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El cáncer es un proceso evolucionario y ecológico

Un equipo interdisciplinar de científicos propone una aproximación evolucionaria y ecológica para el tratamiento del cáncer. Considera que los tumores son microcosmos que siguen las leyes de la evolución natural, la cual beneficia su supervivencia y reproducción, favoreciendo su desarrollo y resistencia a los tratamientos médicos. La perspectiva combinada de la biología evolutiva y de la ecología permite conocer mejor esta enfermedad y determinar los defectos de las actuales terapias, así como pensar en alternativas e idear nuevas fórmulas para aumentar el rendimiento de los tratamientos. Por Eduardo Martínez.

El cáncer es un proceso evolucionario y ecológico

El cáncer es una proliferación acelerada, desordenada y descontrolada de las células de un tejido que invaden, desplazan y destruyen, localmente y a distancia, otros tejidos sanos del organismo. Los factores que intervienen en su desarrollo son tan numerosos como los tipos de cáncer y su evolución. Todos se inician con una única célula mutada genéticamente que empieza a crecer de repente de forma descontrolada.

Sin embargo, una nueva perspectiva señala que los tumores son como un microcosmos en evolución. Dentro de ellos, un mosaico de células mutantes compiten por el espacio y los recursos, evaden la depredación del sistema inmunitario e incluso cooperan para dispersarse y colonizar nuevos órganos.

Según un artículo avanzado on line por la revista Nature Reviews Cancer, la evolución de las células tumorales explica tanto el por qué de la aparición del cáncer como el por qué de la dificultad de curarlo. Las combinación de las herramientas de la biología evolutiva (área de la biología que estudia el origen y los cambios de las especies), de la biología computacional, de la genética y de la ecología, está aportando nuevas perspectivas acerca de la progresión de los tumores y el posible control clínico de esta enfermedad.

Al menos esta es la propuesta que lanza este grupo de científicos y que emerge de un campo interdisciplinario de investigación que combina el conocimiento de los ecologistas y de los biólogos evolucionistas para comprender la biología del cáncer.

Esta perspectiva permite comprender por qué las terapias actuales contra el cáncer fallan a menudo y sugiere como deben idearse otras terapias más acertadas, según uno de los autores del artículo mencionado, Carlo C. Maley.

El cáncer como proceso

Según Maley, el cáncer es tan difícil de curar porque las células cancerígenas de los tumores evolucionan según la selección natural. Hay tres condiciones necesarias y suficientes para que se dé la selección natural y todas pueden hallarse en los tumores.

En primer lugar, existen cambios en la población: los tumores están formados por diversos tipos de células mutantes. En segundo lugar, la variación debe ser hereditaria. En el caso de los tumores la variación se debe a las mutaciones y a la metilación (transferencia de grupos metilos) del ADN en las células. La variación se pasa a otras células cuando las células tumorales se dividen.

Por último, las variaciones deben afectar a la reproducción y a la supervivencia: la mayoría de los cánceres tipo son un ejemplo de mutación que da una ventaja reproductiva o de supervivencia a las células mutantes sobre el resto de las células. Esta ventaja incluye una proliferación descontrolada, la supresión de la muerte celular programada, la estimulación del crecimiento de vasos sanguíneos que alimentan al tumor, la evasión de los efectos del sistema inmune y la invasión de otros órganos.

Una consecuencia de toda esta evolución es que el tratamiento tiende a matar a algunas células, pero no acaba con las más resistentes que, siguiendo las leyes de la selección natural, volverán a expandirse. Cuando reaparece, el cáncer será más resistente al tratamiento. Por eso resulta tan importante conocer el verdadero funcionamiento del proceso tumoral, para desarrollar tratamientos estratégicos.

Continua evolución

Según explica Maley en un comunicado del Instituto Wistar, la población celular de los tumores evolucionan continuamente según la selección natural, que beneficia su supervivencia y reproducción, favoreciendo el desarrollo y su resistencia a los tratamientos médicos.

Maley señala que, desde la perspectiva evolucionaria de las células cancerígenas, la aplicación de la quimioterapia provoca que se desarrolle en algún lugar del tumor una célula mutante resistente al tratamiento. Ese es problema central de la oncología: que el tratamiento genera células más resistentes a él.

Pero la perspectiva evolucionaria para las células cancerígenas abre la posibilidad a nuevas estrategias terapéuticas. Según Maley, si la evolución se da en un tumor, debemos pensar cómo podemos influir en dicha evolución.

Una idea puede ser desarrollar nuevos medicamentos que actúen como impulsores de células benignas. Estos medicamentos se centrarían en las células más benignas presentes en los tumores para incrementar su capacidad de adaptación frente a la de las células tumorales malignas. Esto podría permitir que los tumores se convirtieran en menos agresivos y peligrosos.

Más estrategias

Otra idea es incrementar la adaptabilidad de las células sensibles a la quimioterapia para que compitan contra cualquier célula resistente al tratamiento que haya en el tumor. Se aplicaría así un tratamiento tradicional, el tumor quedaría reducido, y luego se aplicaría una terapia alternativa que asegure que las células resistentes que queden no se expandan.

En sus investigaciones, Maley y sus colegas también han explorado cómo las ideas ecológicas de la competición, depredación, parasitismo y cooperativismos, influyen en el desarrollo de los tumores. También estos conceptos de otros campos de la ciencia han servido para conocer mejor la biología del cáncer.

Por ejemplo, las células cancerígenas compiten con las demás para obtener recursos. El sistema inmune a menudo mata células tumorales y otras células tumorales desarrollan defensas contra ese acto “depredador” del sistema inmune.

Un ejemplo de parasitismo en el entorno tumoral puede verse en la angiogénesis, proceso fisiológico que consiste en la formación de vasos sanguíneos nuevos a partir de los vasos preexistentes.

La angiogénesis es un fenómeno normal durante el desarrollo embrionario, el crecimiento del organismo y en la cicatrización de las heridas, pero también es un proceso fundamental en la transformación maligna del crecimiento tumoral.

También cooperan

En estos casos, un subconjunto de las células tumorales envía señales químicas para estimular al anfitrión para que genere nuevos vasos sanguíneos que suministren al tumor con nutrientes. Las células cercanas que no invierten recursos en producir dichas señales aprovechan igualmente los nutrientes, de manera parasitaria.

Por último, en el caso de la cooperación, en la que dos individuos interactúan en beneficio mutuo, las células tumorales envían señales para estimular el crecimiento de las células que forman la superficie en la que crecen las células tumorales. Las células de dicha superficie, como respuesta, mandan señales a las células celulares para estimular su crecimiento. Por tanto co-evolucionan, convirtiéndose en un proceso dinámico y descontrolado.

El Wistar Institute está aplicando teorías evolucionarias y ecológicas a la progresión de los tumores y a las terapias contra el cáncer para controlar la evolución de las células cancerígenas en un intento de prevenir el cáncer y su recurrencia.

Este trabajo se está desarrollando de dos formas. Por un lado utilizando técnicas de interpretación de datos están revelando las dinámicas de evolución de la clonación de las células tumorales. Por otro, gracias al uso de sistemas biológicos y modelos informáticos de tumores, se exploran nuevas estrategias evolutivas para la prevención y el control de esta enfermedad.

Antecedentes

La visión de la enfermedad como un proceso evolutivo y ecológico forma parte de una nueva rama de la medicina conocida como medicina evolucionaria. Esta visión aplicada al cáncer ha sido anticipada por ejemplo por el médico colombiano Gonzalo Guevara Pardo, quien en un interesante artículo analiza esta enfermedad desde una perspectiva evolutiva y considera que podría darnos una vía más adecuada para comprenderlo y quizás orientarnos hacia mejores opciones terapéuticas.

Según la Declaración Mundial sobre el Cáncer 2006, actualmente se diagnostican 11 millones de cánceres en todo el mundo y casi 7 millones de personas mueren de esta enfermedad cada año. Además, más de 25 millones de personas sobreviven durante años tras un diagnóstico de cáncer.

Sin embargo, para el año 2020 se espera que se diagnostiquen anualmente más de 16 millones de nuevos casos de cáncer y que se produzcan 10 millones de muertes por esta enfermedad. El setenta por ciento de estas muertes serán muy probablemente en países en vías de desarrollo, que no están preparados para afrontar la carga que representa el aumento de la incidencia del cáncer.

Según Merck, en los países industrializados el cáncer es la segunda causa de muerte más importante después de las enfermedades cardiovasculares, si bien en la próxima década se prevé que ocupe el primer puesto en la lista de las causas de muerte más habituales.

Muchos tipos de cáncer se pueden tratar gracias a los avances de la medicina en las últimas décadas. Si se diagnostica en fase temprana y se trata correctamente, el cáncer de mama y el de testículo, por ejemplo, pueden curarse en el 80% a 90% de los casos. La tasa de curación del cáncer de piel y el cervical puede ser del 100% si se diagnostica de forma precoz.

Por otro lado, la tasa de supervivencia a los cinco años del diagnóstico en todos los tipos de cáncer se ha incrementado en los últimos años. En Estados Unidos, por ejemplo, supera el 60%, aunque podría ser incluso mayor si se adoptaran todas las medidas posibles para la prevención y el diagnóstico temprano del cáncer. La visión evolucionaria y ecológica de los procesos cancerígenos probablemente ayude a mejorar los tratamientos y sus resultados.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

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