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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN ESTUDIO ANATOMOPATOLÓGICO DEL EFECTO DE LQM 731 (DERIVADO DE CAPE) EN UN MODELO DE LESIONES PRENEOPLÁSICAS T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: LICENCIADA EN BIOQUÍMICA DIAGNÓSTICA P R E S E N T A : MARIANA LUCÍA MARTÍNEZ RODRÍGUEZ Asesora: Dra. Sandra Díaz Barriga Arceo Coasesor: Médico Anatomopatólogo Leonardo Villalvazo Cordero Cuautitlán Izcalli, Estado de México, 2014. UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 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. El presente trabajo fue realizado con el apoyo del proyecto PAPIIT IT202512 titulado: “Estudio antigenotóxico, antiproliferativo e inhibidor de lesiones precancerosas de un grupo de análogos el ester fenetílico el ácido caféico (CAPE) desarrollados en la FES-Cuautitlán”. La investigación se realizó a cargo de la Dra. Sandra Díaz Barriga Arceo. DEDICATORIAS Dedico este trabajo a mi madre Maria Elena Rodríguez Modesto, quien ha sabido ser un ejemplo de lucha constante para mí. Agradezco madre pues es un honor ser tu hija: gracias porque tu apoyo ha sido constante y este logró te lo debo a ti. Tu mi motor. En tus ojeras viven todos tus desvelos apoyándome, preocupándote, acompañándome, en fin, fortaleciéndome y nutriendo mi corazón. En la nube de la incomprensión y el adolecer; siempre tu luchando por ser mi pilar y mi luz. Te admiro y te quiero. Adicionalmente dedico este pequeño esfuerzo a todos los pacientes que han luchado y luchan contra el cáncer; ¡no están solos! Habemos muchos como yo quienes buscaremos día a día la forma de ofrecer nuestro trabajo a ustedes y a todos aquellos que sufren; pues nuestra humanidad empática no nos permite vivir desatendiendo esta situación. En cada logró y nuevo conocimiento, una esperanza y un paso más avanzado. En cada intento fallido, la evasión de un tratamiento fútil para aquellos para los que el tiempo es más valioso. AGRADECIMIENTOS Gracias Tita tu siempre has invertido tu total confianza en mí y nunca te ha importado el tiempo cedido. Agradezco a ti papa pues eres quien siempre me dejo ser una niña llena de preguntas y se dedicó siempre a sembrar en mí un espíritu curioso, creativo, ambicioso e incluso rebelde. Agradezco a mis amigos y amigas que en cada momento de caída me animaron a continuar, quienes me hicieron ver mis capacidades, darme cuenta. Gracias por conmpartise conmigo. Agradezco a mis profesores quienes me inspiraron, despertaron en mi vocación científica y reafirmo mi compromiso de procurar hacer lo mismo. Gracias mi querida universidad…Vivir en tus aulas es un sueño pues en ellas reúnes al pobre estudiante con el ilustre Doctor. Pertenecer a ti UNAM es inequívocamente ser una mente que ha sido abierta, remodelada, critica, generosa, humana, creativa, insensata, fuerte... Tu UNAM nos das a todos la gran oportunidad de hacer crecer nuestro país y llevar en alto su nombre a todo el mundo. Haciéndonos hombres y mujeres de bien. Porque UNAM somos todos aquellos que en tus aulas nos formamos, que llevamos tu nombre en el pecho y que derramamos el corazón en un Goya. Toda nuestra ciencia, comparada con la realidad, es primitiva e infantil… y sin embargo es lo más preciado que tenemos. Albert Einstein ÍNDICE Introducción 1 Justificación 3 1. Eventos celulares relacionados con cáncer 1.1 Ciclo celular 4 1.2 Checkpoints o puntos de restricción 8 1.3 Factores del ciclo celular relacionados a cáncer 11 1.3.1CDK 11 1.3.2 Ciclina 11 1.3.3 Enzimas Activadoras de CDK 12 1.3.4 CKI: Inhibidores de Quinasas Dependientes de Ciclina 12 1.3.5 Sustratos 13 1.3.6 Proteínas Checkpoint 14 1.4 Muerte celular programada 14 1.5 Apoptosis 16 2. Cáncer 18 2.1 Origen del cáncer 18 2.1.1 Protooncogenes 19 2.1.2 Genes Supresores de Tumor 20 2.2 Evolución, metástasis y angiogénesis 23 2.3 Antineoplásicos generalidades 26 2.3.1 Clasificación de los agentes quimioterapéuticos 30 2.3.1.1 Antimetabolitos 30 2.3.1.2 Agentes Alquilantes 30 2.3.1.3 Antibióticos Antitumorales 30 2.3.1.4 Alcaloides de Plantas 31 2.3.1.5 Preparados Diversos 32 3. Éster Fenetílico del Ácido Caféico (CAPE) 33 3.1 El propóleo 33 3.2 CAPE Estructura molecular y mecanismo de acción 35 3.3 Derivado LQM 731 41 4. Anatomía e Histología normal de los principales órganos de este estudio 45 4.1 Bazo 45 4.2 Cerebro y Cerebelo 46 4.3 Hígado 47 4.4 Riñón 49 4.5 Pulmón 54 4.6 Corazón 56 4.7 Ovario 57 4.8 Páncreas 59 4.9 Estómago 60 4.10 Intestino Delgado y Grueso 60 5. Patología celular 63 6. Modelo de inducción de lesiones en órganos y sistemas 67 6.1 Daño al DNA por agentes alquilantes 67 6.2 Mecanismos de reparación de DNA 69 6.2.1 Reparación de fotodímeros 70 6.2.2 Reversión de bases modificadas con grupos alquilo 70 6.2.3 Reparación por escisión 70 6.2.4 Reparación de emparejamientos incorrectos 72 6.3 2,4-Dinitrofenilhidrazina 72 7. Implicaciones bioéticas y Normativa legal 75 8. Objetivos 84 8.1 Objetivo general 84 8.2 Objetivos particulares 84 9. Materiales y Métodos 85 10. Resultados 90 11. Discusión 108 12. Conclusiones 114 13. Perspectivas 115 14. Referencias 116 ÍNDICE DE TABLAS 1. Abreviaturas relacionadas con el ciclo celular (Vermeulen, 2003) 11 2. Inhibidores de quinasas dependientes de ciclina (CKI) (Vermeulen, 2003) 13 3. Características de la necrosis y la apoptosis (Mitchell, et al, 2007 pp.6) 15 4. Composición promedio del propóleo (Farré, et al, 2004) 34 5. Porcentaje de citotoxicidad para LQM 731 y CAPE (Ruíz, 2012) 43 6. Respuestas celulares a la lesión (Mitchell, et al, 2007, p. 4) 64 7. Tipos de mutaciones (Herráez, 2001, p. 384) 67 8. Estudios de mutagenicidad para 2,4-Dinitrofenilhidrazina (Chemical Carcinogenesis Research Information System, 2014 & Genetic Toxicology 2014) 74 9. Patologías observadas en lote control negativo 91 10. Patologías observadas en lote control positivo 15 días 93 11. Patologías observadas en lote control positivo 8 semanas 96 12. Patologías observadas en lote control LQM 731 (20mg/kg) 98 13. Patologías observadas en lote control LQM 731 (40 mg/kg) 100 14. Patologías observadas en lote control vehículo 101 15. Patologías observadas en lote reto LQM 731 (20 mg/kg) 103 16. Patologías observadas en lote reto LQM 731 (40 mg/kg) 105ÍNDICE DE FIGURAS 1. Fases del ciclo celular (Gartner y Hiatt, 2011, p. 35) 4 2. Visión esquematizada sobre algunos pasos esenciales en la regulación del ciclo celular (Vermeulen, 2003) 8 3. Pérdida de control de crecimiento normal (Instituto Nac. del Cáncer, 2014) 21 4. Cambios en las células que causan cáncer (Lodish, 2005, p.936) 22 5. Ciclo celular y fases de acción de los citostáticos (Velázquez, 2008 p. 974) 28 6. Estructura molecular de CAPE (PubChem, 2014) 36 7. Conformación 3D de CAPE (PubChem, 2014) 36 8. Estructura del bazo (Gartner y Hiatt, 2003, p. 175) 46 9. Estructura Hepática (Gartner y Hiatt, 2011 p. 255) 48 10. Lobulillos Hepáticos (Gartner y Hiatt, 2011 p. 255) 49 11. Estructura Renal (Gartner y Hiatt, 2011 p. 261) 52 12. Túbulo urinífero y cortes transversales (Gartner y Hiatt, 2011 p. 265) 53 13. Porción respiratoria del aparato respiratorio (Gartner y Hiatt, 2003, p. 239) 55 14. Músculo cardiaco (Gartner y Hiatt, 2011, p. 95) 56 15. Desarrollo del folículo en el ovario (Gartner y Hiatt, 2011, p. 275) 58 16. Estructura pancreática (Gartner y Hiatt, 2011, p. 253) 59 17. Organización general del tubo digestivo (Gartner y Hiatt, 2011 p. 239) 60 18. Representación esquemática de la célula normal y los cambios en caso de una lesión celular reversible o irreversible (Mitchell, et al, 2007 p. 5) 65 19. Mecanismos de mutación por agentes alquilantes (Cáncer quest, 2008) 68 20. Estructura molecular (PubChem, 2014) 73 21. Conformación 3D de 2,4-Dinitrofenilhidrazina (PubChem, 2014) 73 22. Fotos representativas del lote control negativo 92 23. Fotos representativas del lote control positivo 15 días 94 24. Fotos representativas del lote control positivo 8 semanas 97 25. Fotos representativas del lote control LQM 731 (20mg/kg) 99 26. Fotos representativas del lote control LQM 731 (40 mg/kg) 101 27. Fotos representativas del lote control vehículo 103 28. Fotos representativas del lote reto LQM 731 (20 mg/kg) 105 29. Fotos representativas del lote reto LQM 731 (40 mg/kg) 107 1 INTRODUCCIÓN Es bien sabido que el cáncer es una de las patologías más comunes que afecta tanto a hombres y mujeres, de todas las edades y condiciones sociales en México y el mundo; y que es además una enfermedad multifactorial que conlleva un conjunto de mutaciones acumuladas, de ahí que este sea un tema en el que la comunidad científica de hoy está tan interesada. La búsqueda de nuevos compuestos que sirvan como tratamiento y que además tengan posibilidad de presentar menores efectos secundarios o mayor efectividad que los actuales representa un reto indiscutible. En el presente estudio se probó la acción anticancerígena del compuesto LQM 731, un análogo amídico halogenado del Éster Fenetílico del Ácido Caféico (CAPE) al que se le han retirado los sustituyentes hidroxilo del anillo el catecol. Para el CAPE han sido descritas actividades terapéuticas tales como: anticancerígeno, inmunomodulador, etc., sin embargo, sus derivados podrían ofrecer mayores ventajas que el compuesto original por ello este derivado ha sido sintetizado y evaluado en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. La primer fase del experimento consistió en la inducción de lesiones preneoplásicas en 40 hembras de la especie Mus Musculus CD-1 de 3-4 semanas, elegidas por sus características en común con el ser humano, dentro del desarrollo de la patología del cáncer. La inducción se realizó con el compuesto 2,4- Dinitrofenilhidrazina un agente alquilante del DNA, de acuerdo a su relación con la 1,2-difenilhidrazina, siendo además la 2,4- Dinitrofenilhidrazina un agente mutágeno corroborado por el test de AMES bajo distintas variaciones de la técnica. Luego de lo cual algunos lotes fueron tratados con el compuesto LQM 731. Habiendo controles para todas la condiciones posibles. En la segunda y tercera fase se llevó acabo el estudio anatomopatológico y su correspondiente análisis. Un elemento que enriquece el trabajo de esta tesis es que el modelo de inducción con 2,4- Dinitrofenilhidrazina solo había sido estudiado en colon, sin embargo, en este trabajo se describe los cambios anatomopatológicos que el compuesto genera en diversos órganos: bazo, cerebro, cerebelo, hígado, riñón, pulmón, corazón, 2 ovario, páncreas, estómago, intestino delgado y grueso por medio de la técnica histológica permitiendo obtener una visión panorámica de los efectos de esta sustancia. El compuesto LQM 731, además se probó en 2 dosis diferentes, lo que permitió un análisis de la mejor dosis terapéutica, además de haber sido probado el vehículo del mismo. Dentro del marco teórico se incluyen los datos básicos necesarios a considerar para la total comprensión de este trabajo y adicionalmente un apartado pocas veces tomado en cuenta dentro de los trabajos de tesis “Implicaciones bioéticas y Normativa legal”, con el fin de resaltar el compromiso ético de todos los involucrados en este trabajo que como parte de la comunidad científica hemos tenido. Los resultados en general han sido satisfactorios como quimioprotector y regeneración en tumefacción turbia hepática y proapoptótico; repuesta inmunomoduladora en bazo e intestinos principalmente, sin embargo, a altas dosis se sospecha que podría ser la causa de gliosis en cerebro y cerebelo como efecto secundario; se incluyó también una serie de propuestas para nuevos estudios con LQM 731. 3 JUSTIFICACIÓN La Organización Mundial de la Salud (OMS) estimó en 2008 que la principal causa de muerte en el mundo es el cáncer (7.6 millones de casos), localizados principalmente en pulmón, estómago, hígado, colon y mama; además la incidencia del cáncer; en todas sus variantes, es cada vez mayor (OMS, 2013), por lo que el estudio de nuevos agentes terapéuticos para su tratamiento ha sido ampliamente reconocido como una alternativa. Entre estos principios activos se encuentra el Éster Fenetílico del Ácido Caféico (CAPE) y su derivado sintetizado por el equipo del laboratorio de Química Medicinal cuyo responsable es el Dr. Enrique Ángeles Anguiano: LQM 731, producto que fue probado en este trabajo. 4 1. EVENTOS CELULARES RELACIONADOS CON CÁNCER 1.1 CICLO CELULAR La duración del ciclo celular varía en los distintos tipos celulares y tiene lugar mediante una serie de sucesos que preparan a la célula para dividirse en células hijas. El curso natural de la vida de una célula incluye el paso de ella por diversos estadios; puede quedar temporalmente suspendido en las células en reposo que no se dividen tales como los linfocitos periféricos que se encuentran en la fase G0; pero que pudieran reiniciar el ciclo y empezar a dividirse de nueva cuenta. En otros tipos celulares el ciclo está permanentemente interrumpido generalmente esto ocurre en células diferenciadas; como ejemplo se tiene a las células musculares cardiacas y las neuronas (Sturm, et al, 2007; Gartner y Hiatt, 2011). El ciclo celular se divide en dos periodos principales, la interfase, que es el intervalo entre dos divisiones celulares sucesivas y la mitosis o fase M que es el periodo de división. La interfase es considerablemente más larga y es el periodo en que la célula puede duplicar su tamaño y contenido de DNA (Sturm, et al, 2007). Figura 1: Fases del ciclo celular (Gartner y Hiatt, 2011, p. 35). La interfase se divide en tres fases G1, S, G2 (Sturm, et al, 2007). La fase G1 (Fase gap 1) puede durar horas o días, ocurre de manera inmediata a la mitosis, se caracteriza por el crecimiento celular, además la célula adquiere nutrimentos del medioy se sintetizan gran cantidad de proteínas necesarias para el crecimiento (Vermeulen, 2003 & Sturm, et al, 2007). Se sintetizan determinadas proteínas iniciadoras que permiten a la célula alcanzar el punto de restricción o 5 checkpoint, en caso de no ser alcanzado la célula entrará en fase G0 o fase gap 0 (Sturm, et al, 2007). En la fase S o fase de síntesis, dura entre 8-12 horas en la mayoría de las células, se comienza a sintetizar DNA y se sintetizan proteínas, los centrosomas también se duplicarán (Vermeulen, 2003 & Sturm, et al, 2007). En G2 se incrementa la síntesis de proteínas y la célula se prepara para la fase M, los centriolos crecen y maduran; se almacena energía para completar la mitosis y se sintetiza RNA (Vermeulen, 2003 & Sturm, et al, 2007). Fase M: ocurre el proceso de división por mitosis (Vermeulen, 2003). Esta etapa puede alargarse 1-3 horas. La cariocinesis y citocinesis produce dos células hijas idénticas y consta de 5 fases: Profase: Inicia cuando los cromosomas se condensan; la membrana nuclear se abre y el núcleo se torna irreconocible, el centrosoma que contiene a los centriolos y una nube pericentriolar de material donde hay anillos de gamma tubulina, es el principal centro organizador de microtúbulos (MTOC); los centrosomas migrarán hacia los polos opuestos de la célula y a partir de ellos se polimerizan las fibras del uso y los radios del áster. También los cinetocoros se desarrollarán en la región del centrómero de los cromosomas y funcionaran como MTOC (Sturm, et al, 2007). Prometafase: comienza una vez que la membrana nuclear se desensambla lo que permite las dispersión de los cromosomas en le citoplasma, los cinetocoros completarán su desarrollo, se unirán a los microtúbulos específicos del huso y formarán microtúbulos cinetocóricos, los microtúbulos que no se unen a los cinetocoros recibirán el nombre de microtúbulos polares (Sturm, et al, 2007). Metafase: fase durante la cual los cromosomas condensados y duplicados se alinean en el plano ecuatorial del huso mitótico y se unen a los microtúbulos del huso con el cinetocoro (Sturm, et al, 2007). 6 Anafase: empieza cuando las cromátidas se separan por el centrómero y los cromosomas hijos se desplazan a polos opuestos de la célula, el huso se alarga, en las últimas etapas se comienza a formar un surco de división a medida que la banda de filamentos conocida como anillo contráctil se contrae (Sturm, et al, 2007). Telofase: cada juego de cromosomas ha alcanzado un polo y el surco de división se hace más profundo; el cuerpo medio que contiene microtúbulos polares superpuestos, separa las células hijas acabadas de formar. Los microtúbulos del cuerpo medio están despolimerizados, lo que permite la citocinesis, posteriormente en las células hijas se reestablecerá la membrana nuclear y nucléolos (Sturm, et al, 2007). Se han identificado distintos factores de control, entre ellos una familia de proteínas conocidas como ciclinas, así como quinasas dependientes de ciclina (CDK), que inician y/o inducen la progresión del ciclo celular (Sturm, et al, 2007). El comienzo del ciclo celular se da cuando los factores de crecimiento estimulan la síntesis de ciclina D, esta molécula a diferencia del resto de las ciclinas no es sintetizada periódicamente por lo que se convierte en un factor desencadenante del ciclo (Vermeulen, 2003). El complejo CDK 4/6 con el inhibidor INK4 prevé el comienzo del ciclo celular pues INK4 impide la unión de ciclina D. Cuando las concentraciones de ciclina D aumentan es capaz de separar el complejo CDK 4/6-INK4 para unirse a CDK 4 o 6; una vez formado este complejo requerirá la fosforilación en el aminoácido número 172 (Treonina) por CAK para su activación. Como molécula activa provocará la separación del complejo que estaba formado por pRb, E2F y HDAC (Vermeulen, 2003). Por otro lado E2F, regulará la transcripción de genes cuyos productos son útiles a la fase S como lo son la ciclina A, ciclina E y Cdc 25 (este último útil para fase G2, M). 7 Entre los productos a los que da origen está la ciclina E que formará un complejo con CDK2, este complejo será fosforilado por CAK para su activación en la Treonina 169, una vez activo cumplirá con varias funciones: Fosforilará a pRb que así continuará el resto del ciclo celular, pues ya ha cumplido su función de evitar la entada temprana a G1, junto con HDAC. Fosforilará a NPAT, esta proteína nuclear asignada para el locus ATM permitirá la transición de G1 a S. Fosforilará a p27 que una vez fosforilado acudirá a su degradación por vía proteosomal, pues este inhibidor junto por p15 eran los encargados de inhibir al complejo CDK4/6-Ciclina D, estos inhibidores son activados por TGF-β. Otro inhibidor de este complejo es p21 del que se hablará más adelante. Fosforilará a Histona H1 que será un sustrato para CDK1-Ciclina B (Vermeulen, 2003). E2F también da origen a la Ciclina A que se unirá a la CDK2; este complejo recién formado puede ser inactivado por la unión de una molécula inhibidora Cip/Kip, o por el contrario puede ser activada por CAK a través de una fosforilación. La ciclina A también regula la replicación del DNA pues fosforila a la DNA polimerasa α primasa. Mediante esta regulación molecular se ha llegado ya al final de la fase S (Vermeulen, 2003). Para la fase G2 y M se requerirá de los complejos de ciclina A, ciclina B y CDK1, se sabe que la ciclina B entra al núcleo hasta el inicio de la profase (Vermeulen, 2003). Inicialmente CDK 1 se encuentra libre e inactivo, posteriormente se une a la ciclina A o ciclina B, dicho complejo será fosforilado por CAK, quedando así monofosforilado, pero la quinasas Wee1 y Myt1 entrarán desde el núcleo y aparato de Golgi respectivamente para bifosforilar al complejo en Tirosina 15, o Treonina 14, para prevenir la mitosis prematura Cdc25 será quien se encargue de defosforilar el complejo y dejarlo monofosforilado; así estará activo para fosforilar a las proteínas de citoesqueleto que se requieren para la regulación de la mitosis, el complejo activo de CDK1 ciclina A/B será luego defosforilado 8 de manera total por cdc25 para que pueda ser ubiquitinizado para su eliminación vía proteosomal, acabando así con un ciclo celular completo (Vermeulen, 2003). Las ciclinas se degradan cuando han cumplido su misión, esto con la finalidad de impedir su intervención en otras etapas (Gartner y Hiatt, 2011). Figura 2: Visión esquematizada sobre algunos pasos esenciales en la regulación del ciclo celular (P= fosforilación, → = activación, = inhibición) (Vermeulen, 2003). 1.2 CHECKPOINTS O PUNTOS DE RESTRICCIÓN Pero para que el proceso del ciclo celular se lleve a cabo será necesario pasar por una serie de filtros que impedirán la replicación de células defectuosas, proceso que se ve afectado en cáncer, a estos filtros se les llama comúnmente checkpoints o puntos de restricción 9 (Vermeulen, 2003). En cada checkpoint la célula puede optar por ingresar o finalizar el ciclo celular, detenerlo temporalmente o abandonarlo (Gartner y Hiatt, 2011). Durante la fase G1, ciclinas D y E se unen a sus respectivas CDK; estos complejos permiten a la célula avanzar por la fase S (Sturm, et al, 2007). El primer checkpoint se da en la transición de la fase G1 a S, cuando CDK 4/6 se ha unido a ciclina D y se encuentra fosforilado; puede ser inhibido por p15, p27, cuyos mecanismos ya se han explicado. Pero este complejo también puede ser inhibido por p21, cuya transcripción fue controlada por p53 (Vermeulen, 2003). En este checkpoint también la célula comprueba que en efecto ha duplicado su masa y el material genético para la siguiente fase (Velázquez, 2008) A p53 se le hace llamarel guardián del genoma, todo empieza cuando un daño en del DNA, es reconocido por ATM y ATR, estas moléculas activarán a p53 por medio de fosforilación, esta fosforilación provocará que Mdm2 se separe de p53. En condiciones normales Mdm2 inhibe la actividad transcripcional de p53 pues al unírsele provoca su proteólisis por vía ubiquitina. Y simultáneamente p19 previene la proteólisis de p53, generando un equilibrio en su concentración, más si su concentración aumenta en demasía será capaz de activar la transcripción de p21 y detener el ciclo celular en G1 a S (Vermeulen, 2003). La ciclina E se sintetiza a finales de la fase G1 y se une a la CDK2. Estos complejos junto con otros mediadores permiten el inicio de la fase S y su progresión (Gartner y Hiatt, 2011). La ciclina A se une a CDK2 y CDK1, lo que permite a la célula abandonar la fase S, y entre a la fase G2, además de inducir la síntesis de ciclina B que al unirse a su CDK, induce a la célula a abandonar la fase G2 y entrar en la fase M (Sturm, et al, 2007 & Gartner y Hiatt, 2011). 10 El segundo checkpoint se dará mucho más adelante en la transición de G2 a M, aquí la célula confirma la correcta duplicación del DNA (Velázquez, 2008), también mediado por p53 y sus moléculas activadoras e inactivadoras como ATM ATR y Mdm2 respectivamente. La proteína p53 además inducirá la transcripción de Gadd45, molécula encargada de la disociación del complejo CDK1-Ciclina B; además p53 inhibirá el núcleo a través de inducir la transcripción de la proteína 14-3-3σ, esta proteína está encargada de regular el tránsito proteico, en el daño a DNA secuestrará a Ciclina B y cdc25 para evitar que realicen su función y el ciclo celular continúe (Vermeulen, 2003). Adicionalmente ATM activa por fosforilación a NSB1 que es una enzima dedicada a la reparación del DNA; en caso de no ocurrir dicha reparación las proteinquinasas Chk1/2 foforilará a Cdc25, y esta fosforilación será no dependiente de p53, estando cdc25 inactivo no podrá defosforilar a CDK1- Ciclina A/B y la progresión por el ciclo celular no será posible (Vermeulen, 2003). En M se encuentra el tercer checkpoint que es promovido por MAD y Bub bajo mecanismos aún no muy claros y que actuarán en repuesta a daños en los microtúbulos y cdc20 previniendo el cambio de anafase a metafase (Vermeulen, 2003). Existe también un punto de restricción en el cual la célula hija procedente de la mitosis puede entrar en G0 y ha sido visto en cultivos experimentales cuando las células son sometidas a microambientes bajos de nutrientes, sin embargo, una vez que una célula ha comenzado el ciclo celular aunque existan pocos nutrientes terminará el ciclo celular agotando todos sus recursos (Vermeulen, 2003). 11 Tabla 1: Abreviaturas relacionadas con el ciclo celular (Vermeulen, 2003). ABREVIATURA NOMBRE ATM ATR Bub CAK Cdc CDK HDAC INK4 MAD Mdm2 NPAT pRb TGF-β Ataxia Telagiestasia Mutado Ataxia Telagiestasia Relacionado Con Rad 3 Brote desinhibido de proteínas brenomil Cdk Activadora Quinasa (Cdk2 + Ciclina H + Fosfato) Ciclina Quinasa Dependiente De Ciclina Proteína Histona Desacetilasa Inhibidora de Quinasas 4 Detenimiento Mitótico Deficiente Mureina Doble Minuto 2 Proteína Nuclear Asignada Para Locus Atm Gen Supresor De Tumores De Retinoblastoma Factor De Transformación De Crecimiento BETA 1.3 FACTORES DEL CICLO CELULAR RELACIONADOS A CÁNCER 1.3.1CDK Con baja frecuencia se ha reportado alteración de CDK en el cáncer, la sobreexpresión de CDK4 se ha identificado en líneas celulares de melanoma, el sarcoma y glioma. Las mutaciones en los genes CDK4 y CDK6 resultantes en la pérdida de unión de CKI también se han identificado. CDK1 y CDK2 se sobreexpresan en un subconjunto de los adenomas de colon, una mayor sobreexpresión se vió en carcinomas focales en tejido adenomatoso (Vermeulen, 2003). 1.3.2 Ciclina La ciclina D actúa como un sensor de crecimiento y proporciona un enlace entre los estímulos mitogénicos y el ciclo celular. Ciclina D1 se une a CDK4 y CDK6 a principios de G1. La expresión aberrante de la ciclina D1 se ha reportado en muchos cánceres humanos. (Motokura, et al, 1991). El gen de la ciclina D1 está vinculado en los adenomas de paratiroides al gen de la hormona paratiroidea. La amplificación del gen de ciclina D1 se produce cáncer de mama, esófago, vejiga, pulmón y carcinomas de células escamosas. Ciclina D2 y ciclina D3 se sobreexpresan en algunos tumores y la ciclina E amplificada, 12 sobreexpresada o ambos, se ha encontrado en algunos casos de cáncer de mama y de colon y en leucemia linfoblástica aguda y mieloide aguda. Tanto la ciclina A y la ciclina E se sobreexpresan en el carcinoma de pulmón y elevada expresión de la ciclina A, pero no la ciclina E correlacionan con supervivencia más corta (Vermeulen, 2003). 1.3.3 Enzimas Activadoras de CDK La activación de la CDK en células eucariotas superiores se regula a través de la defosforilación por miembros de la familia de la fosfatasa Cdc25. Cdc25A juega un papel importante en la transición de la fase G1 a S, Cdc25B se activa durante la fase S y Cdc25C activa-CDK1 ciclina B durante entrada en mitosis. La desregulación o sobreexpresión de Cdc25 permite la activación no programada de CDK-ciclinas y puede estar asociada con la formación de tumores. Cdc25A y Cdc25B son posibles oncogenes humanos. (Nilsson y Hoffmann, 2000). Cdc25B se sobreexpresa en el 32% de los cánceres de mama primarios. La transcripción de los genes CDC25A y CDC25B se activa por c-Myc, un oncogén que se encontró frecuentemente mutado en los cánceres humanos. Raf, una quinasa rio abajo del oncogén Ras mutado con frecuencia, es capaz de unirse, activar y desregular la proteína Cdc25 (Vermeulen, 2003). 1.3.4 CKI: Inhibidores de Quinasas Dependientes de Ciclina La actividad inhibidora de CKI resulta en la supresión del crecimiento a través de la activación de pRb, que refleja su función supresora de tumores. El gen p16 es alterado en un alto porcentaje de tumores humanos y puede ser inactivado mediante deleción, mutaciones puntuales y la hipermetilación. Las células con p16 alterada no podrán pasar a G1. La proteína p16 es un inhibidor específico de la CDK-ciclina D, la prevención de la fosforilación de la proteína pRb y detención de las células en fase G1 (Vermeulen, 2003). Como pRb, p16 y CDK /ciclina D están relacionados; cambios en cualquiera de estos reguladores tienen consecuencias similares, las alteraciones de al menos uno se encuentra en casi todos los cánceres humanos. Las deleciones de p16 se han reportado en el 50 % de gliomas y mesoteliomas, 40-60 % de la nasofaringe, tumores del tracto biliar y del páncreas y el 20-30% de las leucemias linfoblásticas agudas. El producto del gen p16 está 13 codificado por el locus ARF- INK4, este locus también codifica p19 (ARF), siguiendo un marco de lectura alternativa. La transcripción p19 actúa independientemente de p16 en la regulación de la estabilidad de p53. Grandes deleciones del locus ARF-INK4 pueden afectar el gen p19 y en la desregulación de p53 (Vermeulen, 2003). Tabla 2: Inhibidores de quinasas dependientes de ciclina (CKI) (Vermeulen, 2003). FAMILIA CKI FUNCIÓN MIEMBROS DE LA FAMILIA INK4 Inactivación de CDK de G1 (CDK4, CDK6) p15, p16, p18, p19 Cip/Kip Inactivación de complejos de ciclina- CDK de G1 y ciclina B-CDK1 p21, p27, p57 El gen que codifica p15, otro CKI, se encuentra cerca del gen p16 y a menudo se elimina simultáneamente. La pérdida de expresión de p27 se ha relacionado con tumores humanos de pulmón, mama, y vejiga; se ha correlacionado con mal pronóstico y agresividad del tumor. En carcinomas colorrectales el aumento de la proteólisis proteosoma dependienteo la deleción del gen, es responsable de la desregulación de p27. Alteraciones en p18 y p21 se han encontrado en el tumor de mama y leucemia, respectivamente; p21 se ha implicado en la tumorigénesis a través de su regulación por la proteína supresora de tumores p53. El gen p53 es el gen más comúnmente mutado en el cáncer humano y la regulación de p21 en respuesta al daño del DNA se pierde cuando p53 es inactivada (Vermeulen, 2003). 1.3.5 Sustratos El sustrato de CDK más importante durante la fase G1, pRb, esta frecuentemente mutado en el retinoblastoma humano y el cáncer de pulmón. Mutaciones como la deleción y errores de pérdida de sentido que resultan en pRb truncada, pRb afuncional o su completa ausencia, están vinculadas a la unión de ciertas proteínas del virus del tumor por ejemplo VPH E7, adenovirus E1A y virus de simio 40 (SV40) grande (T) inactivan pRb. La ausencia o pérdida de la función de pRb se asocia con la progresión del ciclo celular descontrolada y 14 es común en la leucemia linfoblástica aguda. El 90% de los cánceres humanos tienen anormalidades en algún componente de la ruta pRb. Otros miembros de la familia pRb, p107 y p130, aún no se han relacionado con mutaciones promotoras de tumores, ni se han descrito mutaciones asociadas a tumor de la familia E2F de factores de transcripción (Vermeulen, 2003). 1.3.6 Proteínas checkpoint Las mutaciones en estas proteínas son frecuentes en todos los tipos de cáncer; p53 es una proteína de unión a DNA secuencia específica, es una proteína supresora de tumor, y es capaz de inducir o detener el ciclo celular o apoptosis en los puntos de control del ciclo celular. El gen de p53 es el gen más frecuentemente mutado en el cáncer humano. Las mutaciones puntuales y sin sentido conducen a cambios conformacionales y la inactivación de la proteína. La unión de las oncoproteínas virales incluyendo antígeno SV40 T, VPH E6 y adenovirus E1B-55K, pueden alterar o bloquear de función de p53. Los tumores que conservan p53 silvestre tienen un mejor pronóstico y una mejor respuesta al tratamiento. La sobreexpresión por amplificación de genes o de otros mecanismos de Mdm2, el regulador negativo de p53, ha sido reportado en la leucemia y el linfoma, carcinoma de mama, sarcoma y glioma y puede representar un mecanismo alternativo para la mutación de p53 para escapar de control del crecimiento mediada por p53 (Vermeulen, 2003). 1.4 MUERTE CELULAR PROGRAMADA La muerte celular programada incluye la apoptosis, autofagia y necrosis programada y se distinguen por sus diferencias morfológicas. En sus tres formas la muerte celular programada es capaz de modificar el destino de células de tumores malignos, permitiendo o no la iniciación y/o progresión del cáncer (Ouyang, et al, 2012). Se ha propuesto que es la muerte celular programada la que ocurre en los procesos patológicos, y es mediada por un programa intracelular; el conocimiento de sus mecanismos puede ayudar al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas contra el cáncer. 15 La muerte celular programada puede equilibrar la muerte celular con la supervivencia de las células normales; si el equilibrio se altera juega un papel clave en el desarrollo de enfermedades tales como cáncer. El cáncer se puede desarrollar debido a la alteración de las vías de señalización y de muerte celular programada (Ouyang, et al, 2012). La apoptosis es el mecanismo de muerte celular tipo I, y es el principal tipo de muerte celular que se produce cuando el daño del DNA es irreparable y es considerado el más importante (Ouyang, et al, 2012), se incluye más adelante en un apartado específico. Tabla 3: Características de la necrosis y la apoptosis (Mitchell, et al, 2007 p.6) CARACTERÍSTICAS NECROSIS APOPTOSIS Tamaño celular Agrandado (Tumefacción) Reducido (Contracción) Núcleo Picnosis, cariorrexis, cariólisis Desintegración en fragmentos de tamaño de nucleosoma Membrana plasmática Destruida Intacta, estructura alterada, especialmente la orientación de los fosfolípidos. Contenidos celulares Digestión enzimática puede salir de la célula Intactos; pueden liberarse en cuerpos apoptóticos. Inflamación Adyacente Frecuente No Papel fisiológico o patológico Invariablemente patológico, culminación de la lesión celular irreversible Con frecuencia fisiológico, puede ser patológico luego de algunas formas de lesión celular, especialmente el daño al DNA. La autofagia (tipo II), es un proceso catabólico evolutivamente conservado que comienza con la formación de autofagosomas, estructuras de doble membrana que rodean 16 macromoléculas y orgánulos citoplasmáticos, destinados al reciclaje, siendo este un mecanismo pro-supervivencia crucial en la homeostasis celular , requerida durante períodos de inanición o estrés debido a la privación del factor de crecimiento, sin embargo, las células autofágicas pueden cometer suicidio al someterse a la muerte celular y lidiar con el estrés excesivo, este proceso controla un gran número de procesos fisiológicos, incluyendo el hambre, la diferenciación celular, la supervivencia celular y la muerte (Ouyang, et al, 2012). Finalmente la necrosis programada (tipo III), consiste en la inflamación de células, la disfunción de organelos y la lisis celular (Ouyang, et al, 2012). Existen claras diferencias entre la apoptosis y la necrosis. 1.5 APOPTOSIS La apoptosis es el mecanismo mediante el cual las células son eliminadas de los tejidos de manera ordenada como parte del mantenimiento normal o durante el desarrollo (Sturm, et al, 2007), este proceso muestra características morfológicas y bioquímicas específicas: las células tienen la cromatina condensada, el núcleo en fragmentación y la membrana plasmáticas vesiculosa, formación de ampollas en la membrana dinámica y la pérdida de adhesión a las células vecinas o a la matriz extracelular, la célula se contrae y se rompe en fragmentos delimitados por la membrana denominados cuerpos apoptóticos. Los cambios bioquímicos incluyen escisión de DNA cromosómico en fragmentos internucleosomal, externalización de fosfatidilserina y un número de divisiones de sustrato intracelulares por proteólisis específica. (Sturm, et al, 2007 & Ouyang, et al, 2012). Todas las células necesitan factores tróficos para prevenir la apoptosis y por lo tanto sobrevivir. En ausencia de esos factores, las células se suicidan (Lodish, 2005). La muerte celular programada o apoptosis es crucial para la embriogénesis y la homeostasis de los tejidos. La apoptosis desregulada conduce a la inmunodeficiencia, trastornos autoinmunes o cáncer (Brenner y Mak, 2009), mientras que la apoptosis insuficiente causada por defectos en dicho proceso, se ha relacionado con procesos patológicos tales como el cáncer y el exceso de ella con Alzheimer (Sturm, et al, 2007). 17 Otro dato importante es que estas células no representan una amenaza para las células vecinas pues los cambios en su membrana permitirán que sean fagocitadas rápidamente por macrófagos y células vecinas (Sturm, et al, 2007). Estudios genéticos han determinado una vía apoptótica conservada lo largo de la evolución con tres componentes principales: proteínas reguladoras, proteínas adaptadoras, proteasas efectoras denominadas caspasas (Lodish, 2005). Las dos rutas principales para la apoptosis son las vías extrínsecas (vía del receptor de muerte) e intrínsecas (mitocondrial). Ambos implican la activación de caspasas que conduce a la escisión de múltiples sustratos intracelulares (Brenner y Mak, 2009). Las proteasas apoptóticas cortan sustratos intracelulares específicos que conducen a la defunción de la célula. Las proteínas adaptadoras, que unen proteínas reguladoras y caspasas, son necesarias para la activación de la caspasas (Lodish,2005). Las proteínas reguladoras proapoptóticas estimulan la activación de las caspasas y los reguladores antiapoptóticos suprimen la activación. Las interacciones directas entre las proteínas proapoptóticas y las antiapoptóticas conducen a la muerte celular en ausencia de factores tróficos. La unión de actores tróficos extracelular puede desencadenar cambios en estas interacciones, lo que da como resultado la supervivencia celular (Lodish, 2005). La familia Bcl-2 contiene proteínas proapoptóticas y antiapoptóticas; ambas son proteínas transmembrana de paso único y están involucradas en las interacciones entre proteínas, estas pueden controlar la liberación de citocromo c de las mitocondrias y desencadenar la muerte celular (Lodish, 2005). La unión de señales extracelular o de muerte, como el factor de necrosis tumoral y el ligando Fas, a sus receptores activa una proteína asociada FADD que a su vez desencadena la cascada de caspasas que conduce a la muerte celular (Lodish, 2005). 18 2. CÁNCER El cáncer es la proliferación acelerada, desordenada y no controlada de las células causada por factores físicos, químicos, genéticos o biológicos (Ouyang, et al, 2012) de los tejidos que desarrollan mutaciones. Las mutaciones ocurren en los genes que actúan normalmente suprimiendo o estimulando la continuidad del ciclo celular. Las células cancerosas pueden diseminarse a otras partes del cuerpo por el sistema sanguíneo y por el sistema linfático. El cáncer no es solo una enfermedad sino muchas enfermedades (Instituto Nacional Del Cáncer. EE.UU., 2014). El proceso de la división celular depende de una secuencia de eventos muy bien controlados. Estos eventos dependen de los niveles apropiados de la transcripción y traducción de ciertos genes (Instituto Nacional Del Cáncer. EE.UU., 2014). En el cáncer, hay alteraciones fundamentales en el control genético de la división celular, lo que resulta en la proliferación celular descontrolada. Las mutaciones se producen principalmente en dos clases de genes: los protooncogenes y genes supresores de tumores, se han observado mutaciones en genes que codifican ciclinas, CDK, enzimas CDK-activación, CKI, CDK sustratos y proteínas de control (Vermeulen, 2003). Esta enfermedad ha incrementado su incidencia a lo largo de los últimos 50 años por causas diversas causas como el hábito de fumar o la modificación de la conducta alimentaria y se encuentra entre las causas de mayor mortalidad (Velázquez, 2008). 2.1 ORIGEN DEL CÁNCER El desarrollo del cáncer se debe a fallas en los mecanismos que controlan el crecimiento y la proliferación celular, las pérdidas de regulación celular dan origen a la mayoría o a todos los casos de cáncer (Lodish, 2005). Hay un grupo pequeño de genes que parece importante para la prevención, desarrollo, y progresión del cáncer. Se ha encontrado que estos genes están funcionando mal o no funcionan en varios tipos de cánceres (Instituto Nacional Del Cáncer. EE.UU., 2014). 19 El modelo de incidencias múltiples, propone que se necesitan múltiples mutaciones para causar cáncer y es compatible con la homogeneidad genética de las células del tumor dado, el incremento observado de la incidencia de los cánceres humanos con la edad avanzada y los efectos cooperativos de los transgenes sobre la formación de tumores en ratones. Dado que las múltiples mutaciones que conducen a la formación de un tumor pueden requerir muchos años para acumularse, la mayoría de los cánceres no se presentan en etapas temprana de la vida (Lodish, 2005). Los genes que se han identificado hasta hoy han sido ordenados en dos amplias categorías, dependiendo de sus funciones normales en las células. 2.1.1 Protooncogenes Genes cuyas proteínas estimulan o aumentan la división y la viabilidad de las células. Esta es la primera categoría que incluye los genes que contribuyen al crecimiento de los tumores por medio de la inhibición de la muerte celular. Las versiones mutadas o dañadas de estos genes se llaman oncogenes (Instituto Nacional Del Cáncer. EE.UU., 2014 & Lodish, 2005 & Velázquez 2008). Los oncogenes aparecen debido a errores genéticos o infecciones víricas, dominan los alelos normales y causan la desregulación o división celular que lleva a un estado canceroso (Sturm, et al, 2007 & Velázquez 2008). Algunos acontecimientos, como fuerzas mecánicas, isquemia o la muerte celular de un linaje determinado, pueden inducir factores de crecimiento por parte de las células de señalización que estimulan la expresión de protooncogenes, los cuales ponen en marcha las vías proliferativas de la célula, activándose las cinasas y el ciclo celular (Gartner y Hiatt, 2011). Una mutación activadora de alguno de los dos alelos de un protooncogen, lo convierte a un oncogén. Esto puede ocurrir por una mutación puntual, una amplificación genética o una translocación génica (Lodish, 2005). 20 A pesar de las diferencias en sus funciones normales, estos genes contribuyen a la división celular descontrolada si se encuentran presentes en la forma mutante (oncogénica). Las proteínas mutantes pueden retener algunas de sus habilidades anteriores pero ya no tienen la misma sensibilidad hacia los controles que las regulan, algunos oncogenes que están asociados con varios tipos de cáncer se mencionan a continuación: Ras: Es una molécula para la transducción de señales. Myc: Factor de transcripción. Src: Una tirosina quinasa. hTERT: Una enzima que funciona en la replicación celular. Bcl-2: Una proteína para prevenir apoptosis. HER-2/neu (erbB-2): un receptor de factores de crecimiento (Instituto Nacional Del Cáncer. EE.UU., 2014). 2.1.2 Genes Supresores de Tumor Genes cuyos productos (proteínas) pueden prevenir directa o indirectamente la división celular o conllevar a la muerte celular, normalmente restringen el crecimiento. Sirven para controlar la división celular. Ellos difieren de los oncogenes en que los productos que producen los supresores de tumor inhiben la división de las células si las condiciones para su crecimiento no son completados. Las condiciones que activarían los "frenos" de la célula incluyen daños al DNA, falta de factores de crecimiento o defectos en el aparato de la división (Instituto Nacional Del Cáncer. EE.UU., 2014 & Lodish, 2005). p53 (TP53): Es un factor de transcripción que regula la división celular. Rb: Controla la disponibilidad de un factor de transcripción. BRCA: Involucrado en el reparo del DNA (Instituto Nacional Del Cáncer. EE.UU., 2014). Las mutaciones dominantes con ganancia en función de los protooncogenes y las mutaciones recesivas con pérdida de función de los genes supresores de tumor son oncogénicas (Lodish, 2005). 21 El cáncer es un proceso de muchas etapas que comienza con la exposición del organismo a agentes químicos carcinógenos, durante la edad la activación de estos carcinógenos, los radicales libres pueden reaccionar con macromoléculas formando aductos de DNA, o severos daños celulares que resultan irreparables e inducen la muerte celular. Si el daño no es suficientemente severo para causar la muerte celular y no puede ser reparado, cuando las células se dividen la alteración en ellas se hace permanente produciendo una célula iniciadora de tumor subsecuentemente durante la promoción del tumor las células iniciadas bajo un estímulo por imperativo pueden acumular un gran número de mutaciones llamando la progresión del tumor el desarrollo de cáncer (Macías, et al, 2013). Figura 3: Pérdida de control de crecimiento normal (Instituto Nacional Del Cáncer, 2014). Las mutaciones que lo causan ocurren principalmente en las células somáticas, no en las células de la línea germinal y estas mutaciones no se trasmiten a la siguiente generación.En cambio ciertas mutaciones hereditarias de la línea germinal incrementan la probabilidad de que el cáncer aparezca en algún momento. En una asociación destructiva, las mutaciones somáticas pueden combinarse con hereditarias para causar cáncer. Por tanto los procesos de formación de cáncer, denominados oncogénesis o tumorigénesis son una interacción entre la genética y el medio ambiente. La mayoría de los canceres aparecen 22 luego de que los genes son alterados por carcinógenicos o por errores en el copiado en la reparación de genes (Lodish, 2005). Los cambios genéticos que subyacen a la oncogénesis alteran propiedades fundamentales de las células lo que les permite evadir los controles de crecimiento normal y les confieren el fenotipo de cáncer completo (Lodish, 2005). Así el cáncer comienza por la aparición de acumulaciones sucesivas de alteraciones genéticas específicas y en este sentido, puede considerársele una enfermedad de origen genético; aunque no hay que confundir este hecho con la posibilidad de que sea una enfermedad congénita ni heredada, si bien hay situaciones en los que sí lo es (Velázquez, 2008). Como características generales tienen: Figura 4: Cambios en las células que causan cáncer (Lodish, 2005, p. 936). La mayoría de las mutaciones se deben producir en células en proceso de división de esta manera la mutación podrá heredarse a una gran cantidad de células. Por esta razón es poco común que los tumores se produzcan en células musculares o nerviosas, puesto que no se dividen; sin embargo, se pueden producir cáncer en tejidos compuestos principalmente por células diferenciadas que no se dividen entre ellas las células de absorción del intestino delgado y las células queratinizadas de la piel. Generalmente las 23 células iniciadoras de tumores no son diferenciadas sino sus precursoras. Las células completamente diferenciadas normalmente se dividen y a medida que mueren o se agotan son reemplazadas por proliferación y diferenciación de células madre células capaces de transformarse en tumorales, estas a su vez permiten la regeneración del tejido puesto que las células diferenciadas tienen en general períodos cortos de vida. (Lodish, 2005) 2.2 EVOLUCIÓN, METÁSTASIS Y ANGIOGÉNESIS El origen del cáncer tiene lugar solo en una célula somática, la división lo transmitirá y dará origen a una clona de células alteradas, sin embargo, resulta poco común que mutaciones en un único gen conduzcan a la aparición del cáncer, generalmente se requiere de una serie de mutaciones para escapar a las restricciones normales del crecimiento para que la clona de células crezca y forme un tumor (Lodish, 2005 & Velázquez, 2008), en algunos casos las células del tumor primario migran hacia nuevos sitios (metástasis) donde se producen tumores secundarios que con frecuencia tienen el más alto impacto sobre la salud (Lodish, 2005). La metástasis es un proceso multifacético, no es aleatorio pues depende de la naturaleza de la célula y del tejido invadido, este proceso es favorecido si la célula tumoral produce factores de crecimiento o de angiogénesis. Las células móviles, deformables, invasivas y que se agregan son las más peligrosas. En cuanto a los tejidos más vulnerables se sabe que son aquellos que producen factores de crecimiento y tienen alta capacidad angiogénica, son más resistentes si producen factores antiproliferativos, inhibidores de enzimas proteolíticas o factores antiangiogénicas (Lodish, 2005). Paradójicamente los tumores aparecen con gran frecuencia, en especial en personas de edad avanzada, pero la mayoría conlleva escaso riesgo pues son de tamaño pequeño y están localizados, así se les denomina benignos, incluso pueden funcionar de forma similar a los tejidos sanos y están adheridos entre sí por moléculas de adhesión, por lo general rodeados por una capsula fibrosa que los delimita, haciendo mucho más fácil su eliminación quirúrgica (Lodish, 2005). 24 En cambio las células que componen un tumor maligno o cáncer se dividen de forma acelerada y no mueren en el tiempo previsto, son capaces de invadir, algunos tumores malignos inician de una forma localizados y encapsulados para posteriormente ingresar a sistema circulatorio y establecer áreas secundarias de proliferación en un proceso denominado metástasis (Lodish, 2005). Microscópicamente las células cancerosas pueden distinguirse por una menor diferenciación, exhiben características de crecimiento rápido, es decir, una relación núcleo citoplasma elevada, un núcleo prominente y una estructura relativamente poco especializada, generalmente estos tipos celulares degradan la lámina basal, para penetrarla y efectuar metástasis, pero en algunos casos pueden migrar a lo largo de la lámina (Lodish, 2005). Muchas células tumorales secretan una proteína, el activador del plasminógeno, que convierte la proteína sérica plasminógeno en la proteasa activa plásmina que contribuye a la digestión de la lámina basal permitiendo la penetración de células tumorales, sin embargo, 1 de cada 10,000 células que escapan del tumor primario sobreviven para colonizar otro tejido y formar un tumor metastásico secundario. Luego de esto las células deberán adherirse a una célula endotelial de un capilar y migrarán a través de ella hacia el tejido subyacente, así múltiples cruzamientos de capas de tejido que subyacen a la malignidad involucran proteínas de superficie nuevas o sus variantes (Lodish, 2005). Además de cambios importantes en proteínas de superficie, hay cambios en el citoesqueleto que resultan en la expresión alterada de genes Rho y otras GTPasa pequeñas que regulan el citoesqueleto de actina por ejemplo RhoC es sobreexpresada en células tumorales y su incremento de actividad estimula la metástasis (Lodish, 2005). Dentro de un tumor deben existir sólo ciertas células con capacidad de dividirse de un modo incontrolable y generar nuevos tumores; a estas células se les conoce como células madres tumorales; las mutaciones oncogénicas del DNA de una célula madre pueden acumularse y transformarla en una célula cancerosa; así las células que han adquirido estas 25 mutaciones tienen capacidad proliferativa anormal; pueden evitar la apoptosis o generar señales de crecimiento (Lodish, 2005). Los tumores primarios o secundarios necesitan nuevos vasos sanguíneos para poder desarrollarse; sin el suministro de sangre un tumor sólo puede medir 2 mm; en este punto a la división celular exterior está balanceada por la muerte de las células en el centro de la masa tumoral debido a un abastecimiento inadecuado de nutrientes normalmente estos tumores ocasionan pocos problemas. Desafortunadamente la mayoría de los tumores promueve la formación de nuevos vasos sanguíneos a este proceso se le conoce como angiogénesis (Lodish, 2005). La angiogénesis requiere de la degradación de la lámina basal que rodea a un vaso capilar cercano, la migración de células endoteliales que revisten el vaso capilar hacia el tumor, la división de estas células endoteliales y la formación de una nueva membrana basal alrededor de los vasos recién elongados (Lodish, 2005). Muchos tumores producen factores de crecimiento que estimulan la angiogénesis; otros inducen a las células circundantes a sintetizar y secretar estos factores; el factor básico de crecimiento de fibroblastos, el factor transformador del crecimiento alfa y el factor de crecimiento de endotelio vascular son los más comunes; esto permite aumentar el tamaño e incrementar de esta forma la probabilidad de producción mutaciones dañinas adicionalmente el proceso de metástasis se ve facilitado (Lodish, 2005). Para diferenciar células tumorales de las células normales la morfología propiedades de crecimiento resultan útiles, la transformación oncogénica de una célulase observa por cambios en la morfología celular como pérdida del fenotipo distintivo, baja adherencia, menor requerimiento de factores de crecimiento, secreción de activador del plasminógeno y pérdida de filamentos de actina (Lodish, 2005). 26 2.3 ANTINEOPLÁSICOS GENERALIDADES El conjunto de tratamientos que se emplean contra el cáncer se denomina, de forma genérica tratamiento antineoplásico (Velázquez, 2008). Tiene el objetivo fundamental de evitar, retrasar o eliminar las metástasis tumorales. La necesidad de la quimioterapia surgió de la observación de que el cáncer es raramente un proceso localizado, no controlable (Celorio, et al, 1986). El progreso de este tipo de terapia se ha conseguido en tres sentidos: La multiplicación de los medicamentos de la acción cancerostática, pues en la actualidad se disponen ya de una amplia variedad; estudiándose cada año nuevos compuestos de los cuales pocos se incorporan al arsenal terapéutico. El mejor empleo operacional gracias a los conocimientos adquiridos en los sectores de cinética celular y, farmacodinamia. La administración durante períodos de la enfermedad cancerosa y modificara la eficacia (Celorio, et al, 1986). La respuesta al tratamiento se relaciona directamente con la capacidad proliferativa de la célula, que está determinada por el tiempo de duplicación del tumor, que es el tiempo en que el tumor es capaz de duplicar el número celular. A mayor proliferación se suele observar una mayor respuesta al tratamiento citostático. A pesar de ser el cáncer una proliferación clonal, en su evolución se van produciendo nuevas alteraciones genéticas que ocasionan una heterogeneidad celular y por lo tanto más propiedades bioquímicas, un tiempo de suplicación y una respuesta al tratamiento antitumoral diferente. Estos mecanismos están estrechamente ligados con la aparición de resistencias (Velázquez, 2008). La probabilidad de aparición de células resistentes al tratamiento está directamente relacionada con el volumen tumoral, así como cuando el paciente tiene metástasis diseminadas (Celorio, et al, 1986 & Velázquez 2008) y la frecuencia de mutaciones acaecidas. Para aumentar la eficacia y disminuir la toxicidad se deben administrar, al 27 menos, dos fármacos con diferente mecanismo de actuación y de forma secuencial en ciclos (Velázquez, 2008). Naturalmente la presencia y desarrollo de clonas resistentes a los fármacos no es la única razón para el fracaso del tratamiento. La tendencia de las grandes masas tumorales a estar constituidas por células cancerosas no cíclicas y la presencia de nidos inaccesibles a los fármacos, desempeñan un papel importante (Celorio, et al, 1986). La cinética de crecimiento celular y de tratamiento se basa en las leyes de Skipper, según la primera ley, el tiempo de reducción del tumor es independiente de su volumen, es decir, constante. Esta ley no tiene en cuenta la heterogeneidad celular, que se manifiesta más cuanto mayor es el tumor. Por encima del de masa crítica, el crecimiento alcanza un equilibrio y es realmente de tipo gompertizano, es decir, este crecimiento se adopta un crecimiento exponencial, pero más adelante se enlentece (Celorio, et al, 1986). Los motivos de esta ralentización son múltiples: disminución de la velocidad del duplicación, dificultad para aportar los sustratos necesarios, hipoxia tumoral, muerte celular, etc. (Velázquez, 2008). El número de células que mueren por la acción de una determinada dosis del agente citotóxico, es una fracción constante e independiente del número total de células contenidas en el tumor, esto es, la quimioterapia destruye una proporción constante de células y no un número constante de las mismas. Esto tiene importancia sin implicaciones prácticas, así si el fármaco es capaz de matar al 90% de las células se requerirían y al menos nueve dosis para conseguir eliminar la última célula tumoral precepto que sería válido sin existir el crecimiento celular (Celorio, et al, 1986 & Velázquez, 2008). Sólo cuando se produce una gran destrucción celular puede observar un retraso significativo la renovación de la masa tumoral y una supervivencia prolongada. De esta forma en un tumor de crecimiento rápido pero tratado precozmente la fracción de muerte celular es grande, produciéndose una remisión completa temprana, y con un tratamiento continuado se llega a la erradicación de la enfermedad. Mientras que la enfermedad 28 avanzada la fracción de muerte celular es pequeña y su curso no se modifica en forma significativa con el tratamiento. En un tumor de crecimiento lento, tratado poco después de manifestarse clínicamente la fracción de muerte celular es pequeña y aunque se consiga una remisión completa no tarda en producirse una recaída. Por último el tratamiento de la enfermedad subclínica producirá probablemente mayores fracciones de muerte celular y podría erradicar la enfermedad (Celorio, et al, 1986). La presencia de una proporción pequeña de células tumorales resistentes en una gran masa, pueden influenciar la respuesta inicial a la quimioterapia, pero explica porque las pacientes con respuesta completa no siempre están curadas; en cambio la regresión lenta de células tumorales muertas puede crear la impresión de pérdidas sensibilidad (Celorio, et al, 1986). La quimioterapia antineoplásica (citostáticos) agrupa diversos fármacos: derivados naturales, antibióticos, etc. que actúan sobre las células tumorales de forma característica, inhibiendo el crecimiento celular, y se diferencia por su modo de acción de otros tratamientos, como los son los hormonales, inmunomoduladores o las nuevas terapias biológicas. Los diferentes grupos antineoplásicos pueden actuar sobre una o varias fases del ciclo celular o sobre los mecanismos de control de la proliferación celular (Velázquez, 2008). Figura 5: Ciclo celular y fases de acción de los citostáticos (Velázquez, 2008 p. 974) 29 Casi todo los fármacos anticancerosos comparten dos propiedades en común: actúan sobre las células que están sintetizando DNA y no afectan las células en reposo a no ser que dichas células se dividan inmediatamente después de la exposición al fármaco (Celorio, et al, 1986). Por lo general estos tratamientos se recomiendan a pacientes con una edad inferior a los 70 años, con una confirmación histológica del tumor, sin hepatopatías o cardiopatías graves, así como la ausencia de alteraciones hematológicas, un buen estado nutricional y una perspectiva de vida superior a tres meses incluido que no se encuentre severamente incapacitado; todo esto se debe a que los efectos tóxicos pueden comprometer la vida del paciente (Celorio, et al, 1986). No se recomienda a pacientes moribundos o con un estado funcional mínimo, así como pacientes con mielo depresión severa, proceso infecciosos activos, en el primer trimestre de embarazo, pacientes seniles o con graves trastornos psiquiátricos y dificultad para controlar regularmente al paciente (Celorio, et al, 1986). Para determinar si un fármaco tiene actividad antitumoral, en la clínica se expresa por dos parámetros: la tasa de respuesta objetiva y la supervivencia. Los criterios de valoración de la respuesta objetiva se tienden a realizar de acuerdo con las siguientes normas: Respuesta completa: desaparición completa de todas la lesiones clínicamente evidenciables. Respuesta parcial: reducción de al menos el 50% de la suma del producto de los diámetros principales de todas las lesiones medibles, mantenida durante, al menos, un mes sin aparición de nuevas lesiones. Sin respuesta o enfermedad estable: cuando no se cumplen los criterios de la respuesta parcial ni los de progresión (respuesta inferior al 50% o progresión inferior al 25%). Progresión: aumentode, al menos, el 25% de la suma del producto de los diámetros principales de todas las lesiones medibles o aparición de nuevas lesiones. (Celorio, et al, 1986). 30 2.3.1 Clasificación de los Agentes Quimioterapéuticos 2.3.1.1 Antimetabolitos Son fármacos estructuralmente similares a componentes pertenecientes al metabolismo intermediario celular y su utilización por la célula produce alteraciones metabólicas de la síntesis de ácidos nucleicos. Ejercen su acción sobre la fase S, y especialmente, sobre tumores rápido crecimiento (Velázquez, 2008). 2.3.1.2 Agentes Alquilantes Tiene la capacidad de establecer enlaces covalentes con el ácido nucleico y con los grupos alquilo que quedan ligados al DNA e interfieren su función. La zona más común de ataque al DNA es la posición N7 de la guanidina (90%) y la N1 de la guanidina, la posición 1, 3,7 de la adenina y la N3 de la citosina. Las consecuencias de la alquilación de las bases incluyen no sólo la mala lectura del código; sino también la ruptura de la cadena simple y la formación de puentes estables entre las cadenas de este ácido. A pesar de que estos agentes poseen un mecanismo molecular de acción molecular común y potencial citotóxico mutágeno y carcinógeno, difieren de forma importante en cuanto las características farmacocinéticas, características de transporte través de la membrana y actividad clínica. En este grupo se encuentra la ciclofosfamida, ifosfamida, melfalán, clorambucil, entre otros (Celorio, et al, 1986). 2.3.1.3 Antibióticos Antitumorales Este es un grupo mucho más diverso cuanto a su mecanismo de acción incluye: Actinomicina D, este antibiótico se enlaza con el DNA mediante la intercalación del anillo fenoxazona que contiene insertado perpendicularmente a lo largo del eje del DNA de doble hélice y las cadenas polipeptídicas extendiéndose cerca de los surcos menores. Esta intercalación da como resultado el bloqueo de la capacidad del DNA para actuar como matriz que la síntesis de nuevos ácidos nucleicos, una baja concentración predomina la inhibición de la síntesis de RNA, mientras que altas concentraciones se afectan tanto las síntesis de DNA como de RNA. Además de esto la actinomicina también produce rupturas de las cadenas DNA (Velázquez, 2008). 31 Adriamicina que en función de su utilidad clínica y como fármaco antitumoral ha sido únicamente superada por los agentes alquilantes, su propiedad más conocida es la de intercalarse entre las cadenas del DNA, permaneciendo perpendicular al eje axial de DNA de doble hélice, siendo la acción más afectada el inicio de la replicación. Además también activa intermediarios con radicales libres, reacciona con las membranas celulares y afecta una gran cantidad de vías (Celorio, et al, 1986 & Velázquez, 2008). Bleomicina produce rupturas en la cadena simple y de doble hélice DNA, no actúa sobre el RNA, las lesiones al DNA pueden observarse como rupturas y deleciones de los cromosomas, se une al DNA forma enlaces con el cobre y el hierro (reacciones de quelación) (Celorio, et al, 1986 & Velázquez, 2008). Mitomicina C posee tres diferentes tipos de acción, la producción de radicales libres por medio de una quinona y la acción de gente alquilante por medio de un grupo azuridínico y uretano formando puentes intercatenarios, actúa principalmente en las fases G1 y S (Celorio, et al, 1986 & Velázquez, 2008). 2.3.1.4 Alcaloides de plantas Existe una gran cantidad de compuestos citotóxicos, sin embargo, pocos han tenido un impacto importante la quimioterapia clínica como excepciones los alcaloides de la vinca un arbusto ornamental Vinca rosea, alcaloides del tejo, camptotecinas y las epipodofilotoxinas (Velázquez, 2008). Los alcaloides de la vinca son compuestos que tienen actividad citotóxica gracias a su enlace con la tubulina, de esta forma inhiben el proceso de ensamblaje de los microtúbulos y provocan la disolución del huso mitótico, la primera manifestación de la acción de estos fármacos es la detención de las células en metafase de la mitosis (Velázquez, 2008). Los alcaloides del tejo (Taxus brevifolia) estos actúan uniéndose a la fracción β de los microtúbulos e impidiendo su despolimerización, originando enlace estables y por lo 32 tanto, túbulos no funcionales, este hecho interfiere en la división celular y produce la destrucción de la célula, también se les relaciona con la inducción de la expresión génica el factor de necrosis tumoral alfa y la detención de la célula en la fase G2 (Velázquez, 2008). El etopósido se extrae de las raíces de una planta podofilácea usada desde la antigüedad, este compuesto retrasa el paso de la célula en la fase S, seguido por una parada en la fase S tardía o en la fase G2 temprana (Celorio, et al,1986). 2.3.1.5 Preparados Diversos Cisplatino: es el único compuesto con un metal pesado de uso común de la quimioterapia antitumoral. La estructura cis-platino-diaminodicloruro posee actividad, puesto que los iones cloruro al desplazarse lentamente por el agua celular generan un compuesto hidratado cargado positivamente que reacciona con los puntos nucleofílicos del DNA, RNA o proteínas para formar enlaces covalentes bifuncionales semejantes a las reacciones alquilantes (Celorio, et al,1986). 33 3. ÉSTER FENETÍLICO DEL ÁCIDO CAFÉICO (CAPE) 3.1 EL PROPÓLEO El propóleo es una resina cérea que las abejas elaboran y que utilizan en la construcción, reparación, aislamiento y protección de la colmena (Farré, et al, 2004). Las abejas (Apis mellifera), recogen con sus mandíbulas, partículas resinosas de las yemas, brotes y pecíolos de las hojas de diferentes vegetales entre ellos olmo, álamo, sauce, abedul, castaño de Indias, pino, abeto, roble y algunas herbáceas; luego de ello en la colmena, mezclan con cera y secreciones salivares para obtener el propóleo, cuya producción anual (10-300 g/colmena) difiere en relación a la variedad de abejas, el clima, la flora y el dispositivo de recogida (Farré, et al, 2004). El propóleo suele ser aromático por su contenido de aceites esenciales, en función de su origen y época de recolección puede variar en color desde un amarillo claro hasta un castaño oscuro, su sabor puede ser amargo, picante o insípido y su consistencia puede ser más o menos viscosa (Farré, et al, 2004). La composición del propóleo varía de acuerdo a la diversidad fitogeográfica de la zona de recolección, aunque los principales componentes son siempre los flavonoides, ácidos fenólicos y sus esteres, siendo estos los responsables de su acción farmacológica (Farré, et al, 2004). Aunque los propóleos son una mezcla compleja de productos químicos, los ésteres de ácido caféico son constituyentes importantes que representan el ~ 20% del total (Huang, et al, 1996). Los polifenoles y ácidos fenólicos que se encuentran en la miel y productos derivados varían también de acuerdo a las condiciones geográficas y climáticas. Algunos de ellos han sido reportados como un marcador específico para el origen botánico de la miel. Diferencias considerables en la composición y el contenido de compuestos fenólicos se han encontrado en diferentes mieles monoflorales (Saravana y Mahitosh, 2009). 34 Tabla 4: Composición promedio del propóleo (Farré, et al, 2004). COMPOSICIÓN % COMPUESTOS Y CARACTERÍSTICAS Resinas 45-55 Flavonoides, ácidos fenólicos y ésteres. Ceras 7.55-35 Mayoría cera de abeja, también de origen vegetal Aceites esenciales 5-10 Volátiles Polen 5 La mayoría proceden de la cera y el resto dependen del origen botánico Otros compuestos orgánicos y minerales 5 Proteínas del polen y aminoácidos libres. Predominan arginina y prolina. 14 oligoelementos Fe y Zn son los más abundantes, otros: Au, Ag, Cs, Hg, K, Sb. Cetonas,Lactonas, Quinonas, Esteroides Ácido benzoico y ésteres Vitaminas: B1, B2, B3, B6. Pequeñas cantidades procedentes principalmente del polen. Azúcares. El propóleo ha sido ampliamente usado con fines terapéuticos desde la antigüedad; se atribuyen efectos antiinflamatorios, analgésicos, antitóxicos, inmunoestimulantes, hepatoprotectores, carcinoestáticos, antioxidantes, antimicrobianos, antivirales, antifúngicos, antiprotozoarios, anestésicos y de regeneración tisular (Farré, et al, 2004). 35 Gribel y Pashinskii encontraron en la miel efectos antitumorales y antimetastásicos en varios tumores de rata y de ratón y que la miel potenció los efectos antitumorales de 5- fluorouracilo y ciclofosfamida (Huang, et al, 1996). Específicamente se ha demostrado que el propóleo coreano, al igual que el comercial (Sigma # p-1010), induce apoptosis en líneas celulares de hepatoma humano, que el extracto etanólico de propóleo es un buen inhibidor de la mutagenicidad y que el metanólico presenta citotoxidad frente al carcinoma colónico murino 26-L5 y al fibrosarcoma humano HT-1080. El propóleo además inhibe la peroxidación lipídica y el desarrollo de cánceres pulmonares, evita la progresión de los adenomas a carcinomas y previenen frente a la oxidación y carcinogénesis inducida por triacetato férrico de nitrilo en ratones (Farré, et al, 2004). La investigación realizada por Orsolic mostró que la solución de propóleos y sus compuestos fenólicos asociados tiene un efecto antimetastásico en los modelos en ratones antes y después de la inyección de las células tumorales. Además se demostró que la miel podría ejercer efecto antimetastásica cuando se administra antes de la inyección de células tumorales (Saravana y Mahitosh, 2009). Se sugiere que el propóleo ejerce un efecto protector en la carcinogénesis colónica, evitando el desarrollo de las lesiones preneoplásicas, ya que una dosis de 30 mg/kg de extracto etanólico, administrada tras la exposición a un agente cancerígeno (1,2 dimetilhidrazina) se asocia de forma significativa a una disminución del número de criptas aberrantes en el colon distal (Farré, et al, 2004). 3.2 CAPE ESTRUCTURA MOLECULAR Y MECANISMO DE ACCIÓN Como se ha mencionado existen ya muchos estudios que promueven el uso terapéutico del propóleo y varios de sus componentes aislados han mostrado actividad biológica. El Éster Fenetílico del Ácido Caféico CAPE por sus siglas en inglés (caffeic acid phenethyl ester), es un antioxidante fenólico, componente activo de propóleos o resinas de abeja (Fitzpatrick, et al, 2001). 36 El éster fenetílico de ácido Caféico, también conocido como: Fenetíl cafeato, CAPE, Capeee, Feniletil cafeato, fenetilo 3-(3,4-dihidroxifenil) acrilato de éster 2-feniletilo caféico se encuentra en forma de polvo blancuzco, en el propóleo y la miel, mayoritariamente en el primero, su fórmula molecular es C17H16O4 y presenta un peso molecular de 284.30654 [g/mol] (PubChem, 2014). Figura 6 y 7 Estructura molecular y conformación 3D de CAPE (PubChem, 2014). Se ha demostrado su intervención en mecanismos de inflamación e inmunomodulación, capacidad de inducción de apoptosis en hepatocitos y en células de glioma, además de su calidad como agente quimioprotector, etc. (Domínguez, 2008 & Fitzpatrick, et al, 2001). Como antioxidante CAPE es un fuerte inhibidor de la lipoxigenasa y la actividad xantina / xantina oxidasa in vitro, y también frena la formación inducida por TPA de superóxido por los neutrófilos humanos (Huang, et al, 1996). CAPE, muestra propiedades anticancerígenas en el modelo modificado de hepatocitos resistentes cuando se administra antes de la iniciación o la promoción de proceso de la hepatocarcinogénesis, denotando quimioprotección, modifica la actividad enzimática de las isoformas de CYP implicadas en la activación de DEN (dietilnitrosamina), como CYP1A1 / 2 y CYP2B1 / 2, y CYP2E1 también disminuye las lesiones preneoplásicas con una sola dosis, modifica la expresión de genes (Beltrán, et al, 2008 & 2011). 37 La aplicación tópica de CAPE, en ratones CD-1 previamente inducidos a cáncer inhibió la promoción del tumor disminuyendo el número de papilomas cutáneos por ratón desde 24% hasta un 70 % al variar las condiciones de tratamiento, además disminuyó el nivel de HMdU (5-hidroximetil-2'-desoxiuridina) en el DNA epidérmico por 40-93 %. Los resultados indican un efecto inhibidor potente de CAPE en la promoción y la formación del tumor inducida por TPA (12-0-tetradecanoilforbol 13-acetato), la inhibición de la formación de bases oxidadas en el DNA epidérmico como HMdU en la piel del ratón, así como la adición in vitro inhibe la síntesis de DNA, de RNA y de proteínas en células HeLa cultivadas. Estos resultados indicaron que CAPE es un potente inhibidor de la síntesis de DNA, pero es algo menos eficaz en la inhibición de la síntesis de RNA y es menos eficaz en la inhibición de la síntesis de proteínas (Huang, et al, 1996 & Saravana 2009). En la acción anticancerígena, se le ha visto asociado a la inhibición del ciclo celular y la inducción de la apoptosis, pues el CAPE y el metilcafeato inhiben el cáncer de mama y el melanoma (Farré, et al, 2004). Al determinar el comportamiento de la proliferación celular en las líneas HeLa, Vero, Jurkat y K562 mediante ensayos de MTT, la actividad proapoptótica del CAPE con la prueba de anexina en líneas HeLa, Vero, Jurkat y células mononucleares de sangre periférica, se observó una marcada disminución de la proliferación celular e inducción apoptótica dosis dependiente de CAPE, de la línea celular y del tiempo de incubación (Domínguez, 2008). Lee y colaboradores investigaron el potencial citotóxico de CAPE y el mecanismo molecular de su acción en las células de glioma C6. Los resultados experimentales indicaron células de glioma C6 se sometieron a la fragmentación del DNA internucleosomal después de 24 horas de tratamiento con CAPE. El análisis de citometría de flujo de las células tratada con CAPE demostró aumento de la acumulación de núcleos hipodiploides en forma dependiente del tiempo. Además, se mostró que CAPE indujo la liberación de citocromo-c de la mitocondria (inicio apoptosis mitocondrial) al citoplasma resultando esto en la activación de la caspasa-3 (CPP32) y la división de PARP (sustrato de CPP32). CAPE potenció también la fosforilación de la serina de p53 y produjo un aumento del mismo. El tratamiento con CAPE también aumentó la expresión de Bax y Bak 38 (proapoptótica); lo que resultó en la reducción del nivel de la proteína Bcl2 (proteína del gen de células B linfoma/leucemia-2) que tiene un papel como proteína antiapoptótica. Por otra parte se informó que la aplicación CAPE activa la señal ERK (extracelular regulada quinasa) y de MAPK p38 (proteína quinasa activada por mitógenos p38). Además se demostró que la expresión de p53, fosfoserina 15 de p53, Bax y la forma inactiva de CPP32 fueron suprimidas por un tratamiento previo de un inhibidor específico de p38 MAPK (SB203580). Por tanto, concluyeron que la apoptosis dependiente de p53 en células de glioma es mediada por p38 MAPK y que la apoptosis puede ser estimulada por CAPE (Lee, et al, 2003). Usando la técnica de intercambio de cromátidas hermanas se determinó la actividad genotóxica y antigenotóxica, encontrando que el CAPE per se muestra un efecto genotóxico mucho menor al del control positivo (ifosfamida), sin embargo, al retarlo con un mutágeno conocido como la ifosfamida en el ensayo de antigenotoxicidad, el CAPE mostró tener un efecto de inhibición del daño producido por el mutágeno. Los resultados de esta investigación apoyan la validez del potencial antitumoral que el CAPE ha presentado en otros modelos (Domínguez, 2008). Los ésteres
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