Ciclo celular y cáncer - Genética y Biología Molecular
Ciclo celular y cáncer - Genética y Biología Molecular
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<strong>Ciclo</strong> <strong>celular</strong> y <strong>cáncer</strong>
Los tejidos de un organismo multi<strong>celular</strong> mantienen su tamaño<br />
gracias a una estricta regulación de ciclo <strong>celular</strong> y apoptosis<br />
acorde a las señales extra<strong>celular</strong>es e intra<strong>celular</strong>es que<br />
perciben las células<br />
Falta de nutrientes<br />
Radiación UV<br />
Infección viral<br />
Estrés térmico<br />
Mitogenos<br />
Hormonas<br />
Factores de crecimiento<br />
DESBALANCE = TRANSFORMACION CELULAR
Cáncer<br />
• El <strong>cáncer</strong> es un conjunto<br />
de enfermedades en las<br />
cuales el organismo<br />
produce un exceso de<br />
células malignas, las<br />
cuales tienen un índice de<br />
crecimiento y división<br />
más allá de los límites<br />
normales<br />
• Potencialmente, cualquier<br />
célula puede llegar a ser<br />
cancerosa.
Cáncer = desbalance entre división <strong>celular</strong> y muerte
Tumores benignos y malignos<br />
• Tumor benigno: las células permanecen en su sitio de origen y no se<br />
diseminan a otro tejidos. Se eliminan fácilmente por cirugía. Por<br />
ejemplo una verruga<br />
• Tumor maligno: es capaz de invadir otros tejidos. Su tratamiento es<br />
muy complicado
Metástasis: invasión a otros tejidos
Clasificación del <strong>cáncer</strong>, dependiendo del<br />
tipo <strong>celular</strong><br />
• Carcinoma: células epiteliales<br />
(90% de los conocidos)<br />
• Sarcoma: células de tejido conectivo<br />
(músculo, hueso o cualquier tejido fibroso)<br />
• Leucemia y linfoma:<br />
el primero es en células<br />
de la sangre y el segundo en células<br />
del sistema inmune (8% en humanos)
Fases de<br />
desarrollo del<br />
<strong>cáncer</strong><br />
• Iniciación: Mutación<br />
en una o varias<br />
células, ciclo <strong>celular</strong><br />
alterado<br />
• Progresión:<br />
Mutaciones<br />
adicionales que<br />
brindan ventaja<br />
selectiva a la célula,<br />
selección clonal
El <strong>cáncer</strong> es el resultado de la<br />
acumulación de anormalidades en una<br />
célula
Factores que promueven el<br />
desarrollo del <strong>cáncer</strong><br />
• Ambientales:<br />
- químicos: esteres de forbol,<br />
asbestos, hormonas<br />
esteroideas<br />
- físicos: rayos UV, X o gamma<br />
- biológicos: virus y bacterias<br />
(H. pylori)<br />
• Genéticos<br />
- mutaciones en<br />
protooncogenes y genes<br />
supresores de tumores<br />
Para que una célula se<br />
transforme (se haga<br />
cancerosa) es necesaria la<br />
combinación de dos o más<br />
de estos factores
• Agentes iniciadores:<br />
generan daño a<br />
nivel de DNA<br />
• Agentes promotores:<br />
inducen división <strong>celular</strong>
Características de las células<br />
cancerosas<br />
• No sufren inhibición por contacto<br />
• Producen sus propios factores de crecimiento:<br />
estimulación de crecimiento autócrina<br />
• Producen menos moléculas de adhesión en su<br />
superficie (esto promueve la metástasis)<br />
• Secretan proteasas que rompen la matriz extra<strong>celular</strong> de<br />
tejidos adyacentes y les permiten colonizarlos<br />
• Secretan factores de crecimiento que promueven la<br />
generación de vasos sanguíneos a su alrededor<br />
(angiogenesis)<br />
• Por lo general fallan en diferenciarse<br />
• No presenta apoptosis
Factores genéticos<br />
• Alteraciones en genes supresores de<br />
tumor o en protooncogenes<br />
• Mutaciones más frecuentes:<br />
- puntuales<br />
- amplificación de segmentos de DNA<br />
- translocaciones cromosómicas
Oncogenes vs. Supresores de tumores<br />
1 mutación súper-activa del oncogen es suficiente para<br />
promover <strong>cáncer</strong><br />
Se requieren 2 mutaciones sobre el gen supresor para eliminar<br />
su actividad y promover <strong>cáncer</strong>
Una división <strong>celular</strong> descontrolada puede ser<br />
causada por mutaciones ó por cambios epigenéticos
• En general,<br />
estimulan el<br />
crecimiento y<br />
división <strong>celular</strong><br />
• En <strong>cáncer</strong>, sufren<br />
mutaciones de<br />
ganancia de función<br />
• A un protooncogen<br />
mutado se le llama<br />
ONCOGEN<br />
Protooncogenes
Diferentes formas de generar un oncogen
Protooncogenes: Ciclina D1<br />
• De manera normal,<br />
promueve la<br />
entrada a la fase S<br />
• Relacionado con<br />
<strong>cáncer</strong> de vejiga, de<br />
mama, de pulmón y<br />
de esófago<br />
• Las mutaciones<br />
más frecuentes son<br />
de translocación o<br />
amplificación
Protooncogenes: Familia génica<br />
Ras<br />
• Modifica<br />
moléculas que<br />
intervienen en<br />
la transducción<br />
de señales de<br />
regulación del<br />
crecimiento y<br />
división <strong>celular</strong><br />
• Mutados en<br />
más del 40%<br />
de los tumores<br />
humanos<br />
• Presenta<br />
mutaciones no<br />
conservativas<br />
en un solo<br />
aminoácido
Genes Supresores de Tumores<br />
• En general, regulan los<br />
puntos de control del<br />
ciclo <strong>celular</strong> o inician el<br />
proceso de apoptosis<br />
• Detienen el crecimiento<br />
en respuesta a daño a<br />
DNA o a señales<br />
extra<strong>celular</strong>es o<br />
participan en la<br />
reparación de DNA<br />
dañado<br />
• En <strong>cáncer</strong>, sufren<br />
mutaciones de pérdida<br />
de función
p53<br />
• Guardían del genoma<br />
• Mutado en más del<br />
50% de los <strong>cáncer</strong>es<br />
• Es un factor de<br />
transcripción que<br />
reprime o estimula la<br />
transcripción de más<br />
de 50 genes<br />
• Responde a daño en el<br />
DNA, detiene el ciclo<br />
<strong>celular</strong> y estimula la<br />
reparación de los<br />
daños, o estimula la<br />
apoptosis si los daños<br />
no son reparados
p53<br />
• En el punto de control G1/S, activa la transcripción de p21,<br />
la cual inhibe al complejo CDK4/ciclina D1, lo que evita que<br />
la célula pase de G1 a S
p53<br />
• Promueve la apoptosis, activa Bax (proapoptótica) y<br />
reprime a Bcl2 (antiapoptótica)
Genes Supresores de Tumores<br />
• Codifica a la<br />
proteína de<br />
retinoblastoma,<br />
pRB. Esta<br />
proteína regula el<br />
punto de control<br />
G1/S<br />
• Mutado en <strong>cáncer</strong><br />
de mama, pulmón<br />
y vejiga<br />
• El gen mutado es<br />
un gen recesivo<br />
RB1
• Las mujeres que<br />
heredan una<br />
mutación en este gen<br />
tienen 60% más de<br />
probabilidad de<br />
desarrollar <strong>cáncer</strong> de<br />
mama después de<br />
los 50 años, mientras<br />
que las que tienen el<br />
gen normal tienen<br />
sólo un 2% de<br />
probabilidad<br />
• Repara genes PTEN,<br />
que son supresores<br />
de tumores<br />
BRCA1
Oncovirus<br />
• Virus que promueven el desarrollo de <strong>cáncer</strong>:<br />
- Virus de la hepatitis B (dsDNA) y virus de la<br />
Hepatitis C (ssRNA): carcinoma hepato<strong>celular</strong><br />
- Virus de Epstein-Bar (dsDNA): mononucleosis<br />
infecciosa (enfermedad del beso) y diversos<br />
tipos de linfoma<br />
- Virus del Papiloma Humano (dsDNA): <strong>cáncer</strong><br />
cervicouterino<br />
Expresan oncogenes o promueven la expresesión<br />
de protooncogenes de la célula hospedera
Virus del Papiloma<br />
Humano
Oncogenes del Papilomavirus:<br />
E7 y E6
Algunas sustancias anti-proliferativas<br />
Sustancia Modo de acción<br />
Hidroxiurea Inhibidor de la ribonucleótido<br />
reductasa<br />
Análogos de acido<br />
fólico (metotrexato)<br />
Análogos de pirimidina<br />
(5-fluorouracilo)<br />
Análogos de purina (6mercaptopurina)<br />
Inhibidor de la dihidrofolato<br />
reductasa (síntesis de DNA)<br />
Inhibe timidilato sintetasa, se<br />
incorpora en RNA<br />
Inhibición de enzimas para la<br />
síntesis de DNA<br />
Colchicina Inhibe el paso de metafase a<br />
anafase, actúa sobre las<br />
proteínas del huso mitótico<br />
Vinblastina Interacciona con tubulina,<br />
interfiere con el huso mitótico
Tratamientos específicos<br />
(Tratamiento para leucemia)
La droga bloquea la vía del oncogen
Resumen de <strong>cáncer</strong>