¿De dónde viene el cáncer y por qué no ha desaparecido?

el cáncer Plantea muchas preguntas para los biólogos, muchas de las cuales aún no han sido resueltas. ¿Cómo se explica el origen de esta enfermedad? ¿Por qué es tan difícil de curar? ¿Por qué persiste la vulnerabilidad? cáncer en la mayoría de los organismos multicelulares?

Enfoques para explicar los mecanismos de esta enfermedad, publicado por el portal laconversacion.com, y la investigación clínica es insuficiente para responder a estas preguntas. debemos hacerles caso cáncer desde una nueva perspectiva, con una visión evolutiva. En otras palabras, tenemos que mirar esto cáncer A través de los ojos de Charles Darwin, padre de la teoría de la evolución.

Desde hace varios años, el esfuerzo conjunto de biólogos evolutivos y oncólogos alimenta reflexiones que se traducen en avances transversales beneficiosos para ambas disciplinas, al tiempo que transforman nuestra comprensión de la enfermedad.

Cómo la evolución de los organismos multicelulares sentó las bases para la cáncer

el cáncer Afecta a todo el reino animal multicelular. La razón es que es un enfermedad antigua asociado con la aparición de metazoos (animales compuestos de múltiples células, a diferencia de los protozoos compuestos de una sola célula), hace más de quinientos millones de años.

La aparición de organismos tan complejos requirió el desarrollo de un alto grado de cooperación entre la multitud de células que los componen. De hecho, esta colaboración se mantiene mediante conductas complementarias y altruistas, en concreto la apoptosis, o suicidio celular (por el que una célula activa su autodestrucción ante una señal concreta), y la negativa a la reproducción directa por parte de cualquier célula sin género. Es decir, la evolución hacia entidades multicelulares estables se produjo por la selección de adaptaciones que facilitaron el funcionamiento colectivo por un lado y suprimieron los reflejos unicelulares ancestrales por el otro.

el cáncer representa un desglose de esta cooperación multicelular, seguido de la adquisición de adaptaciones que permiten a estas células «pícaras» perfeccionar su propia forma de vida.

En otras palabras, las células malignas comienzan a «hacer trampa». Pueden hacerlo porque han sufrido mutaciones genéticas (modificaciones en la secuencia de genes) o mutaciones epigenéticas (modificaciones que alteran la expresión de genes que no solo son transmisibles sino que, a diferencia de las mutaciones genéticas, son reversibles), o incluso ambas. lo que les otorga un mayor valor selectivo en comparación con las células con comportamiento cooperativo. Por ejemplo, puede consistir en beneficios de crecimiento, multiplicación, etc. Asimismo, es imperativo que las células portadoras de estas modificaciones se coloquen en un microambiente propicio para su proliferación.

Si estas «rebeliones celulares» no son suprimidas adecuadamente por los propios sistemas de defensa del cuerpo (por ejemplo, el sistema inmunitario), la cantidad de células cancerosas puede aumentar localmente. Consecuencias: los recursos se agotan y estas células pueden iniciar comportamientos individuales o colectivos de propagación y colonización hacia nuevos órganos, que lamentablemente son responsables de la mayoría de las muertes metastásicas. cáncer.

De este modo, En unos pocos meses o años, una sola célula cancerosa puede convertirse en un «ecosistema» complejo y estructurado, el tumor sólido (comparable a un órgano en funcionamiento) y metástasis distribuidas más o menos por todo el cuerpo.

Un aspecto fascinante de esta enfermedad radica en la gran cantidad de similitudes entre los atributos de las células cancerosas de diferentes órganos, individuos e incluso especies, lo que sugiere que los procesos que tienen lugar en cada caso son similares. Pero aún, todos cáncer desarrollarse como un nuevo ser, ya que, aparte de los cánceres transmisibles mencionados anteriormente, los tumores siempre desaparecen junto con sus huéspedes sin transmitir sus innovaciones genéticas o fenotípicas.

¿Cómo explicas estas similitudes?

persistencia de cáncer durante el tiempo evolutivo

Desde un punto de vista evolutivo, hay dos hipótesis que apoyan la ocurrencia de la cáncer y la similitud de sus propiedades.

La teoría del atavismo explica esto cáncer como un retorno a las habilidades anteriores de las células, incluido el desencadenamiento de un programa de supervivencia excelentemente conservado que siempre está presente en todas las células eucariotas y, por lo tanto, en todos los organismos multicelulares. Se cree que la selección para este programa ancestral ocurrió durante el Precámbrico, comenzando hace 4550 millones de años y finalizando hace 540 millones de años. En ese momento, cuando surgió la vida en nuestro planeta, las condiciones ambientales eran muy diferentes a las actuales y muchas veces desfavorables. Las fuerzas selectivas que actúan sobre los organismos unicelulares favorecen las adaptaciones para la proliferación celular.

Algunas de estas adaptaciones, seleccionadas a lo largo de la vida unicelular, permanecieron presentes para siempre, más o menos ocultas en nuestros genomas. Cuando su expresión escapa a los mecanismos de control, se inicia una batalla entre los rasgos unicelulares ancestrales y los pluricelulares actuales, y es entonces cuando un cáncer. Además, esta hipótesis también podría explicar por qué las células cancerosas se adaptan tan bien a ambientes ácidos y bajos en oxígeno (anóxicos), ya que estas condiciones eran comunes en el Precámbrico.

La segunda hipótesis implica un proceso de selección somática (células somáticas que agrupan todas las células de un organismo excepto las células sexuales) que conduce a una evolución convergente, i. h por la aparición de características similares. Esta hipótesis sugiere que la aparición de los rasgos celulares que caracterizan a las células «tramposas» están sujetas a una fuerte selección cada vez que surge un nuevo tumor, independientemente de las causas próximas de esos rasgos. Estos procesos de selección somática, que tienen lugar en entornos determinados en gran medida por las mismas condiciones ecológicas (como las que prevalecen en los organismos multicelulares), conducirían a una evolución convergente.

Esto podría explicar las similitudes que observamos en la diversidad de los cáncer. No olvidemos que solo vemos los cánceres que logran desarrollarse, pero no sabemos cuántos “candidatos” fracasan porque no adquieren a tiempo las adaptaciones necesarias.

Estas dos hipótesis no son mutuamente excluyentes: la reaparición de un programa ancestral puede ser seguida por una selección somática que culmine en una evolución convergente.

Cualquiera que sea la razón del surgimiento de la cáncer, queda una pregunta sin respuesta: si esta enfermedad generalmente causa la muerte del huésped, ¿por qué la selección natural no fue más efectiva para hacer que los organismos multicelulares fueran completamente resistentes a la enfermedad? cáncer?

Los animales grandes ya no tienen cáncer

Los mecanismos de represión cáncer Son numerosos y complejos. Cada división celular puede causar mutaciones somáticas que alteran los mecanismos genéticos que controlan la proliferación celular, la reparación del ADN o la apoptosis, interrumpiendo el control del proceso de formación celular. cáncer (carcinogénesis)

Si cada división celular conlleva una cierta posibilidad de una mutación cancerosa, entonces el riesgo es un cáncer debe ser una función del número de divisiones celulares durante la vida de un organismo. Sin embargo, las especies más grandes y longevas se han agotado. cáncer que los pequeños que viven menos tiempo.

En las poblaciones naturales de animales, la frecuencia de cáncer Generalmente varía entre 0% y 40% para todas las especies estudiadas y no está relacionado con la masa corporal. En elefantes y ratones, la prevalencia es la cáncer bastante similar, aunque los elefantes experimentan muchas más divisiones celulares que los ratones a lo largo de sus vidas. Este fenómeno se conoce como la «paradoja de Peto».

La explicación de esta paradoja radica en el hecho de que las fuerzas evolutivas han seleccionado mecanismos de defensa más efectivos en los animales grandes que en los pequeños, lo que permite deshacerse del bagaje asociado. cáncer debido al aumento de tamaño. Por ejemplo, los elefantes tienen veinte copias del gen supresor de tumores TP53, mientras que los humanos solo tienen dos.

Encontramos excepciones notables a esta tendencia general, como especies pequeñas con vidas inusualmente largas. Estas especies también apenas se desarrollan cáncer. Un buen ejemplo es la rata topo desnuda (Heterocephalus glaber), especie cuyos individuos viven una vida larga (especies longevas) y no desarrollan tumores espontáneamente, a excepción de algunos casos de cáncer encontrado anecdóticamente.

Una enfermedad que se manifiesta tarde

Recordemos también que la efectividad de las defensas contra ella cáncer sufre un declive una vez que los organismos han realizado lo esencial de su reproducción, ya que las presiones evolutivas son menores en esta etapa de la vida. Esta pérdida de eficacia, junto con la acumulación de mutaciones a lo largo del tiempo, explica que la mayoría de los cánceres (mama, próstata, pulmón, páncreas…) aparezcan en la segunda mitad de la vida.

Una de las implicaciones evolutivas más importantes es que si, desde un punto de vista darwiniano, el cáncer No es relevante si se manifiesta después de la fase reproductiva, también significa que nuestras defensas han sido optimizadas por selección natural no para erradicar sistemáticamente los procesos oncogénicos sino para controlarlos mientras seamos capaces de reproducirnos…

Al final, estas defensas de bajo coste destinadas a resistir los tumores resultan más beneficiosas para asegurar el éxito reproductivo que las estrategias sistemáticas de erradicación, que sin duda serían mucho más caras. El sistema inmunológico, por ejemplo, no funciona gratis… En general, los seres vivos se rigen por soluciones de compromiso, trade-offs en inglés, lo que significa que cualquier inversión en una función requiere un conjunto de recursos y energía que ya no quieren. disponible para otras funciones stand. Nuestra defensa contra Enfermedades, ese cáncer incluidos no están exentos de esta regla de funcionamiento.

Desafortunadamente, estas defensas económicas están en su contra. cáncer eventualmente se convierten en bombas retardadas en el tiempo… En otras palabras, ¡la lógica darwiniana no siempre nos lleva a resultados que cumplan con nuestras expectativas de salud como sociedad!

Aunque la mayoría de las mutaciones del cáncer ocurren en las células somáticas a lo largo de la vida, hay casos raros de cáncer cuya causa se puede encontrar en mutaciones hereditarias en la línea germinal que produce células sexuales. Estas mutaciones congénitas a veces son más comunes de lo que sugeriría el equilibrio mutación-selección.

Esta paradoja puede explicarse por varios procesos evolutivos. Por ejemplo, se ha sugerido que es poco probable que la selección natural actúe sobre tales mutaciones si sus efectos adversos para la salud, a su vez, solo se hacen evidentes después de que ha pasado el período reproductivo.

Por otro lado, se podría recurrir a la teoría de la pleiotropía antagónica. Esta teoría afirma que determinados genes tienen efectos opuestos sobre la probabilidad de supervivencia/reproducción en función de la edad considerada: sus efectos serían positivos al comienzo de la vida y negativos en el resto. Si el efecto positivo inicial es fuerte, es posible que la selección retenga esa variante genética incluso si más tarde causa una enfermedad fatal.

Por ejemplo, las mujeres con una mutación en los genes BRCA1 y BRCA2 tienen un riesgo significativamente mayor de desarrollar cáncer de mama o de ovario, pero estas mutaciones parecen estar asociadas con una mayor fertilidad.

Efectos sobre el tratamiento

el cáncer, auténtico lastre de las poblaciones humanas, es ante todo un fenómeno regido por procesos evolutivos, desde su origen en la historia de la vida hasta su desarrollo en tiempo real en un humano enfermo. Por lo tanto, debe romperse la separación tradicional entre oncología y biología evolutiva, ya que limita nuestra comprensión de la complejidad de los procesos que conducen a la manifestación de la enfermedad.

Esta nueva perspectiva de cáncer podría ser útil para el desarrollo de soluciones terapéuticas innovadoras que limiten los problemas asociados con las estrategias de tratamiento actualmente disponibles. Estas terapias de dosis altas, cuyo objetivo es matar tantas células malignas como sea posible, a menudo conducen a la proliferación de células resistentes. Por el contrario, la terapia adaptativa, que está profundamente arraigada en la biología evolutiva, podría ser un enfoque alternativo.

Esta estrategia es para reducir la presión que viene con las terapias de dosis altas para matar solo una parte de las células cancerosas sensibles. El objetivo es mantener una competencia suficiente entre las células cancerosas sensibles y las células cancerosas resistentes para prevenir o limitar la proliferación sin trabas de las células resistentes.

Un problema no limitado a los humanos

Hasta hace poco, la oncología rara vez había adoptado conceptos de la biología evolutiva para mejorar la comprensión de las neoplasias malignas. Incluso los ecologistas y los biólogos evolutivos apenas se han interesado por la existencia de estos fenómenos en sus investigaciones sobre los seres vivos. Pero las cosas van cambiando y contemplando el cáncer -o más bien, los procesos oncogénicos en general- en el mundo animal es recibido con creciente entusiasmo en la comunidad ambientalista y bióloga evolutiva.

De hecho, hoy la cáncer Se demuestra claramente como un modelo biológico relevante para estudiar la evolución de los seres vivos, así como un fenómeno biológico importante para comprender diferentes facetas de la ecología de las especies animales y su impacto en el funcionamiento de los ecosistemas.

Aunque no siempre se desarrollan en formas invasivas o metastásicas, los procesos tumorales en los metazoos son ubicuos y existen estudios Los teóricos que sugieren que en este último es probable que tengan un impacto en variables fundamentales en ecología, como Estos efectos se derivan tanto de las consecuencias patológicas de los tumores como de los costes asociados al funcionamiento de los mecanismos de defensa del huésped.

Comprender las consecuencias ecológicas y evolutivas de las interacciones huésped-tumor también se ha convertido en un tema de interés. investigar Referente en ecología y biología evolutiva en los últimos años.

Esta pregunta científico Son tanto más relevantes cuanto que prácticamente todos los ecosistemas del planeta, especialmente los ambientes acuáticos, están ahora contaminados por sustancias de origen antropogénico, a menudo mutágenos. Por lo tanto, es importante mejorar la comprensión de las interacciones huésped-tumor y sus efectos en cascada dentro de las comunidades para predecir y anticipar las consecuencias de las actividades humanas en el funcionamiento de los ecosistemas y la conservación de la biodiversidad.