$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
El cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo. Por lo tanto, existe la demanda de desarrollar modelos de enfermedades experimentales fiables para obtener una mejor comprensión de la enfermedad, así como para explorar posibles enfoques terapéuticos. Uno de los modelos experimentales in vivo más utilizados para estudiar el desarrollo del cáncer de piel es el modelo de carcinogénesis cutánea de dos etapas inducido químicamentemodelo1,2. El modelo proporciona una herramienta para estudiar la iniciación, promoción y progresión del tumor, además de eventos específicos como la infiltración de células inmunitarias y la angiogénesis.
Para utilizar el modelo de carcinogénesis cutánea de dos etapas, la piel posterior de los ratones se trata con dos sustancias químicas diferentes que juntos inducen la formación de tumores. El modelo se inicia con una dosis baja del mutágeno, DMBA, seguida de una exposición prolongada al promotor tumoral, TPA3 (Figura 1). DMBA muta el ADN aleatoriamente mediante la formación de aductos covalentes con el ADN de células epidérmicas y células madre de queratinocitos primarios4,5,6,7. Algunas de estas mutaciones aleatorias tienen lugar en un protooncógeno, como Hras1 (también se detectan mutaciones en Kras y Nras) y la conversión de protooncogenes a oncogenes impulsa la formación tumoral bajo estímulos adecuados. TPA, a su vez, es el agente que promueve el crecimiento tumoral más comúnmente utilizado. Su diana molecular es la proteína quinasa C (PKC)8. TPA también activa la señalización Wnt/a-catenina que es crucial para la formación de tumores en el modelo9. La exposición repetida y prolongada al agente promotor conduce a una mayor señalización celular, una mayor producción de factores de crecimiento y una reacción inflamatoria local, que son evidentes debido al aumento de la síntesis de ADN y la infiltración de células inflamatorias en la piel tratada.
Se han identificado los principales mediadores inflamatorios en el modelo DMBA-TPA10. Se sabe que la interleucina-17A (IL-17A) es particularmente tumorigénica en el DMBA-TPA modelo11,12. Trabaja en sinergia con la interleucina 6 (IL-6) y participa en la captación de macrófagos y neutrófilos13,14. Además, se ha demostrado que los células CD4+ T y los neutrófilos son tumorígenos en el modelo DMBA-TPA. Por último, los macrófagos también pueden promover la tumorigenesis en el modelo15,16,17.
Durante la fase de promoción, se mejora la proliferación celular de las células mutadas y se mantiene una hiperplasia sostenida de la epidermis1. Esto conduce al desarrollo del papiloma en la piel en 10-20 semanas, después de lo cual los papilomas comienzan a convertirse en tumores malignos, carcinomas de células escamosas (SCC)2. Sin embargo, menos del 10% de los papilomas progresan a neoplasia maligna, aunque este porcentaje también depende del trasfondo genético de los ratones2,18. Durante décadas no se supo qué tipo de células fueron mutadas inicialmente en los tumores que conducen a la neoplasia maligna, a pesar de que algunos estudios habían reportado características claramente distintas en los tumores malignos en comparación con papilomas benignos19,20. Sin embargo, estudios recientes han aumentado en gran medida nuestra comprensión sobre el origen clónico de la formación de tumores en el DMBA-TPA modelo21. 22. 23. Se demostró que tanto las células epiteliales derivadas de la médula ósea como las células madre del folículo piloso contribuyen a la formación tumoral22. Estudios de trazado de linaje específicos de la etapa han revelado que los papilomas benignos son de origen monoclonal, pero reclutan nuevas poblaciones de células epiteliales21,23. Sin embargo, sólo uno de los clones celulares funciona como conductor de la carcinogénesis; contiene una mutación de Hras23. La progresión a la formación de carcinoma se asocia con un barrido clonal23.
El carcinógeno DMBA inicia la formación de papiloma y TPA promueve el crecimiento tumoral. Por lo tanto, la iniciación del tumor se puede estudiar por separado de la promoción interrumpiendo el experimento antes del período de tratamiento con TPA. A medida que la progresión del tumor se estudia semanalmente, ofrece una gran oportunidad para el análisis detallado del crecimiento tumoral a lo largo del estudio. Debido a que los tumores son generados por sustancias químicas externas, una mutación oncogénica en la línea germinal es innecesaria. Por lo tanto, el estudio de los efectos de un fondo genético (por ejemplo, nocaut/transgén frente a tipo salvaje) en la tumorigenesis es sencillo2. En resumen, el modelo de cáncer de piel DMBA/TPA es un enfoque particularmente útil para estudiar el papel del sistema inmunitario en la progresión tumoral, así como para la evaluación de los pasos de iniciación y promoción del tumor de forma independiente o interdependiente.

Figura 1: Esquema del modelo de carcinogénesis de la piel inducido por DMBA-TPA. El DMBA carcinógeno se aplica tópicamente para inducir mutaciones de ADN en la fase de iniciación del modelo. El agente promotor del crecimiento TPA se administra 2 veces a la semana para mejorar la proliferación celular durante la fase de promoción, lo que conduce al desarrollo de papilomas en la piel. Los animales son sacrificados después de que la respuesta del papiloma alcanza una meseta, generalmente dentro de las semanas 15-20, dependiendo del trasfondo genético de los ratones. Una pequeña proporción de los papilomas puede convertirse aún más en SCCs dentro de 20-50 semanas. Para estudiar los primeros eventos en la fase de iniciación y promoción temprana, se pueden recoger muestras (por ejemplo, poco después de la segunda solicitud de TPA). Se muestra una fotografía representativa y una sección transversal teñida de papilomas sobre una piel de ratón C57BL/6 después de 19 semanas de tratamiento. Barra de escala de 0,1 mm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.