Células nai do cancro – Esperanza para o futuro? Understand article

Traducido por Jorge J. Pérez-Maceira. O cancro e as células nai son temas de actualidade. Pero, oíches falar das células nai do cancro? Como explica Massimiliano Mazza, este concepto podería revolucionar o tratamento do cancro.

Cancro: un concepto en evolución

O papiro de Edwin Smith, o
máis antigo documento
cirúrxico superviviente do
mundo, foi escrito en
escritura hierática do antigo
Exipto ao redor de 1600 a.c.
Crese que é unha copia
dunha obra máis antiga
atribuída a Imhotep. Lámina
6 e 7 do papiro, imaxe aquí,
comentario do trauma facial.
Faga clic na imaxe para
ampliar

Imaxe de dominio público,
fonte da imaxe: Wikimedia
Commons

Se ti examinas a un home que ten tumores no peito, (e) atopas que o crecemento estendeuse por todo o peito (…) dirías acerca del: “Ten tumores. Unha dolencia contra a que vou loitar.”

Esta primeira referencia coñecida sobre un tumor nun papiro exipciow1, é atribuída a Imhotep – visir, arquitecto, médico e astrónomo do faraón Djoser, en 2500 a.c.

Rudolph Ludwig Karl Virchow
(1821-1902), coñecido como
“O pai da patoloxía moderna”

Imaxe cortesía do Instituto
Nacional de Saúde (National
Institutes of Heath); fonte da
imaxe: Wikimedia Commons

Un tumor (do Latín tumor, significa inflamación) é unha masa de tecido causada pola proliferación anormal das células, pero non sempre se asocia co cancro. Os tumores que están confinados nunha rexión específica do corpo coñécense como benignos – poden causar problemas de saúde pero non está en perigo a vida necesariamente.

Pola contra, un tumor que se disemina polo corpo, invadindo os tecidos adxacentes e a miúdo con metástasis (diseminación aos tecidos e órganos doutras partes), é denominado maligno, isto é o cancro. Aínda que os seres humanos foron conscientes da existencia do cancro desde fai máis de 4000 anos, o noso entendemento só mellorou significativamente nos últimos 200 anos.

Unha importante contribución ao estudo do cancro fíxose no século XIX polo fisiólogo alemán Johannes Müller e o seu alumno Rudolf Virchow. Aproveitando os últimos avances en microscopía, eles comprenderon que o cancro é unha aberración do comportamento celular, mentres que estaban sendo xeradas de novo. Virchow foi o primeiro en darse conta de que isto sucede a través dunha combinación de predisposición xenética e irritación crónica, como a causada polo tabaco ou a radiación ultravioleta. Como sabemos hoxe en día, o cancro comeza cando unha soa célula perde o control sobre o seu crecemento debido ás mutaciones xenéticas acumuladas – tanto espontáneas como resultado de factores ambientais – ás veces durante un período de moitos anos.

Heteroxeneidade do Cancro e células nai do cancro

Celulares de cancro de mama
Imaxe cortesía deLutz
Langbein, German Cancer
Research Center (DKFZ)

A disección microscópica de tumores no século XIX tamén revelou que a morfología de ata un só tumor pode ser moi heteroxénea. Un tumor sempre se orixina dunha soa célula, así que ¿Como poden as células fillas variar tanto? Hai dúas razóns, en primeiro lugar, cando se dividen, nas células cancerosas acumúlanse mutaciones que as fan xenéticamente diferentes unas doutras e, segundo, o microambiente do tumor varía, isto inflúe en como cada célula cancerosa compórtase.

Botemos unha ollada á xenética primeiro. En certos tipos de cancro de pel, por exemplo, unha célula epitelial acumula mutaciones, a miúdo durante moitos anos, e vólvese cancerosa – proliferando ata forma un grupo de células canceríxenas epiteliales. Do mesmo xeito que nunha poboación animal, esta poboación de células evoluciona a medida que se acumulan adicionais. Estas mutaciones dan a unha célula unha vantaxe competitiva sobre outras células dando un clon de células similares, mentres que outras mutaciones poden ser desventaxosas e quizais matar á célula. No momento en que un tumor é detectado, os diferentes clones de células que compoñen a masa poden haberse convertido en parentes afastados.

A segunda influencia é o microambiente da célula cancerosa: as células, moléculas e estruturas o seu redor. Como as células do cancro epitelial proliferan e o tumor crece, incorpora células do tecido que o rodean, ata que consiste non só en células cancerígenas, senón tamén de moitos tipos diferentes de células non cancerosas. Estes poden incluír células de soporte do tecido conectivo, vasos sanguíneos que irrigan o tumor con nutrientes, e células inmunes que entran no tumor do sangue e proporcionan moléculas de señalización celular e de factores solubles. Ademais, hai células epiteliales normais que non son cancerosos, xunto coa matriz extracelular – fibras estructurales de proteínas que conteñen as células no seu conxunto – e os fibroblastos que a sintetizan. Un tumor é polo tanto un tecido complexo.

Frotis de medula ósea de
Leucemia linfoblástica aguda
de células T

Imaxe cortesía deHind
Medyouf, German Cancer
Research Center (DKFZ)

¿É esta a historia completa de por que as células do cancro varían tanto dentro dun só tumor? ¿Esta variación débese exclusivamente ás mutaciones que as células cancerosas que se dividen rápidamente herdan e acumulan, máis a influencia do microambiente sobre o tumor?. De acordo co modelo estocástico da formación do cancro, o é. Este modelo predice que todas as células cancerosas dun tumor son iguais na súa capacidade para iniciar un novo tumor si se trasplantan a un hóspede adecuado (Figura 1).

Os experimentos na metade do século XX, con todo, demostraron que malia que unha soa célula pode iniciar un tumor, ten que ser a célula adecuada, o que suxire que existen diferentes tipos de células cancerosas nun tumor, cada unha con diversas funcións. De feito, na década de 1960, dous grupos distintos de células cancerosas foron identificados entre as células tumorales de pacientes con leucemia: un subgrupo máis grande que se dividía cada 24 horas, e un subgrupo máis pequeno de ciclo lento que non proliferaba durante semanas ou meses.

Para ter en conta estes resultados, un segundo modelo – o modelo xerárquico ou de células nai do cancro – foi proposto, segundo este modelo as células cancerosas están organizadas jerárquicamente, do mesmo xeito que as células dos tecidos normais. O modelo predice que polo menos existen dous subpoblaciones diferentes: unha pequena poboación de células nai do cancro (CSCs) que se dividen lentamente e son responsables de manter o tumor; e a gran maioría de células cancerosas; as cales divídense máis rápidamente e non son capaces de iniciar un novo tumor (Figura 1). O nome “células nai do cancro” foi elixido debido, a que de xeito similar ás células nai nos tecidos normais do corpo, poden producir máis células iguais a elas ou poden diferenciarse para formar diferentes tipos de células.

Os científicos aínda están debatendo cal dos dous modelos (estocástico ou xerárquico) adáptase mellor aos resultados experimentais, pero existen evidencias crecentes de estudos sobre varios tipos de cancro que un pequeno grupo de células son as responsables do mantemento do tumor e a iniciación. Si é así, trátase de CSCs.

Figura 1: Dous modelos de por que as células do cancro varían moito dentro dun tumor: o modelo estocástico e o modelo de células nai do cancro. Faga clic na imaxe para ampliar
Imaxe reproducida e editada por cortesía da Sociedade Americana de Hematología – American Society of Hematology, de Dick JE (2008) Stem cell concepts renew cancer research. Blood 112(13): 4793-4807. doi: 10.1182/blood-2008-08-077941; permiso transmitido a través de Copyright Clearance Center, Inc

As células nai do cancro no tratamento do cancro

Bathsheba at Her Bath
(Betsabé no baño), de
Rembrandt Harmenszoon van
Rijn (1606–1669). A modelo
crese que era Hendrickje, a
segunda esposa de
Rembrandt, e a decoloración
do seu seo esquerdo crese
que é por cancro de mama

Imaxe cortesía deThe Yorck
Project: 10.000 Meisterwerke
der Malerei; orixe da imaxe:
Wikipedia

Na actualidade, a pesar do tratamento con quimioterapia e radioterapia, moitos tipos de cancro son recurrentes e sofren metástasis a outros órganos – estas son as circunstancias da maioría de pacientes de cancro que morren. ¿Por que ocorre isto? A razón poderían ser as CSCs. Debido a que o seu ciclo células é lento, poderían sobrevivir ao tratamento, o que permite que o tumor volva crecer máis tarde.

Cancro de mama, como se
mostra nunha mamografía

Imaxe cortesía dethe National
Institutes of Health

As quimio- e radioterapias convencionais para o cancro van dirixidas específicamente contra as células que se dividen rápidamente, porque a maioría das células cancerosas proliferan moito máis rápidamente que as células normais. Os tratamentos están deseñados para non danar as células que se dividen lentamente, como as células nai normais e a maioría das outras células do noso corpo. Despois de que os pacientes con leucemia mieloide aguda son tratados con estas terapias, as súas células nai hematopoiéticas (formadoras de sangue) comezan a proliferar para repoñen a reserva de células do sangue. Con todo, os científicos atoparon que as CSCs que sobreviviron comezan a proliferar entón tamén, rexenerando a maior parte do tumor con células máis agresivas e resistentes ao tratamento que antes.

A solución obvia, entón, sería o desenvolvemento de terapias dirixidas específicamente ás CSCs. Isto non é fácil, con todo, dado que os científicos aínda están tratando de atopar métodos fiables para detectar que células nun tumor son as CSCs. A idea, con todo, é que eses tipos de cancro onde o modelo de CSCs é certo – como o cancro de cerebro (tumor cerebral), mama, colon, ovario, pancreático e próstata – combínense estratexias terapéuticas que se dirixan ás células que se dividen rápidamente, con estratexias que fagan que as CSCs de división lenta proliferen máis rápido, para que poidan ser eliminadas tamén.

Nos próximos anos, os científicos esperan pescudar si a teoría das CSCs é un gran avance para o tratamento do cancro, ou si un modelo máis preciso do cancro segue sendo necesario.

Download

Download this article as a PDF

Web References

Resources

  • O Centro Médico da Universidade de Rochester elaborou unha unidade para unha actividade en secundaria sobre as células nai do cancro. Véxase a páxina web da universidade (www.rochester.edu) ou utilizar o enlace directo: http://tinyurl.com/633jfds
  • Científicos de Harvard descubriron recientemente que as CSCs poden ser xeradas a partir doutro tipo de células cancerosas (non nai) – polo que a erradicación das CSCs pode non erradicar o cancro. Véxase “Células nai do Cancro fanse, non nacen (Cancer stem cells made, not born)” na páxina web da universidade (www.harvard.edu) ou utilizando o enlace directo: http://tinyurl.com/6h9fyng
  • Nature recompilou unha sección de recursos sobre CSCs, incluíndo podcast, enlaces e artigos de investigación actuais. Véxase: www.nature.com/nature/focus/cancerstemcells
  • Para unha actividade docente para detectar mutaciones de cancro, véxase:
  • Joan Massagué é un investigador do cancro. Para ver unha entrevista súa, véxase:

Author(s)

Massimiliano Mazza estivo facendo o seu traballo post-doctoral no Departamento de Oncoloxía Experimental do Instituto Europeo de Oncoloxía (Instituto Europeo dei Oncologia ou European Institute of Oncology) en Milán , Italia, desde setembro de 2007. Traballa en modelos de leucemia mieloide aguda en ratones, e está particularmente interesado nas CSCs.


Review

Este artigo suscita a teoría actual de que hai células nai do cancro da mesma forma que hai outras células nai. O artigo podería ser unha boa base para unha discusión xeral sobre o tema do cancro, incluíndo a investigación do cancro e os tratamentos, diagnóstico e taxas de supervivencia. ¿Por que algúns cancros son máis tratables que os outros? As diferenzas entre os trasplantes de medula ósea, a quimioterapia, a inmunoterapia, a radioterapia e a vacunación poden ser estudados e discutidos. ¿Por que non hai vacuna para o cancro? ¿Como funciona a vacuna contra o virus do papiloma humano para previr algúns tipos de cancro cervical (hai que recordade que isto non é unha vacuna contra o cancro en si mesmo)? Algúns tipos de cancro implican reordenaciones cromosómicas – isto levaría ao tema da citoxenética. A maioría dos estudantes atopáronse con alguén que ten cancro e que serán capaces de comprometerse co tema.


Shelley Goodman, Reino Unido




License

CC-BY-NC-ND