Anticuerpos monoclonales, tecnologías en desarrollo
En el sistema inmune de vertebrados las células productoras de anticuerpos (linfocitos-B) presentan entre sus características la capacidad de producir dichas moléculas de manera específica, sintetizando cada linfocito-B activado un único y particular tipo de anticuerpo. Los tumores derivados de los linfocitos-B (mieloma, plasmocitoma) también producen anticuerpos pero de especificidad impredictible. Dado que todas las células tumorales se originan a partir de una única célula transformada, todas las descendientes producirán exactamente el mismo tipo de anticuerpo, con lo que éste se considerará monoclonal.
Cuando un animal es inmunizado con un determinado antígeno, se produce una respuesta con producción y proliferación de múltiples clones de linfocitos en el animal, obteniéndose de su sangre un suero policlonal, con una amplia variedad de anticuerpos de diferente especificidad y afinidad.
Un clon derivado de la reproducción de un único linfocito producirá, por definición, anticuerpos monoclonales, con especificidad única. La imposibilidad de obtener cultivos de clones celulares de linfocitos-B normales que produzcan los anticuerpos de especificidad deseada ha llevado a buscar las técnicas artificiales que emulen una situación similar. Con tal fin, se pueden llevar a cabo dos procedimientos: la transformación in vitro de los linfocitos B (p.e. mutagénesis mediada por medio de virus oncogénicos) y la fusión de las células productoras de anticuerpos con células de mieloma las cuales confieren inmortalidad a las células B. Esta última es la base de la tecnología de producción de anticuerpos monoclonales, iniciada en 1975 por Kohler y Milstein [Nature, 256:495] y que, en esta última década se ha desarrollado enormemente, constituyendo una herramienta muy valiosa en múltiples estudios.
La contribución al desarrollo de los anticuerpos monoclonales les llevó a dichos autores a obtener, junto a Niels Jerne, el Premio Nobel en Medicina en 1984.
La obtención de anticuerpos monoclonales consiste básicamente en inmunizar animales (ratones Balb/c generalmente) contra el antígeno para el que se desea producir anticuerpos. Tras obtener una respuesta adecuada se aislan del animal los linfocitos B esplénicos (capaces de producir anticuerpos) y se fusionan por medio de polietilenglicol con células de líneas establecidas de mieloma, tumor del sistema inmune.
Algunos de los híbridos (heterocariontes formados por recombinación genética) combinarán la capacidad de los linfocitos de producir los anticuerpos deseados con la capacidad de proliferar indefinidamente in vitro de las células de mieloma. Las células mielomatosas, además, han de ser deficitarias en hipoxantina-guanina fosforribosil transferasa (HGPT) o timidina-quinasa (TK), enzimas necesarias para la vía silvestre de síntesis de precursores del DNA.
Tras la fusión, el genoma del linfocito compensa en el híbrido la deficiencia enzimática que presentaba la célula de mieloma por sí sola. Así, utilizando un medio de restricción adecuado se pueden eliminar las células de mieloma no híbridas, que son aquellas que no habrán compensado su carencia del enzima.
Una vez obtenidos los híbridos que establecerán ya una línea celular (hibridoma) se seleccionan aquellos que sean productores de las inmunoglobulinas específicas deseadas y, tras diversas fases de clonación para asegurar que las células obtenidas proceden de un único clon, los clones seleccionados se conservan por criopreservación en nitrógeno líquido y/o se expanden bien in vitro, en cultivo, bien in vivo, por inoculación en cavidad peritoneal de ratón. Así, se pueden obtener grandes cantidades de soluciones de medio de cultivo o de líquido ascítico desde donde las inmunoglobulinas específicas pueden purificarse por procedimientos convencionales.
La capacidad en un hibridoma establecido de producir los anticuerpos permanece indefinidamente y siempre es posible reconstituir la línea a partir de los clones congelados, con lo que la disponibilidad del anticuerpo producido así como la reproductibilidad del ensayo realizado con el mismo es permanente.
El desarrollo de esta técnica ha permitido ir introduciendo diferentes variedades metodológicas tales como el uso de linfocitos esplénicos estimulados por inmunización in vitro; la obtención de anticuerpos monoclonales humanos (via fusión de linfocitos humanos con mieloma murino); producción, a partir de monoclonales, de anticuerpos bifuncionales sintetizados químicamente (p.e. por agregación o por reasociación química) o por medio de la fusión, bien entre un hibridoma y un linfocito procedente de una inmunización, bien entre dos hibridomas; y aplicación de tecnologías de DNA recombinante sobre hibridomas.
Los anticuerpos monoclonales han sustituido a los sueros policlonales para las investigaciones llevadas a cabo en las que se requiere ensayos de alta afinidad, sensibilidad, y precisión, o bien donde se necesita trabajar en condiciones que permitan aumentar la detectabilidad de una técnica.
Así, se emplean en la actualidad en técnicas tales como la detección de antígenos celulares de superficie, identificación de líneas hematopoyéticas de células humanas, diagnóstico con aplicaciones forenses sobre muestras de alimentos, bebidas y drogas ingeridas, aplicaciones de diagnosis y terapéuticas sobre infecciones víricas o bacterianas (unos pocos nanogramos de anticuerpo bastarían para diagnosticar una infección pero, de la misma manera, una mayor cantidad de anticuerpo puede ser utilizado para aplicar una terapia adecuada sobre el paciente), aplicaciones en inmunoterapia y diagnosis de tumores in vivo, aplicaciones en cromatografía de inmunoafinidad para purificar determinadas moléculas a partir de preparaciones mixtas, inmunológicas para identificar aquellas moléculas que mejor puedan confeccionarse como vacunas,.... En definitiva, un gran número de posibilidades que convierten a este técnica en una herramienta de gran utilidad en el campo científico y con un amplio horizonte aún por descubrir.
Cuando un animal es inmunizado con un determinado antígeno, se produce una respuesta con producción y proliferación de múltiples clones de linfocitos en el animal, obteniéndose de su sangre un suero policlonal, con una amplia variedad de anticuerpos de diferente especificidad y afinidad.
Un clon derivado de la reproducción de un único linfocito producirá, por definición, anticuerpos monoclonales, con especificidad única. La imposibilidad de obtener cultivos de clones celulares de linfocitos-B normales que produzcan los anticuerpos de especificidad deseada ha llevado a buscar las técnicas artificiales que emulen una situación similar. Con tal fin, se pueden llevar a cabo dos procedimientos: la transformación in vitro de los linfocitos B (p.e. mutagénesis mediada por medio de virus oncogénicos) y la fusión de las células productoras de anticuerpos con células de mieloma las cuales confieren inmortalidad a las células B. Esta última es la base de la tecnología de producción de anticuerpos monoclonales, iniciada en 1975 por Kohler y Milstein [Nature, 256:495] y que, en esta última década se ha desarrollado enormemente, constituyendo una herramienta muy valiosa en múltiples estudios.
La contribución al desarrollo de los anticuerpos monoclonales les llevó a dichos autores a obtener, junto a Niels Jerne, el Premio Nobel en Medicina en 1984.
La obtención de anticuerpos monoclonales consiste básicamente en inmunizar animales (ratones Balb/c generalmente) contra el antígeno para el que se desea producir anticuerpos. Tras obtener una respuesta adecuada se aislan del animal los linfocitos B esplénicos (capaces de producir anticuerpos) y se fusionan por medio de polietilenglicol con células de líneas establecidas de mieloma, tumor del sistema inmune.
Algunos de los híbridos (heterocariontes formados por recombinación genética) combinarán la capacidad de los linfocitos de producir los anticuerpos deseados con la capacidad de proliferar indefinidamente in vitro de las células de mieloma. Las células mielomatosas, además, han de ser deficitarias en hipoxantina-guanina fosforribosil transferasa (HGPT) o timidina-quinasa (TK), enzimas necesarias para la vía silvestre de síntesis de precursores del DNA.
Tras la fusión, el genoma del linfocito compensa en el híbrido la deficiencia enzimática que presentaba la célula de mieloma por sí sola. Así, utilizando un medio de restricción adecuado se pueden eliminar las células de mieloma no híbridas, que son aquellas que no habrán compensado su carencia del enzima.
Una vez obtenidos los híbridos que establecerán ya una línea celular (hibridoma) se seleccionan aquellos que sean productores de las inmunoglobulinas específicas deseadas y, tras diversas fases de clonación para asegurar que las células obtenidas proceden de un único clon, los clones seleccionados se conservan por criopreservación en nitrógeno líquido y/o se expanden bien in vitro, en cultivo, bien in vivo, por inoculación en cavidad peritoneal de ratón. Así, se pueden obtener grandes cantidades de soluciones de medio de cultivo o de líquido ascítico desde donde las inmunoglobulinas específicas pueden purificarse por procedimientos convencionales.
La capacidad en un hibridoma establecido de producir los anticuerpos permanece indefinidamente y siempre es posible reconstituir la línea a partir de los clones congelados, con lo que la disponibilidad del anticuerpo producido así como la reproductibilidad del ensayo realizado con el mismo es permanente.
El desarrollo de esta técnica ha permitido ir introduciendo diferentes variedades metodológicas tales como el uso de linfocitos esplénicos estimulados por inmunización in vitro; la obtención de anticuerpos monoclonales humanos (via fusión de linfocitos humanos con mieloma murino); producción, a partir de monoclonales, de anticuerpos bifuncionales sintetizados químicamente (p.e. por agregación o por reasociación química) o por medio de la fusión, bien entre un hibridoma y un linfocito procedente de una inmunización, bien entre dos hibridomas; y aplicación de tecnologías de DNA recombinante sobre hibridomas.
Los anticuerpos monoclonales han sustituido a los sueros policlonales para las investigaciones llevadas a cabo en las que se requiere ensayos de alta afinidad, sensibilidad, y precisión, o bien donde se necesita trabajar en condiciones que permitan aumentar la detectabilidad de una técnica.
Así, se emplean en la actualidad en técnicas tales como la detección de antígenos celulares de superficie, identificación de líneas hematopoyéticas de células humanas, diagnóstico con aplicaciones forenses sobre muestras de alimentos, bebidas y drogas ingeridas, aplicaciones de diagnosis y terapéuticas sobre infecciones víricas o bacterianas (unos pocos nanogramos de anticuerpo bastarían para diagnosticar una infección pero, de la misma manera, una mayor cantidad de anticuerpo puede ser utilizado para aplicar una terapia adecuada sobre el paciente), aplicaciones en inmunoterapia y diagnosis de tumores in vivo, aplicaciones en cromatografía de inmunoafinidad para purificar determinadas moléculas a partir de preparaciones mixtas, inmunológicas para identificar aquellas moléculas que mejor puedan confeccionarse como vacunas,.... En definitiva, un gran número de posibilidades que convierten a este técnica en una herramienta de gran utilidad en el campo científico y con un amplio horizonte aún por descubrir.
El núcleo celular: un compartimento altamente estructurado
El núcleo esta organizado en diversos dominios estructurales y funcionales. Los más destacados, y por ello conocidos desde hace mucho tiempo, son la envuelta nuclear, la cromatina y el nucleolo. La primera, además de separar el interior nuclear del citoplasma, tiene un papel importante en la regulación del intercambio de moléculas entre ambos a través de los poros nucleares y se piensa que actúa como punto de fijación de la cromatina. Los cromosomas están dispuestos de forma ordenada en regiones concretas y no al azar e incluso su replicación ocurre con un patrón espacial determinado. En el nucleolo tienen lugar la transcripción de los pre-rRNA, su procesamiento y ensamblaje en las subunidades de los ribosomas.
Sin embargo, el uso de la microscopía convencional había limitado el estudio de otras estructuras debido a la alta densidad del núcleo y a la ausencia de membranas que envuelven los compartimentos intranucleares. Por ello, no fue hasta la identificación de anticuerpos que reconocían selectivamente dominios nucleares que se profundizó en el estudio del núcleo, descubriéndose (en algunos casos redescubriéndose) otros muchos cuerpos nucleares. Cabe destacar el gran avance de estos últimos diez años en el conocimiento de las estructuras implicadas en el procesamiento del pre-mRNA. Los mRNAs en eucariotas sufren diversas modificaciones desde que son sintetizados hasta su exportación al citoplasma: metilación de las adenosinas, adición de una estructura en "cap" en su extremo 5', la eliminación de residuos en su extremo 3' junto con la adición de una cola de poliadenosina y el "splicing" (eliminación de los intrones, o zonas del mRNA no necesarias para la síntesis de una proteína, dejando sólo los exones, regiones que encontramos en el RNA maduro). La mayoría de estos procesos se realizan difusamente por el nucleoplasma. Sin embargo, se diferencian tres estructuras que contienen los complejos de RNA y proteína encargados del "splicing" (snRNPs: ribonucleoproteínas nucleares pequeñas): las fibrillas de pericromatina (FP) de distribución más difusa, los gránulos de intercromatina (GI), 20-50 regiones de aspecto granular con alta concentración de snRNPs, y los "coiled bodies" (CB, literalmente, cuerpos trenzados o enrollados, siendo de una a cinco pequeñas esferas en una célula típica). Curiosamente los CB ya habían sido descritos por Ramón y Cajal en 1903, usando una tinción de plata en neuronas que los ponía de manifiesto al microscopio óptico, pero hubo de pasar más de medio siglo para que los microscopistas electrónicos los describieran como componentes universales en prácticamente todas las células eucariotas. Estas tres estructuras ricas en snRNPs tienen un carácter dinámico; por ejemplo, al inhibirse la síntesis de pre-mRNA (y por tanto el "splicing") FP y CB desaparecen, mientras que los GI crecen en tamaño. Se sabe que la acumulación de los pre-mRNA recién sintetizados y que están siendo procesados tiene lugar en las FP, y por ello se postula que en ellas es donde tiene lugar el "splicing". Los GI serían sitios de ensamblado de las snRNPs y almacén. En cuanto a los CB existe más controversia aunque la hipótesis más aceptada les otorga un papel en la maduración y procesamiento de las snRNPs, transporte y/o reciclado.
Un componente muy abundante en el nucleoplasma, aunque de distribución difusa, son las hnRNPs (ribonucleoproteínas nucleares heterogéneas), complejos ribonucleoproteicos que se unen al pre-mRNA desde que es sintetizado (en algunos casos posibilitando el "splicing") y participando en su transporte al citoplasma. Muchas hnRNPs se asocian a la matriz nuclear o nucleoesqueleto, estructura compuesta por complejos proteicos y ácidos nucleicos que no sólo es la encargada de mantener la compatimentación del núcleo sino que participa activamente en la organización del DNA, activando en muchos casos la expresión génica; además, sobre ella tiene lugar el procesamiento y transporte del mRNA.
Muy recientemente se han descubierto otros dominios, de los que no se sabe exactamente su función. Es el caso de los "gem" llamados así por aparecer acompañando al los CB como gemelos, los "PML bodies", en los que se concentra una proteína vinculada a un tipo de leucemia, etc. Continuamente , con nuevos descubrimientos, se pone de manifiesto la alta complejidad del núcleo celular.
Sin embargo, el uso de la microscopía convencional había limitado el estudio de otras estructuras debido a la alta densidad del núcleo y a la ausencia de membranas que envuelven los compartimentos intranucleares. Por ello, no fue hasta la identificación de anticuerpos que reconocían selectivamente dominios nucleares que se profundizó en el estudio del núcleo, descubriéndose (en algunos casos redescubriéndose) otros muchos cuerpos nucleares. Cabe destacar el gran avance de estos últimos diez años en el conocimiento de las estructuras implicadas en el procesamiento del pre-mRNA. Los mRNAs en eucariotas sufren diversas modificaciones desde que son sintetizados hasta su exportación al citoplasma: metilación de las adenosinas, adición de una estructura en "cap" en su extremo 5', la eliminación de residuos en su extremo 3' junto con la adición de una cola de poliadenosina y el "splicing" (eliminación de los intrones, o zonas del mRNA no necesarias para la síntesis de una proteína, dejando sólo los exones, regiones que encontramos en el RNA maduro). La mayoría de estos procesos se realizan difusamente por el nucleoplasma. Sin embargo, se diferencian tres estructuras que contienen los complejos de RNA y proteína encargados del "splicing" (snRNPs: ribonucleoproteínas nucleares pequeñas): las fibrillas de pericromatina (FP) de distribución más difusa, los gránulos de intercromatina (GI), 20-50 regiones de aspecto granular con alta concentración de snRNPs, y los "coiled bodies" (CB, literalmente, cuerpos trenzados o enrollados, siendo de una a cinco pequeñas esferas en una célula típica). Curiosamente los CB ya habían sido descritos por Ramón y Cajal en 1903, usando una tinción de plata en neuronas que los ponía de manifiesto al microscopio óptico, pero hubo de pasar más de medio siglo para que los microscopistas electrónicos los describieran como componentes universales en prácticamente todas las células eucariotas. Estas tres estructuras ricas en snRNPs tienen un carácter dinámico; por ejemplo, al inhibirse la síntesis de pre-mRNA (y por tanto el "splicing") FP y CB desaparecen, mientras que los GI crecen en tamaño. Se sabe que la acumulación de los pre-mRNA recién sintetizados y que están siendo procesados tiene lugar en las FP, y por ello se postula que en ellas es donde tiene lugar el "splicing". Los GI serían sitios de ensamblado de las snRNPs y almacén. En cuanto a los CB existe más controversia aunque la hipótesis más aceptada les otorga un papel en la maduración y procesamiento de las snRNPs, transporte y/o reciclado.
Un componente muy abundante en el nucleoplasma, aunque de distribución difusa, son las hnRNPs (ribonucleoproteínas nucleares heterogéneas), complejos ribonucleoproteicos que se unen al pre-mRNA desde que es sintetizado (en algunos casos posibilitando el "splicing") y participando en su transporte al citoplasma. Muchas hnRNPs se asocian a la matriz nuclear o nucleoesqueleto, estructura compuesta por complejos proteicos y ácidos nucleicos que no sólo es la encargada de mantener la compatimentación del núcleo sino que participa activamente en la organización del DNA, activando en muchos casos la expresión génica; además, sobre ella tiene lugar el procesamiento y transporte del mRNA.
Muy recientemente se han descubierto otros dominios, de los que no se sabe exactamente su función. Es el caso de los "gem" llamados así por aparecer acompañando al los CB como gemelos, los "PML bodies", en los que se concentra una proteína vinculada a un tipo de leucemia, etc. Continuamente , con nuevos descubrimientos, se pone de manifiesto la alta complejidad del núcleo celular.
Desarrollo y crecimiento vascular: De la investigación básica a las expectativas clínicas
Este número de Encuentros en la Biología se dedica al tema del desarrollo y crecimiento vascular. Este primer número monográfico de nuestra revista se ha gestado de forma espontánea al coincidir, sobre la mesa de los editores, tres artículos sobre diferentes aspectos de este tema. Esta coincidencia no puede achacarse sólo al azar. En los últimos años estamos asistiendo a una auténtica avalancha de resultados sobre los mecanismos que dirigen la diferenciación embrionaria y el crecimiento de los vasos sanguíneos (vasculogénesis y angiogénesis, respectivamente, temas de los artículos de José María Pérez Pomares e Ignacio Fajardo). Parecen especialmente importantes las aplicaciones que este conocimiento puede tener en el tratamiento de muchas enfermedades, en cuyo origen o evolución está implicado el desarrollo vascular. Pocos ejemplos son más contundentes acerca de la falta de límites entre la investigación básica y la aplicada. Cada vez parece menos utópico que lo que vamos conociendo acerca de cómo un capilar se diferencia, crece e invade un tejido, permita diseñar potentes armas contra el cáncer y otras enfermedades.
Pero vayamos por partes. En los años 70, Judah Folkman, de la Escuela Médica de Harvard, sugirió que los tumores cancerosos debían producir sustancias que estimularan su invasión por vasos sanguíneos. De esta forma los tumores podrían alimentarse y crecer. Muchos fueron escépticos ante esta propuesta. Se pensaba que las células cancerosas eran capaces de obtener nutrientes de su medio, sin necesidad de un suministro sanguíneo específico. Folkman persistió en su idea, y a principio de los 80 su equipo aisló e identificó una serie de factores angiogenéticos que provocaban la neovascularización de los tumores. El siguiente paso era fácil de imaginar. Si fuese posible inhibir la angiogénesis, si se pudiera evitar la vascularización de un tumor, tal vez se frenaría su crecimiento y su dispersión. De hecho, este enfoque presentaba una serie de ventajas. En principio, no parece que bloquear la neovascularización, el crecimiento de los vasos sanguíneos, pueda tener consecuencias graves para la salud. En condiciones normales sólo se ha descrito neovascularización en la formación del cuerpo lúteo del ovario. Por otro lado, una estrategia basada en bloquear el crecimiento vascular iría dirigida contra células normales, no contra las tumorales, evitando así el fenómeno de la progresiva resistencia a la quimioterapia que presentan estas últimas, muy propensas a las mutaciones.
Varios equipos se dedican a la búsqueda de sustancias que bloqueen la angiogénesis, bien impidiendo el desarrollo de nuevos vasos, promoviendo selectivamente su desaparición por apoptosis, o incluso ¡provocando la aparición de trombos que los obturen! [Huang et al., Science, 275:547 (1997)]. Los descubrimientos, a veces espectaculares, se han sucedido con rapidez. El grupo de Napoleone Ferrara en Genentech (San Francisco) logró detener el crecimiento de un tumor en ratones sólo con la administración de anticuerpos contra el VEGF (vascular endothelial growth factor), un factor de crecimiento y supervivencia de las células endoteliales [Kim et al., Nature, 362:841 (1993)]. Poco después, un grupo alemán demostraba que en ratones carentes del receptor tipo 2 para el VEGF se inhibía el crecimiento de glioblastomas [Millauer et al., Nature, 367:576 (1994)]. Parecía claro que el sistema VEGF y su receptor, fundamentales en la diferenciación y crecimiento vascular, también eran necesarios para la progresión de los tumores sólidos. Ese mismo año el grupo de Folkman descubría un factor inhibidor de la vascularización tumoral producido, de forma sorprendente, por los propios tumores. La angiostatina, un fragmento del plasminógeno, era capaz de inhibir específicamente la proliferación endotelial y, de forma colateral, el crecimiento de los tumores [O¹Reilly et al., Cell, 79:315 (1994)]. Esto probablemente explica por qué la extirpación de un tumor primario estimula el crecimiento de los focos secundarios. La angiostatina, que al parecer actúa haciendo al endotelio refractario a los estímulos angiogénicos, es capaz de provocar la regresión de los tumores [O¹Reilly et al., Nature Medicine, 2:689 (1996)]. El más reciente descubrimiento de Folkman y su equipo es la endostatina, un fragmento C-terminal de 20 Kd del colágeno XVIII, también producido por un tumor, el hemangioendotelioma [O¹Reilly et al., Cell, 88:277 (1997)]. La endostatina ha sido capaz de provocar la regresión de grandes tumores primarios hasta tamaños microscópicos, sin provocar efectos tóxicos. Seis ciclos de suministro y retirada de endostatina a ratones promovieron otros tantos ciclos de regresión y crecimiento de los tumores que portaban, sin que apareciesen fenómenos de resistencia a la droga.
Es importante que estos descubrimientos, aunque prometedores, no levanten entusiasmos excesivos. Habrá que esperar a los ensayos clínicos para saber qué efectos pueden tener estas substancias sobre tumores que han tenido un desarrollo mucho más prolongado que el de los modelos experimentales, así como los posibles efectos secundarios de una terapia a largo plazo.
Los inhibidores de la angiogénesis podrían tener aplicación en otros campos de la medicina. La retinopatía diabética, principal causa de ceguera en los países desarrollados, es causada por la neovascularización de la retina. Las estrategias de bloqueo del crecimiento vascular podrían ser de aplicación en estos casos. Por último, debemos comentar que, en ciertos casos, podría ser muy interesante conocer también cómo estimular la neovascularización. Estamos pensando en la primera causa de mortalidad en los países desarrollados, el infarto de miocardio. En determinados modelos animales se ha descubierto que un miocardio sometido a una isquemia transitoria (mediante el pinzamiento de una arteria coronaria) es capaz de desarrollar con bastante rapidez una red de capilares que nutren la región infartada impidiendo su necrosis. Los mecanismos celulares y moleculares que controlan esta respuesta están siendo desvelados poco a poco. Tal vez, esto podría permitir en el futuro combatir las secuelas de un infarto agudo promoviendo la revascularización activa del tejido cardiaco que se ha quedado sin suministro sanguíneo.
En resumen, parece claro que las investigaciones sobre el desarrollo y crecimiento del sistema vascular están abriendo perspectivas insospechadas sobre los principales problemas que aquejan a la salud de los humanos.
Pero vayamos por partes. En los años 70, Judah Folkman, de la Escuela Médica de Harvard, sugirió que los tumores cancerosos debían producir sustancias que estimularan su invasión por vasos sanguíneos. De esta forma los tumores podrían alimentarse y crecer. Muchos fueron escépticos ante esta propuesta. Se pensaba que las células cancerosas eran capaces de obtener nutrientes de su medio, sin necesidad de un suministro sanguíneo específico. Folkman persistió en su idea, y a principio de los 80 su equipo aisló e identificó una serie de factores angiogenéticos que provocaban la neovascularización de los tumores. El siguiente paso era fácil de imaginar. Si fuese posible inhibir la angiogénesis, si se pudiera evitar la vascularización de un tumor, tal vez se frenaría su crecimiento y su dispersión. De hecho, este enfoque presentaba una serie de ventajas. En principio, no parece que bloquear la neovascularización, el crecimiento de los vasos sanguíneos, pueda tener consecuencias graves para la salud. En condiciones normales sólo se ha descrito neovascularización en la formación del cuerpo lúteo del ovario. Por otro lado, una estrategia basada en bloquear el crecimiento vascular iría dirigida contra células normales, no contra las tumorales, evitando así el fenómeno de la progresiva resistencia a la quimioterapia que presentan estas últimas, muy propensas a las mutaciones.
Varios equipos se dedican a la búsqueda de sustancias que bloqueen la angiogénesis, bien impidiendo el desarrollo de nuevos vasos, promoviendo selectivamente su desaparición por apoptosis, o incluso ¡provocando la aparición de trombos que los obturen! [Huang et al., Science, 275:547 (1997)]. Los descubrimientos, a veces espectaculares, se han sucedido con rapidez. El grupo de Napoleone Ferrara en Genentech (San Francisco) logró detener el crecimiento de un tumor en ratones sólo con la administración de anticuerpos contra el VEGF (vascular endothelial growth factor), un factor de crecimiento y supervivencia de las células endoteliales [Kim et al., Nature, 362:841 (1993)]. Poco después, un grupo alemán demostraba que en ratones carentes del receptor tipo 2 para el VEGF se inhibía el crecimiento de glioblastomas [Millauer et al., Nature, 367:576 (1994)]. Parecía claro que el sistema VEGF y su receptor, fundamentales en la diferenciación y crecimiento vascular, también eran necesarios para la progresión de los tumores sólidos. Ese mismo año el grupo de Folkman descubría un factor inhibidor de la vascularización tumoral producido, de forma sorprendente, por los propios tumores. La angiostatina, un fragmento del plasminógeno, era capaz de inhibir específicamente la proliferación endotelial y, de forma colateral, el crecimiento de los tumores [O¹Reilly et al., Cell, 79:315 (1994)]. Esto probablemente explica por qué la extirpación de un tumor primario estimula el crecimiento de los focos secundarios. La angiostatina, que al parecer actúa haciendo al endotelio refractario a los estímulos angiogénicos, es capaz de provocar la regresión de los tumores [O¹Reilly et al., Nature Medicine, 2:689 (1996)]. El más reciente descubrimiento de Folkman y su equipo es la endostatina, un fragmento C-terminal de 20 Kd del colágeno XVIII, también producido por un tumor, el hemangioendotelioma [O¹Reilly et al., Cell, 88:277 (1997)]. La endostatina ha sido capaz de provocar la regresión de grandes tumores primarios hasta tamaños microscópicos, sin provocar efectos tóxicos. Seis ciclos de suministro y retirada de endostatina a ratones promovieron otros tantos ciclos de regresión y crecimiento de los tumores que portaban, sin que apareciesen fenómenos de resistencia a la droga.
Es importante que estos descubrimientos, aunque prometedores, no levanten entusiasmos excesivos. Habrá que esperar a los ensayos clínicos para saber qué efectos pueden tener estas substancias sobre tumores que han tenido un desarrollo mucho más prolongado que el de los modelos experimentales, así como los posibles efectos secundarios de una terapia a largo plazo.
Los inhibidores de la angiogénesis podrían tener aplicación en otros campos de la medicina. La retinopatía diabética, principal causa de ceguera en los países desarrollados, es causada por la neovascularización de la retina. Las estrategias de bloqueo del crecimiento vascular podrían ser de aplicación en estos casos. Por último, debemos comentar que, en ciertos casos, podría ser muy interesante conocer también cómo estimular la neovascularización. Estamos pensando en la primera causa de mortalidad en los países desarrollados, el infarto de miocardio. En determinados modelos animales se ha descubierto que un miocardio sometido a una isquemia transitoria (mediante el pinzamiento de una arteria coronaria) es capaz de desarrollar con bastante rapidez una red de capilares que nutren la región infartada impidiendo su necrosis. Los mecanismos celulares y moleculares que controlan esta respuesta están siendo desvelados poco a poco. Tal vez, esto podría permitir en el futuro combatir las secuelas de un infarto agudo promoviendo la revascularización activa del tejido cardiaco que se ha quedado sin suministro sanguíneo.
En resumen, parece claro que las investigaciones sobre el desarrollo y crecimiento del sistema vascular están abriendo perspectivas insospechadas sobre los principales problemas que aquejan a la salud de los humanos.
No hay comentarios:
Publicar un comentario