38.4
Las células cancerosas exhiben un fenotipo mutador caracterizado por mecanismos defectuosos de reparación del ADN que conducen a tasas de mutación más altas de lo normal. Su tolerancia a las mutaciones, incluso en los genes críticos del ciclo celular, les confiere ventajas de supervivencia sobre las células normales.
Por ejemplo, las células normales dejan de dividirse una vez que entran en contacto con otra célula, en un fenómeno conocido como inhibición de contacto. Sin embargo, algunas células pueden mutar para superar la inhibición del contacto y amontonarse unas encima de otras, formando una masa tumoral.
Sin embargo, estas células tumorales no pueden seguir proliferando para siempre. En algún momento, pueden sufrir senescencia celular replicativa, un fenómeno en el que las células dejan de dividirse después de un cierto número de divisiones celulares.
Por lo tanto, algunas células tumorales mutan aún más para superar este obstáculo y volverse cancerosas. En primer lugar, aumentan su tasa de división celular para compensar la pérdida de células debido a la senescencia celular. En segundo lugar, pueden evadir la apoptosis, lo que resulta en la supervivencia prolongada de las células viejas y dañadas.
El tumor crece, las células en el interior de un tumor grande reciben menos oxígeno, un fenómeno llamado hipoxia. Esto limita la capacidad de crecimiento de las células y puede desencadenar necrosis celular dentro del tumor.
Las células cancerosas superan este desafío con dos mutaciones ventajosas. En primer lugar, promueven la angiogénesis, el proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos alrededor del tumor en crecimiento que pueden suministrar más oxígeno y nutrientes a las células.
El segundo es un cambio metabólico del metabolismo oxidativo al glucolítico.
En las células normales, la glucosa se metaboliza en piruvato por glucólisis. En condiciones aeróbicas, el piruvato se metaboliza a través de la fosforilación oxidativa para producir un rendimiento de ATP grande pero más lento. En condiciones anaeróbicas, como durante la actividad muscular intensa, las células metabolizan el piruvato en lactato mediante glucólisis anaeróbica con un rendimiento de ATP bajo pero rápido.
Para impulsar un crecimiento rápido, las células cancerosas absorben 100 veces más glucosa que las células normales, que se convierte en piruvato a través de la glucólisis. Luego, el piruvato se metaboliza rápidamente en lactato por glucólisis anaeróbica, independientemente de la disponibilidad de oxígeno. Este fenómeno se denomina efecto Warburg.
A pesar de que la glucólisis anaeróbica es menos eficiente que la fosforilación oxidativa, proporciona ráfagas rápidas de ATP para la proliferación del cáncer.
Las células cancerosas acumulan cambios genéticos a un ritmo anormalmente rápido debido a defectos en los mecanismos de reparación del ADN. Desde una perspectiva evolutiva, dicha inestabilidad genética es ventajosa para el desarrollo del cáncer. Las líneas celulares mutantes acumulan una serie de mutaciones beneficiosas que contribuyen a su progresión hacia el cáncer.
Algunas de las ventajas que las células cancerosas tienen sobre las células normales incluyen: mayor capacidad para dividirse sin diferenciarse terminalmente, inducir la formación de nuevos vasos sanguíneos, superar la inhibición por contacto para formar una gran masa de células, escapar de la apoptosis e invadir y colonizar otros tejidos. Las células cancerosas también tienen una mayor tolerancia a las mutaciones y un metabolismo alterado para una rápida producción de energía.
Células cancerosas y telómeros.
La senescencia celular generalmente depende del acortamiento progresivo de los extremos de los cromosomas llamados telómeros. Las células producen una enzima transcriptasa inversa llamada telomerasa que previene el acortamiento de los telómeros durante los sucesivos ciclos de división celular. Sin embargo, después de un cierto número de divisiones celulares, la expresión de las enzimas telomerasas disminuye, empujando a la célula hacia la apoptosis. Las células cancerosas superan esta presión de selección sobreexpresando la enzima telomerasa, lo que permite que las células continúen la división celular y retrasen la senescencia celular.
hipoxia
Los tumores de rápido crecimiento deben ir acompañados de una vasculatura rápida para proporcionar oxígeno y nutrientes a todas las células tumorales. Debido al límite de difusión del oxígeno, el núcleo interno de un tumor grande tiene deficiencia de oxígeno y, por lo tanto, tiene un ambiente hipóxico. Al mismo tiempo, la capa exterior de células, que está enriquecida con vasos sanguíneos, continúa proliferando. Las células del núcleo interno comienzan lentamente a perder viabilidad debido a la falta de oxígeno, creando un gradiente de viabilidad celular en toda la masa tumoral. Curiosamente, las células hipóxicas muestran una mayor resistencia a la radio y la quimioterapia debido a la reducción de la producción de especies reactivas de oxígeno y a la alteración del metabolismo.
Además, las condiciones hipóxicas inducen la expresión de factores inducibles por hipoxia (HIF), que modulan la expresión de una amplia gama de genes implicados en la angiogénesis, la supervivencia y muerte celular, el metabolismo, la adhesión célula-célula, la remodelación de la matriz extracelular, la migración y la metástasis. .
Las células cancerosas exhiben un fenotipo mutador caracterizado por mecanismos defectuosos de reparación del ADN que conducen a tasas de mutación más altas de lo normal. Su tolerancia a las mutaciones, incluso en los genes críticos del ciclo celular, les confiere ventajas de supervivencia sobre las células normales.
Por ejemplo, las células normales dejan de dividirse una vez que entran en contacto con otra célula, en un fenómeno conocido como inhibición de contacto. Sin embargo, algunas células pueden mutar para superar la inhibición del contacto y amontonarse unas encima de otras, formando una masa tumoral.
Sin embargo, estas células tumorales no pueden seguir proliferando para siempre. En algún momento, pueden sufrir senescencia celular replicativa, un fenómeno en el que las células dejan de dividirse después de un cierto número de divisiones celulares.
Por lo tanto, algunas células tumorales mutan aún más para superar este obstáculo y volverse cancerosas. En primer lugar, aumentan su tasa de división celular para compensar la pérdida de células debido a la senescencia celular. En segundo lugar, pueden evadir la apoptosis, lo que resulta en la supervivencia prolongada de las células viejas y dañadas.
El tumor crece, las células en el interior de un tumor grande reciben menos oxígeno, un fenómeno llamado hipoxia. Esto limita la capacidad de crecimiento de las células y puede desencadenar necrosis celular dentro del tumor.
Las células cancerosas superan este desafío con dos mutaciones ventajosas. En primer lugar, promueven la angiogénesis, el proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos alrededor del tumor en crecimiento que pueden suministrar más oxígeno y nutrientes a las células.
El segundo es un cambio metabólico del metabolismo oxidativo al glucolítico.
En las células normales, la glucosa se metaboliza en piruvato por glucólisis. En condiciones aeróbicas, el piruvato se metaboliza a través de la fosforilación oxidativa para producir un rendimiento de ATP grande pero más lento. En condiciones anaeróbicas, como durante la actividad muscular intensa, las células metabolizan el piruvato en lactato mediante glucólisis anaeróbica con un rendimiento de ATP bajo pero rápido.
Para impulsar un crecimiento rápido, las células cancerosas absorben 100 veces más glucosa que las células normales, que se convierte en piruvato a través de la glucólisis. Luego, el piruvato se metaboliza rápidamente en lactato por glucólisis anaeróbica, independientemente de la disponibilidad de oxígeno. Este fenómeno se denomina efecto Warburg.
A pesar de que la glucólisis anaeróbica es menos eficiente que la fosforilación oxidativa, proporciona ráfagas rápidas de ATP para la proliferación del cáncer.
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