Los genes supresores de tumores producen proteínas que regulan el crecimiento de las células y juegan un papel importante en la prevención del desarrollo de células cancerosas.
Cuando los genes supresores de tumores se alteran o inactivan debido a una mutación (ya sea una que está presente al nacer o una que ocurre más adelante en la vida), producen proteínas que son menos efectivas para controlar el crecimiento y/o la reparación celular. El resultado es un crecimiento descontrolado de células dañadas o anormales, lo que conduce a un crecimiento descontrolado y al desarrollo de tumores cancerosos.
Los genes supresores de tumores también se conocen como antioncogenes o genes de pérdida de función.
Tipos de genes supresores de tumores
Los genes supresores de tumores vienen en tres tipos principales. Cada tipo tiene una función diferente:
- Decirle a las células que reduzcan la velocidad y dejen de dividirse
- Reparar el daño al ADN celular que resulta de la división y que podría provocar cáncer
- Hacer que las células dañadas inicien un proceso llamado muerte celular programada o apoptosis
Oncogenes frente a genes supresores de tumores
Dos tipos principales de genes están involucrados en el desarrollo del cáncer: oncogenes y genes supresores de tumores. El término oncogenes significa literalmente «genes del cáncer», y estos genes dan como resultado el crecimiento descontrolado de las células. (Los protooncogenes son los genes que ayudan a las células a crecer y, cuando mutan y funcionan mal, se denominan oncogenes).
Los genes supresores de tumores son más fáciles de describir usando una analogía.
Analogía con la conducción: los genes supresores de tumores son los frenos
Cada vez más, la investigación del cáncer está profundizando en la inmunoterapia debido a los «interruptores de encendido y apagado» para el cáncer que se han descubierto. Puede volverse muy técnico y confuso, por lo que puede ser útil pensar en las células como automóviles.
Cada celda tiene un acelerador y frenos. En autos normales, ambos funcionan bien. Múltiples procesos aseguran que se mantengan en equilibrio para que el automóvil se mueva de manera constante, pero no se estrelle.
El cáncer comienza con una serie de mutaciones en los genes. Los genes funcionan como un modelo para producir proteínas con diferentes funciones. Algunas mutaciones no son gran cosa: avanzan silenciosamente y no alteran nada. Se llaman mutaciones de pasajeros.
Luego llegamos a las mutaciones del conductor. El conductor puede decidir ir demasiado rápido o demasiado lento, y son estas mutaciones del conductor las que impulsan el crecimiento de las células cancerosas.
El cáncer puede estar relacionado con problemas con el acelerador o los frenos, pero a menudo, el daño tanto a los oncogenes como a los genes supresores de tumores ocurre antes de que se desarrolle el cáncer. En otras palabras, el acelerador tiene que estar pegado al piso Y los frenos tienen que funcionar mal. El hecho de que el cáncer a menudo requiera una serie de mutaciones diferentes es, en parte, la razón por la cual el cáncer es más común en las personas mayores. Más tiempo permite más mutaciones.
En esta analogía del coche:
- Los oncogenes son los genes que controlan el acelerador.
- Los genes supresores de tumores controlan los frenos
Usando esta analogía en referencia a los diferentes tipos de genes supresores de tumores enumerados anteriormente:
- Algunos tipos son responsables de pisar los frenos
- Algunos reparan frenos rotos
- Otros remolcan el auto cuando no se puede arreglar
Herencia y oncogenes frente a genes supresores de tumores
Existen varias diferencias importantes entre los oncogenes y los genes supresores de tumores en el cáncer.
En general, los oncogenes son dominante. En nuestros cuerpos, tenemos dos conjuntos de cada uno de nuestros cromosomas y dos conjuntos de genes: uno de cada uno de nuestros padres. Con genes dominantes, solo una de las dos copias necesita estar mutada o anormal para que ocurra un efecto negativo.
Tomemos, por ejemplo, los ojos marrones. Si las personas heredan una copia del gen de ojos marrones y una copia del gen de ojos azules, su color de ojos siempre será marrón. En la analogía del automóvil, solo se necesita una copia de un gen mutado que controle el acelerador para que el automóvil pierda el control (solo uno de los dos protooncogenes necesita mutarse para convertirse en un oncogén).
Los genes supresores de tumores, por el contrario, tienden a ser recesivo. Es decir, al igual que se necesitan dos genes de ojos azules para tener ojos azules, dos genes supresores deben estar dañados para contribuir al cáncer.
Es importante tener en cuenta que la relación entre los oncogenes y los genes supresores de tumores es mucho más compleja que esto, y los dos a menudo están entrelazados. Por ejemplo, una mutación en un gen supresor puede dar lugar a proteínas que no pueden reparar mutaciones en un oncogén, y esta interacción impulsa el proceso.
Genes supresores de tumores y la «hipótesis de 2 hits»
Comprender la naturaleza recesiva de los genes supresores de tumores puede ser útil para comprender las predisposiciones genéticas y el cáncer hereditario.
Ejemplos de genes supresores de tumores son los genes BRCA1/BRCA2, también conocidos como «genes del cáncer de mama». Las personas que tienen una mutación en uno de estos genes tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer de mama (entre otros tipos de cáncer).
Sin embargo, no todas las personas con el gen desarrollan cáncer de mama. La primera copia de estos genes muta al nacer, pero no es hasta que ocurre otra mutación después del nacimiento (una mutación adquirida o una mutación somática) que se producen proteínas de reparación anormales que aumentan el riesgo de cáncer.
Es importante tener en cuenta que hay varios genes asociados con el desarrollo del cáncer de mama (no solo genes BRCA), para los cuales se dispone de pruebas genéticas, y se cree que muchos de estos son genes supresores de tumores.
Esta naturaleza recesiva es a lo que se hace referencia en la «hipótesis de 2 hits» del cáncer. La primera copia (en el ejemplo anterior, la copia heredada del gen defectuoso) es el primer acierto, y una mutación posterior en la otra copia del gen más adelante en la vida es el segundo acierto.
Cabe destacar que tener «2 aciertos» por sí solo no es suficiente para provocar cáncer. El daño a las células de ADN (del medio ambiente o debido a procesos metabólicos normales en las células) debe entonces ocurrir, y juntas las dos copias mutadas del gen supresor de tumores no pueden crear proteínas efectivas para reparar el daño.
Genes supresores de tumores y cáncer hereditario
Según la Sociedad Estadounidense del Cáncer, los síndromes de cáncer hereditarios representan entre el 5% y el 10% de los cánceres, pero los estudios sugieren que el porcentaje de cánceres que se pueden atribuir a estos genes puede ser mucho mayor. La detección genética ahora está disponible para varios de estos síndromes, pero en muchos casos, no se puede encontrar una predisposición genética con las pruebas. En este caso, es muy útil que las personas trabajen con un asesor genético que pueda comprender más sobre el riesgo en función de los antecedentes familiares.
Dos funciones básicas de los genes supresores de tumores: guardianes y guardianes
Como se señaló anteriormente, los genes supresores de tumores pueden funcionar como los «frenos» del automóvil de tres maneras principales, pero inhibiendo el crecimiento celular, reparando el ADN roto o causando la muerte de una célula. Estos tipos de genes supresores de tumores pueden considerarse como genes «guardianes».
Sin embargo, algunos genes supresores de tumores funcionan más como un papel de cuidador. Estos genes crean proteínas que supervisan y regulan muchas de las funciones de otros genes para mantener la estabilidad del ADN.
En los ejemplos a continuación, Rb, APC y p53 funcionan como guardianes. Por el contrario, los genes BRCA1/BRCA2 funcionan más como cuidadores y regulan la actividad de otras proteínas involucradas en el crecimiento y la reparación celular.
Ejemplos
Se han identificado muchos genes supresores de tumores diferentes y es probable que se identifiquen muchos más en el futuro.
Historia
Los genes supresores de tumores se identificaron por primera vez en niños con retinoblastoma. En el retinoblastoma, a diferencia de muchos genes supresores de tumores, el gen tumoral que se hereda es dominante y, por lo tanto, permite que se desarrollen cánceres en niños pequeños. Si uno de los padres porta el gen mutado, entonces el 50 por ciento de sus hijos heredarán el gen y estarán en riesgo de retinoblastoma.
Ejemplos comunes
Algunos ejemplos de genes supresores de tumores asociados con el cáncer incluyen:
- RB: el gen supresor responsable del retinoblastoma
- Gen p53: El gen p53 crea la proteína p53 que regula la reparación del gen en las células. Las mutaciones en este gen están implicadas en alrededor del 50 por ciento de los cánceres. Las mutaciones hereditarias en el gen p53 son mucho menos comunes que las mutaciones adquiridas y dan como resultado la condición hereditaria conocida como síndrome de Li Fraumeni. El p53 codifica proteínas que le dicen a las células que mueran si están dañadas sin posibilidad de reparación, un proceso conocido como apoptosis.
- Genes BRCA1/BRCA2: estos genes son responsables de alrededor del 5 al 10 por ciento de los cánceres de mama, pero tanto las mutaciones del gen BRCA1 como las mutaciones del gen BRCA2 también están asociadas con un mayor riesgo de otros tipos de cáncer. (BRCA2 también está relacionado con un mayor riesgo de cáncer de pulmón en las mujeres).
- Gen APC: estos genes están asociados con un mayor riesgo de cáncer de colon en las personas con poliposis adenomatosa familiar.
- Gen PTEN: El gen PTEN es uno de los genes no BRCA que pueden aumentar el riesgo de que una mujer desarrolle cáncer de mama (hasta un 85 por ciento de riesgo de por vida). Se asocia con el síndrome de tumor hamartomatoso PTEN y el síndrome de Cowden. El gen codifica proteínas que ayudan en el crecimiento celular pero también ayudan a que las células se mantengan juntas. Cuando el gen está mutado, existe un mayor riesgo de que las células cancerosas se «desprendieron» o metastatizaron.
En la actualidad, se han identificado más de 1200 genes supresores de tumores humanos. La Universidad de Texas tiene una base de datos de genes supresores de tumores que enumera muchos de estos genes.
Genes supresores de tumores y tratamientos contra el cáncer
Comprender los genes supresores de tumores también puede ayudar a explicar un poco por qué las terapias, como la quimioterapia, no curan completamente el cáncer. Algunos tratamientos contra el cáncer funcionan para estimular a las células a cometer suicidio. Dado que algunos genes supresores de tumores desencadenan el proceso de apoptosis (muerte celular), cuando no funcionan correctamente, es posible que las células cancerosas no puedan pasar por el proceso de apoptosis como lo harían otras células.
Una palabra de MEDSALUD
Aprender sobre la función de los genes supresores de tumores y los oncogenes involucrados en la formación del cáncer, así como las características de las células cancerosas y cómo las células cancerosas difieren de las células normales, puede ayudar a los investigadores a buscar nuevas formas de identificar a las personas con riesgo de cáncer y para tratar los cánceres que ocurren.
Los expertos saben que no son solo los cambios en los genomas los que importan, sino que la modificación de la forma en que se expresan los genes sin cambios genéticos (conocida como epigenética) desempeña un papel en el cáncer. Es posible que los cambios en el entorno de nuestros tejidos puedan afectar la «expresión» de las proteínas supresoras de tumores producidas por estos genes.
Por ejemplo, un estudio analizó el papel que las hierbas medicinales pueden desempeñar en la activación de moléculas supresoras de tumores, y varios otros estudios han analizado el papel de los patrones dietéticos en la activación del supresor de tumores.