Factores de Crecimiento by paulavieyro

FACTORES DE CRECIMIENTO PLAQUETARIOS Y ONCOGÉNESIS

SUSANA AIDÉE OLIVETTO, PALAU 85, BAHÍA BLANCA. TE:

(0291)45-24965, (0291)155-017620 solivetto2005@yahoo.com.ar ó solivetto@gmail.com

Fuentes de apoyo recibidas: Ortopedia Sis de Bahía Blanca con el material de osteosintesis.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN En los últimos años se han identiﬁcado una serie de sustancias promotoras del crecimiento que se localizan en las zonas donde el sistema esquelético haya sufrido una lesión. Entre ellas se recogen el factor ß transformador del crecimiento, las proteínas óseas morfogenéticas, los factores de crecimiento de ﬁbroblastos, los factores de crecimiento tipo insulina y los factores de crecimiento derivados de plaquetas.

Objetivo de este trabajo: Comprobar si los factores de crecimiento plaquetarios (PDGF) aplicados en cirugías traumatológicas en perros tienen o no inﬂuencia en la cascada de activación de oncogenes.

MATERIAL Y MÉTODO Se realizaron osteosíntesis de fracturas en 50 perros de distintas razas y mestizos ya que algunas presentan aumento en la incidencia de tumores, aplicando a 25 de los mismos factores de crecimiento al realizar la misma.Se utilizaron clavos intramedulares, placas y tornillos acorde al tipo de fractura que presentaban y denominamos Grupo I a aquellos perros donde la cirugía se realizó sin la aplicación de PDGF y Grupo II a aquellos donde la cirugía se realizó con la aplicación de PDGF que se obtuvieron por extracción de 10 cc de sangre del paciente usando punción de vena superﬁcial de antebrazo.

RESULTADOS Encontramos que en grupo I ninguno presento tumores dentro de los controles entre 1 y 3 años, mientras que en el grupo II encontramos 2 osteosarcomas, 2 linfomas y 1 ﬁbrosarcoma.

CONCLUSIONES En la actualidad se conocen alrededor de 50 proto-oncogenes identiﬁcados a través de su forma activada (oncogenes) o tras su activación por fenómenos de ampliﬁcación del ADN o translocaciones cromosomicas. Algunos oncogenes SIS son similares al FCP Esto haría que al aplicar FCP se desencadene la cascada para que genéticamente se produzca algún tipo de tumor.

PALABRAS CLAVES:

Factores de crecimiento plaquetarios, PDGF,protooncogene,mitogénesis, angiogénesis, oncogénesis. 1

INTRODUCCIÓN En los últimos años se han identiﬁcado una serie de sustancias promotoras del crecimiento que se localizan en las zonas donde el sistema esquelético haya sufrido una lesión.(20)

Los factores de crecimiento son sustancias polipeptídicas que se unen a receptores glicoproteicos de la membrana celular (Fig 1) activando a enzimas señaladoras dentro de la célula, las cuales a su vez activan a proteínas especiales como factores de transcripción dentro del núcleo de la célula. Estos últimos inician la transducción de una señal. (Fig. 2) a los genes requeridos para el crecimiento y la proliferación celular.(Fig.3) ( 2,4,10,12,28.29.30,33) .

Los receptores de la membrana celular por lo general, son enzimas que catalizan la fosforilación de las proteínas en tirosina, por lo que se las denomina quinasas de tirosina (14.28.30) y son compartidos por varios factores de crecimiento, entre los que están: factor de crecimiento derivado de las plaquetas (P.D.G.F.), factores de crecimiento del ﬁbroblasto (F.G.F.), factor de crecimiento epidérmico (E.G.F.), factores de crecimiento relacionados con la insulina I y II ( I.G.F. I Y II), factor de crecimiento del endotelio vascular y factores estimuladores de colonias de macrófagos.

Una vez activados los factores de crecimiento, modiﬁcan la regulación de proteinas en el citoplasma, penetran en el núcleo controlando la proliferación y diferenciación incluyendo asi cambios en la expresión de genes y reacción a otros factores. Estas caracteristicas los correlacionan con potencial oncogénesis (6,7,18,36,37,38). Es posible el desarrollo de una malignización (15) por regulaciones anormales del crecimiento celular, toxicidad que lleve a una sobre- expresión crónica del factor de crecimiento proteico. Los cambios genéticos involucrados en el cáncer resultan en proteínas alteradas que interrumpen la red de comunicación de la célula (Fig 4) (29,30,31).

Fig.1

Fig.2

Fig.3

Fig.4

Los sospechosos principales de las mutaciones relacionadas con el cáncer son los oncogenes, cuyo descubrimiento se inició con los estudios del patólogo Francis Peyton Rous, en el Instituto Rockefeller de Nueva York en 1910. Por sus descubrimientos le concedieron el premio Nobel de Medicina en 1966. En 1989 John Michael Bishop, también recibió el premio Nobel de Medicina por descubrir mediante técnicas de ingeniería genética que las secuencias homólogas del v-src se encuentran en el ADN de las células normales, tanto de aves como de muchos vertebrados e incluso en el ser humano, demostrando así que el oncogén src procede de un gen normal , un protooncogén, por lo que la transformación cancerosa se produce en genes normales, Los oncogenes se designan con tres letras, por ejemplo src por el virus del sarcoma de Rous. A la forma viral o maligna del oncogén se le antepone una v (v-src) y a la forma benigna, normal o celular se le antepone una c (c-src).

Actualmente los oncogenes se dividen en: •

Oncogenes dominantes: activados al producirse una mutación en los proto-oncogenes, por sustancias

químicas, radiaciones o virus (Fig.5), produciendo un crecimiento y transformación celular no regulados. (Fig. 6) (5,6).

Dentro de los proto-oncogenes tenemos a una glicoproteína transmembrana con actividad tirosin-quinasa, estructuralmente similar a PDGF que se expresa en células hematopoyéticas, células intersticiales de Cajal (CIC), germinales, mastocitos y melanocitos. En la actualidad se conocen alrededor de 60 proto-oncogenes identiﬁcados a través de su forma activada (oncogenes) o tras su activación por fenómenos de ampliﬁcación del ADN o translocaciones cromosomicas (35.36). Algunos oncogenes SIS son similares a los PDGF. El V-sis es el oncogen del virus del sarcoma de simio y las células transformadas por este oncogen han sido estudiadas como un sistema modelo de la estimulación autocrina del receptor de PDGF (2,29,32) •

Oncogenes recesivos o Genes Supresores del tumor (Fig.7): ordenan a las células producir proteínas

que restringen el crecimiento y la división celular. (5) El estudio de las proteínas p21 y p53, está adquiriendo 3

mucho auge en lo relativo a la comprensión de la dinámica de las células tumorales, mutaciones de los genes que codiﬁcan estas proteinas, alteran la apoptosis celular dando lugar a la proliferación tumoral. •

Oncogenes nucleares o Genes Reguladores del ADN (Fig. 8): cuya función normal es corregir errores

que surgen cuando las células duplican su ADN antes de dividirse. Las mutaciones de estos genes pueden conducir al fracaso en la reparación de ADN, lo cual a su vez permite que mutaciones subsecuentes se acumulen.

Aunque los genes nucleares son capaces de perpetuar la proliferación celular, para adquirir la capacidad

tumorogénica es preciso la activación de un segundo oncogén, generalmente citoplasmático.

Fig.5

Fig.6

Fig.7

Fig.8

También se observan mutaciones en los genes que activan y desactivan a los carcinógenos y en los genes que gobiernan el ciclo celular, la senescencia celular (o “envejecimiento”), suicidio celular (apoptosis), señalamiento celular y diferenciación celular (20). Además los factores de crecimiento se encuentran dentro de los activadores de la angiogénesis (Fig. 9) estimulando la creación de nuevos vasos sanguíneos (Fig. 10) (1).

Fig .9

Fig. 10

La formación de tumores humanos es muy compleja y requiere la acumulación de múltiples alteraciones moleculares oncogénicas que superen los controles ﬁsiológicos de proliferación celular y diversos factores inmunológicos.(18,21,22,24). La transformación maligna de las células normales lleva implícito el fallo al diferenciarse y a la activación de las vías de proliferación La demostración ﬁnal de que el cáncer es una enfermedad genética se remonta a principio de los años ochenta, gracias a Robert A.Weinberg, Geofrey M. Cooper, Michael Wigler y Mariano Barbacid pertenecientes a equipos de investigación diferentes. Actualmente es ampliamente reconocida la teoría epigenética de la carcinogénesis por la cual se establece una primera fase de iniciación, que incluye las alteraciones producidas a nivel del ADN , seguida por promoción que aumenta la probabilidad de que aparezcan nuevas alteraciones genéticas celulares, terminando con la progresión, donde se produciría la transformación maligna de esas células iniciales benignas (4.5.6.7.16.18). Los genes pueden ser alterados o mutados de muchas maneras. El cambio genético más común involucra un mal apareamiento de base individual--un mal deletreo--colocando a la base equivocada en el ADN. En otras ocasiones, una base individual se puede eliminar o añadir. Y algunas veces secciones grandes de ADN se repiten o suprimen por error.

Cuando un gen contiene una mutación, la proteína codiﬁcada por ese gen es muy probable que sea anormal. Algunas veces la proteína podrá funcionar, pero imperfectamente. En otros casos, estará totalmente incapacitada. El resultado depende no solamente de cómo altera la función de una proteína sino también qué tan vital es esa proteína en particular para la supervivencia.

Todo cáncer es genético, en el sentido de que es activado por genes alterados. Los genes que controlan la replicación ordenada de células se dañan, permitiendo que las células se reproduzcan sin restricción. El cáncer por lo general se origina en una célula individual. El progreso de la célula de normal a maligna y a metastásica parece involucrar una serie de cambios distintivos en el tumor y su ambiente inmediato y cada uno de ellos es inﬂuenciado por diferentes juegos de genes.

Hay que tener en cuenta que las células normales sólo son capaces de proliferar un número determinado de veces, hasta llegar a un límite máximo (“límite Hayﬂick”) (20), a partir del cual la célula sufre una serie de cambios bioquímicos entrando en una etapa de senescencia.. La adquisición de la habilidad para proliferar un número ilimitado de veces se denomina inmortalización y se considera un paso importante en la transformación maligna de células normales. (4.5.6).

Objetivo: Comprobar si los factores de crecimiento plaquetarios (PDGF) aplicados en cirugías traumatológicas en perros tienen o no inﬂuencia en la cascada de activación de oncogenes.

MATERIALES Y MÉTODOS Se realizaron osteosíntesis de fracturas en 50 perros de distintas razas y mestizos, porque algunas presentan aumento en la incidencia de tumores, aplicando a 25 de ellos PDGF al realizar la misma. Se utilizaron clavos intramedulares, placas y tornillos acorde al tipo de fractura que presentaban y denominamos Grupo I a aquellos perros donde la cirugía se realizó sin la aplicación de PDGF y Grupo II a aquellos donde la cirugía se realizó con la aplicación de PDGF. (Fig 13,14,15,16,17,18)

Los FDGF se obtuvieron (16,17,34) por extracción de 10 cc de sangre del paciente usando punción de vena superﬁcial de antebrazo colocando la sangre en tubos estériles con citrato sodio al 3,8% como anticoagulante. centrifugando durante 7 minutos a una velocidad de 2000 rpm a temperatura ambiente, se dividió la sangre en 6

fracciones según su peso molecular. Tomando mediante pipeteado la fracción de plasma de 0,5 ml por encima del sedimento de células rojas que es el plasma rico en factores de crecimiento se agrego 0.05cc de cloruro de calcio al 10% por cada cc de plasma para la liberación de los factores de crecimiento.(Fig.11)

Fig .11

Fig. 12

Fig .13

Fig. 14

Fig .15

Fig. 16

Fig .17

Fig. 18

RESULTADOS Encontramos que en Grupo I ningun perro presentó tumores dentro de los controles entre 1 y 3 años, mientras que en el Grupo II encontramos 2 osteosarcomas (Fig. 19) (6,13), 2 linfomas y 1 ﬁbrosarcoma.

Fig. 19

CONCLUSIONES En la última década como complemento en las técnicas de regeneración de tejidos. se han empleado clínicamente los PDGF asegurando que no existen riesgos y negando la existencia de algún tipo de efecto indeseable. Sin embargo la sobreexpresión de factores de crecimiento y sus receptores en tejidos tumorales y displásicos parecen tener relación entre el proceso carcinogenético y la vía mitogénica que utilizan los Factores de crecimiento (15,16). Existen evidencias sobre la implicación de los factores de crecimiento en la tumorogénesis y todavía no se ha demostrado cómo podemos controlar a estas sustancias que inducen la proliferación celular. No tenemos la seguridad de que su uso no conlleve ningún riesgo a largo plazo (8).

DISCUSIÓN Todo tejido sometido a PDGF va a aumentar su velocidad de división y si aumenta el ciclo celular se inducen cambios en los protooncogenes, apareciendo los oncogenes, dando lugar a la expresión de un nuevo clan celular anómalo y estimulando así el desarrollo de cáncer en pacientes que presentan predisposición genética.

¿CÓMO IDENTIFICAR A PACIENTES CON PREDISPOSICIÓN GENÉTICA?

Al aumentar la división de esa célula mutada por un fenómeno de promoción, se aumenta el riesgo de que aparezcan nuevas alteraciones moleculares oncogénicas que inducirían a la transformación maligna y la progresión tumoral. Tampoco se conocen las concentraciones ideales de cada factor de crecimiento o la dosiﬁcación adecuada para cada situación terapéutica. Existen aberraciones genéticas que afectan a estos factores de crecimiento, a sus receptores o a sus vías de transducción que pueden romper el equilibrio celular, conduciendo al crecimiento anormal de una neoplasia. 8

Por lo tanto, desarrollo o regeneración por un lado y el cáncer por otro, representan los aspectos fisiológicos y patológicos del equilibrio celular (6,15,18). No es la primera vez que se observa el efecto beneficioso de una sustancia activa, viendo sus consecuencias transcurridos los años percatándonos que el beneficio que se obtenía no compensaba los riesgos asumidos (8). ¿SE HA COMPLETADO LA INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL PARA LA APLICACIÓN DE PDGF EN HUMANOS?

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