la reproducción celular, cuando los controles fallan, se da inicio a un crecimiento descontrolado, y por lo tanto el riesgo de un cáncer.

Por ejemplo, en las bacterias, la fase de síntesis de ADN es ininterrumpida, en base a que estas células se reproducen a gran velocidad. Debido a que el modelo eucariota es el que se impone a la hora de explicar el ciclo celular, debemos tener en cuenta que conceptos tales como la condensación de los cromosomas no pueden ser aplicados a modelos bacterianos, por tal razón se realizará un artículo en esta sección correspondiente a cómo opera el ciclo celular en las bacterias y arcaicas. Etapas del ciclo celular general

9.1 Interfase

La interfase se define como todo lo que ocurre en el periodo en que una mitosis concluye y otra comienza. El periodo de tiempo que dura esta fase del ciclo celular es extremadamente variable, siendo entre unos cuantos minutos en células que experimentan una rápida reproducción, hasta varios años en las células del tejido nervioso como las neuronas. Independientemente a ello, en la interfase se cumplen una serie de funciones básicas de los seres vivos que serán relacionadas con los temas básicos de la biología. Los tres temas básicos de la biología se relacionan con la obtención de energía, la reproducción y la evolución, y todas se llevan a cabo de manera completa o parcial durante la interfase.

Nutrición: Durante la interfase la célula se alimenta, es decir desarrolla todas sus actividades metabólicas enfocadas con la obtención de masa y energía del medioambiente, además de las funciones que apoyan a esta, como la relación con el medioambiente y otros seres vivos dentro de su población, su comunidad y su ecosistema.

Síntesis del nuevo ADN: Durante la interfase también tiene lugar la replicación del ADN, es decir, la preparación del material genético para que este se encuentre en las copias suficientes en el momento en que inicie una nueva fase de mitosis. Esta función se la relaciona directamente con el tema de biología de reproducción, pero también es el eje fundamental de la evolución. Para que la evolución se dé a cabo, es necesario que el genoma “como conjunto de proteínas y ADN y ARN” experimente cambios más o menos regulados y aleatorios “que NO son mutuamente excluyentes” que alteran las nuevas copias de material genético formadas, las cuales a su vez generen cambios en como las células hijas se relacionarán con el medioambiente.

Estas copias luego se transfieren a las células hijas durante la mitosis.

9.2 Mitosis

Consistente en el reparto equitativo del material hereditario (ADN) característico. este tipo de división ocurre en las células somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de la separación del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas. La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. La otra forma de división del material genético de un núcleo se denomina meiosis y es un proceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella, ya que es propio de la división celular de los gametos. Produce células genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y la variabilidad genética.

Figura 9.2. El ciclo celular (YouTube).

9.3 Alteraciones en el ciclo celular

Una de las propiedades que distingue a varios tipos de célula en el interior de organismos multicelulares como plantas y animales es su capacidad para crecer y dividirse. Por lo anterior, las células pueden ser clasificadas en tres tipos de categorías generales. Altamente especializadas: Son células como las nerviosas, los glóbulos rojos y las musculares carecen de la habilidad para reproducirse, es decir, una vez que han alcanzado su función definida, ellas permanecen en interfase hasta que mueren.

Medianamente especializadas: son células que en sus contextos normales no se dividen, pero que pueden ser inducidas a hacerlo si reciben un estímulo como una lesión. Por ejemplo, las células hepáticas pueden ser inducidas a reproducirse después de la remoción de grandes partes del hígado de manera quirúrgica; o mediante la reacción a adecuados medicamentos.

Células de reproducción rápida y muy poco especializadas: en esta categoría se encuentran las células madre de varios tipos de estadio de desarrollo o de tejidos. Un ejemplo en los tejidos adultos son las células hematopoyéticas. Las células vegetales de los meristemas apicales de las plantas exhiben las propiedades de baja especialización y un periodo de interfase corto, lo cual les permite crear nuevos tejidos a medida que las plantas van creciendo.

10. La matriz extracelular

|| Regresar al Índice ||

Si estamos trabajando con células libres, individuales en suspensión, el citosol se encuentra encerrado por una o varias barreras como la membrana y las paredes celulares, y a su alrededor lo que debe haber es agua, agua con nutrientes en los que el organismo pueda sobrevivir, pero si el organismo se asocia ocurre un cambio. Las células se agrupan, producen una cutícula y una masa de sustancias conocidas como matriz extracelular, que las agrupa como un colectivo, este fluido que media entre el ambiente y la célula es la matriz extracelular o lo que Christian de Duve llamaba Milieu Interior (De Duve & Pizano, 1995). Tanto los eucariotas como las bacterias y arcaicas (Fröls, 2013; Orell, Fröls, & Albers, 2013) pueden generar diferentes grados de complejidad de la matriz extracelular, pero las más especializadas son generadas por las células eucarióticas.

Figura 10.1. Las células de un tejido están bañadas en un líquido semejante al citoplasma que contiene una diversidad de factores que las controla, y le otorga al tejido muchas de sus propiedades, llamado matriz extracelular.

La matriz extracelular es una colección variable de moléculas segregadas por las células que se agrupan para vivir como una sola entidad, la cual provee un soporte estructural y bioquímico a las células insertadas (Karp, 2013; Michel, Tonon, Scornet, Cock, & Kloareg, 2010). Debido a que la pluricelularidad y la multicelularidacd ha evolucionado de manera independiente y con diferentes grados de complejidad en todos los linajes de seres vivos, la composición de la matriz extracelular varía mucho (Abedin & King, 2010). Sin embargo, aunque no existan homologías, si se pueden establecer analogías debido a la evolución convergente de procesos tales como la adhesión célula a célula, la comunicación entre los individuos insertados en la matriz y las funciones secundarias que puede adquirir la matriz extracelular o MEC dependiendo de su contenido de moléculas y viscosidad.

La matriz extracelular de los animales incluye la membrana basal y el fluido intersticial (Kumar, Abbas, Fausto, & Aster, 2014). El fluido intersticial está presente en varias células animales en los espacios intercelulares. Geles de polisacários y proteínas fibrosas llenan el espacio intersticial y actúan como un amortiguador de compresión contra las fuerzas a las que es sometido el tejido como un todo (Alberts et al., 2004). La membrana basal está constituida por deposiciones en forma de hoja de matriz extracelular “MEC” en varios tipos de tejidos epiteliales donde se anclan las células.

Cada tipo de tejido posee una MEC diferente, por ejemplo el tejido óseo pose un MEC tan viscoso que es sólido y muy duro debido a la combinación del colágeno con los minerales de hidroxiapatita; el tejido conectivo general tiene una viscosidad gelatinosa debido a las fibras de colágeno; y el MEC del tejido circulatorio sanguíneo es extremadamente líquido para favorecer una circulación con poco esfuerzo (Ross & Pawlina, 2011).

En las plantas la MEC incluye los componentes de las paredes celulares como la célulosa, en adición a una compleja red de moléculas señalizadoras (Brownlee, 2002). Algunas células vegetales que se encuentran en la transición a la pluricelularidad pueden generar biopelículas/bioplacas en la cual el MEC es una solución polimérica muy viscosa y pegajosa, tal como ocurre en las bacterias (Kostakioti, Hadjifrangiskou, & Hultgren, 2013).

10.1 Composición

Los componentes de la MEC se producen intracelularmente en por las células del tejido siendo secretadas al espacio intercelular por medio de exocitosis. Una vez en el espacio intercelular, la MEC favorece la agregación y organización de las células en su interior. La MEC es una combinación compleja de las sustancias que ya habíamos visto cuando discutimos el citosol y otras sustancias que favorecen la agregación celular como proteínas fibrosas y glicosaminoglicanos (Plopper, 2007).

Figura 10.2. Cada tipo de tejido posee una matriz única, los tejidos epiteliales tienen una muy pequeña que apenas si medias la adhesión célula-célula pero los tejidos de conexión depende de su matriz para sus propiedades, ya sean estas elásticas o fluidas. Cada tejido se separa de otros por una membrana basal, que es la que otorga identidad al conjunto de células + matriz.

Proteoglicanos: Los glicosaminoglicanos son carbohidratos complejos, es decir polisacáridos, poseen una alta afinidad por las proteínas fibrosas de la matriz extracelular para formar proteoglicanos. El ácido hialurónico es una excreción que se discutirá independientemente. Dado que los proteoglicanos poseen una carga neta negativa, las células como conjunto deben regular la carga para no descontrolar otros equilibrios electro-osmóticos, para esto se emplea el ion sodio(1+). Los proteoglicanos pueden actuar como pastores de moléculas, pudiendo solvatar agua o atraer otras proteínas como los factores de crecimiento.

Sulfato de heparano: Es un polisacárido lineal encontrado en todos los tejidos animales y se encuentra asociado a proteínas fibrosas. Las cadenas del sulfato de heparano se encuentran cerca de las células y actúa como un regulador de muchos procesos biológicos como la angiogénesis, la coagulación y la metastasis tumoral. En la matriz extracelular, especialmente en la membrana basal el sulfato de heparano se encuentra asociado a las proteínas perlecano, agrina y colágeno XVIII (Gallagher & Lyon, 2000; Iozzo, 1998).

Sulfato de condroitina: Es un proteoglicano con propiedades elásticas, que a su vez proporciona elasticidad al cartílago, los tendones, los ligamentos y las paredes de la aorta (Hensch, 2005).

Sulfato de queratano: Se encuentra presente en córneas, cartílago, hueso y los cuernos de los animales (Bashkin et al., 1989; Ruoslahti, 1996).

Ácido hialurónico: También conocido como hialuronano es un polisacárido que consiste en residuos alternantes de ácido d-glucorónico y N-acetilglucosamina, pero no se asocia a proteínas fibrosas. El ácido hialurónico es una molécula de amortiguación de impactos, lo que contribuye a un aumento en la viscosidad del tejido, permitiendo la resistencia a la compresión (Hay, 2013; Landau & Fagien, 2015; Paliwal et al., 2014).

Proteínas de la matriz extracelular: Las proteínas se encargan de organizar a las células de un tejido, y además confieren propiedades específicas (Hay, 2013).

Colágeno: Los colágenos, en plural, son el tipo de proteínas más abundante de la MEC. De hecho, los colágenos son las proteínas más abundantes en el cuerpo humano, aportando el 90% de las proteínas de una matriz extracelular. Los colágenos son proteínas fibrilares que dan soporte estructural, como si fueran andamios, a los tejidos. El colágeno es excitado como una molécula precursora inactiva llamada procolágeno, la cual es clavada por medio de enzimas proteasas, una vez cortadas en las partes indicadas, los segmentos se re-ensamblan en las fibras del andamio (Hay, 2013). Los colágenos pueden ser divididos en varias familuas dependiendo de las estructuras que forman: Fibrilares: tipos I, II, II, V, XI. Facitos: tipos IX, XII, XIV Cadena corta: tipos VIII y X. De la membrana basal: tipo IV. Otros: tipos VI, VII, VIII. (Hay, 2013).

Elastina: Las elastinas en contraste a los colágenos, otrogar elasticidad, que es la capacidad de recuperar la forma cuando se es extendido un tejido. Es util para los vasos sanguíneos, pulmones, la piel y otros tejidos elasticos. Las elastinas son sitentizadas por los fibroblastos y el músculo liso (Hay, 2013).

Fibronectina: Las fibronectinas son glucoproteínas que conectan las células con las fibras de colágeno en la MEC, permitiendo que las células se muevan junto a la MEC. Las fibronectinas se unen al colágeno y a receptores de la membrana de las células llamadas integrinas, causando una reorganización del citoesqueleto celular para facilitar el movimiento celular. La fibrinectina es segregada por como un precursor inactivo no plegado pero afin a las integrinas. Cuando se une a las integrinas se pliega en su forma activa con afinidad por el colágeno. Las fibronectinas también ayudan a la coagulación mediante la unión de las plaquetas (Hay, 2013).

Laminina: Son proteínas encontradas en la lámina basal de casi todos los animales. En lugar de formar fibras como los colágenos, las lamininas forman redes que resisten a las fuerzas de tensupin en la lámina basal, apoyan la adhesión celular y se unen a otros componentes de la MEC como los colágenos (Hay, 2013).

Vesículas extracelulares: En 2016 fue reportada la presencia de ácidos nucleicos, tanto ADN como ARN asociado a nanovespiculas vinculadas a la matriz. Estas micro-vesículas fueron confirmadas como de tamaño y forma semejante a otros exosomas reportados con anterioridad. Al parecer su función es regular la activación de macrófagos que patrullan la matriz en busca de bacterias invasoras, además de regular la proliferación, migración y apoptosis del tejido, por lo que deben tener algo que ver con el cáncer (Huleihel et al., 2016).

Figura 10.3. En los tejidos conectivos y epiteliales, las células están literalmente ancladas a las proteínas de la matriz por medio de las proteínas integrinas, lo cual permite una comunicación entre células más efectiva, así como un comportamiento colectivo altamente especializado.

Sedimentos inorgánicos: Algunas sales no solubles se depositan en las fibras de la MEC provocando el desarrollo de una rigidez mayor, tal es el caso de la hidroxiapatita, que contribuye a la diluyera del hueso (Wang et al., 2014).

10.2 Propiedades

De cierta forma, no son las células aisladas las que determina n la propiedad de un tejido, y en ese sentido debería reevaluarse la definición de tejido como un conjunto de células de un mismo tipo que llevan a cabo una función determinada. Los tejidos están más condicionados por sus respectivas matrices extracelulares que por las células que los componen. Un tejido debe evaluarse como un todo, células de un mismo tipo embebidas en una matriz extracelular específica que realizan funciones determinadas (Hay, 2013).

Rigidez y elasticidad: La matriz extracelular “MEC” no es una entidad única, la diferente mezcla de factores crea diferentes tipos de MEC que determina a su vez las propiedades del tejido. Por ejemplo, las propiedades elásticas del cartílago y la dureza de los huesos son todas originadas por las sustancias que componen la MEC. Las células pueden detectar las propiedades mecánicas del ambiente inmediato, esto es importante en muchos procesos celulares como la contracción, la migración celular, la proliferación, la diferenciación y la apoptosis (Hay, 2013).

Epigenética: Las diferentes propiedades mecánicas de la MEC ejercen efectos tanto en el comportamiento de la célula como en la expresión genética. Aunque el mecanismo que lo permite aún no está completamente elucidado, se piensa que las fuerzas contráctiles del colágeno se transmiten a los receptores de membrana, de allí al citoesqueleto y una vez en el citoesqueleto se dan la activación de mensajeros intracelulares secundarios que transmiten la señal hasta los núcleos (Hay, 2013).

Diferenciación celular: La elasticidad de la MEC dirige la diferenciación celular, proceso en el cual una célula pluripotemnte o multipotente se especializa por medio de divisiones mitóticas en células de un tejido funcional específico. Esto es un aspecto vital para la impresión tridimensional de órganos, una tecnología de clonación con la que se aspira poder crear órganos de reemplazo a la medida. Las impresoras deben imprimir empleando células y una matriz extracelular. Debido a que la matriz extracelular dirige la especialización de la diferenciación celular, cada órgano deberá poseer un tipo de MEC específica (Hay, 2013).

Durotaxis: También llamada mecanotaxis, es el movimiento direccionado de la motilidad celular o ectocrecimiento, por ejemplo como en el caso del ectocrecimiento axonal, o arriba o abajo de un gradiente de rigidez. Estos gradientes de rigidez están a menudo presentes en biomateriales crecidos con las células de interés, donde los gradientes se establecen alterando el grado de uniones cruzadas del polímero. Los mecanismos moleculares detrás de la durotaxis se enfocan principalmente en la adhesión focal, un enorme complejo de proteínas son capaces de alterar la forma de la célula en zonas específicas permitiendo un movimiento ameboideo, por lo que se trata evidentemente de modificaciones del citoesqueleto (Hay, 2013).

Adhesión: Muchas células se unen a componentes de la MEC. La adhesión celular ocurre mediante adhesiones focales en las que se conecvta el citoesqueleto a las fibras de la MEC a través de receptores intermembranañles condóminos tanto a fuera como al interior de la membrana(Hay, 2013).

10.3 En las plantas

La matriz extracelular de los vegetales es primariamente su pared celular, la cual está constituida por una serie de capas laminares de microfibras de celulosa embebidas en una matriz de glicoproteínas. Al contrario de las MEC de los animales y bacterias, la MEC de las plantas es extremadamente viscosa, por lo que torga rigidez y una “sequedad” al tejido vegetal, por donde el aire puede penetrar con relativa facilidad (Hay, 2013).

10.4 En las bacterias

La MEC en las bacterias se encuentra compuesta principalmente por polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos y lípidos, y proveen estabilidad mecánica para la formación de las bioplacas bacterianas. En adición la matriz actúa como una suerte de protosistema, en el cual se vierten enzimas relacionadas con las funciones de digestión, comunicación, protección, así como un sistema que permite emitir desechos al ambiente (Bremer, Flint, Brooks, & Palmer, 2015; Donlan, 2016).

11. Células cancerígenas

|| Regresar al Índice ||

¿El control del ciclo celular es importante? Si le preguntas a un oncólogo - un médico que trata a pacientes con cáncer - él o ella probablemente responderá con un rotundo sí. El cáncer es básicamente una enfermedad de la división celular incontrolada. Su desarrollo y progresión suelen estar vinculados a una serie de cambios en la actividad de los reguladores del ciclo celular. Por ejemplo, los inhibidores del ciclo celular evitan que las células se dividan cuando las condiciones no son correctas, por lo que muy poca actividad de estos inhibidores puede promover el cáncer. Del mismo modo, los reguladores positivos de la división celular pueden conducir al cáncer si son demasiado activos. En la mayoría de los casos, estos cambios en la actividad se deben a mutaciones en los genes que codifican las proteínas reguladoras del ciclo celular, siendo casi un tercio debido al azar y otros dos a la herencia familiar.

Figura 11.1. Henrietta Lacks, como humano murió en 1951, pero sus células siguen vivas y son bien capaces de vida independiente de los cuidados de un laboratorio, al punto de convertirse en un agente que estropea las investigaciones de los científicos.

11.1 Comportamiento de las células cancerosas

Las células cancerosas se comportan de manera diferente que las células normales del cuerpo. Muchas de estas diferencias están relacionadas con el comportamiento de la división celular. Por ejemplo, las células cancerosas pueden multiplicarse en cultivo (fuera del cuerpo en una caja de Petri) sin que se añadan factores de crecimiento, o señales de proteínas estimuladoras del crecimiento. Esto es diferente de las células normales, que necesitan factores de crecimiento para crecer en la cultura. Las células cancerosas pueden crear sus propios factores de crecimiento, tener vías de factores de crecimiento que están atrapadas en la posición de "encendido" o, en el contexto del cuerpo, incluso atraer a las células vecinas a producir factores de crecimiento para sostenerlas.

Las células cancerosas también ignoran las señales que deberían hacer que dejen de dividirse. Por ejemplo, cuando las células normales adultas en una caja de Petri son apiñadas por vecinos en todos los lados, ya no se dividirán. Las células cancerosas, por el contrario, siguen dividiéndose y apilándose una encima de otra en capas grumosas. El ambiente en una caja de Petri es diferente del ambiente en el cuerpo humano, pero los científicos piensan que la pérdida de la inhibición del contacto en las células cancerosas adultas in vitro refleja la pérdida de un mecanismo que normalmente mantiene el equilibrio del tejido en el cuerpo. Otro signo distintivo de las células cancerosas es su "inmortalidad replicativa", un término de fantasía para el hecho de que pueden dividirse muchas más veces que una célula normal del cuerpo. En general, las células humanas pueden pasar sólo alrededor de 40-60 rondas de división antes de que pierdan la capacidad de dividir, "envejecer" y finalmente se suiciden apoptóticamente.

11.2 Células HeLa

Un tumor en específico es famoso por su pervivencia casi ilimitada. La primera vez que se cultivaron células humanas de manera artificial “in vitro” fue en 1941 por los investigadores George y Martha Gey de la universidad de Johns Hopkins. Las células fueron obtenidas de un tumor maligno y nombradas células HeLa en honor a la donante Henrietta Lacks. Henrietta Lacks, nacida en 1920 y murió en 1951, sin embargo, las células de su tumor siguen tan vivas hoy, como lo estuvieron en los años 20s. Las células HeLa aún siguen siendo cultivadas en el laboratorio aun hoy, después de que la donante original hubiera muerto muchos años atrás. Lo que implica un fenómeno importante, una de las características de las células cancerígenas es que no pueden morir. Es tan fuerte esta propiedad que incluso se han convertido en contaminantes comunes de los medios de cultivo de biología celular, en otras palabras las células HeLa se han convertido en un ser vivo independiente en toda regla (Skloot & Turpin, 2010). Lo anterior si lo comparamos con las bacterias nos confiere una característica básica de los seres vivos, la muerte no es una característica esencial de la vida a nivel celular; a ese nivel la vida nunca envejece y potencialmente puede existir para siempre.

11.3 Control del ciclo celular

El estudio del ciclo celular no es solo importante en términos de la acumulación de conocimiento básico de la biología, sino que aún más importante, posee implicaciones prácticas para combatir el cáncer, una enfermedad que se basa en la pérdida de control de la célula de su propio ciclo de vida. En 1970, una serie de experimentos basados en fusión celular llevados a cabo por Potu Rao y Robert Johnson de la universidad de Colorado ayudó a abrir las puertas del entendimiento de cómo es que el ciclo celular es regulado. Rao y Johnason deseaban saber si el citoplasma de las células contiene elementos reguladores que afectan las actividades celulares (Rao & Johnson, 1970). Ellos se aproximaron a la cuestión median la fusión de células de mamíferos en diferentes estadios del ciclo celular.

En un experimento, ellos fusionaron las células en mitosis con otras que se encontraban en periodos de interfase. Las células en mitosis siempre inducían a la compactación de la cromatina en los núcleos de las células no mitóticas. Si se fusionan dos células, una en G1 y la otra en mitosis, el núcleo de la célula que está en G1 lleva a cabo una compactación cromosoma prematura “condensa los cromosomas antes de tiempo”. Si una célula en G2 se fusionó con una célula en mitosis, los cromosomas de la célula en G2 también se condensan, pero a diferencia de lo que sucede en la célula en G1, los cromosomas de la célula G2 están visiblemente duplicados, reflejando el hecho de que la fase S ya se ha llevado a cabo.

Si una célula en mitosis es fusionó con una célula en fase S, la cromatina de la célula en fase S también se condensa. Sin embargo, la compactación de la cromatina en la fase S conlleva fácilmente al daño del ADN y se pulveriza en fragmentos rápidamente. Los resultados de estos tipos de experimentos sugirieron que el citoplasma de una célula en mitosis posee factores que inducen respuestas en los núcleos en una célula que no se encuentra en mitosis. Este hallazgo sugirió que la transición de G2 a M se encuentra bajo un control positivo, es decir, que la transición se induce mediante la presencia de un agente estimulante, lo cual en la biología casi siempre es una proteína.

11.4 Puntos de control del ciclo celular

Las redes de control y los puntos de control regulan la progresión del ciclo celular. Los puntos de control son circuitos bioquímicos que detectan estímulos externos o internos y envían señales apropiadas al sistema de ciclo celular. El punto de restricción en la fase G1 es una red de control que integra el estado fisiológico de la célula con su entorno, incluyendo la entrada de otras células y las interacciones con la matriz extracelular circundante. Las células deben recibir estímulos de crecimiento adecuados de su entorno para avanzar más allá de este punto en la fase G1; Si no pueden vivir sin morir o suicidarse por apoptosis.

Los puntos de control del daño del ADN operan a través de la interfase. Si se detecta daño, la respuesta al daño del ADN inicia una cascada de eventos que bloquea la progresión del ciclo celular y también puede desencadenar la muerte celular por apoptosis. Los problemas con la replicación del ADN generalmente producen ADN monocatenario y activan la respuesta al daño del ADN. Esta respuesta estabiliza las horquillas de replicación bloqueadas para que puedan repararse. Durante la mitosis, el punto de control del conjunto de huso retrasa la aparición de la segregación cromosómica hasta que todos los cromosomas se unen adecuadamente al huso mitótico.

La respuesta al daño del ADN regula la progresión del ciclo celular en una vía de tres niveles. Los primeros sensores detectan daños en el ADN. Estos sensores activan transductores, que incluyen tanto proteínas quinasas como activadores transcripcionales. Los transductores actúan sobre los efectores que en última instancia bloquean la progresión del ciclo celular y también pueden cumplir otras funciones. Dos principales proteínas quinasas, ataxiatelangiectasia mutada (ATM) y ataxia-telangiectasia y Rad9 relacionados (ATR), se encuentran en la cabeza de la vía y también pueden actuar como sensores de daño del ADN. Activan dos quinasas transductoras, Chk1 y Chk2, así como un factor de transcripción denominado p53 que induce la expresión de una cohorte de genes que detienen la progresión del ciclo celular inhibiendo las quinasas dependientes de ciclinas, así como los genes que desencadenan la muerte celular por apoptosis.

Figura 11.2. El ciclo celular tiene un montón de controles superpuestos, esto se debe a que las células de los tejidos no son muy estables, y tienden a convertirse en cancerosas si no se las mantiene bajo control, incluso, si todos los controles fallan, los linfocitos T CD8+ citotóxicos eliminan la célula rebelde y todas sus compañeras cercanas, ya que el riesgo del cáncer es muy alto y el cuerpo ha evolucionado dispuesto a pagar el precio.

11.5 Apoptosis

La apoptosis o muerte celular programada, es un fenómeno natural de las células, en las cuales se desencadenan una serie de eventos fijos que terminan con la muerte de la célula. Por La muerte por apoptosis no tiene nada de accidental o de aleatorio que se caracteriza por un colapso del volumen de la célula y su núcleo sobre sí misma, la perdida de adhesión a las células vecinales, la formación de burbujas en la superficie celular, la disección de la cromatina y el rápido reciclado de los restos celulares por los macrófagos fagocitados.

Debido a que es un proceso seguro y ordenado, la apoptosis puede ser comparada con una implosión controlada de un edificio usando explosivos puestos de manera muy precisa para que los restos no afecten a las construcciones vecinales. ¿Por qué nuestro cuerpo posee células no deseadas? ¿Dónde encontramos células que sean blancos de esta eliminación controlada? La respuesta corta es en todas partes. Se ha estimado que 10¹⁰-10¹¹ células en el cuerpo humano mueren cada día solo por apoptosis. Por ejemplo, la apoptosis está involucrada en la eliminación de células que han sufrido dañosos genéticos irreparables. Esto es importante porque los daños en la información genética pueden resultar en una replicación celular no regulada, y por lo tanto en el desarrollo de cáncer.

Durante el desarrollo embrionario, las neuronas crecen fuera del sistema nervioso central para inervar órganos que se encuentran en la periferia del cuerpo. Usualmente muchas más neuronas crecen fuera de los lugares donde son necesarias para una inervación normal. Las neuronas que llegan a su sitio blanco reciben la orden hormonal de seguir con vida. Las neuronas que fallan en encontrar el tejido a donde deben ir no reciben la señal de supervivencia, y son eliminadas finalmente por apoptosis.

Los linfocitos Y son células del sistema inmune que reconocen células anormales que han sido infectadas por patógenos intracelulares como los virus. Estas células se reconocen mediante un sistema de proteínas llamado sistema de histocompatibilidad tipo II, el cual señala sobre la superficie de la célula infectada que sucede algo anormal en su interior. Los linfocitos T a su vez poseen una serie de receptores específicos en sus membranas que encajan con estas señales de alarma. Una vez se ha identificado a la célula anormal mediante el reconocimiento, los linfocitos T estimulan la producción de proteínas que estimulan la muerte celular de la célula anormal y todo el tejido adyacente.

Durante el desarrollo embrionario, los linfocitos T son producidos con propiedades diversas, algunos pueden reconocer las células del propio cuerpo, lo cual podría genera que el sistema inmune ataque los tejidos del mismo cuerpo desencadenando necrosis y la muerte. Estos linfocitos peligrosos son eliminados por medio de la apoptosis. Finalmente, la apoptosis parece estar involucrada en enfermedades neurodegenerativas graves como el Alzheimer, el Parkinson y la enfermedad de Huntington. La eliminación de neuronas esenciales por la progresión de la enfermedad genera perdida de la memoria y disminución de la coordinación muscular. Estos ejemplos muestran como la apoptosis es importante en el mantenimiento de la homeostasis en los organismos multicelulares y que la falla en la regulación de la apoptosis puede degenerar en serios daños para el organismo.

12. El cáncer y su clasificación

|| Regresar al Índice ||

Aproximadamente uno de cada cinco de nosotros morirá de cáncer, pero no es por eso que dedicamos un capítulo a esta enfermedad. Las células cancerosas rompen las reglas más básicas del comportamiento celular mediante el cual se crean y mantienen organismos multicelulares, y explotan todo tipo de oportunidades para hacerlo. Estas transgresiones ayudan a revelar cuáles son las reglas normales del funcionamiento de un tejido y cómo se aplican. Como resultado, la investigación sobre el cáncer ayuda a esclarecer los fundamentos de la biología celular, especialmente la señalización celular, el ciclo celular y el crecimiento celular, la muerte celular programada y el control de la arquitectura tisular. Por supuesto, con una comprensión más profunda de estos procesos normales, también obtenemos una comprensión más profunda de la enfermedad y mejores herramientas para tratarla.

En este capítulo, primero debemos considerar qué es el cáncer y describir la historia natural de la enfermedad desde un punto de vista celular. Luego discutimos los cambios moleculares que hacen que una célula sea cancerosa. Y terminamos el capítulo considerando cómo nuestra comprensión mejorada de la base molecular del cáncer está conduciendo a mejores métodos para su prevención y tratamiento.

12.1 Las células cancerosas se revelan e invaden

Las células cancerosas están definidas por dos propiedades hereditarias:

👉 se reproducen a pesar de las restricciones normales sobre el crecimiento celular y la división

👉 invaden y colonizan territorios normalmente reservados para otras células.

Es la combinación de estas propiedades lo que hace que los cánceres sean particularmente peligrosos. Una célula anormal que crece (aumenta en masa) y prolifera (se divide) fuera de control dará lugar a un tumor, o neoplasia, literalmente, un nuevo crecimiento. Sin embargo, mientras las células neoplásicas no se hayan vuelto invasoras, se dice que el tumor es benigno. Para la mayoría de los tipos de tales neoplasmas, la eliminación o destrucción local de la masa por lo general logra una cura completa.

Figura 12.1. Etapas de un carcinoma o cáncer epitelial de conductos, siendo, estado normal, tumor benigno y tumor maligno. Observe que aparte de estropear la función tisular, un cáncer epitelial puede obstruir el conducto, lo cual puede causar la muerte rápidamente.

Un tumor se considera un verdadero cáncer si es maligno; es decir, cuando sus células han adquirido la capacidad de invadir el tejido circundante. La invasividad es una característica esencial de las células cancerosas. Les permite liberarse, ingresar a la sangre o vasos linfáticos y formar tumores secundarios llamados metástasis en otros sitios del cuerpo. En general, cuanto más se extienda un cáncer, más difícil será erradicarlo. En general, las metástasis matan al paciente con cáncer debido a que los tejidos metastáticos destruyen los tejidos normales por competencia, no cumplen las funciones normales de los tejidos que eliminan y consumen más recursos que los tejidos que eliminan. En resumen, ivaden, no producen nada y consumen más que las células normales.

12.2 Clasificación

Los cánceres se clasifican tradicionalmente de acuerdo con el tipo de tejido y célula del que surgen.

Carcinomas: Los carcinomas son cánceres que se originan en las células epiteliales y son, con mucho, los cánceres más comunes en los humanos. Representan aproximadamente el 80% de los casos, tal vez porque la mayor parte de la proliferación celular en adultos ocurre en el epitelio. Además, los tejidos epiteliales son los más propensos a estar expuestos a las diversas formas de daño físico y químico que favorecen el desarrollo del cáncer.

Sarcomas: Los sarcomas surgen del tejido conectivo o las células musculares. Los cánceres que no se encuentran en ninguna de estas dos amplias categorías incluyen las diversas leucemias y linfomas, derivados de los glóbulos blancos y sus precursores (células hematopoyéticas), así como los cánceres derivados de las células del sistema nervioso. Cada categoría amplia tiene muchas subdivisiones de acuerdo con el tipo de célula específica, la ubicación en el cuerpo y la apariencia microscópica del tumor.

12.3 Benignos/malignos

En paralelo con el conjunto de nombres para tumores malignos, existe un conjunto relacionado de nombres para tumores benignos: un adenoma, por ejemplo, es un tumor epitelial benigno con una organización glandular; el tipo correspondiente de tumor maligno es el anadenocarcinoma. De manera similar, un condroma y un condrosarcoma son, respectivamente, tumores benignos y malignos de cartílago.

13. El cáncer como un proceso microevolutivo

|| Regresar al Índice ||

El cuerpo de un animal funciona como una sociedad o ecosistema, cuyos miembros individuales son células que se reproducen por división celular y se organizan en conjuntos colaborativos llamados tejidos. Sin embargo, este ecosistema es muy peculiar dado que es no-Darwinista, las células deben funcionar de una manera determinada estándar y promedio, esto a un sistema darwinista, donde las células compiten entre sí para ver quien acumula más recursos y deja más progenie, como ocurre naturalmente en una población de seres unicelulares como las bacterias. En última instancia, todos los linajes de células somáticas en animales se han comprometido a morir desinteresadamente: no dejan descendencia y en su lugar dedican su existencia al apoyo de las células germinales, que son las únicas que tienen una posibilidad de supervivencia continua. No hay ningún misterio en esto, ya que el cuerpo es un clon derivado de un óvulo fertilizado, y el genoma de las células somáticas es el mismo que el del linaje de células germinales que da origen a los espermatozoides o los óvulos. Al sacrificarse por el bien de las células germinales, las células somáticas ayudan a propagar copias de sus propios genes a largo plazo.

Figura 13.1. Charles Darwin es sin duda el padre de la biología moderna, el mecanismo que el desarrolló para explicar la evolución de los seres vivos en el planeta también ha servido para entender el comportamiento del cáncer.

Por lo tanto, a diferencia de las células de vida libre como las bacterias, que compiten para sobrevivir, las células de un organismo multicelular están comprometidas con la colaboración. Para coordinar su comportamiento, las células envían, reciben e interpretan un elaborado conjunto de señales extracelulares que sirven como controles sociales, que dirigen a las células a actuar. Como resultado, cada célula se comporta de una manera socialmente responsable: descansar, crecer, dividirse, diferenciarse, morir o matar compañeras, según sea necesario para el bien del organismo.

Las perturbaciones moleculares que alteran esta armonía significan problemas para una sociedad multicelular. En un cuerpo humano con más de 10¹⁴ células, miles de millones de células experimentan mutaciones todos los días, lo que puede alterar los controles sociales. Más peligrosamente, una mutación puede darle a una célula una ventaja selectiva, permitiéndole crecer y dividirse un poco más vigorosamente y sobrevivir más fácilmente que sus vecinos y de esta manera convertirse en el fundador de un clon mutante en crecimiento, aunque esto es bueno cuando las células viven libremente, es muy malo para una entidad cooperativa. Una mutación que promueva tal comportamiento egoísta por miembros individuales de la comunidad puede poner en peligro el futuro de toda la empresa. Con el tiempo, las rondas repetidas de mutación, competición y selección natural que operan dentro de la población de células somáticas pueden hacer que las cosas vayan de mal en peor. Estos son los ingredientes básicos del cáncer: es una enfermedad en la que un clon mutante individual de células comienza prosperando a expensas de sus vecinos. Al final, a medida que el clon crece, evoluciona y se propaga, puede destruir toda la sociedad celular.

El cáncer puede considerarse un subproducto de los procesos generales que permiten la evolución de los organismos en primer lugar, y de cierta forma puede considerarse como una revuelta en contra del control dictatorial del cuerpo sobre sus células, sin embargo, este comportamiento rebelde que se considera romántico en las sociedades humanas, es un desastre para las sociedades celulares de organismos multicelulares. El desarrollo del cáncer es por lo tanto un proceso microevolutivo que tiene lugar en el transcurso de una vida humana y otros seres multicelulares, en una subpoblación de células en el cuerpo. Pero el proceso depende de los mismos principios de mutación y selección natural que han impulsado la evolución de los organismos vivos en la Tierra durante miles de millones de años, y por consecuencia, las células cancerígenas evolucionan y se adaptan casi como si fueran algo inteligente, dado que el proceso evolutivo es tan efectivo que siempre da esa ilusión.

13.1 Relación ancestro/cáncer

La mayoría de los cánceres tienen características que reflejan su origen. Por ejemplo, las células de un carcinoma de células basales, derivadas de una célula madre de queratinocitos en la piel, generalmente continúan sintetizando los filamentos intermedios de citoqueratina, mientras que las células de un melanoma, derivadas de una célula de pigmento en la piel, a menudo (pero no siempre) continúan produciendo gránulos de pigmento oscuro.

Figura 13.2. Esta micrografía representa el caso de la figura anterior, Los patólogos utilizan terminología estandarizada para clasificar los tipos de trastornos que ven, a fin de guiar la elección del tratamiento. (A) En un epitelio escamoso estratificado, las células en división se confinan a la capa basal. (B) En esta neoplasia intraepitelial de bajo grado (mitad derecha de la imagen), se pueden encontrar células en división en todo el tercio inferior del epitelio; las células superfciales todavía están aplastadas y muestran signos de diferenciación, pero esto es incompleto. (C) En la neoplasia intraepitelial de alto grado, las células en todas las capas epiteliales proliferan y muestran una diferenciación defectuosa. (D) La verdadera malignidad comienza cuando las células se mueven o destruyen la lámina basal que subyace a la capa basal de epitelio e invade el tejido conectivo subyacente.

Los cánceres que se originan en diferentes tipos de células son, en general, enfermedades muy diferentes. Los carcinomas de células basales de la piel, por ejemplo, son solo localmente invasivos y raramente hacen metástasis, mientras que los melanomas pueden volverse mucho más malignos y a menudo formar metástasis. Los carcinomas de células basales se curan fácilmente mediante cirugía o irradiación local, mientras que los melanomas malignos, una vez que se han metastatizado ampliamente, son generalmente fatales.

13.2 Un ancestro común local

Incluso cuando un cáncer ha hecho metástasis, generalmente podemos rastrear sus orígenes hasta un solo tumor primario, que surge en un órgano específico, en un tejido específico, en una célula concreta. El tumor primario deriva de la división celular de una sola célula que inicialmente experimentó algún cambio hereditario. Posteriormente, se acumulan cambios adicionales en algunos de los descendientes de esta célula, lo que les permite crecer, dividirse y a menudo sobrevivir a sus vecinos más efectivamente. Cuando se detecta por primera vez, un cáncer humano típico se habrá estado desarrollando durante muchos años, contendrá mil millones de células cancerosas o más, y habrá acumulado una serie de adaptaciones para burlar al sistema inmune del cuerpo, así como para engañar a los mecanismos de soporte para secuestrar recursos nutricionales y de manejo de desechos. Los tumores generalmente también contendrán una variedad de otros tipos de células; por ejemplo, los fibroblastos estarán presentes en el tejido conectivo de soporte asociado con un carcinoma, además de las células inflamatorias y endoteliales vasculares. ¿Cómo podemos estar seguros de que las células cancerosas son descendientes clonales de una única célula anormal?

Figura 13.3. Durante la primera mitad del siglo XX la industria del tabaco creció a un ritmo acelerado, y consigo los incidentes de cáncer de pulmón con un tiempo refractario de unos 20 años. En esta imagen podemos ver la correlación cáncer de pulmón y uso de cigarrillo como función del tiempo, y una comparación con el cáncer de pulmón no relacionado al tabaco. Estas estimaciones estadísticas no convencieron a algunos científicos como Ronald Fisher, padre de la estadística moderna, pero a final de cuentas se demostró que el caso era más que una correlación estadística, y a pesar de las campañas negacioncitas pagadas por la industria tabacalera, hoy se sabe que el humo de vapores de combustión como los de cualquier cigarrillo “sin importar necesariamente el agente activo” induce cáncer de pulmón.

Una forma de probar el origen clonal es a través del análisis molecular de los cromosomas en las células tumorales. En casi todos los pacientes con leucemia mielógena crónica (LMC), por ejemplo, podemos distinguir los leucocitos leucémicos de las células normales del paciente por una anomalía cromosómica específica: el llamado cromosoma Filadelfia, creado por una translocación entre los brazos largos de cromosomas 9 y 22. Normalmente la translocación es

un mecanismo que intercambia brazos cromosómicos entre dos cromosomas homólogos, es decir que tienen el mismo número y mismo conjunto de genes, es decir 9 con 9 y 22 con 22, este mecanismo permite que, durante la meiosis se generen gametos con combinaciones nuevas que mejoran el sistema inmune de los descendientes, sin embargo una translocación anormal, en células que no deberían recombinar causa problemas.

Cuando el ADN en el sitio de translocación es clonado y secuenciado, se encuentra que el sitio de rotura y reincorporación de los fragmentos translocados es idéntico en todas las células leucémicas en cualquier paciente dado, pero que este sitio difiere ligeramente (en algunos cientos o mil pares de bases) de un paciente a otro. Este es el resultado esperado si, y solo si, el cáncer en cada paciente surge de un accidente único que ocurre en una sola célula, y que el sitio del accidente es frágil, por lo que tiene más probabilidades de surgir que otros tipos de translocaciones.

13.3 La evolución darwiniana es demasiado eficiente

Si una sola célula anormal es para dar lugar a un tumor, debe transmitir su anormalidad a su progenie: la aberración/adaptación tiene que ser hereditaria. Por lo tanto, el desarrollo de un clon de células cancerosas depende de los cambios genéticos. Las células tumorales contienen mutaciones somáticas: tienen una o más anomalías detectables compartidas en su secuencia de ADN que las distinguen de las células normales que rodean al tumor. Las mutaciones se llaman somáticas porque ocurren en el soma, o células del cuerpo, no en la línea germinal. Los cánceres también son impulsados por cambios epigenéticos: cambios hereditarios persistentes en la expresión génica que resultan de modificaciones en la estructura de la cromatina sin alteración de la secuencia de ADN de la célula. Pero las mutaciones somáticas que alteran la secuencia de ADN parecen ser una característica fundamental y universal, y el cáncer es, en este sentido, una enfermedad genética subproducto de mecanismos evolutivos naturales.

Los factores que causan cambios genéticos tienden a provocar el desarrollo del cáncer. La carcinogénesis (la generación de cáncer) se puede vincular a la mutagénesis (la producción de un cambio en la secuencia de ADN). Esta correlación es particularmente clara para tres clases de agentes externos:

👉 carcinógenos químicos (que normalmente provocan cambios locales simples en la secuencia de nucleótidos)

👉 radiación, como rayos X (que normalmente provocan roturas y translocaciones cromosómicas) o luz ultravioleta (UV) (que causa alteraciones específicas de la base del ADN).

👉 Virus que afectan directamente el genoma de las células infectadas, o lesiones crónicas.

14. Factores relacionados a las células cancerosas

|| Regresar al Índice ||

14.1 Factores hereditarios:

Como era de esperar, las personas que han heredado un defecto genético en uno de varios mecanismos de reparación del ADN, causando que sus células acumulen mutaciones a un ritmo elevado, corren un mayor riesgo de cáncer. Los ratones con la enfermedad del xeroderma pigmentoso, por ejemplo, tienen defectos en el sistema que reparan el daño del ADN inducido por la luz ultravioleta, y tienen una incidencia mucho mayor de cánceres de piel.

14.2 Casi como un ser inteligente:

Al igual que un ser vivo tan exquisitamente adaptado a su ambiente que parece obra de un ser inteligente, un cáncer aberrantemente invasivo y resistente es producto de la acumulación progresiva de mutaciones que mejoran su aptitud reproductiva y de su pervivencia, en el fondo es el mismo mecanismo, la selección natural y la variabilidad aleatoria que dan lugar a seres impresionantemente optimizados para sobrevivir. Y en ambos casos, no se trata de una sola mutación o de un solo evento al azar el proceso es darwinista, en el sentido de una acumulación gradual de cambios que benefician la población de células egoístas.

14.3 Las células cancerosas se producen todo el tiempo:

Se estima que 10¹⁶ divisiones celulares ocurren en un cuerpo humano normal en el curso de una vida normal; en un ratón, con su menor número de células y su vida útil más corta, el número es aproximadamente 10¹². Incluso en un ambiente libre de mutágenos, las mutaciones ocurrirían espontáneamente a una tasa estimada de aproximadamente 10^-6 mutaciones por gen por división celular, es un valor muy bajo. Este valor bajo se da por limitaciones fundamentales en la precisión de la replicación y reparación del ADN y por el efecto del sistema inmune. En una vida normal, cada gen es probable que haya sufrido una mutación en aproximadamente 10¹⁰ ocasiones distintas en un ser humano, o en alrededor de 10⁶ ocasiones en un ratón. Entre las células mutantes resultantes, podríamos esperar un gran número que haya sufrido mutaciones deletéreas en los genes que regulan el crecimiento y la división celular, haciendo que las células desobedezcan las restricciones normales sobre la proliferación celular. Desde este punto de vista, el problema del cáncer parece no ser el motivo por el que ocurre, sino por qué ocurre tan infrecuentemente.

14.4 Relación con la edad:

Claramente, si una mutación en un solo gen fuera suficiente para convertir una célula saludable típica en una célula cancerosa, no seríamos organismos viables. Muchas líneas de evidencia indican que el desarrollo de un cáncer generalmente requiere que ocurra un número considerable de accidentes genéticos y epigenéticos independientes y raros en el linaje que emana de una sola célula. Una de esas indicaciones proviene de los estudios epidemiológicos de la incidencia del cáncer en función de la edad. Si una sola mutación fuera responsable del cáncer, y se presentara con una probabilidad fija por año, la posibilidad de desarrollar cáncer en cualquier año de vida debería ser independiente de la edad. De hecho, para la mayoría de los tipos de cáncer, la incidencia aumenta abruptamente con la edad, como cabría esperar si el cáncer es causado por una acumulación progresiva y aleatoria de un conjunto de mutaciones en un solo linaje de células. Estos argumentos indirectos ahora se han confirmado mediante la secuenciación sistemática de los genomas de las células tumorales de pacientes con cáncer individual y la catalogación de las mutaciones que contienen.

15. El cáncer progresa darwinianamente

|| Regresar al Índice ||

Para los cánceres que se sabe que tienen una causa externa específica, la enfermedad generalmente no se manifiesta hasta mucho después de la exposición al agente causal. La incidencia de cáncer de pulmón, por ejemplo, no comienza a aumentar de manera pronunciada hasta después de décadas de fumar intensamente o aspirar asbesto.

Del mismo modo, la incidencia de leucemias en Hiroshima y Nagasaki no mostró un aumento notable hasta aproximadamente 5 años después de la explosión de las bombas atómicas, y los trabajadores industriales expuestos durante un período limitado a carcinógenos químicos generalmente no desarrollan los cánceres característicos de su ocupación hasta 10, 20 o incluso más años después de la exposición. Durante este largo período de incubación, las células cancerígenas potenciales experimentan una sucesión de cambios, y lo mismo se aplica presumiblemente a los cánceres en los que la lesión genética inicial no tiene una causa externa tan obvia.

Figura 15.1. El microambiente tumoral juega un papel en la tumorogénesis. Los tumores consisten en muchos tipos de células, que incluyen células cancerosas, células endoteliales, pericitos (células del músculo liso vascular), fibroblastos y glóbulos blancos inflamatorios. La comunicación entre estos y otros tipos de células juega un papel importante en el desarrollo tumoral. Tenga en cuenta, sin embargo, solo hay datos de que las células cancerosas son las únicas genéticamente anormales en un tumor. El resto solo son manipuladas por las células cancerosas.

15.1 Acumulación de mutaciones

El concepto de que el desarrollo de un cáncer requiere una acumulación gradual de mutaciones en varios genes diferentes ayuda a explicar el fenómeno bien conocido de la progresión tumoral, por el cual un trastorno inicial leve del comportamiento celular evoluciona gradualmente “evolución gradual = evolución darwiniana” a un cáncer en toda regla. La leucemia mielógena crónica nuevamente proporciona un claro ejemplo.

Comienza como un trastorno caracterizado por una sobreproducción no letal de glóbulos blancos y continúa en esta forma durante varios años antes de convertirse en una enfermedad que progresa mucho más rápidamente y que generalmente termina en la muerte en unos pocos meses. En la fase crónica inicial, las células leucémicas se distinguen principalmente por la translocación cromosómica (el cromosoma Filadelfia) mencionada anteriormente, aunque puede haber otros cambios genéticos o epigenéticos menos visibles.

Figura 15.2. Pasos de una metástasis. Este ejemplo ilustra la diseminación de un tumor desde un órgano tal como la vejiga hasta el hígado. Las células tumorales pueden ingresar al torrente sanguíneo directamente al cruzar la pared de un vaso sanguíneo, como se muestra aquí, o, más comúnmente quizás, al cruzar la pared de un vaso linfático que finalmente descarga su contenido (linfa) en el torrente sanguíneo. Las células tumorales que han ingresado en un vaso linfático a menudo quedan atrapadas en los ganglios linfáticos a lo largo del camino, dando lugar a metástasis en los ganglios linfáticos. Los estudios en animales muestran que típicamente menos de una de cada mil células tumorales malignas que ingresan al torrente sanguíneo colonizarán un nuevo tejido para producir un tumor detectable en un nuevo sitio.

En la fase aguda posterior, las células que muestran no solo la translocación sino también otras varias anomalías cromosómicas invaden el sistema hematopoyético (formador de sangre). Parece que las células del clon de mutaciones iniciales han sufrido más mutaciones que las hacen proliferar aún más vigorosamente, de modo que superan tanto a las células sanguíneas normales como a sus ancestros con la translocación cromosómica primaria. El hecho de que el proceso sea esencialmente el mismo en todos los pacientes de leucemia ejemplifica una de las características de la evolución darwinista, aunque las mutaciones se dan al azar, cuando estas son filtradas por la selección natural, solo quedan aquellas que en efecto causan una mejora en la supervivencia, lo que generan adaptaciones convergentes, soluciones semejantes a un mismo problema buscando soluciones al azar.

Los carcinomas y otros tumores sólidos evolucionan de manera similar. Aunque muchos de estos cánceres en humanos no se diagnostican hasta una etapa relativamente tardía, en algunos casos es posible observar los pasos anteriores y, relacionarlos con cambios genéticos específicos.

15.2 Los tejidos se hacen inestables con la edad

La mayoría de las células cancerosas humanas acumulan cambios genéticos a una velocidad anormalmente rápida y se dice que son genéticamente inestables. El grado de esta inestabilidad y sus orígenes moleculares difieren de cáncer a cáncer y de paciente a paciente, como veremos en una sección posterior. El fenómeno básico era evidente incluso antes del análisis molecular moderno. Por ejemplo, las células de muchos cánceres muestran conjuntos anormalmente anormales de cromosomas, con duplicaciones, eliminaciones y translocaciones que son visibles en la mitosis. Cuando las células se mantienen en cultivo, a menudo se puede ver que estos patrones de disrupción cromosómica evolucionan rápidamente y de una manera aparentemente fortuita. Y durante muchos años, los patólogos han utilizado una apariencia anormal del núcleo de la célula para identificar y clasificar las células de cáncer en biopsias de tumores; en particular, las células cancerosas pueden contener una cantidad inusualmente grande de heterocromatina, una forma condensada de cromatina interfase que silencia los genes. Esto sugirió que los cambios epigenéticos de la estructura de la cromatina también pueden contribuir al fenotipo de la célula cancerosa, según lo confirmado recientemente por el análisis molecular.

Figura 15.3. Aunque la fuente del cáncer es la mutación azarosa, existen otros mecanismos no azarosos que afectan su desarrollo, pues de lo contrario las barras de cáncer en función de la edad deberían ser iguales. Resulta interesante que los individuos que pasan la frontera de los 84 años son de cierta manera aquellos genéticamente más resistentes al cáncer dado que la probabilidad disminuye en este rango de edad.

La inestabilidad genética observada en las células cancerosas puede deberse a defectos en la capacidad de reparar el daño del ADN o corregir errores de replicación de varios tipos. Estas alteraciones conducen a cambios en la secuencia de ADN y producen reordenamientos tales como translocaciones y duplicaciones de ADN. También son comunes los defectos en la segregación cromosómica durante la mitosis, que proporcionan otra posible fuente de inestabilidad cromosómica y cambios en el cariotipo.

Desde una perspectiva evolutiva, nada de esto debería ser una sorpresa: cualquier cosa que aumente la probabilidad de cambios aleatorios en la función genética hereditaria de una generación de células a otra -y que no sea demasiado perjudicial- probablemente acelerará la evolución de un clon de células hacia la malignidad, lo que hace que esta propiedad se seleccione durante la progresión tumoral.

15.3 Superando los controles poblacionales

Muchas células humanas normales tienen un límite incorporado al número de veces que pueden dividirse cuando se las estimula a proliferar en un cultivo: dejan de dividirse permanentemente después de un cierto número de duplicaciones de la población (25-50 para los fibroblastos humanos, por ejemplo). Este mecanismo de recuento de división celular se denomina senescencia celular replicativa, y generalmente depende del acortamiento progresivo de los telómeros en los extremos de los cromosomas “puntas extremas de los cromosomas que los protegen”, un proceso que finalmente cambia su estructura. La replicación del ADN de los telómeros durante la fase S depende de la enzima telomerasa, que mantiene su secuencia de ADN telomérica especial estable. Debido a que muchas células humanas proliferativas (siendo las células madre una excepción) son deficientes de telomerasa, sus telómeros se acortan con cada división, y sus tapas protectoras se deterioran, creando una señal de daño en el ADN. Eventualmente, los extremos del cromosoma alterado pueden desencadenar un paro permanente del ciclo celular, causando la muerte de una célula normal.

Las células cancerosas humanas evitan la senescencia celular replicativa en una de dos formas. Pueden mantener la actividad de la telomerasa a medida que proliferan, de modo que sus telómeros no se acorten o se destapen, o pueden desarrollar un mecanismo alternativo basado en la recombinación homóloga (llamada ALT) para alargar sus extremos cromosómicos. Independientemente de la estrategia utilizada, el resultado es que las células cancerosas continúan proliferando en condiciones en las que las células normales se detendrían autónomamente.

15.4 La matriz extracelular

Mientras que las células cancerosas en un tumor son portadoras de mutaciones peligrosas y son a menudo extremadamente anormales, las otras células del tumor, especialmente las del tejido conectivo de soporte, o estroma, están lejos de ser espectadores pasivos. El desarrollo de un tumor depende de una comunicación bidireccional entre las células tumorales y el estroma tumoral, del mismo modo que el desarrollo normal de los órganos epiteliales depende de la comunicación entre las células epiteliales y las mesenquimales.

El estroma proporciona un marco para el tumor. Está compuesto por tejido conjuntivo normal que contiene fibroblastos y glóbulos blancos inflamatorios, así como las células endoteliales que forman vasos sanguíneos y linfáticos con sus pericitos y células de músculo liso concomitantes. A medida que progresa el carcinoma, las células cancerosas inducen cambios en el estroma secretando proteínas señal que alteran el comportamiento de las células estromales, así como las enzimas proteolíticas que modifican la matriz extracelular. Las células estromales a su vez actúan sobre las células tumorales, secretando proteínas señal que estimulan el crecimiento y la división de células cancerosas, así como las proteasas que remodelan aún más la matriz extracelular. De esta forma, el tumor y su estroma evolucionan juntos, como las malezas y el ecosistema que invaden, y el tumor se vuelve dependiente de sus células estromales particulares. Los experimentos con ratones indican que el crecimiento de algunos carcinomas trasplantados depende de los fibroblastos asociados a tumores y que los fibroblastos normales no funcionarian.

Figura 15.4. Progresión del cáncer (YouTube).

16. Invasión y metástasis

|| Regresar al Índice ||

Una vez que se han acumulado las suficientes mutaciones para que una célula se convierta en una entidad egoísta y sea lo suficientemente hábil para evitar al sistema inmune , lo que sigue es el proceso de invasión. Por lo general, las células cancerosas necesitan diseminarse y multiplicarse en nuevos sitios en el cuerpo para matarnos, a través de un proceso llamado metástasis. Este es el aspecto más mortal y menos comprendido del cáncer, ya que es responsable del 90% de las muertes asociadas al cáncer. Al propagarse a través del cuerpo, un cáncer se vuelve casi imposible de erradicar mediante cirugía o irradiación local. La metástasis es en sí misma un proceso de pasos múltiples: las células cancerosas primero tienen que invadir los tejidos y vasos locales, moverse a través de la circulación, abandonar los vasos y luego establecer nuevas colonias celulares en sitios distantes. Cada uno de estos eventos es complejo y la mayoría de los mecanismos moleculares involucrados aún no están claros.

16.1 Invasividad

Para que una célula cancerosa se vuelva peligrosa, debe liberarse de las restricciones que mantienen a las células normales en el lugar adecuado y evitar que invadan los tejidos vecinos. La invasividad es, por lo tanto, una de las propiedades definitorias de los tumores malignos, que muestran un patrón de crecimiento desorganizado y bordes irregulares, con extensiones en el tejido circundante. Aunque los cambios moleculares subyacentes no se comprenden bien, la invasividad casi con seguridad requiere una interrupción de los mecanismos adhesivos que normalmente mantienen a las células unidas a sus vecinos adecuados y a la matriz extracelular.

16.2 Metastasis

El siguiente paso en la metástasis -el establecimiento de colonias en órganos distantes- comienza con la entrada a la circulación: las células cancerosas invasivas deben penetrar en la pared de un vaso sanguíneo o linfático. Los vasos linfáticos, que son más grandes y tienen paredes más flácidas que los vasos sanguíneos, permiten que las células cancerosas entren en pequeños grupos; tales grupos pueden quedar atrapados en los ganglios linfáticos, dando lugar a metástasis ganglionares. Las células cancerosas que entran en los vasos sanguíneos, en cambio, parecen hacerlo individualmente. Con las técnicas modernas para clasificar las células de acuerdo con sus propiedades superficiales, en algunos casos ha sido posible detectar estas células tumorales circulantes (CTC) en muestras de sangre de pacientes con cáncer, a pesar de que son solo una fracción diminuta del total de células sanguíneas. Estas células, al menos en principio, proporcionan una muestra útil de la población de células tumorales para el análisis genético.

Si las células cancerosas que ingresan a los vasos linfáticos o sanguíneos, solo una pequeña proporción logran salir, establecerse en nuevos sitios y sobrevivir y proliferar allí como fundadores de metástasis. Los experimentos muestran que menos de uno en miles, tal vez uno en millones, logra esta hazaña mortífera. El paso final de la colonización parece ser el más difícil: al igual que los vikingos que desembarcaron en las inhóspitas costas de Groenlandia, las células migratorias pueden dejar de sobrevivir en el ambiente extraño; o solo pueden prosperar allí durante un tiempo para fundar una pequeña colonia, una micrometástasis, que luego se extingue.

16.3 Latencia

Muchos cánceres se descubren antes de que hayan logrado encontrar colonias metastásicas y se pueden curar mediante la destrucción del tumor primario. Pero en ocasiones, una micrometástasis no detectada permanecerá latente durante muchos años, solo para revelar su presencia haciendo erupción en crecimiento para formar un gran tumor secundario mucho después de que se haya eliminado el tumor primario.

17. Prevención y tratamiento del cáncer

|| Regresar al Índice ||

Podemos aplicar la creciente comprensión de la biología molecular del cáncer para agudizar nuestro ataque a la enfermedad en tres niveles: prevención, diagnóstico y tratamiento. Siempre es mejor prevenir que curar y, de hecho, muchos cánceres se pueden prevenir, especialmente evitando fumar, y aquí estamos hablando de aspirar cualquier tipo de vapor de combustión, el agente activo del humo es secundario al hecho de que la combustión de cualquier sustancia orgánica genera carcinógenos. Los ensayos moleculares altamente sensibles prometen nuevas oportunidades para un diagnóstico más temprano y más preciso, con el objetivo de detectar tumores primarios cuando todavía son pequeños y aún no han hecho metástasis. Los cánceres capturados en estas etapas tempranas a menudo pueden cortarse de raíz mediante cirugía o radioterapia. Sin embargo, la enfermedad maligna en toda regla continuará siendo común durante muchos años, y los tratamientos contra el cáncer seguirán siendo necesarios.

Figura 17.1. La industria del tabaco (YouTube).

17.1 Las causas de muchos canceres son prevenibles

Se espera una cierta incidencia irreductible de antecedentes de cáncer, independientemente de las circunstancias. Las mutaciones nunca se pueden evitar del todo porque son una consecuencia ineludible de las limitaciones fundamentales en la exactitud de la replicación y reparación del ADN, las cuales se han mantenido en el curso de la evolución por el mismo hecho de que son ellas las que la impulsan. Si una persona puede vivir lo suficiente, es inevitable que al menos una de sus células eventualmente acumule un conjunto de mutaciones suficientes para que se desarrolle el cáncer.

Sin embargo, los factores ambientales parecen jugar un papel importante en la determinación del riesgo de cáncer. Esto se demuestra más claramente mediante una comparación de la incidencia del cáncer en diferentes países: para casi todos los cánceres que son comunes en un país, hay otro país donde la incidencia es mucho menor. Debido a que las poblaciones migrantes tienden a adoptar el patrón de incidencia de cáncer típico de su nuevo país de acogida, se cree que las diferencias se deben principalmente a factores ambientales, no genéticos. A partir de estos hallazgos, se ha sugerido que el 80-90% de los cánceres deben ser evitables, o al menos postponibles, y si se eliminara las causas locales, completamente evitables poblacionalmente.

Desafortunadamente, los diferentes tipos de cáncer tienen diferentes factores de riesgo ambientales, y una población que escapa de uno de esos peligros suele estar expuesta a otro. Esto no es, sin embargo, inevitable. Existen algunos subgrupos humanos cuya forma de vida reduce sustancialmente la tasa total de mortalidad por cáncer entre las personas de una determinada edad. Bajo las condiciones actuales en los Estados Unidos y Europa, aproximadamente una de cada cinco personas morirá de cáncer. Pero la incidencia de cáncer entre los mormones estrictos en Utah -quienes evitan el alcohol, la cocaína, el tabaco, las drogas y el sexo casual- es solo la mitad de la incidencia para los miembros no practicantes de la misma familia o para los estadounidenses en general.

Figura 17.2. Asbesto (YouTube).

Aunque tales observaciones en poblaciones humanas indican que el cáncer a menudo puede evitarse, en la mayoría de los casos ha sido difícil -con el tabaco como una notable excepción- identificar los factores ambientales específicos responsables de estas grandes diferencias de población o establecer cómo actúan. Sin embargo, se han identificado varias clases importantes de factores de riesgo de cáncer ambiental. Uno piensa primero en mutágenos. Pero también hay muchas otras influencias, que incluyen la cantidad de alimentos que comemos, las hormonas que circulan en nuestro cuerpo y las irritaciones, infecciones y daños a los que exponemos nuestros tejidos, que no son menos importantes y favorecen el desarrollo de la enfermedad.

Figura 17.3. Alcohol y cáncer (YouTube).

17.2 Nuestro cuerpo tiene características bien estúpidas

Los carcinógenos químicos tienen una estructura diversa, una gran proporción de ellos tienen al menos una propiedad compartida: causan mutaciones. En una prueba común de mutagenicidad (la prueba de Ames), el carcinógeno se mezcla con un extracto activador preparado a partir de células de hígado de rata (para imitar el procesamiento bioquímico que ocurre en un animal intacto). La mezcla luego se agrega a un cultivo de bacterias de prueba especialmente diseñadas y se mide la tasa de mutación bacteriana. La mayoría de los compuestos calificados como mutagénicos por este ensayo rápido y conveniente en bacterias también causan mutaciones o aberraciones cromosómicas cuando se prueban en células de mamíferos.

Algunos de estos carcinógenos actúan directamente sobre el ADN. Pero, en general, los más potentes son químicamente inertes sin la presencia del hígado; estos productos químicos se vuelven dañinos solo después de que se han convertido a una molécula más reactiva por procesos metabólicos en el hígado, catalizados por un conjunto de enzimas intracelulares conocidas como las oxidasas del citocromo P-450. Estas enzimas normalmente ayudan a convertir las toxinas ingeridas en compuestos inocuos y fácilmente excretados. Desafortunadamente, su actividad en ciertos productos químicos genera subproductos altamente mutagénicos. Los ejemplos de carcinógenos activados de esta manera incluyen benzo[a]pireno, una sustancia química cancerígena presente en el alquitrán de hulla y el humo de la combistión de tabaco y otras sustancias orgánicas; y la toxina fúngica aflatoxina B1.

17.3 El estilo de vida y el cáncer

El humo de combustión orgánica es el carcinógeno más importante en el mundo de hoy, siendo este representado por combustión de cigarrillos, así como quema de carbón. A pesar de que se han identificado muchos otros carcinógenos químicos, ninguno de ellos parece ser responsable del mismo número de muertes por cáncer humano ni de cerca. A veces se piensa que las principales causas ambientales del cáncer son producto de un modo de vida altamente industrializado: el aumento de la contaminación, el uso mejorado de aditivos alimentarios, etc., pero hay poca evidencia que respalde este punto de vista. La idea puede deberse en parte a la identificación de algunos materiales altamente cancerígenos utilizados en la industria, como la 2-naftilamina y el amianto/asbesto. Excepto por el aumento de cánceres causados por el tabaquismo, sin embargo, las tasas de mortalidad ajustadas por edad para los cánceres humanos más comunes se han mantenido prácticamente iguales durante el último medio siglo o, en algunos casos, han disminuido significativamente. Las tasas de supervivencia, además, han mejorado. Hace treinta años, menos del 50% de los pacientes vivían más de cinco años desde el momento del diagnóstico; ahora, más del 67% lo hacen.

La mayoría de los factores cancerígenos que se sabe que son significativos no son de ninguna manera específicos del mundo moderno. El carcinógeno conocido más potente, al menos por ciertos análisis, es la aflatoxina B1. Es producida por hongos que contaminan naturalmente alimentos como el maní tropical y es una causa importante de cáncer de hígado en África y Asia. Excepto por el tabaco, las toxinas químicas y los mutágenos son de menor importancia como causas contribuyentes del cáncer que otros factores que son más una cuestión de elección personal. Un factor importante es la cantidad de alimentos que comemos: como se mencionó anteriormente, el riesgo de cáncer aumenta mucho en personas obesas. De hecho, se estima que hasta el 50% de todos los cánceres podrían evitarse mediante cambios sencillos e identificables en el estilo de vida.

17.4 Virus y otros patógenos

El cáncer en humanos no es una enfermedad infecciosa, y la mayoría de los cánceres humanos no tienen ninguna causa infecciosa. Sin embargo, se cree que una pequeña pero significativa proporción de cánceres humanos, quizás un 15% en el mundo como un todo, surge por mecanismos que involucran virus, bacterias o parásitos. La evidencia de su participación proviene en parte de la detección de virus en pacientes con cáncer y en parte de la epidemiología. El cáncer del cuello uterino está asociado con la infección con un virus del papiloma, mientras que el cáncer de hígado es muy común en algunas partes del mundo (África y el sudeste de Asia) donde las infecciones virales de hepatitis B son comunes. La infección crónica con el virus de la hepatitis C, que ha infectado a 170 millones de personas en todo el mundo, también está claramente asociada con el desarrollo de cáncer de hígado, y la infección con parásitos de Toxoplasma spp., está asociado a una mayor probabilidad de desarrollar cáncer.

Los principales culpables, son los virus de ADN. Los virus tumorales de ADN causan cáncer por la ruta más directa al interferir con los controles del ciclo celular y la apoptosis. Para comprender este tipo de carcinogénesis viral, es importante revisar el historial de vida de los virus. Muchos virus de ADN utilizan la maquinaria de replicación de ADN de la célula huésped para replicar sus propios genomas. Sin embargo, para producir una gran cantidad de partículas de virus infecciosas dentro de una sola célula hospedadora, el virus ADN tiene que controlar esta maquinaria y manejarla con fuerza, rompiendo las restricciones normales en la replicación del ADN y generalmente matando a la célula huésped en el proceso. Muchos virus de ADN se reproducen solo de esta manera. Pero algunos tienen una segunda opción: pueden propagar su genoma como un pasajero callado y con buen comportamiento en la célula huésped, replicando en paralelo con el ADN de la célula huésped (integrado en el genoma del huésped, o como un plásmido extracromosómico) en el curso de los ciclos de división celular ordinarios. Estos virus cambiarán entre dos modos de existencia según las circunstancias, permaneciendo latentes e inofensivos durante mucho tiempo, pero luego proliferando en células suicidas en un proceso que mata a la célula huésped y genera un gran número de partículas infecciosas.

Ninguna de estas condiciones convierte la célula hospedadora en un carácter canceroso, ni tampoco lo hace en interés del virus. Pero para los virus con una fase latente, pueden ocurrir accidentes que activan prematuramente algunas de las proteínas virales que el virus normalmente usaría en su fase de replicación para permitir que el ADN viral se replique independientemente del ciclo celular. Como se describe en el siguiente ejemplo, este tipo de accidente puede activar la proliferación persistente de la célula hospedadora, lo que provoca cáncer.

17.5 La vacuna del papiloma humano

Los papilomavirus son un excelente ejemplo de virus tumorales de ADN. Son responsables de las verrugas humanas y son especialmente importantes como causa del carcinoma del cuello uterino: este es el segundo cáncer más común entre las mujeres en el mundo, representa alrededor del 6% de todos los cánceres humanos. Los virus del papiloma humano (VPH) infectan el epitelio cervical y se mantienen en una fase latente en la capa basal de las células como plásmidos extracromosómicos, que se replican paso a paso con los cromosomas. Las partículas de virus infecciosas se generan a través de un cambio a una fase replicativa en las capas epiteliales externas, a medida que la progenie de estas células comienza a diferenciarse antes de separarse de la superficie. Aquí, la división celular normalmente debería detenerse, pero el virus interfiere con este arresto del ciclo celular para permitir la replicación de su propio genoma. Usualmente, el efecto está restringido a las capas externas de las células y es relativamente inofensivo, como en una verruga. Ocasionalmente, sin embargo, un accidente genético hace que los genes virales que codifican las proteínas que impiden la detención del ciclo celular se integren en el cromosoma del huésped y se vuelvan activos en la capa basal, donde residen las células madre del epitelio. Esto puede conducir al cáncer, con los genes virales actuando como oncogenes.

Todo el proceso, desde la infección inicial hasta el cáncer invasivo, es lento, demorando muchos años. Implica una etapa intermedia larga cuando el parche afectado del epitelio cervical está visiblemente desordenado, pero las células aún no han comenzado a invadir el tejido conectivo subyacente, un fenómeno llamado neoplasia intraepitelial. Muchas de estas lesiones regresan espontáneamente. Además, en esta etapa, todavía es fácil curar la condición destruyendo o eliminando quirúrgicamente el tejido anormal. Afortunadamente, la presencia de tales lesiones se puede detectar raspando una muestra de células de la superficie del cuello uterino y observándolas bajo el microscopio (la técnica de "Papanicolaou").

Mejor aún, ahora se ha desarrollado una vacuna que protege contra la infección con las cepas relevantes del virus del papiloma humano. Esta vacuna, administrada a las niñas antes desde la pubertad y, por lo tanto, antes de que se vuelvan sexualmente activas, ha demostrado que reduce enormemente el riesgo de desarrollar cáncer de cuello uterino. Debido a que el virus se propaga a través de la actividad sexual, ahora se recomienda que los hombres jóvenes y las mujeres jóvenes se vacunen de forma rutinaria. Los programas masivos de inmunización han comenzado en varios países. Sin embargo, esto es solo un tipo muy concreto de cáncer.

17.6 La evolucionabilidad del cáncer

La dificultad de curar un cáncer es similar a la dificultad de deshacerse de las malas hierbas. Las células cancerosas se pueden extirpar quirúrgicamente o se pueden destruir con productos químicos tóxicos o radiación, pero es difícil erradicar a cada una de ellas. La cirugía raramente puede descubrir cada metástasis, y los tratamientos que matan las células cancerosas también son generalmente tóxicos para las células normales. Además, a diferencia de las células normales, las células cancerosas pueden mutar rápidamente y, a menudo, desarrollar resistencia a los venenos y la irradiación utilizada contra ellos.

A pesar de estas dificultades, ya se han encontrado curas efectivas que usan medicamentos anticancerosos (solos o en combinación con otros tratamientos) para algunos cánceres altamente letales, incluido el linfoma de Hodgkin, el cáncer testicular, el coriocarcinoma y algunas leucemias y otros cánceres de la infancia. Incluso para los tipos de cáncer en los que la cura parece estar fuera de nuestro alcance, existen tratamientos que prolongarán la vida o al menos aliviarán la angustia.

Las grandes esperanzas tienen que ser atemperadas con realidades aleccionadoras. Hemos visto que la inestabilidad genética puede proporcionar un talón de Aquiles que las terapias contra el cáncer pueden explotar, pero al mismo tiempo puede hacer que la erradicación de la enfermedad sea más difícil al permitir que las células cancerosas desarrollen resistencia a fármacos terapéuticos, a menudo a un ritmo alarmante. Esto se aplica incluso a los medicamentos que se dirigen a la inestabilidad genética en sí.

Hay muchas estrategias diferentes por las cuales los cánceres pueden desarrollar resistencia a los medicamentos contra el cáncer. A menudo, un tratamiento farmacológico inicial reducirá drásticamente el tamaño de un cáncer y todas las células tumorales detectables desaparecerán. Pero meses o años después, el cáncer reaparecerá en una forma alterada que es resistente a la droga que al principio tuvo tanto éxito. En tales casos, el tratamiento farmacológico inicial evidentemente no ha logrado destruir una pequeña fracción de células en la población original de células tumorales. Estas células han escapado a la muerte porque portan una mutación protectora o un cambio epigenético, o quizás simplemente porque estaban al acecho en un entorno protegido. Finalmente, pueden regenerar el cáncer al continuar proliferando, mutando y evolucionando aún más mientras lo hacen.

En algunos casos, las células que están expuestas a un medicamento contra el cáncer desarrollan una resistencia no solo a ese medicamento, sino también a otros medicamentos a los que nunca han estado expuestos. Estas mutaciones están relacionadas con proteínas integrales de membrana que saca las drogas lipofílicas de la célula. La sobreproducción de estas proteínas por parte de una célula cancerosa puede evitar la acumulación intracelular de muchos fármacos citotóxicos, aun cuando no hubieran estado expuestos a ellos previamente, haciendo que la célula sea insensible a ellos.

En la lucha de ida y vuelta entre el cáncer metastásico avanzado y el terapeuta, según la práctica actual, el cáncer generalmente gana al final. ¿Tiene que ser así? Hay motivos para pensar que, al atacar un cáncer con muchas armas a la vez, en lugar de usarlas una tras otra, cada una hasta que falle, es posible que lo hagamos mucho mejor.

La lógica de las terapias combinadas es la misma que subyace al tratamiento actual del VIH-SIDA con un cóctel de tres inhibidores de proteasa diferentes: mientras que siempre puede haber algunas células en la población inicial portadoras de mutaciones raras que confieren resistencia a cualquier tratamiento farmacológico, no debería haber células que lleven todo el conjunto de mutaciones raras que confieran resistencia a varias drogas diferentes administradas simultáneamente. Por el contrario, los tratamientos secuenciales con medicamentos permitirán que las pocas células resistentes al primer fármaco se multipliquen en grandes cantidades. Dentro de esta gran población de células resistentes al primer fármaco, es probable que haya surgido un pequeño número de células resistentes al siguiente fármaco; y así sucesivamente en una secuencia de adaptación Darwinista.

17.7 Terapias personalizadas

La terapia de combinación racional y eficiente requiere tres cosas. En primer lugar, tenemos que identificar las múltiples peculiaridades de las células cancerosas que las hacen vulnerables de manera que las células normales no lo son. En segundo lugar, tenemos que idear medicamentos (u otros tratamientos) que se centren en cada una de estas vulnerabilidades. Tercero, tenemos que hacer coincidir la combinación de drogas con el conjunto específico de peculiaridades presentes en las células cancerosas del paciente individual.

El primer requisito ya se cumplió parcialmente: ahora tenemos grandes catálogos de genes críticos para el cáncer que comúnmente están mutados en células cancerosas. El segundo requisito es más difícil, pero alcanzable: hemos descrito algunos éxitos recientes notables, y para los investigadores del cáncer hay emoción en el aire. Cada vez es más posible utilizar nuestro creciente conocimiento de la biología celular y molecular para diseñar nuevos fármacos contra objetivos designados. Al mismo tiempo, existen métodos automáticos eficientes y de alto rendimiento disponibles para analizar grandes bibliotecas de productos químicos para detectar cualquier factor que pueda ser eficaz contra las células con un defecto relacionado con el cáncer. En tales búsquedas, el objetivo es la letalidad sintética: una muerte celular que ocurre cuando y solo cuando un medicamento en particular se combina con una anormalidad particular de células cancerígenas. A través de estos y otros enfoques, el repertorio de medicamentos contra el cáncer dirigidos con precisión está aumentando rápidamente.

Esto nos lleva al tercer requisito: la terapia (la elección de los fármacos que se administrarán en combinación) debe adaptarse al paciente individual. Aquí, también, las perspectivas son brillantes. Los cánceres evolucionan mediante un proceso fundamentalmente aleatorio, y cada paciente es diferente; pero los métodos modernos de análisis del genoma ahora nos permiten caracterizar las células de una biopsia tumoral con detalles exhaustivos para descubrir qué genes críticos para el cáncer se ven afectados en un caso particular. Es cierto que esto no es sencillo: las células tumorales en un paciente individual son heterogéneas y no todas contienen las mismas lesiones genéticas. Sin embargo, con una mayor comprensión de las vías de evolución del cáncer y con la experiencia adquirida en muchos casos diferentes, debería ser posible hacer buenas conjeturas sobre las terapias óptimas para usar.

Desde la perspectiva del paciente, el ritmo del avance en la investigación del cáncer puede parecer frustrantemente lento. Cada medicamento nuevo debe probarse en la clínica, primero por seguridad y luego por eficacia, antes de que pueda ser lanzado para uso general. Y si el medicamento se va a utilizar en combinación con otros, la terapia combinada debe pasar por el mismo proceso prolongado. Las estrictas reglas éticas limitan la realización de los ensayos, lo que significa que toman tiempo, generalmente varios años. Pero pasos lentos y cautelosos, tomados sistemáticamente en la dirección correcta, pueden conducir a grandes avances. Tere aún está lejos de llegar, pero los ejemplos que hemos discutido proporcionan una prueba de principio y motivos para el optimismo. Desde el esfuerzo de investigación del cáncer, hemos aprendido mucho de lo que sabemos sobre la biología molecular de la célula normal. Ahora, cada vez más, estamos descubriendo cómo utilizar ese conocimiento en la batalla contra el cáncer mismo.

Referencias

|| Regresar al Índice ||

Abedin, M., & King, N. (2010). Diverse evolutionary paths to cell adhesion. Trends in Cell Biology, 20(12), 734–742.

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., & Raff, M. (2004). Tissues and cancer. Essential Cell Biology. New York, 698–706.

Bashkin, P., Doctrow, S., Klagsbrun, M., Svahn, C. M., Folkman, J., & Vlodavsky, I. (1989). Basic fibroblast growth factor binds to subendothelial extracellular matrix and is released by heparitinase and heparin-like molecules. Biochemistry, 28(4), 1737–1743.

Bremer, P., Flint, S., Brooks, J., & Palmer, J. (2015). Introduction to Biofilms. Biofilms in the Dairy Industry, 1–16.

Brown, J. R., & Thornton, J. L. (1957). Percivall Pott (1714-1788) and chimney sweepers’ cancer of the scrotum. British Journal of Industrial Medicine, 14(1), 68.

Brownlee, C. (2002). Role of the extracellular matrix in cell–cell signalling: paracrine paradigms. Current Opinion in Plant Biology, 5(5), 396–401.

De Duve, C., & Pizano, M. (1995). Polvo vital: origen y evolución de la vida en la tierra. Norma, Bogotá.

Donlan, R. M. (2016). Microbial biofilms. Centers for Disease Control and Prevention.

Flamm, E. S. (1992). Percivall Pott: an 18th century neurosurgeon. Journal of Neurosurgery, 76(2), 319–326.

Fröls, S. (2013). Archaeal biofilms: widespread and complex. Portland Press Limited.

Gallagher, J. T., & Lyon, M. (2000). Molecular structure of heparan sulfate and interactions with growth factors and morphogens. Proteoglycans: Structure, Biology and Molecular Interactions, 27–59.

Hay, E. D. (2013). Cell biology of extracellular matrix. Springer Science & Business Media.

Hensch, T. K. (2005). Critical period mechanisms in developing visual cortex. Current Topics in Developmental Biology, 69, 215–237.

Huleihel, L., Hussey, G. S., Naranjo, J. D., Zhang, L., Dziki, J. L., Turner, N. J., … Badylak, S. F. (2016). Matrix-bound nanovesicles within ECM bioscaffolds. Science Advances, 2(6), e1600502.

Iozzo, R. V. (1998). Matrix proteoglycans: from molecular design to cellular function. Annual Review of Biochemistry, 67(1), 609–652.

Karp, G. C. (2013). Cell and Molecular Biology, Concepts and Experiments (7th ed.). USA: Wiley Online Library.

Kostakioti, M., Hadjifrangiskou, M., & Hultgren, S. J. (2013). Bacterial biofilms: development, dispersal, and therapeutic strategies in the dawn of the postantibiotic era. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 3(4), a010306.

Kumar, V., Abbas, A. K., Fausto, N., & Aster, J. C. (2014). Robbins and Cotran pathologic basis of disease. Elsevier Health Sciences.

Landau, M., & Fagien, S. (2015). Science of hyaluronic acid beyond filling: Fibroblasts and their response to the extracellular matrix. Plastic and Reconstructive Surgery, 136(5S), 188S-195S.

Michel, G., Tonon, T., Scornet, D., Cock, J. M., & Kloareg, B. (2010). The cell wall polysaccharide metabolism of the brown alga Ectocarpus siliculosus. Insights into the evolution of extracellular matrix polysaccharides in Eukaryotes. New Phytologist, 188(1), 82–97.

Orell, A., Fröls, S., & Albers, S.-V. (2013). Archaeal biofilms: the great unexplored. Annual Review of Microbiology, 67, 337–354.

Paliwal, S., Fagien, S., Sun, X., Holt, T., Kim, T., Hee, C. K., … Messina, D. J. (2014). Skin extracellular matrix stimulation following injection of a hyaluronic acid–based dermal filler in a rat model. Plastic and Reconstructive Surgery, 134(6), 1224–1233.

Plopper, G. (2007). The extracellular matrix and cell adhesion. Cells.

Rao, P. N., & Johnson, R. T. (1970). Mammalian cell fusion: studies on the regulation of DNA synthesis and mitosis. Nature, 225(5228), 159–164.

Ross, M. H., & Pawlina, W. (2011). Histology a text and atlas (6th ed.). Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins.

Ruoslahti, E. (1996). Brain extracellular matrix. Glycobiology, 6(5), 489–492.

Skloot, R., & Turpin, B. (2010). The immortal life of Henrietta Lacks.

Wang, Y., Meng, H., Yuan, X., Peng, J., Guo, Q., Lu, S., & Wang, A. (2014). Fabrication and in vitro evaluation of an articular cartilage extracellular matrix-hydroxyapatite bilayered scaffold with low permeability for interface tissue engineering. Biomedical Engineering Online, 13(1), 80.

domingo, 5 de marzo de 2023

Los tejidos y el cancer

Indice

Portada

1. Introducción

1.1 Percivall Pott

2. Tejidos animales, el epitelio

2.1 El epitelio cuboidal

2.2 El epitelio columnar

2.3 Múltiples capas de células se llaman estratificadas

2.4 El epitelio escamoso

2.5 Glándulas

2.6 Matriz extracelular epitelial

3. Tejidos animales, conectivos

3.1 Matriz extracelular conectiva

3.2 Tejido conectivo laxo fibroso

3.3 Tejido adiposo

3.4 Tejido conectivo denso fibroso

3.5 Tejido cartilaginoso

3.6 Hueso

3.7 Sangre

4. Tejido animales, muscular

4.1 Matriz Extracelular

4.2 Músculo esquelético

4.3 Músculo cardíaco

4.4 Músculo liso

5. Tejidos animales, nervioso

5.1 La neurona y sus partes

5.2 Células gliales

5.3 Matriz extracelular

5.4 Membrana basal

5.5 Barrera hematoencefálica

6. Tejidos vegetales, epidérmico, corcho, meristemático y cambio

6.1 El meristema

6.2 Cambium vascular

6.3 Epidermis

6.4 Corcho

7. Tejidos vegetales, fundamentales

7.1 Parénquima

7.2 Colénquima

7.3 Esclerénquima

8. Tejidos vegetales, vasculares

8.1 El xilema

8.2 El floema

9. El ciclo celular y la estabilidad de los tejidos

9.1 Interfase

9.2 Mitosis

9.3 Alteraciones en el ciclo celular

10. La matriz extracelular

10.1 Composición

10.2 Propiedades

10.3 En las plantas

10.4 En las bacterias

11. Células cancerígenas

11.1 Comportamiento de las células cancerosas

11.2 Células HeLa

11.3 Control del ciclo celular

11.4 Puntos de control del ciclo celular

11.5 Apoptosis

12. El cáncer y su clasificación

12.1 Las células cancerosas se revelan e invaden

12.2 Clasificación

12.3 Benignos/malignos

13. El cáncer como un proceso microevolutivo

13.1 Relación ancestro/cáncer

13.2 Un ancestro común local

13.3 La evolución darwiniana es demasiado eficiente

14. Factores relacionados a las células cancerosas

14.1 Factores hereditarios:

14.2 Casi como un ser inteligente:

14.3 Las células cancerosas se producen todo el tiempo:

14.4 Relación con la edad:

15. El cáncer progresa darwinianamente

15.1 Acumulación de mutaciones

15.2 Los tejidos se hacen inestables con la edad

15.3 Superando los controles poblacionales

15.4 La matriz extracelular

16. Invasión y metástasis

16.1 Invasividad

16.2 Metastasis