Efecto-sobre-la-muerte-celular-por-inhibidores-de-motor-y-glucolisis-en-un-modelo-celular-de-cancer-de-mama-triple-negativo

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES IZTACALA 
BIOLOGÍA EXPERIMENTAL 
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“EFECTO SOBRE LA MUERTE CELULAR POR INHIBIDORES DE 
mTOR Y GLUCÓLISIS EN UN MODELO CELULAR DE CÁNCER DE 
MAMA TRIPLE NEGATIVO” 
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TESIS 
 QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: 
MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS 
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PRESENTA: 
MONTSERRAT JUSTO GARRIDO 
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 TUTOR PRINCIPAL DE TESIS: DR. CARLOS GUADALUPE PÉREZ PLASENCIA 
 FES-IZTACALA 
 COMITÉ TUTOR: DRA. CLAUDIA MARÍA GARCÍA CUELLAR 
 FACULTAD DE MEDICINA 
 DR. FEDERICO ÁVILA MORENO 
 FES-IZTACALA !
 MÉXICO, D.F. Septiembre de 2014 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
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objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
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COORDINACiÓN 
Ciencias 
Dr. Isidro Ávila Martínez 
Director General de Administración Escolar, UNAM 
Presente 
Me permito informar a usted que en la reunión ordinaria del Comité Académico del Posgrado en 
Ciencias Biológicas, celebrada el día 26 de mayo de 2014, se aprobó el siguiente jurado para el 
examen de grado de MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS de la alumna JUSTO GARRIDO 
MONTSERRAT, con número de cuenta 512027230, con la tesis titulada "EFECTO SOBRE LA 
MUERTE CELULAR POR INHIBIDORES DE mTOR Y GLUCÓLlSIS EN UN MODELO CELULAR 
DE CÁNCER DE MAMA TRIPLE NEGATIVO", realizada bajo la dirección del DR. CARLOS 
GUADALUPE PÉREZ PLASENCIA: 
Presidente: 
Vocal: 
Secretario: 
Suplente: 
Suplente: 
DR. LUIS ALONSO HERRERA MONTALVO 
ORA. MARiA CONCEPCiÓN GUTIÉRREZ Rulz 
ORA. CLAUDIA MARiA GARCiA CUELLAR 
DR. ALEJANDRO ZENTELLA DEHESA 
DR. FEDERICO ÁVILA MORENO 
Sin otro particular, me es grato enviarle un cordial saludo. 
C'ENCI-<l~ 
~ifl~3!~:iiI((?¡( ~o 
COORDINADORA DEL PROGRAMA 
COORDINACiÓN 
c.c.p. Expediente del (la) interesado (a) 
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o 
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Ú) 
Unidad de Posgrado • Coordinación del Posgrado en Ciencias Biológicas Edificio S, l ero Piso, Circuito de Posgrados Cd. Universitaria 
Delegación Coyoacán C.P. 04510 México, D.F. Tel. 5623 7002 http://pcbiol.posgrado.unam.mx 
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AGRADECIMIENTOS 
 
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Al Posgrado en Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Autónoma de 
México que me ha abierto las puertas a nuevos mundos y me ha permitido conocer 
nuevos panoramas. 
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Al apoyo económico recibido por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología 
(CONACyT) y de los proyectos: SALUD-2009-01-113948 y SALUD-2010-01-141907. 
!
Especialmente deseo agradecer a los miembros del Comité Tutoral: el Dr. 
Carlos Pérez Plasencia, la Dra. Claudia María García Cuellar y el Dr. Federico Ávila 
Moreno, por su tiempo, comentarios y valiosas aportaciones en la elaboración de 
esta tesis. 
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DEDICATORIA 
!
Nuevamente al Dr. Carlos Pérez por la oportunidad de integrarme a su equipo de 
laboratorio, por su empeño en buscar siempre el bienestar de todos los alumnos, por 
el apoyo y el ánimo que me brindó en distintos momentos para realizar este trabajo 
bajo su dirección, sobre todo por su comprensión y paciencia ¡Gracias Doctor! 
!
A la Dra. Verónica Ontiveros y la Dra. Rosa María Alvarez, muy especialmente les 
agradezco el tiempo, disposición, paciencia y por toda la ayuda que me brindaron en 
el desarrollo de este trabajo. Ante todo ¡gracias por su amistad! 
!
Al Dr. Carlo César Cortés por compartirme sus conocimientos, enseñanzas y 
consejos que fueron fundamentales para la conclusión de esta tesis. 
!
A todos mis compañeros del Laboratorio de Oncogenómica del Instituto Nacional 
de Cancerología: Jorge Fernández, Eduardo López, Abraham Pedroza, Marcela 
de la Fuente, Carlos Estrada, Oliver Millán, Osman Franco, Verónica García, 
Gaby Morales y Nadia Rangel. Agradezco su amistad y compañía, las porras y los 
ánimos que me dieron en todo momento y por haber hecho mi estancia en el 
laboratorio más agradable. 
!
Al Laboratorio de Carcinogénesis del Instituto Nacional de Cancerología, por el 
apoyo y asesoría del Dr. Alejandro López y el Dr. Marco Andonegui para la 
realización de los trabajos de microscopía confocal y citometría de flujo. 
!
A los profesores de quienes aprendí lo necesario para llegar a este momento y que 
me han formado profesionalmente, en especial a los profesores de la FES-Iztacala y 
de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UNAM. 
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A los miembros del jurado de examen por haber revisado esta tesis y aportar 
valiosos comentarios. 
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A todas las personas, que en muchos casos aún sin conocerlas me brindaron su 
apoyo y a quienes deseo agradecer, porque todos de alguna u otra forma 
participaron y sin su ayuda hubiera resultado aún más complicado terminarlo, 
¡gracias!

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A mis padres, 
A mi hermana 
y 
A ti Alejandro, 
por ser parte de lo que más amo 
y el motor en mi vida.

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ÍNDICE 
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LISTA DE FIGURAS 8 ....................................................................................................
LISTA DE TABLAS 10 .....................................................................................................
ABREVIATURAS 11 ........................................................................................................
RESUMEN 14 .................................................................................................................
ABSTRACT 15 ................................................................................................................
1. INTRODUCCIÓN 16 .................................................................................................
1.1 Epidemiología del cáncer de mama 17 ...............................................................
1.2 Clasificación 18 ..................................................................................................
1.3 Cáncer de mama triple negativo 21 ....................................................................
1.4 Tratamiento 22 ....................................................................................................
2. ANTECEDENTES 25 ................................................................................................
2.1 Metabolismo del cáncer 25 .................................................................................
2.1.1 Glucólisis aerobia: Efecto Warburg 26 .........................................................
2.1.2 Enzima LDH-A 29 ........................................................................................
2.1.3 Vía de señalización de mTOR 30 ................................................................
2.2 Mecanismos de muerte celular 32 ......................................................................
2.2.1 Clasificación 32 ............................................................................................
2.2.1.1 Muerte celular por autofagia 33 ...........................................................
2.2.1.2 Muerte celular por apoptosis 39 ..........................................................
2.2.2 Inter-regulación entre la apoptosis y la autofagia 43 ...................................
2.3 Fármacos que modifican el metabolismo tumoral 46 ..........................................
2.3.1 Oxamato de Sodio 46 ..................................................................................2.3.1.1 Mecanismo de Acción 46 ......................................................................
2.3.2 Niclosamida 47 ............................................................................................
2.3.2.1 Mecanismo de Acción 48 ......................................................................
3. HIPÓTESIS 49 ..........................................................................................................
4. OBJETIVOS 50 .........................................................................................................
4.1 Objetivo General 50 ............................................................................................
4.2 Objetivos Particulares 50 ....................................................................................
5. MATERIALES Y MÉTODOS 51 .................................................................................
5.1 Líneas celulares 51 .............................................................................................
�7
5.2 Preparación de los fármacos 51 .........................................................................
5.3 Ensayo de MTT 51 ..............................................................................................
5.4 Ensayo de viabilidad celular 52 ...........................................................................
5.5 Visualización de la morfología celular con Sulforodamina B 52 .........................
5.6 Extracción de proteínas solubles 53 ...................................................................
5.7 Inmuno-detección de proteínas (Western blot) 53 ..............................................
5.8 Análisis de la autofagia por microscopía confocal 53 .........................................
5.9 Análisis de la autofagia por citometría de flujo 54 ...............................................
5.10 Análisis estadístico 54 .......................................................................................
6. RESULTADOS 55 ......................................................................................................
6.1 Determinación de la concentración óptima de Suero Fetal Bovino 55 ...............
6.2 Ensayos de viabilidad y caracterización de IC25 de DOX, OXA y NIC en 
líneas celulares de CMTN 56 ..........................................................................................
6.4 Inmuno-detección de marcadores autofágicos en líneas celulares de CMTN 
expuestas con inhibidores metabólicos 64 ......................................................................
6.5 Análisis de la autofagia mediante la detección de LysoTracker Red por 
microscopía de fluorescencia 66 .....................................................................................
6.6 Análisis de la autofagia mediante detección de LysoTracker Red por 
citometría de flujo 69 .......................................................................................................
6.7 Identificación del marcador de apoptosis PARP-1 por inmuno-detección 
(Western blot) 72 .............................................................................................................
6.8 Análisis de la apoptosis mediante detección de Anexina-V/7-AAD por 
citometría de flujo 73 .......................................................................................................
7. DISCUSIÓN 76 .........................................................................................................
8. CONCLUSIONES 82 .................................................................................................
9. PERSPECTIVAS 83 ..................................................................................................
10. REFERENCIAS 84....................................................................................................
�8
LISTA DE FIGURAS 
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Figura 1. Tasa de incidencias estimadas de cáncer de mama para el año 2008 
estandarizadas por edad y país....................................................................18 
Figura 2. Curva de sobrevida global de los subtipos moleculares del cáncer de 
mama.............................................................................................................20 
Figura 3. Vías y blancos candidatos para el tratamiento del cáncer de mama triple 
negativo.........................................................................................................23 
Figura 4. Diferencias entre los flujos de materia y energía de células diferenciadas y 
células cancerosas........................................................................................28 
Figura 5. Metabolismo de las células tumorales........................................................31 
Figura 6. Línea de tiempo de la clasificación de la muerte celular.............................33 
Figura 7. Inter-regulación apoptosis y autofagia........................................................36 
Figura 8. Características moleculares de la autofagia, apoptosis y necrosis.............42 
Figura 9. Representación esquemática de conexiones entre apoptosis y autofagia.45 
Figura 10. Estructura química del oxamato de sodio.................................................46 
Figura 11. Estructura química de la niclosamida.......................................................47 
Figura 12. Densidad celular (absorbancia) de MDA-MB-231 a 24 h de cultivo y 
análisis de viabilidad de MDA-MB-231 a diferentes concentraciones de 
Suero Fetal Bovino (SFB)..............................................................................55 
Figura 13. Caracterización de IC25 de DOX, OXA y NIC en MDA-MB-231 a 24 h de 
incubación.......................................................................................................57 
Figura 14. Caracterización de IC25 de DOX, OXA y NIC en MDA-MB-468 a 24 h de 
incubación.....................................................................................................58 
Figura 15. Caracterización de IC25 de DOX, OXA y NIC en BT-20 a 24 h de 
incubación.....................................................................................................59 
Figura 16. Cambios morfológicos celulares en MDA-MB-231 expuesta a DOX, OXA y 
NIC por 24 h..................................................................................................61 
Figura 17. Cambios morfológicos celulares en MDA-MB-468 expuesta a DOX, OXA y 
NIC por 24 h..................................................................................................62 
Figura 18. Cambios morfológicos celulares en BT-20 expuesta a DOX, OXA y NIC 
por 24 h.........................................................................................................63 
�9
Figura 19. Inmuno-detección de LC3 por Western blot en BT-20 y MDA-MB-231 
tratadas con DOX, OXA y NIC por 24 h........................................................64 
Figura 20. Inmuno-detección de LC3 por Western blot en líneas de CMTN expuestas 
a diferentes concentraciones de SFB............................................................65 
Figura 21. Inmuno-detección de LC3 y beclina-1 por Western blot en BT-20 a 3, 6, 12 
y 24 h de incubación con tratamientos.....................................................66 
Figura 22. Análisis de captación de LysoTracker Red en células BT-20 por 
microscopía confocal................................................................................68,69 
Figura 23. Evaluación de la captación de LysoTracker Red en células BT-20 por 
citometría de flujo.....................................................................................70,71 
Figura 24. Inmuno-detección de PARP-1 por Western blot en BT-20 a 3, 6, 12 y 24 h 
de incubación con tratamientos.....................................................................72 
Figura 25. Detección de Anexina-V/7-AAD por citometría de flujo en BT-20........74,75!
�10
LISTA DE TABLAS 
!
Tabla 1. Características y mecanismos funcionales de la autofagia..........................38 
Tabla 2. Proteínas con papeles duales apoptosis vs. autofagia.................................44 
Tabla 3. Concentraciones inhibitorias del 25% de crecimiento celular (IC25) de los 
fármacos DOX, OXA y NIC en MDA-MB-231, MDA-MB-468 y BT-20 por 24 
h.....................................................................................................................56

�11
ABREVIATURAS 
!
ADN Ácido desoxirribonucleico 
AMC Autofagia mediada por chaperonas 
AMP Adenosina monofosfato 
AMPK Proteína cinasa activada por AMP 
Apaf-1 Activador de proteasas apoptóticas 1 
ASAT Aspartato aminotransferasa 
Atg Genes relacionados a la autofagia 
ARN Ácido ribonucleico 
ATP Adenosina trifosfato 
CARD Dominio de reclutamiento de caspasas 
CAT Ciclo de los ácidos tricarboxílicos 
°C Grado Celsius 
CHEK1 Cinasa 1 del punto de control 
CQ Cloroquina 
CM Cáncer de mama 
CMTN Cáncer de mama triple negativo 
DED Dominio efector de muerte 
DISC Complejo de iniciación de la señalización de muerte celular 
DO Densidad óptica 
DOX Doxorrubicina 
EGFR Receptor del factor de crecimiento epidérmico 
FGFR2 Receptor del factor 2 de crecimiento de fibroblastos 
g Gramo 
GDP Guanosina difosfato 
GTPasa Guanosina trifosfatasa 
GLUT (1-4) Transportador de facilitación de glucosa (1-4) 
h Hora 
HER-2 Receptor 2 de crecimiento epidérmico humano 
HIF-1α Factor inducible de hipoxia 1α 
IC25 Concentración inhibitoria del 25% de crecimiento celular 
IHC Inmuno-histoquímica 
�12
LC3 Cadena ligera 3 de la proteína asociada a los microtúbulos 
LDH Lactato deshidrogenasa 
LDH-A Lactato deshidrogenasa A 
LTR LysoTracker Red 
MCA Muerte celular por autofagia 
MCP Muerte celular programada 
mg Miligramo 
min Minuto 
mL Mililitro 
mM Milimolar 
MTT 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio 
mTOR Objetivo de rapamicina en mamíferos 
mTORC1 Complejo 1 del objetivo de rapamicina en mamíferos 
mTORC2 Complejo 2 del objetivo de rapamicina en mamíferos 
NAD+ Dinucleótido de nicotidamida-adenina oxidado 
NADH Dinucleótido de nicotidamida-adenina reducido 
NF-kB Factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras kappa de las 
 células B activadas 
NIC Niclosamida 
nm Nanometros 
OMS Organización Mundial de la Salud 
OXA Oxamato de sodio 
OXPHOS Fosforilación oxidativa 
PARP-1 Poli(ADP ribosa) polimerasa 1 
PBS Solución buffer de fosfatos 
PE Fosfatidiletanolamina 
PS Fosfatidilserina 
pH Potencial de hidrógeno 
PI3K Fosfatidil inositol-3-cinasa 
PI3P Fosfatidilinositol 3-fosfato 
PMM Permeabilización de la membrana mitocondrial 
PML Permeabilización de la membrana lisosomal 
pRB1 Proteína de retinoblastoma 1 
�13
PTEN Homólogo de fosfatasa y tensina 
RE Receptor de estrógenos 
Rheb Homólogo Ras enriquecido en cerebro 
RIPA Solución tampón para Radio inmunoprecipitación 
ROS Especies reactivas de oxígeno 
RP Receptor de progesterona 
rpm Revoluciones por minuto 
s Segundo 
SFB Suero fetal bovino 
SRB Sulforrodamina B 
TMC Trasportadores de monocarboxilato 
TNF Factor de necrosis tumoral 
TSC1 Complejo-1 de esclerosis tuberosa 
TSC1 Complejo-2 de esclerosis tuberosa 
VEGFA Factor A del crecimiento endotelial vascular 
VPS Proteína vacuolar 
WB Western blot 
Z-VAD-FMK Inhibidor de pan caspasas (Z-Val-Ala-Asp-fluorometilcetona) 
µM Micromolar 
µg Microgramo 
µL Microlitro 
!
�14
RESUMEN 
!
El cáncer de mama es la principal causa de muerte en el género femenino a nivel 
mundial. En México aumentó de 58 a 67 fallecimientos por cada 100,000 habitantes 
de 1988 a 2008. Dentro del grupo de pacientes con cáncer de mama, el subgrupo 
clasificado como triple negativo es considerado de pobre pronóstico, con índices de 
sobrevida en promedio de 54 meses. En la actualidad, los fármacos utilizados para 
el tratamiento de esta neoplasia generan escasa efectividad, por lo que, se buscan 
nuevos esquemas terapéuticos capaces de inducir una reprogramación metabólica 
en las células de tumores triple negativo. Al respecto, la mayoría de los tumores 
sólidos poseen aumento en la captación de glucosa de 10 a 100 veces mayor, 
comparado con tejido libre de neoplasia, además de sobre-activación de la vía de 
señalización de mTOR. Dichas observaciones han colocado a la glucólisis y a la vía 
de mTOR como dos rutas metabólicas clave en la progresión tumoral. Ambas rutas 
metabólicas regulan la muerte celular por apoptosis y autofagia, confiriendo a las 
células tumorales la capacidad de evadir a la muerte. En este sentido, la des 
regulación en las vías de muerte celular son características típicas de cáncer que 
pueden ser manipulados para desarrollar nuevas terapias en contra del cáncer. 
!
Por lo que, el objetivo del presente trabajo consistió en evaluar el efecto del fármaco 
antracíclico, doxorrubicina, y los fármacos metabólicos, la niclosamida y oxamato de 
sodio, sobre la apoptosis y la autofagia en modelos celulares de cáncer de mama 
triple negativo, alterando su metabolismo y conduciendo a su muerte. 
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�15
ABSTRACT 
!
Breast cancer is the leading cause of death in females worldwide. In Mexico 
increased from 58 to 67 deaths per 100,000 habitants from 1988 to 2008. Within the 
group of patients with breast cancer, triple negative classified subgroup is considered 
of poor prognosis, with a median overall survival of 54 months. Nowadays, the drugs 
used for the treatment of this neoplasm generate little effectiveness; therefore, new 
therapeutic strategies are sought to induce metabolic reprogramming of triple 
negative tumor cells. In this regard, most solid tumors have an increased glucose 
uptake from 10 to 100 times higher when compared to tumor free tissue and have the 
mTOR signaling pathway over-activated. These observations have placed glycolysis 
and mTOR as two key metabolic pathways in tumor progression. Both metabolic 
pathways regulate cell death by apoptosis and autophagy, conferring the ability of 
tumor cells to evade death. In this regard, deregulation in cell death pathways are 
typical characteristics of cancer that may be manipulated to develop new therapies 
against cancer. 
!
So, the objective of this work was to evaluate the effect of the anthracycline drug, 
doxorubicin, and the metabolic drugs, niclosamide and sodium oxamate, on 
apoptosis and autophagy in triple-negative breast cancer cell models, altering their 
metabolism and leading to its death.

�16
1. INTRODUCCIÓN 
!
El cáncer es un grupo de enfermedades caracterizado por el crecimiento y la 
propagación no controlada de células anormales, generadas a partir del efecto de 
factores causales externos (tabaco, productos químicos, radiación y organismos 
infecciosos) e internos (mutaciones heredadas, perfiles de hormonas, aberraciones 
inmunológicas y mutaciones que se producen a partir del metabolismo [por ejemplo 
p53, HIF1 y MYC]), que pueden combinarse o actuar secuencialmente para iniciar o 
promover la carcinogénesis1. Sólo 5-10% de todos los tumores se puede atribuir a 
defectos genéticos, mientras que el 90-95% restante tiene sus raíces en el medio 
ambiente y estilo de vida. De todas las muertes relacionadas con el cáncer, casi el 
25-30% se deben al tabaco, el 30-35% están relacionados con la dieta, mientras que 
15-20% se deben a infecciones, y el porcentaje restante se debe a otros factores 
como la radiación, el estrés, la inactividad física, contaminantes ambientales, etc2. 
La progresión tumoral en humanos requiere de una serie de eventos moleculares 
que tienen lugar a través del tiempo en años. El cáncer se puede tratar a través de 
resección quirúrgica curativa, radiación, quimioterapia,remplazo de hormonas e 
inmunoterapia. A nivel mundial, una de cada ocho muertes se debe a esta 
enfermedad. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), la muerte 
por cáncer ha sustituido a la enfermedad isquémica del corazón como la principal 
causa de muerte en todo el mundo de acuerdo a reportes del año 20101. Los tipos 
de cáncer más diagnosticados en todo el mundo son el pulmonar, de mama y 
colorrectal3. El cáncer de mama y el pulmonar, son los neoplasias de mayor 
incidencia (23%), así como las principales causas de muerte por cáncer en mujeres 
(14%) y hombres (17%), respectivamente. 
!
Con base en estimaciones de GLOBOCAN del 2008, el 53% de los 12.7 millones de 
nuevos casos, mientras que 63% de los 7.6 millones de defunciones por cáncer a 
nivel mundial se produjeron en países de mediano y bajo ingreso. La carga global 
del cáncer sigue aumentando en gran parte debido al envejecimiento y crecimiento 
de la población, junto al creciente consumo de tabaco en países en vías de 
desarrollo4. El envejecimiento de la población afectará de manera desigual el 
�17
número de personas que desarrollan o mueren de cáncer, ya que casi la mitad de 
los tumores diagnosticados en el mundo ocurre en personas mayores de 65 años5. 
Una proporción considerable de la incidencia mundial del cáncer podría prevenirse 
mediante la implementación de tratamientos y programas de detección temprana, 
así como de control del tabaco, la vacunación (para el cáncer de hígado y Cervico-
uterino) y campañas de salud pública que promuevan la actividad física y la ingesta 
de una dieta saludable4. 
!
1.1 Epidemiología del cáncer de mama 
!
El cáncer de mama (CM) es una enfermedad compleja y heterogénea con respecto 
a su composición histológica, origen celular, mutaciones, potencial metastásico, 
progresión de la enfermedad, y respuesta terapéutica6. Es el tipo de cáncer más 
común entre las mujeres en todo el mundo y es también la principal causa de 
mortalidad relacionada con el cáncer. En el 2008, se reportaron 7.6 millones de 
muertes por cáncer, casi el 13% de todas las muertes en todo el mundo; de las 
cuáles 460,000 muertes se debieron al CM1. 
Los índices de mayor incidencia se registraron en países desarrollados, como es en 
el norte y oeste de Europa, Australia y Nueva Zelanda, mientras que las tasas de 
incidencia más bajas se registraron en África del Este y Melanesia, donde el cáncer 
Cervico-uterino es más frecuente (Fig. 1)7. 
!
La mayoría de los factores de riesgo asociados al CM, están relacionados con la 
exposición a estrógenos8 y estilo de vida. Así mismo, la nuliparidad y embarazo a 
edades mayores en países más desarrollados incrementan el riesgo de CM9. 
También pueden contribuir a su incidencia la obesidad y bajos niveles de actividad 
física, el consumo de alcohol, el uso de anticonceptivos orales y la terapia de 
reemplazo hormonal. Adicionalmente se ha estimado el impacto de los factores del 
estilo de vida en mujeres migrantes de zonas con menores tasas de incidencia, que 
experimentaron un aumento posterior en el riesgo de cáncer de mama cuando se 
trasladaron a un país desarrollado. Los factores genéticos también pueden ser 
responsables de una pequeña parte de la variación en la incidencia de cáncer de 
mama en todo el mundo7. 
�18
Al igual que otros países en vías de desarrollo, en México la mortalidad por cáncer 
ha aumentado de 58 a 67 por 100,000 habitantes desde 1998 hasta el 2008. Desde 
el 2006, el CM ha sido la principal causa de mortalidad por cáncer en mujeres 
mexicanas, representando el 14% de las muertes por cáncer. Al respecto, se 
pronostica que para el año 2030, cerca de 24,386 mujeres serán diagnosticadas con 
CM y 9,778 (40%) morirán por dicha enfermedad en México, ubicándose dicha 
enfermedad como un reto importante para los sistemas de salud10. 
!
 
Figura 1. Tasa de incidencias estimadas de cáncer de mama para el año 2008 
estandarizadas por edad y país. Datos tomados de GLOBOCAN. Las tasas fueron 
estandarizadas por edad a la población estándar mundial y expresadas por cada 100,000 
mujeres de la población. Los números entre paréntesis en la leyenda muestran cuántos 
países están incluidos en cada rango de incidencia7. 
!
1.2 Clasificación 
!
El cáncer de mama es una enfermedad histológicamente heterogénea. Las formas 
invasoras de este tipo de tumor se dividen en tres grupos por su apariencia en el 
microscopio: carcinomas ductales infiltrantes (70-85%), carcinomas lobulares 
infiltrantes (5-20%) y otros tipos de carcinomas infiltrantes11. La mayoría de los 
tumores de mama surgen de la unidad terminal ductal-lobular; la cual está 
constituida por dos tipos de células epiteliales: las células internas o luminales, que 
son las responsables de la secreción de leche, y las células basales, que son células 
�19
mioepiteliales contráctiles que rodean a células luminales12. Dicha clasificación no 
define plenamente la variabilidad clínica de esta enfermedad, ya que existen 
diversos factores que influyen en su pronóstico y la probabilidad de respuesta a las 
terapias sistémicas, tales como el tipo histológico, grado y tamaño tumoral, 
afectación de nodos linfáticos, la presencia del receptor de estrógenos (RE) y del 
receptor de crecimiento epidérmico humano 2 (HER-2)13. Con base en su alto grado 
de heterogeneidad, el estudio del CM ha ampliado su perspectiva como una entidad 
clínico-patológica mayor, la cual se pretende clasificar en sus diferentes 
componentes moleculares e histológicos. A pesar de todos los esfuerzos realizados 
en el pasado y en años recientes, permanece por ser descrita una clasificación de 
mayor utilidad clínica para el paciente con cáncer de mama14. 
!
Sin embrago, en los últimos años la tecnología de microarreglos para el estudio 
masivo del ADN y/o ARNm en cáncer, ha permitido definir tres grupos robustos con 
diferentes patrones de expresión y resultados clínicos: i) grupo HER-2+, ii) grupo 
luminal, y iii) grupo basal12. Dichos grupos son similares a los definidos en la práctica 
clínica mediante el uso de inmuno-histoquímica (IHC)15, aplicada hace más de 25 
años, constituyendo en la actualidad la piedra angular de la clasificación molecular 
del cáncer de mama13. 
Más recientemente, el uso de plataformas integrativas de la información por el 
estudio masivo del ADN, como el número de copias y metilación, así como 
secuenciación de exomas, análisis de la expresión génica y arreglos de proteínas de 
fase reversa, han permitido demostrar y establecer la existencia de cuatro diferentes 
subgrupos de cáncer de mama, que concuerdan significativamente con la gran 
heterogeneidad fenotípica del CM. De este modo dicha clasificación, puede 
resumirse como a continuación se describe: i) grupo HER-2+ (Receptores 
Hormonales Negativos, y HER-2 Positivos [HER-2+]), ii) Tipo-Basal (Receptores 
Hormonales Negativos, HER-2-, citoqueratinas 5/6 positivas, y/o HER-1+) y el Tipo 
Luminal, que se subdivide en: iii) Luminal A (Receptores Hormonales Positivos, 
HER-2-) y iiii) Luminal B (Receptores Hormonales Positivos, HER-2+)16. 
!
El CM, como la mayoría de tumores epiteliales, se asocia con mejores resultados al 
tratamiento y una mejor sobrevida cuando se diagnostica en etapas tempranas. Sin 
�20
embargo, los resultados difieren dependiendo del subtipo molecular (Fig. 2)17. Los 
diferentes subgrupos moleculares poseen distinto pronóstico y sensibilidad a la 
quimioterapia. El tipo luminal se asocia con sobrevida más favorable a largo plazo en 
comparación con los demás subgrupos. Adicionalmente, son de bajo grado y poseen 
receptores de estrógenos, por lo tanto son sensibles a terapia endocrina y pueden 
tener un pronóstico más favorable que los tumores tipo basal con receptores de 
estrógenos negativos, que son de alto grado, incluso en ausencia de cualquier 
terapia13 e independientemente del tipo de población18. En general,los subtipos de 
cáncer de mama con receptores de estrógenos positivos (Luminal A y B) se asocian 
con buen pronóstico y una excelente sobrevida a largo plazo (aproximadamente 
80-85% a 5 años), mientras que los subtipos con receptores de estrógenos 
negativos (HER-2+ y tipo-basal) son difíciles de tratar y están asociados con mal 
pronóstico (aproximadamente 50-60% de sobrevida a 5 años)17. 
!
Figura 2. Curva de sobrevida global de los subtipos moleculares del cáncer de mama. 
Se analizaron 294 tumores de mama de la base de datos de la Universidad de Carolina del 
Norte (UNC). El valor-P se calculó mediante la prueba de Log-Rank. Modificado de 
Rupninder S. et al., 201017. 
!
!
!
!
�21
1.3 Cáncer de mama triple negativo 
!
El cáncer de mama triple negativo (CMTN) es un subtipo agresivo de cáncer de 
mama que representa aproximadamente el 15% de los CM19. Se caracteriza por la 
ausencia en la expresión de ambos receptores de estrógeno y de progesterona, así 
como ausencia de HER-220. El subtipo triple negativo ha sido clasificado basándose 
en técnicas de inmuno-histoquímica como un tumor tipo-basal. Sin embargo, 
estudios posteriores basados en microarreglos han corroborado que estos dos 
subtipos son biológicamente distintos y poseen pronósticos diferentes18. Con base a 
los perfiles de expresión génica, los tumores triples negativos pueden subdividirse 
en al menos cinco subgrupos distintos21,22. Recientemente, un análisis de perfiles de 
expresión génica sobre CMTN permitió identificar 7 subtipos celulares, entre ellos: 
tipo basal-1, tipo basal-2, inmunomodulador, mesenquimal, tipo madre-mesenquimal, 
con receptor luminal de andrógenos y un subtipo inestable23. 
!
La sobrevida de pacientes con CMTN metastásico es en promedio de 18 meses, 
debido a la falta de respuesta a esquemas de terapia endocrina y alta tasa de 
proliferación y metástasis19. El CMTN se presenta con mayor frecuencia en 
subgrupos específicos de mujeres, incluyendo mujeres pre-menopáusicas de color y/
o con índice elevado de masa corporal, mujeres pre y post-menopáusicas con 
cocientes elevado entre cintura y cadera, mujeres con historia familiar de CM y 
pacientes con inactivación mutacional o disfunción del antioncogén BRCA124. 
Aproximadamente el 10% de los pacientes con CMTN poseen mutaciones en 
BRCA120. 
!
No es muy conocida la biología de esta forma de cáncer, por lo que, para definir las 
contribuciones relativas de las principales rutas metabólicas del cáncer, se ha 
estudiado su firma molecular basándose en el análisis de la expresión génica25. A 
este respecto, las vías de señalización o mecanismos moleculares más reportados 
que se encuentran alterados en el CMTN, implican a los mecanismos de regulación 
de la proliferación y diferenciación celular, transducción de señales mediada por p21 
como punto de control de la transición G1 a S24, mecanismos de reparación del daño 
al ADN, síntesis de nucleótidos, señalización por NF-kB, respuesta inflamatoria y 
�22
angiogénesis25. 
Otras características del CMTN son la pérdida de la expresión de pRB1, la 
amplificación de ciclina E1, alta expresión de AKT3 y MYC, así como altas 
frecuencias de mutaciones del gen TP53. Aproximadamente el 80% de los tumores 
CMTN poseen mutaciones en TP53, aunque son menos diversas y recurrentes que 
los tumores Luminales A y B16. 
!
1.4 Tratamiento 
!
En la actualidad, el pronóstico y la selección del tratamiento se basan en la biología 
del tumor y en su caracterización molecular26. La terapia dirigida se encuentra 
disponible para la mayoría de los pacientes con CM. Los pacientes con RE+ y/o RP+ 
reciben terapia hormonal badada en tamoxifeno, mientras que los pacientes que 
sobre-expresan HER-2 (luminal B o HER-2+) pueden ser tratados por terapia dirigida 
con trastuzumab (Herceptina), ya sea de forma simultánea o secuencial con la 
quimioterapia adyuvante, mejorado la sobrevida de estos subtipos de CM17. Sin 
embargo, no existen terapias dirigidas para los pacientes que carecen de RE, PR y 
HER-2. Los pacientes con este tipo de tumor no reciben ningún beneficio de los 
fármacos mencionados. Por consiguiente, la única terapia sistémica disponible para 
este subgrupo de pacientes con CMTN es la quimioterapia27. 
!
Sin embargo, hasta ahora la mayoría de los ensayos clínicos emplean la secuencia 
estándar, con base en combinaciones de antraciclinas, seguida de taxanos28. Los 
taxanos son fármacos de mayor citotóxicidad y están dirigidos preferentemente a 
células tumorales, ya que tienen alta tasa de división en comparación con células 
no-neoplásicas. Su mecanismo de acción consiste en su unión y estabilización de 
las subunidades β-tubulina de microtúbulos, previniendo los procesos dinámicos de 
polimerización/despolimerización e induciendo apoptosis al detener la progresión del 
ciclo celular en fase G2/M. A este respecto, el paclitaxel y docetaxel constituyen la 
primera generación de taxanos más utilizados clínicamente; aunque su uso solo ha 
logrado tasas de respuesta del 34-48% en pacientes con cáncer de mama 
metastásico, mientras que la mayoría de los pacientes recaen durante o después de 
su tratamiento29. Adicionalmente, los mecanismos de acción de antraciclinas se 
�23
basan en la estabilización de las hebras escindidas del ADN con la topoisomerasa II 
mediante su unión covalente en un complejo ternario, lo que impide la reparación del 
ADN, induciendo la detención del ciclo celular en fase G1/G2, así como muerte 
celular programada30. 
!
Mientras que la doxorrubicina (DOX) y epirrubicina son las antraciclinas más 
empleadas, siendo un pilar importante en el tratamiento de cáncer de mama26. A 
pesar de que DOX es un agente importante en muchos regímenes de quimioterapia 
y es considerada actualmente como uno de los agentes más eficaces en el 
tratamiento de CM, la resistencia a DOX genera escaso éxito del tratamiento en 
pacientes31. Además de poseer un índice terapéutico relativamente bajo, su utilidad 
clínica es limitada debido a su toxicidad aguda y crónica, como la mielosupresión, la 
inmunosupresión y la dosis acumulativa de cardiotoxicidad (daño producido sobre el 
músculo cardíaco)32. Por lo que, en CMTN la elevada toxicidad de los agentes 
empleados para su tratamiento continúa representando una limitante para su uso en 
pacientes33. Por esta razón, resulta crítico encontrar nuevos fármacos blanco para el 
subgrupo de pacientes con CMTN16. 
!
 
Figura 3. Vías de señalización y blancos candidatos para el tratamiento del cáncer de 
mama triple negativo. Modificado de Berrada N et al., 201019. 
!
�24
En los últimos años, se ha comenzado a descifrar las características moleculares del 
CMTN, siendo actualmente investigados principalmente los siguientes blancos para 
su tratamiento: inhibición de la sobreexpresión del receptor de andrógenos, de la 
cinasa 1 del punto de control (CHEK1), de la poli(ADP ribosa) polimerasa 1 
(PARP-1), del factor A del crecimiento endotelial vascular (VEGFA), de la vía de 
señalización de mTOR y NOTCH, del receptor del factor 2 de crecimiento de 
fibroblastos (FGFR2) y del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) 
(Fig. 3)19.

�25
2. ANTECEDENTES 
!
2.1 Metabolismo del cáncer 
!
Las células tumorales poseen altos índices de proliferación, por lo que exhiben 
diferentes requerimientos metabólicos, en comparación con la mayoría de las células 
normales diferenciadas. Para mantener su alta demanda metabólica, las células 
tumorales consumen nutrientes adicionales, empleados en la biosíntesis de 
carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos34. Por ello, deben reprogramar 
las rutas metabólicas para soportar el crecimiento celular y la sobrevida, a través del 
equilibrio entre los procesos biosintéticos y la producción de ATP35. 
!
Estas adaptaciones deben ser implementadas en el microambiente dinámico y 
estresante del tumor sólido, donde las concentracionesde nutrientes cruciales tales 
como la glucosa, glutamina y el oxígeno, son espacial y temporalmente 
heterogéneas34. A este respecto, la glucosa junto con la glutamina, proporcionan los 
esqueletos de carbono, NADPH y ATP necesarios para la “duplicación” de nuevas 
células tumorales, las cuáles configurarán de nuevo las rutas metabólicas para su 
crecimiento y sobrevivencia al microambiente en donde destacan niveles bajos de 
oxígeno (hipóxia) y de pH36. Como todas las células tumorales dependen de este 
cambio metabólico, las vías alteradas representan blancos terapéuticos atractivos35. 
De hecho, la reprogramación del metabolismo energético es considerado 
actualmente como una característica fundamental del cáncer, junto con otras 
características que rigen la transformación de células neo-plásicas en células 
tumorales y que les permiten adquirir distintas capacidades para su crecimiento, 
invasión y metástasis37. Dichas características se entrelazan con el metabolismo 
alterado del cáncer, en términos de causa o consecuencia38. Por ejemplo, las 
alteraciones a nivel genético, como la activación de oncogenes e inactivación de 
genes supresores de tumor, son características comunes durante la progresión 
tumoral, que resultan en cambios metabólicos anormales39. Muchas de las 
alteraciones metabólicas resultan de la combinación de cambios genéticos y factores 
no genéticos, tales como el microambiente tumoral40. 
!
�26
2.1.1 Glucólisis aerobia: Efecto Warburg 
!
Es ampliamente aceptado que los tumores muestran mayor actividad glucolítica y 
alteración de la fosforilación oxidativa (Fig. 4). Dicho fenómeno se conoce como 
efecto Warburg, descrito desde la década de 1920 por Otto Warburg, quien observó 
que las células tumorales poseen aumento en la glucólisis para satisfacer sus 
necesidades energéticas, atribuyendo dichas alteraciones metabólicas a daño en el 
proceso de respiración mitocondrial, considerándose como la alteración metabólica 
de mayor impacto en la transformación maligna. Aunque los mecanismos 
bioquímicos y moleculares subyacentes al efecto Warburg o glucólisis aerobia son 
extremadamente complejos, han sido atribuidos dos factores principalmente: al mal 
funcionamiento mitocondrial y/o hipoxia del microambiente tumoral41. Sin embargo, 
estudios posteriores han demostrado que la mayoría de tumores no poseen 
alteraciones mitocondriales y aunque la hipoxia del microambiente tumoral es 
claramente importante para algunos aspectos de la biología del cáncer, las 
evidencias disponibles sugieren que es un evento tardío, el cual no representa un 
factor importante en la transición a glucólisis aerobia por células tumorales42. 
!
En la glucólisis aerobia se genera rápidamente ATP y desvían los esqueletos de 
carbono de glucosa hacia la síntesis de nucleótidos, proteínas y lípidos. Como 
consecuencia, la glucosa es catabolizada preferentemente a lactato, contrario al 
metabolismo de dióxido de carbono a través de la fosforilación oxidativa. El 
catabolismo de la glutamina por células tumorales también apoya el crecimiento 
anabólico, el cual regula la homeostasis del potencial redox y genera intermediarios 
del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (CAT). Esto aumenta la producción de lactato, 
en mayor medida que el lactato derivado del catabolismo de la glucosa. La 
glutaminasa dirige la conversión de glutamina en glutamato, que luego se convierte 
a α-cetoglutarato por la glutamato deshidrogenasa ingresando a CAT43. El GTP y la 
leucina generados a partir de α-cetoglutarato son necesarios para la activación de la 
vía de proliferación dependiente de mTORC136. El malato también generado a partir 
de α-cetoglutarato puede salir del CAT y convertirse en piruvato por la enzima 
málica, contribuyendo hacia la homeostasis del potencial redox a través de la 
producción de NADPH43. 
�27
El producto principal del metabolismo de la glucosa y glutamina es el lactato. El 
piruvato se convierte en lactato por la enzima lactato deshidrogenasa A (LDH-A), 
generando NADPH. El NADPH es necesario junto con la producción de acetil-CoA 
para la síntesis de ácidos grasos y mantenimiento de la proliferación celular, donde, 
los esqueletos de carbono del lactato son incorporados rápidamente a la biomasa 
celular, que a su vez facilita la rápida división celular42. 
!
Durante la progresión tumoral, se necesitan de mutaciones favorables que les den a 
las células la capacidad de adquirir nutrientes y regular las vías metabólicas para 
apoyar su proliferación. El metabolismo genera radicales de oxígeno, que contribuye 
a generar mutaciones oncogénicas. La activación de oncogenes y la pérdida de 
genes supresores tumorales a su vez, altera el metabolismo y origina la glucólisis 
aerobia36. Muchos oncogenes son tirosin-cinasas que regulan el metabolismo de la 
glucosa para permitir la proliferación celular. Por ejemplo, las tirosin-cinasas al igual 
que los factores de crecimiento, regulan la expresión de la isoforma M2 de la enzima 
glucolítica piruvato cinasa (PK-M2), para facilitar la redirección de los metabolitos de 
la glucosa hacia la vía de las pentosas-fosfato y la biosíntesis de nucleótidos y 
aminoácidos42. 
!
Basado en lo anterior, existen tres vías principales implicadas en la des regulación 
de la glucólisis en el cáncer: los factores de transcripción c-Myc y HIF-1, y la serina/
treonina cinasa, Akt. La sobre-expresión de c- Myc, HIF-1α y activación constitutiva 
de Akt estimula la glucólisis aerobia. La oncoproteína c-Myc se sobre-expresa en 
más del 50 % de los tumores humanos y se une al 15 % de los promotores en el 
genoma. c- Myc regula a 9 de las 10 enzimas glucolíticas y a transportadores de la 
glucosa (GLUT) tipo 1, 2 y 4; aumentando la producción de ácido láctico y dirigiendo 
los carbonos de glucosa a las vías anabólicas, incluyendo la biosíntesis de 
nucleótidos, aminoácidos y lípidos44. c-Myc también estimula directamente a genes 
implicados en la biogénesis de ribosomas para la acumulación de biomasa. Por lo 
tanto, c-Myc es esencial para la activación de genes implicados en las dos rutas 
metabólicas más importantes para la producción de energía en la célula tumoral: i) la 
glucólisis aerobia y ii) la glutaminolisis36. El factor de transcripción inducible por 
hipoxia, HIF-1α, se sobre-expresa en 13 de los 19 tipos de tumores más comunes. 
�28
HIF-1 también regula a enzimas glucolíticas y transportadores de glucosa. La cinasa 
Akt se activa por la absorción y el metabolismo de la glucosa. Akt activa a los 
transportadores GLUT 1 y 4, y fosforila a la enzima responsable de la síntesis de la 
fructosa-2,6-bisfosfato, la 6-fosfofructo-2-cinasa (PFK-2). Akt también promueve la 
asociación de hexocinasas I y II con la mitocondria, aumentando la fosforilación de la 
glucosa44. 
Figura 4. Diferencias entre los flujos de materia y energía de células diferenciadas y 
células cancerosas. En células diferenciadas normales, el flujo glucolítico es bajo debido a 
que hay un bajo requerimiento de precursores anabólicos y alto rendimiento de energía por 
la oxidación de piruvato en la fosforilación oxidativa mitocondrial (OXPHOS). En esta 
situación, la actividad mitocondrial produce grandes cantidades de especies reactivas de 
oxígeno (ROS). En células cancerosas, existe gran demanda de glucosa para proporcionar 
precursores metabólicos para la biosíntesis de macromoléculas en células hijas, mientras 
que la actividad mitocondrial se encuentra minimizada, asegurándose una menor producción 
de ROS. Modificado de Ortega et al., 200945. 
!
En el CMTN se ha visto que el fenotipo metabólico más común es el tipo Warburg, 
con un aumento en la expresión del transportador de glucosa GLUT-1 y anhidrasa 
carbónica CAIX (marcador de hipoxia) en el tumor, mas no en el estroma46. Por 
tanto, el efecto Warburg de la célula tumoral es considerado como un posible blanco 
para la terapia contra el cáncer.�29
2.1.2 Enzima LDH-A 
 
La lactato deshidrogenasa (LDH) es una enzima glucolítica reversible que convierte 
el piruvato a lactato oxidando la forma reducida del dinucleótido de nicotinamida y 
adenina (NADH) a NAD+ (Fig. 4). Se compone de dos subunidades codificadas por 
separado, A y B, que se combinan formando cinco tetrámeros con distribuciones 
binomiales: LDH1-B4 (también conocida como LDH-B), LDH2-B3A, LDH3-B2A2, 
LDH4-BA3 y LDH 5-A4 (también conocida como LDH-A). 
!
En tumores de mama, el proto-oncogén c-myc induce un aumento en el flujo 
glucolítico a través de la promoción de la transcripción de LDH-A. LDH-A también es 
sobre-regulada por el factor inducible de hipoxia 1α (HIF-1α), que es el regulador 
central de la respuesta metabólica a la hipoxia47. 
!
La desregulación entre isoformas de LDH y transportadores de monocarboxilato 
(TMC), que permiten el flujo de lactato al exterior celular, contribuyen al efecto 
Warburg en cáncer48. Se ha demostrado que la inhibición de LDH-A impide el efecto 
Warburg y forza a células tumorales a volver a la fosforilación oxidativa con el fin de 
oxidar el NADH y producir ATP; de esta forma se atenúa su crecimiento. Lo que 
sugiere que la glucólisis aerobia podría ser esencial en la progresión del cáncer49. 
!
La diferencia en la expresión de las isoformas LDH y TMC parece depender de la 
capacidad glucolítica y oxidativa de las células. En células de cáncer de mama se 
asocian los cambios en la expresión de proteínas de transporte del lactato con la 
disminución en la capacidad oxidativa y aumento en la acumulación de lactato. Por 
ejemplo, la localización de TMC1 principalmente en membrana plasmática de CM 
puede hacer que sea el principal facilitador del flujo de lactato entre las células 
tumorales y el estroma. Mientras que TMC2 y TMC4 se han encontrado en el 
citoplasma y en membranas mitocondriales de células de tumores de mama, donde 
importan lactato y piruvato a la mitocondria para su oxidación o exportan sustrato a 
partir de las mitocondrias para su uso en otras vías48. 
!
�30
Los niveles elevados de lactato y LDH-A son una característica de muchos tumores, 
la mayoría de los cuales son altamente glucolíticos. De hecho, los niveles de lactato 
y LDH-A en el tumor correlacionan con aumento en la recurrencia tumoral, 
metástasis y mal pronóstico43. Por lo que, la producción de lactato se ha propuesto 
como marcador de malignidad en algunos tipos de cáncer48. Las células tumorales 
pueden metabolizar lactato como fuente de energía y trasladar el lactato a células 
vecinas tumorales, al estroma adyacente y células endoteliales vasculares, que 
inducen la reprogramación metabólica. El lactato también juega un papel en la 
promoción de la inflamación del tumor, como una molécula de señalización que 
estimula la angiogénesis tumoral43. 
!
En las células de cáncer de mama de tipo adenocarcinoma también se ha detectado 
sobre-activación de la glucólisis en relación con las células histológicamente 
normales adyacentes50 y sobre-expresión, además de activación, de LDH-A. Por lo 
que, la comprensión de la regulación de la captación de glucosa y el entendimiento 
del metabolismo celular del CM podría proporcionar nuevos blancos metabólicos 
para el desarrollo de agentes anti-tumorales47. La enzima LDH puede ser blanco 
importante para erradicar células tumorales, sin afectar a células normales48. 
!
2.1.3 Vía de señalización de mTOR 
!
El blanco de la rapamicina en mamíferos (mTOR) es una Ser/Thr proteína-cinasa 
que regula señales celulares de crecimiento, proliferación e invasión tumoral y por lo 
tanto representa un blanco potencial para el tratamiento de pacientes con CMTN51. 
mTOR se encuentra en dos complejos protéicos conocidos como mTORC1 y 
mTORC2, cada uno controlando funciones celulares distintas. mTORC2 fosforila a 
PKB/Akt, SGK1 y PKCα regulando la supervivencia celular y organización del 
citoesqueleto. Mientras que, mTORC1 fosforila a S6K1 y 4E-BP1 controlando el 
crecimiento celular y proliferación. mTORC1 es regulado por diferentes cascadas de 
señalización, muchas de las cuales comprenden supresores de tumor y proto-
oncogenes. Entre los supresores tumorales conocidos cascada arriba de mTORC1 
se encuentran: PTEN, TSC1/TSC2, LKB1/STK11, NF1 y NF2. 
 
�31
Mientras que la expresión de mTOR se limita al citoplasma de la célula tumoral, su 
forma fosforilada (p-mTOR) se encuentra en el núcleo, el área perinuclear y en el 
citoplasma. Adicionalmente, se ha demostrado que la presencia de p-mTOR nuclear 
es más frecuente en triples negativos, en contraste con tumores no-triples negativos, 
por lo que, mTOR representa un blanco para el tratamiento de neoplasias incluyendo 
al CMTN52. 
!
# 
!
Figura 5. Metabolismo de las células tumorales. La glucólisis y la vía de mTOR son dos 
importantes rutas metabólicas que se encuentran sobre-activadas en los tumores de CMTN. 
Existe una estrecha regulación entre ambas rutas metabólicas para promover el crecimiento, 
supervivencia e invasión tumoral. En la glucólisis aerobia o efecto Warburg, aún en 
presencia de oxígeno se produce lactato a partir de la glucosa. Esta es la energía para la 
supervivencia y el crecimiento tumoral. La glutaminólisis junto con el efecto Warburg son las 
dos características metabólicas más notables de células tumorales y a través de ambas 
rutas se logra el balance entre el consumo de carbono y nitrógeno en el tumor. Existe una 
sobre-expresión de la enzima LDH-A, la cual es la única enzima glucolítica cuya inhibición 
por oxamato de sodio, permite el bloqueo de la glucólisis aerobia de las células tumorales, 
sin dañar a células normales, que en presencia de oxígeno no requieren de esta enzima. El 
�32
lactato es un sustrato de oxidación, que provee una fuente de energía y promueve la 
angiogénesis a través de la sobre-regulación de HIF-1. La vía de mTOR regula el fenotipo 
glucolítico a través de sus dos complejos: mTORC1 y mTORC2. En respuesta a factores de 
crecimiento, la proteína Akt fosforila e inactiva a las proteínas heteroméricas TSC1/2, 
permitiendo la unión de GTP a la proteína Rheb y activando a mTORC1. La expresión de 
Akt estimula la expresión del transportador GLUT1 y viceversa, incrementando el transporte 
de glucosa y generando un alto flujo glucolítico, que no permite la unión de GAPDH a Rheb 
y la consecuente inactivación y unión de mTORC1 a la proteína FKBP38. Los bajos niveles 
de energía inhiben a mTOR mediante la activación de AMPK, que fosforila y activa a 
TSC1/2. AMPK es inhibida por la glucosa. mTORC1 controla la síntesis de proteínas como 
HIF-1, a través de la fosforilación y activación del inhibidor 4E-BP y cinasa S6. HIF-1 regula 
la transcripción de la isoforma M2 de la enzima PK, incrementando la afinidad de ésta por su 
sustrato y favoreciendo la glucólisis. Las funciones críticas de mTOR han llevado al 
desarrollo de nuevos compuestos, uno de ellos es la niclosamida, la cuál estimula la 
autofagia mediante la reducción de los niveles de ATP en la célula y desacoplamiento de la 
fosforilación oxidativa mitocondrial en células humanas mediante la inhibición de 
señalización de mTORC1. 
!
2.2 Mecanismos de muerte celular 
!
2.2.1 Clasificación 
!
Hace 50 años, el Dr. Richard Lockshin acuñó la expresión de “muerte celular 
programada” (MCP), cuando describió el proceso de la muerte celular en el 
desarrollo de los músculos intersegmentales de polillas53. Cabe destacar que este 
primer ejemplo de MCP presentaba la morfología de la muerte celular por autofagia 
(MCA). Sin embargo, se consideró a la apoptosis como el principal mecanismo de 
muerte celular después de su descripción inicial por Wyllie y Kerr (Fig. 6) y el 
descubrimiento de la maquinaria apoptótica en Caenorhabditis elegans y de 
caspasas en mamíferos en la década de 1980. En 1990, la MCA cobró impulso por 
el descubrimiento de los genes relacionados con la autofagia (ATG) yel 
conocimiento de la muerte independiente de caspasas54. 
!
La muerte celular puede ser clasificada de acuerdo a su aspecto morfológico (que 
puede ser apoptótico, necrótico, autofágico o asociado con la mitosis), criterios 
enzimáticos (en presencia y ausencia de la participación de nucleasas o distintas 
�33
clases de proteasas, tales como caspasas, calpaínas, catepsinas y 
transglutaminasas), aspectos funcionales (programada o accidental, fisiológico o 
patológico) o características inmunológicas (inmunogénica o no-inmunogénica). 
Basándose en criterios morfológicos y bioquímicos, se han definido tres rutas 
distintas de catabolismo; según el comité de nomenclatura de la muerte celular 
(NCCD): la apoptosis, la autofagia (que causa la destrucción de una parte del 
citoplasma, pero sobre todo evita la muerte celular) y la necrosis55. 
Figura 6. Línea de tiempo de la clasificación de la muerte celular. !
Aunque se han descrito formas de muerte celular atípicas (catástrofe mitótica, 
anoikis, excitotoxicidad por aminoácidos excitadores, degeneración walleriana, 
paraptosis, piroptosis, pironecrosis y entosis), en la actualidad no está claro si 
representan verdaderamente rutas distintas de muerte celular55. 
!
2.2.1.1 Muerte celular por autofagia 
!
La autofagia es un proceso catabólico conservado en todos los organismos 
eucariotas que involucra la participación de lisosomas56. La primera descripción 
morfológica de la autofagia fue reportada por Clark en 1957, quien describió los 
autofagosomas en células epiteliales tubulares proximales de riñones de ratones57. 
La autofagia es activada por el estrés celular en general, la privación de nutrientes o 
infección por patógenos58. Existen tres tipos de autofagia: la autofagia mediada por 
chaperonas (AMC), la microautofagia y la macroautofagia56. Aunque, en células 
�34
eucariotas sólo se han identificado la microautofagia y macroautofagia59. En la AMC, 
una proteína chaperona se une primero a un sustrato citosólico y luego a un receptor 
en la membrana lisosomal, donde se produce el despliegue de la proteína. 
Posteriormente, la proteína se transloca directamente al lisosoma para su 
degradación. En la microautofagia se translocan materiales citoplásmicos 
directamente al lisosoma a través de invaginaciones o protuberancia en el lisosoma 
o vacuola. La macroautofagia es el proceso clásico más estudiado que se 
caracteriza por la formación de una vesícula citosólica de doble membrana, el 
autofagosoma. Durante la macroautofagia, las proteínas citoplasmáticas, orgánulos 
u otros materiales son rodeados por dobles membranas (o fagoporos en levaduras), 
que se expanden y se cierran para formar autofagosomas. Estos autofagosomas se 
fusionan con lisosomas para formar autolisosomas (también conocidas como 
autofagolisosomas), en el que los componentes citoplasmáticos son degradados por 
hidrolasas residentes en los lisosomas (Fig. 7). Los productos de degradación 
resultantes son transportados de nuevo al citosol a través de la actividad de 
permeasas56. 
!
La autofagia se considera un mecanismo fisiológico que puede servir para la 
supervivencia celular temporal y se desencadena por la privación de nutrientes y 
aminoácidos, hipoxia y estrés metabólico60. Para su formación se requiere de la 
nucleación de vesículas (aislamiento de la membrana), elongación y el cierre de la 
vesícula de doble membrana. El mecanismo de formación de los autofagosomas se 
explica con detalle en la Fig. 7. Durante el proceso de nucleación, la proteína 
beclina-1 (Atg6 en la levadura) en su forma no unida a Bcl-2, forma un complejo con 
la proteína vacuolar (VPS) 34, vps15 y Atg14 para activar a la enzima 
fosfatidilinositol 3-kinasa de clase III (PI3K), la cuál produce fosfatidilinositol 3-fosfato 
(PI3P) que recluta a proteínas de genes relacionados a la autofagia (Atg) 
adicionales. Tanto la membrana plasmática como el retículo endoplásmico o la 
mitocondria pueden contribuir a la formación de novo de la membrana61. Durante el 
proceso de elongación y cierre del autofagosoma se requieren de dos sistemas de 
conjugación de proteínas conservados en mamíferos, que ocurren paralelamente. 
Un sistema lleva a cabo la conjugación de Atg12-Atg5, representando un marcador 
específico necesario durante la iniciación-elongación de la membrana, y en el 
�35
segundo sistema se produce un enlace covalente entre la cadena ligera 3 de la 
proteína asociada a microtúbulos (LC3) y fosfatidiletanolamina (PE), el cuál es un 
marcador general de membranas autofágicas62. El conjugado Atg12-Atg5 es esencial 
para el proceso de nucleación y elongación de la membrana autofágica y se 
encuentra en el citosol formando un complejo con Atg16L. Sólo una pequeña 
fracción del conjugado se localiza en el autofagosoma durante la nucleación y 
elongación, disociándose de la membrana del autofagosoma cuando se completa su 
formación62. 
!
Se ha reportado la existencia de autofagia a través del aislamiento y la fusión de 
membranas de vesículas derivadas del trans-Golgi y endosomas tardíos en células 
embrionarias de ratón sin la presencia de Atg12, Atg7, Atg5, Atg16, Atg9 y LC3-II63, 
sugiriendo que la macroautofagia en mamíferos puede ocurrir al menos por dos vías: 
la convencional dependiente de Atg5/Atg-7 y la vía alternativa independiente de 
Atg5/Atg7. 
!
La proteína beclina-1 (Atg6 en levaduras) es una proteína necesaria para la 
formación de las vesículas autofágicas64 que puede o no formar un complejo con 
Atg12-Atg565. Por lo que es un iniciador esencial de la autofagia al reclutar proteínas 
autofágicas a la estructura pre-autofagosomal y formar un complejo de nucleación 
con Vps34 y Vps1558. Al respecto, se ha descrito que beclina-1 se encuentra 
deletada monoalelicamente en varios pacientes con CM esporádico, cáncer de 
ovario y próstata66. 
!
LC3 se identificó originalmente como una proteína asociada a los microtúbulos 1A y 
1B (MAP1A y MAP1B) en cerebros de ratas68 y fue la primera proteína identificada 
en mamíferos localizada en la membrana autofagosomal69. Existen tres isoformas de 
LC3 (LC3A, LC3B y LC3C) que exhiben distintos patrones de expresión, localización 
subcelular y respuestas a condiciones de estrés, en diferentes tejidos humanos. 
LC3A se expresa de forma más abundante en el corazón, cerebro, hígado, músculo 
esquelético, y testículo, pero está ausente en el timo y leucocitos de sangre 
periférica. Igualmente, LC3B se expresa abundantemente en corazón, cerebro, 
músculo esquelético, y testículo, aunque es menos abundante en el hígado, donde 
�36
LC3A es más abundante. Además, LC3B se expresa en un alto nivel en los 
leucocitos de sangre periférica. En comparación con LC3 A y B, la expresión de 
LC3C es mucho más baja en todos los tejidos y su nivel más alto de expresión se ve 
en la placenta, pulmón, y ovario. 
!
Figura 7. Inter-regulación apoptosis y autofagia. La autofagia puede ser activada por una 
variedad de estímulos y vías de señalización, incluyendo la privación de nutrientes, hipoxia, 
p53, estrés genotóxico, supresión de mTOR, quimio/radioterapia o por activación de AMPK. 
La autofagia tiene lugar en una serie de etapas: la iniciación, la nucleación, el alargamiento, 
y la degradación del autofagolisosoma. Durante la iniciación del autofagosoma se reclutan 
las proteínas ULK1, ATG13, ATG101 y FIP200. Este complejo protéico se conoce como 
ULK. Posteriormente, ULK1 es fosforilado por ATG13 y activa el complejo ULK. Enseguida, 
el complejo ULK se recluta en el RE e inicia la nucleación de la vesícula; lo que implica a las 
proteínas PIP3KIII, p150, ATG14L, beclina-1 y AMBRA1 (conocidas como el complejo PI3K 
III). ATG14L induce la translocación del complejo PI3KIII al sitio de la formación del 
autofagosoma e inicia la formación del fagoporo. La elongación del fagoporo requiere de 
Atg12, LC3-I (el LC3 citosólico es modificado a LC3-I al ser escindido proteolíticamentepor 
Atg4), y dos sistemas de conjugación de proteínas tipo ubiquitina. El primer sistema implica 
la conjugación de ATG7 y ATG10 en Atg12 y la formación del complejo ATG16L-Atg12-
ATG5. El segundo sistema de conjugación implica la modificación de LC3-I por ATG7, ATG3 
�37
y el complejo de ATG16L-Atg12-ATG5; el cuál actúa como un sistema enzimático que 
permite la lipidación de LC3-I en LC3-II. El LC3-II lipidado se inserta en la membrana del 
autofagosoma. Por último, el autofagosoma se fusiona con el lisosoma y se degrada el 
contenido del autofagolisosoma. beclina-1 puede interactuar con la maquinaria de la 
autofagia en el retículo endoplásmico (RE) e inducir la autofagia. Además, beclina-1 puede 
inducir apoptosis al unirse a proteínas anti-apoptóticas Bcl-2 y prevenir su unión con los 
monómeros BAX y BAK. beclina-1 también puede ser escindida por la caspasa 3 para 
formar beclina-1-C, la cuál migra a la mitocondria para facilitar la liberación de factores 
apoptóticos, aunque de esta forma se inhibe la autofagia. Modificado de Marquez RT et al., 
201367. !
Las tres isoformas de LC3 difieren en sus modificaciones post-traduccionales. 
Inmediatamente después de la síntesis de LC3 A y C, se produce una escisión 
proteolítica en la región C-terminal de 5 aminoácidos por Atg4, agregándosele un 
residuo de glicina (Gly-120)70. Esta forma procesada se llama LC3-I, que reside en el 
citosol y es transferida a Atg3 a través de Atg7. Finalmente, LC3-I puede ser 
conjugado con PE. Esta última forma de LC3, se conoce LC3-II62 y se asocia 
fuertemente con las membranas externa e interna del autofagosoma. Después de la 
fusión del autofagosoma con el lisosoma, el LC3-II en la membrana externa se 
escinde por Atg4 y el de la membrana interna se degrada por las enzimas 
lisosomales, resultando en un contenido muy bajo de LC3 en el autofagolisosoma71. 
La isoforma LC3B no sobrelleva la escisión proteolítica en la región C-terminal, 
aunque sí se modifica post-traduccionalmente en el residuo Lys-122. Todavía no 
está clara la función precisa de Lys-122 en el procesamiento post-traduccional de 
LC3B70. 
!
Entre los marcadores de autofagia más conocidos se encuentran: beclina-1, que 
está implicada en la nucleación; LC3 A y B, que están involucrados en la formación 
y elongación del autofagosoma; y p62, una proteína andamio que acarrea a las 
proteínas ubiquitinadas al autofagosoma. Los marcadores autofágicos se expresan 
diferencialmente según el subtipo molecular del cáncer de mama, siendo la 
expresión de LC3A, LC3B y beclina-1 más alta en las células tumorales de CMTN en 
comparación con su expresión en el estroma del tumor. La expresión de LC3A y 
LC3B en el CMTN se asocia con un alto grado histológico no diferenciado, y 
consecuentemente a un comportamiento más agresivo72. Además, estudios 
�38
preliminares han demostrado que la alta expresión de LC3B se asocia a metástasis 
distantes y a nodos linfáticos, junto con una corta sobrevida en pacientes con 
carcinoma triple negativo73. 
!
Tabla 1. Características y mecanismos funcionales de la autofagia. 
Modificado de Gewirtz DA, 201474. 
!
La autofagia puede dar lugar a la adaptación celular, así como la supervivencia 
celular o muerte celular. Además, la autofagia ha demostrado funcionar como 
supresor tumoral, por lo que la deficiencia en la autofagia conduce a la 
transformación celular y al desarrollo de tumores. Alternativamente, las células 
cancerosas también pueden explotar los beneficios de la autofagia mediante la 
inducción de la supervivencia celular asociado con el microambiente tumoral 
estresante, así como los daños causados por la quimioterapia y radioterapia. Por lo 
tanto, mientras que la autofagia demuestra acciones supresoras tumorales, también 
puede conferir oncogenicidad asociada con la quimio y radioresistencia58. 
Existe evidencia de que la supresión o disminución en la autofagia en la mayoría de 
las células tumorales se debe a que la autofagia consume más energía para 
mantener el pH lisosomal y mobilización de organelos, de la que se produce por la 
 Formas de 
 autofagia Características
 Citoprotectora a. Puede conferir resistencia a la terapia
b. Cuando se bloquea hay un aumento en la sensibilidad a la terapia
c. Cuando se bloquea hay un aumento en la apoptosis
d. Involucrada posiblemente en la homeostasis del tejido normal
 Citotóxica a. Cuando se induce promueve la muerte celular
b. La muerte celular puede estar asociada con la apoptosis posteriormente
c. Cuando se bloquea se reduce la sensibilidad a la terapia
d. Es poco probable que intervenga en las modalidades terapéuticas 
convencionales
 Citostática a. Media la inhibición del crecimiento
b. Resulta en una reducción en la supervivencia clonogénica
c. Asociada potencialmente a senescencia
d. Posiblemente involucrada en el retardo del crecimiento tumoral/
latencia
 No protectora a. No difiere en intensidad de otras formas
b. Su inhibición no influencia la sensibilidad a la terapia
c. Su inhibición es relevante para mejorar la respuesta al tratamiento 
�39
degradación de dichos componentes intracelulares75, por lo que en este sentido 
actúa como un mecanismo protector al tratar de reducir la demanda metabólica por 
la célula y evitar la muerte. Sin embrago, las células transformadas pueden utilizar la 
autofagia como una estrategia de supervivencia temporal a medida que crecen, 
mientras hay condiciones limitantes de nutrientes y hasta que se forman nuevos 
vasos sanguíneos64. 
!
Aunque la autofagia excesiva inducida experimentalmente puede causar la muerte 
en líneas celulares y en microorganismos, no se ha podido demostrar 
convincentemente que exista a nivel fisiológico la muerte celular por autofagia in 
vivo54. Esto ha llevado a suponer que la muerte celular por autofagia sea una 
confusión, por el hecho que los estímulos para ambos procesos, apoptosis y 
autofagia, a menudo se superponen64. Aunque existe gran debate, la evidencia 
actual ha permitido proponer la existencia de al menos cuatro formas funcionales de 
autofagia, que pueden ocurrir en respuesta a quimioterapia o a radiación: autofagia 
citoprotectora, citostática, citotóxica, y no protectora (Tabla 1). Las cuatro formas 
funcionales posiblemente ocurren en un contexto dependiente (agentes y línea 
celular tumoral) y hasta la fecha no es posible predecir qué forma se induce 
mediante una terapia particular. Esto se debe en parte, a que actualmente, estas 
formas de autofagia no poseen distinciones morfológicas claras, bioquímica, o 
moleculares74. 
!
2.2.1.2 Muerte celular por apoptosis 
!
El término apoptosis (del griego apo, “separación” y ptosis, “caer”) fue utilizado por 
primera vez por Kerr, Wyllie y Currie en 197276 para describir los cambios 
morfológicos celulares con disminución en el tamaño celular, formación de pequeños 
cuerpos apoptóticos, picnosis (condensación de la cromatina), y apariencia de 
vesículas en las células (Fig. 8)77. Existen estímulos fisiológicos (desarrollo y 
envejecimiento), patológicos (reacciones inmunes, daño celular por enfermedad o 
agentes nocivos) y farmacológicos (irradiación o fármacos) que pueden 
desencadenar la apoptosis. 
!
�40
Las caspasas son un grupo de cisteín-proteasas críticas para desencadenar eventos 
de señalización celular, incluyendo la apoptosis, maduración de citocinas, el 
crecimiento y la diferenciación celular78. Se sintetizan como zimógenos inactivos 
(pro-caspasas) que contienen un prodominio con una subunidad pequeña (p10) y 
una subunidad grande (p20), la cual posee el sitio activo. Las caspasas se dividen 
en caspasas iniciadoras (caspasa-1, -2, -4, -5, -8, -9, -10, -11, -12) y caspasas 
efectoras (caspasa-3, -6, -7)79. Las pro-caspasas poseen diferentes mecanismos de 
activación: las iniciadoras se activan por homodimerización/hetrodimerización80-81 y 
las efectoras por escisión de otras proteasas. La activación de ambostipos de 
caspasas requiere de la translocación de su dominio de activación. Las caspasas 
iniciadoras poseen prodominios largos que contienen uno de los dos motivos 
característicos de interacción proteína-proteína: el dominio efector de muerte (DED) 
o el dominio de reclutamiento de caspasas (CARD). Esta clasificación de caspasas 
no es absoluta y sólo existe transitoriamente durante fases muy tempranas de la 
apoptosis79. 
!
Hasta la fecha, las investigaciones indican que existen dos vías principales de 
apoptosis: la vía extrínseca, mediada por receptores y la vía intrínseca mitocondrial. 
Ambas vías requieren de señales de activación específicas para comenzar una 
cascada de eventos moleculares dependientes de energía, en donde las caspasas 
median la ruptura de otras proteínas82. Existen otras vías de apoptosis menos 
estudiadas que son independientes de caspasas. Por ejemplo, la inducida por la 
granzima A83 o por el factor inducible de apoptosis (AIF)84. 
!
Vía intrínseca (caspasas -9 y -2 ) 
La vía intrínseca es responsable de la eliminación de células no deseadas durante el 
desarrollo o dañadas por radiación o fármacos quimioterapéuticos. En la vía 
intrínseca, tras la inducción del daño celular, las mitocondrias se permeabilizan y 
liberan el citocromo c. El citocromo c permite que el factor activador de proteasa 
apoptóticas 1 (Apaf-1), reclute a la caspasa apical de la vía intrínseca, la caspasa-9, 
en un complejo conocido como apoptosoma81. La formación de dicho complejo 
resulta en la activación de la caspasa-9, la cuál a su vez activa proteolíticamente a 
caspasas efectoras, como es la caspasa 378. El papel central de la mitocondria en la 
�41
apoptosis hace que este orgánulo sea un blanco prometedor para eliminar 
selectivamente a las células tumorales86. 
!
Vía extrínseca (caspasas -8 y -10) 
La vía extrínseca es responsable de la eliminación de células no deseadas durante 
el desarrollo, la inmunovigilancia y por activación del sistema inmune. Se inicia a 
través de la homo-oligomerización de receptores de muerte de la superfamilia del 
factor de necrosis tumoral (TNF), caracterizados por la presencia de dominios ricos 
en cisteína, lo cual define la especificidad de sus ligandos81. Los ligandos y 
correspondientes receptores mejor caracterizados hasta la fecha incluyen a FasL/
FasR, TNF-α /TNFR1, Apo3L/DR3, Apo2L/DR4 y Apo2L/DR582. La homo-
oligomerización de los receptores de muerte induce la activación y reclutamiento de 
las caspasas iniciadoras 8 y 10, a través de su unión a dominios efectores de muerte 
(DEDs) de proteínas adaptadoras (por ej. las proteínas asociadas con dominios de 
muerte a Fas [FADD] y TNF [TRADD])78. El complejo resultante se denomina 
complejo de iniciación de señalización de muerte celular (DISC)87. Dicho complejo 
permite la auto-activación por acumulación y dimerización de las caspasas 
iniciadoras88. La caspasa 8 activada puede escindir a la proteína pro-apoptótica Bid, 
permitiendo la translocación de su extremo C-terminal a la mitocondria y causando 
oligomerización de las proteínas pro-apoptóticas Bcl-2, Bax o Bak, que median la 
muerte celular por la vía intrínseca mitocondrial. La familia de proteínas Bcl-2 tienen 
funciones tanto pro-apoptóticas (Bax, Bak, Bad, etc.) como anti-apoptóticas (Bcl-2, 
Bcl-xL, etc.)89. En algunos casos, los ligandos de muerte pueden ser escindidos 
proteolíticamente y liberarse como citocinas solubles, disminuyendo la cascada 
apoptótica y promoviendo inflamación, y supervivencia celular87. 
!
Los defectos en la apoptosis de células tumorales permiten que la respuesta al 
estrés tome el camino de la autofagia como un mecanismo citoprotector, el cuál 
precede o bloquea eficientemente la cascada apoptótica89. 
!
�42
 
Figura 8. Características moleculares de la autofagia, apoptosis y necrosis. a) En la 
macroautofagia se detecta fenotípicamente vacuolización masiva, manifestada con la 
lipidación de la proteína LC3 que se incorpora a la membrana naciente del autofagosoma. 
Tras la fusión lisosomal se inicia la descomposición del contenido autofagosomal, 
incluyendo a LC3. La apoptosis normalmente muestra signos de permeabilización de la 
membrana mitocondrial (PMM), seguido por una cascada de auto-amplificación de 
caspasas. En casos específicos de apoptosis, las proteasas no caspasa se pueden activar 
de forma alternativa o la cascada de caspasas se activan en respuesta a un receptor de 
muerte sin la participación primaria de las mitocondrias. La escisión de varios sustratos por 
proteasas apoptóticas y la activación de nucleasas conduce al fenotipo característico de las 
células apoptóticas, incluyendo la condensación nuclear y picnosis, seguido por la 
fragmentación de ADN. En muchos casos, se generan especies reactivas de oxígeno que 
permeabilizan a las membranas lisosomales (PML). La exposición de la fosfatidilserina en la 
superficie de la membrana sirve como señal de captación y facilita la eliminación de cuerpos 
apoptóticos por macrófagos. La necrosis se manifiesta típicamente con oncosis y comparte 
�43
algunas características con la apoptosis, como PMM, PML, activación de las proteasas no 
caspasas y generación de ROS. b) Se muestra la detección simultánea de múltiples 
parámetros relacionados con muerte en células de osteosarcoma humano U2OS que 
expresan de forma estable la proteína verde fluorescente (GFP)-LC3. Se mantuvieron en 
condiciones de control (homeostasis) o fueron tratadas durante 12 h con 1 M de rapamicina 
(estímulo de autofagia) o 1 M de estaurosporina, ya sea solo (activador de apoptosis) o junto 
con 20 M de Z-VAD-FMK (que conduce a la necrosis). Las células fueron co-teñidas con el 
colorante nuclear Hoechst 33342 y yoduro de propidio. Las células autofágicas, apoptóticas 
y necróticas manifiestaron la agregación de GFP-LC3, condensación nuclear y captación de 
yoduro de propidio, respectivamente. Modificado de Oliver K et al., 201185. 
!
2.2.2 Inter-regulación entre la apoptosis y la autofagia 
!
Hasta la fecha no se han podido clasificar claramente todas los tipos de muerte, ya 
que se superponen. La MCA se superpone con la apoptosis. Un ejemplo de dicha 
superposición es la enfermedad de Alzheimer90, en donde se activa tempranamente 
la autofagia y culmina con apoptosis. Alternativamente, en modelos embrionarios, la 
activación de la autofagia en las células que mueren no es ni a favor de la 
supervivencia, ni de la muerte, sino que parece ser un medio de suministro de 
energía para la emisión de señales apropiadas para asegurar la eliminación de la 
célula por fagocitos vecinos54. 
!
En otro estudio se encontró que la autofagia precede y activa a la apoptosis a través 
de la permeabilización de membranas lisosomales (PML) y liberación del contenido 
al citosol. Las hidrolasas ácidas liberadas de lisosomas, tales como catepsinas, 
pueden permeabilizar membranas mitocondriales y promover liberación del 
citocromo c (características de apoptosis)91. En algunos casos, la inducción de 
apoptosis depende de la activación de caspasas por acción de catepsinas, mientras 
que en otras circunstancias, PML ocurre posteriormente a la apoptosis y amplifica 
señales de muerte celular. La PML puede ser inducida por una amplia gama de 
estímulos: especies reactivas de oxígeno, activación de receptores de muerte, estrés 
oxidante85, inhibición del proteasoma, daños al ADN, estrés osmótico93, falta de 
factores de crecimiento, proteasas, p5394, y proteínas de la familia Bcl-295. 
!
!
�44
Tabla 2. Proteínas con papel dual en apoptosis vs. autofagia. 
Modificado de Gump J y Thorburn A, 201192. 
!
Las enzimas lisosomales funcionan a pH muy ácido, por lo que se esperaría que 
fueran ineficaces en el citoplasma. Sin embargo, las catepsinas B y H poseen curvas 
de pH en rangos que podrían ser abordados por células hipóxicas. Por otra parte, ya 
que la liberación del material mitocondrial activa la vía intrínseca