Steve Gschmeissner/ Science Photo LibraryUna célula de cáncer de boca (en rojo), observada bajo el microscopio electrónico de barridoSteve Gschmeissner/ Science Photo Library
El bombardeo de un tumor con rayos X puede impedir que éste se difunda por el cuerpo. Pero se trata de un procedimiento delicado. Aunque la radioterapia elimine la mayoría de las células cancerígenas al dañar el ADN e inducir su muerte, las pocas sobrevivientes pueden sufrir mutaciones que las hacen inmunes a los efectos de la radiación y aumentan su capacidad de reproducción. De esa forma, el tumor vuelve a crecer, más velozmente y con mayor resistencia, y la única opción de los médicos consiste en extirparlo por medio de una cirugía. Sin embargo, en el caso del cáncer de cabeza y cuello, este último recurso generalmente es mutilador. Ocasiona daños estéticos, en la deglución, el habla, e incluso en la respiración.
En busca de un modo más eficiente para combatir este tipo de tumor, un equipo multidisciplinario compuesto por 18 investigadores de Minas Gerais y de São Paulo desarrolló una estrategia prometedora tendiente a sensibilizar a las células tumorales ante los efectos de la radiación. Los resultados de esta investigación, que se publicaron en mayo de este año en el Journal of Cancer Science and Therapy, y que aún se encuentran en fase preclínica, sugieren que la radioterapia, acompañada de un procedimiento que impide la libre circulación de iones de calcio en el núcleo de las células, puede reducir a la mitad el tiempo de exposición a la radiación y disminuir drásticamente el riesgo de reincidencia del tumor.
La estrategia fue concebida por la investigadora Lídia Maria Andrade, bajo la supervisión de la bióloga celular Maria de Fátima Leite, de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), y del inmunólogo Olindo Assis Martins Filho, del Centro de investigaciones René Rachou, dependiente de la Fundación Oswaldo Cruz, en Belo Horizonte. Cuando todavía era una estudiante de odontología, Andrade tuvo la oportunidad de seguir de cerca el sufrimiento de pacientes con cáncer de cabeza y cuello. Provocado principalmente por fumar y consumir alcohol, éste es la octava mayor causa de muerte por cáncer en el mundo. Tan sólo el cáncer de la cavidad oral afectará a más de 14 mil personas este año en Brasil, según estima el Instituto Nacional del Cáncer. El médico João Victor Salvajoli, especialista en radioterapia del Hospital Alemán Oswaldo Cruz, de São Paulo, explica que en el tratamiento del cáncer de cabeza y cuello la radioterapia generalmente se combina con una quimioterapia con sustancias que dejan a las células más susceptibles a la radiación. Los efectos colaterales son una serie de lesiones en la piel y en la mucosa que pueden afectar gravemente la deglución, el gusto y la salivación. Además, existe un alto riesgo de reincidencia de la afección.
En 2008, interesada en descubrir algo que pudiera disminuir aún más la resistencia de las células del cáncer de cabeza y cuello a la radiación, Andrade convocó a Leite, cuyas investigaciones durante la última década se han concentrado en el estudio del rol que desempeñan los iones de calcio del núcleo celular en la multiplicación de los tumores. Así, las investigadoras decidieron estudiar si el bloqueo del flujo de calcio nuclear disminuiría la resistencia a la radiación de esas células.
Canales bloqueados
Los iones de calcio son piezas fundamentales de la maquinaria que hace funcionar a las células. Una mayor o menor concentración de calcio dispara o suprime una serie de procesos vitales, tales como la activación de genes. Dentro de las células hay un orgánulo con varios compartimientos que almacenan iones de calcio al que se conoce con el nombre de retículo endoplasmático. Las paredes de ese retículo se encuentran repletas de proteínas, entre las cuales, algunas funcionan como canales. Se trata de los denominados canales del calcio, que permanecen cerrados la mayor parte del tiempo y sólo se abren, dejando que los iones salgan hacia el citoplasma, cuando una sustancia específica, el inositol trifosfato, se une a ellos. Una vez pasada la necesidad, los iones de calcio son bombeados de regreso al interior del retículo.
En 2003, en forma conjunta con científicos de las Universidades de Cornell y Yale, en Estados Unidos, Leite describió en un artículo publicado en la revista Nature Cell Biology cómo se controla al calcio del núcleo celular en forma independiente del calcio ubicado en el resto de la célula. En el núcleo hay otro reservorio de esos iones, denominado retículo nucleoplasmático. En 2007, junto a sus colegas de Yale, la investigadora publicó un trabajo en el Journal of Biological Chemistry demostrando que el bloqueo de la salida del 70% del calcio del retículo nucleoplasmático reducía la reproducción de las células de un tumor de hígado implantado en ratones. “El tumor creció muchísimo menos que lo normal”, recuerda. “Se sabe, desde hace mucho tiempo, que el calcio participa en diferentes fases de la multiplicación de las células, en el denominado ciclo celular”, explica. “El bloqueo del calcio interrumpe el ciclo celular y así, la célula no logra dividirse”.
Tanto en el tumor de hígado como actualmente en las células de cáncer de cabeza y de cuello cultivadas en laboratorio, el bloqueo del calcio se obtuvo mediante una técnica de ingeniería genética. Con la ayuda de un adenovirus artificial, los investigadores indujeron a las células tumorales a producir dentro del núcleo una proteína que imita a una parte de los canales de calcio que se unen al inositol trifosfato. Con casi todo el inositol trifosfato neutralizado por esas proteínas, la mayoría de los verdaderos canales de calcio del retículo endoplasmático permanecen cerrados (vea la infografía). Sin la cantidad necesaria de calcio, las células tumorales disminuyen su capacidad de reproducción.
Este procedimiento suministró una ventaja adicional. El bloqueo del calcio redujo tan sólo la proliferación de las células tumorales. Las células sanas de las encías, cuando son sometidas a la terapia génica, siguen reproduciéndose normalmente. Según los investigadores, las células sanas se mostraron menos sensibles a la retención del calcio nuclear. Esta constatación sugiere que una terapia que se base en esa estrategia podría no afectar a los tejidos sanos situados alrededor del tumor.
Una prueba realista
En las pruebas, Andrade y el equipo del físico Jony Marques Geraldo, del Instituto de Radioterapia São Francisco, de Belo Horizonte, irradiaron con rayos X los cultivos de células con sumo cuidado, para que cada una de éstas recibiera la misma cantidad de radiación, ya que el experimento podría desembocar en resultados erróneos en caso de que algunas células recibieran más o menos radiación que otras. También se tuvo el cuidado de intentar reproducir las condiciones reales de una radioterapia en seres humanos, un esfuerzo inédito, según los investigadores, en las investigaciones in vitro. La irradiación se realizó mediante sesiones diarias, con el mismo aparato de radioterapia que se utiliza con los pacientes con cáncer, con los tubos de cultivo de las células dentro de una plataforma de acrílico con agua, que imitaba a un cuerpo humano con tumores. “Nuestra preocupación se centró en que fuese más similar posible a la condición clínica”, dice Andrade.
El resultado de la combinación de las terapias fue bastante alentador. Los investigadores observaron en las células tratadas una disminución los niveles de dos proteínas: la ADAM17 y la EFGR, asociadas con la resistencia a la radiación. Todavía más importante fue comprobar un descenso de más del 90% en la formación de nuevas colonias de células tumorales luego del tratamiento conjunto. En comparación con el grupo control, sólo con la radioterapia, se redujo en un 36% la formación de colonias. Aun utilizando aproximadamente la mitad de la dosis estándar de radiación, la probabilidad de sobrevida del tumor siguió siendo baja. Esto indica que el empleo conjunto de la radioterapia y de la proteína que bloquea al calcio del núcleo en las células cancerosas podría combatir tumores en forma más eficiente, exponiendo menos al paciente a los daños causados por el tratamiento estándar.
“Se trata de una prueba de concepto muy elegante”, comenta el oncólogo Roger Chammas, de la Universidad de São Paulo. Chammas incluso pone de relieve que, pese a que en el estudio se utilizaron células del cáncer de cabeza y cuello, la terapia propuesta podría aplicarse, en principio, a otros tipos de cáncer resistentes a la radioterapia. Helena Segretto, oncóloga especialista en radiobiología de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), sostiene que la radioterapia asociada con el bloqueo del calcio detuvo el proceso de división de las células tumorales justamente en las fases en que ellas son más sensibles a la radiación, induciendo un aumento en la muerte celular. “La mejora en la respuesta de las células tumorales a la radiación es el gran anhelo de los médicos radioterapeutas”, afirma.
No obstante, todos los expertos coinciden en que aún queda un largo camino por recorrer hasta demostrar la factibilidad de esta estrategia. Segretto sostiene que, antes de los primeros ensayos con seres humanos, habrá que experimentar con animales de laboratorio, en los cuales las células tumorales interactúen con las sanas, para tener la certeza de que estas últimas realmente no serán afectadas por la terapia. “Las primeras pruebas con animales han comenzado y los convenios para futuros ensayos con equipos del Hospital de Clínicas de la UFMG ya se encuentran en curso”, dice Leite.
Artículos científicos
ANDRADE, L.M. et al. Nucleoplasmic calcium buffering sensitizes human squamous cell carcinoma to anticancer therapy. Journal of Cancer Science and Therapy. 25 may. 2012.
RODRIGUES, M.A. et al. Nucleoplasmic calcium is required for cell proliferation. The Journal of Biological Chemistry. v. 282. 8 jun. 2007.
