ciclo celular, puntos de restricción y cancer, Monografías, Ensayos de Biología

¡Descarga ciclo celular, puntos de restricción y cancer y más Monografías, Ensayos en PDF de Biología solo en Docsity! @ Autor de correspondencia El ciclo celular: características, regulación e importancia en el cáncer @ Lourdes Rodríguez Fragoso, Efrén Hernández Baltasar, Jorge A Reyes Esparza Facultad de Farmacia, Universidad Autónoma del Estado de Morelos Avenida Universidad 1001 Col. Chamilpa, Cuernavaca 62210, Morelos, México E-mail: mlrodrig1@yahoo.com.mx RESUMEN En los últimos años hemos sido testigos del gran acúmulo de evidencias experimentales y clínicas que apoyan la idea de que la maquinaria del ciclo celular es, comúnmente, el blanco de la carcinogénesis. Hoy en día, se sabe que existe una variedad de proteínas que regulan y controlan el ciclo celular y de ellas depende que exista la homeostasis celular, es decir, el balance entre la proliferación y la muerte. Una de las características fundamentales de las células cancerosas es la pérdida de su capacidad para mantener ese equilibrio. Recientes avances han mostrado que en muchos tumores están frecuentemente alterados los mecanismos que controlan la progresión o detención del ciclo. En la actualidad, los conocimientos sobre el ciclo celular son de gran valor para hacer el diagnóstico diferencial, y determinar el pronóstico de algunos cánceres; así mismo, pueden establecer el perfil del tumor, lo que permitirá introducir blancos tumorales para el diseño de nuevas estrategias de tratamiento individualizado del cáncer. A través de esta revisión, se pretende introducir al lector al fascinante conocimiento de los mecanismos que controlan la progresión del ciclo celular y las alteraciones que se han observado en el cáncer. Palabras claves: ciclo celular, cáncer, ciclinas Biotecnología Aplicada 2004,21:60-69 ABSTRACT Cell cycle: characteristics, regulation and role in cancer. In the past several years have witnessed a dramatic accumulation of experimental and clinical evidence supporting the notion that the cell cycle machinery is commonly the target on carcinogenesis. Now it is well known that a variety of proteins regulate and control the cellular cycle, and from that depends that cellular homeostasis occurs. One of the most important characteristis of tumor cell is the lost of capacity to maintain those balance. Cancer is a consequence of malfunction of replicative cell cycle caused by acquisition of independence from proliferative and restrictive controls in the process. At the present, the knowledge on the cellular cycle is being of great value to make the differential diagnosis, and to determine the prognosis of some cancers. In addition to, it is allowing to establish the profile of the tumor to introduce tumorlike targets for the design of new strategies for the individualized treatment of the cancer. Through this revision we try to introduce to reader to the fascinating knowledge of the mechanisms that control the progression of the cellular cycle and the alterations that have been observed in the cancer. Key words: cell cycle, cancer, ciclins Introducción En la actualidad, el estudio del ciclo celular está retomando importancia en el ámbito clínico, por su significativo papel en el cáncer [1, 2]. Hoy en día se sabe que una gran variedad de agentes pueden lesionar a las células y que ponen en movimiento una serie de eventos que sirven para detener el daño, repararlo, preparar a la célula dañada para la replicación, o bien la llevan a la transformación maligna [3, 4]. ¿Qué hace que una célula empiece el complicado proceso de la división celular? ¿Cómo se detiene? ¿Qué sucede cuando las cosas no están bien? A través de esta revisión se pretende contestar estas interrogantes e introducir al lector al fascinante conocimiento de los mecanismos que controlan la progresión del ciclo celular. La investigación del ciclo celular es una de las áreas más excitantes en la biología contemporánea actual. La comprensión del ciclo celular forma parte de los conocimientos básicos que todo investigador en el campo de las ciencias biomédicas debe saber hoy en día, sobre todo si su campo de investigación es la oncología. A través de esta revisión se pretende introducir al conocimiento de los mecanismos que controlan el ciclo celular. Ciclo celular El ciclo celular es un conjunto de eventos que culmina con el crecimiento de la célula y su división. Para que ocurra una apropiada división y proliferación, toda célula eucariota debe seguir un correcto programa genético, el cual hace que ésta pase por diferentes fases y culmine en la división celular. La progresión del ciclo celular en las células eucariotas se asocia con la expresión de un conjunto de genes específicos [5-7]. Tales genes codifican para proteínas espe- cíficas que controlan la progresión del ciclo celular o funcionan en procesos metabólicos unidos a él. Para asegurar una apropiada división, las proteínas que están íntimamente involucradas en su regulación deben ser expresadas dentro de una ventana de tiempo en el ciclo celular [8]. En un ciclo celular la célula se divide en dos, y cada una de las células formadas cuenta con los elementos 1. Dirks P and Rutka JT. Current concepts in neuro-oncology: the cell cycle a review. Neurosurgery 1997;40:1000-15. 2. Dictor M, Ehribger M, Mertens F, Akervall J, Wenneberg J. Abnormal cell cycle regulation in malignancy. Am. J. Clin. Pathol. 1999;112:S40-52. 3. Jiri B, Jiri L, and Jirina B. Perspectives: defects in cell cycle control and cancer. J. Pathol. 1999;187:95-9. 4. Hames BD and Glover DM. Cell cycle control. 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La ejecución de esos eventos divide al ciclo celular en cuatro fases: crecimiento 1 (G1), síntesis (S), crecimiento 2 (G2) y mitosis (M). Una reproducción exacta de la célula requiere que esas fases y su secuencia estén coordinadas. La fase G1, llamada primera fase de crecimiento, se "inicia" con una célula que proviene de una división previa. Durante esta fase se capacita a la célula para crecer y producir todas las proteínas necesarias para la síntesis del ADN. La célula aumenta de tamaño y se sintetiza nuevo material citoplásmico, sobre todo proteínas y ARN. La fase S o de síntesis, es el periodo en que tiene lugar la duplicación del ADN. Cuando termina, el núcleo contiene el doble de ADN y proteínas nucleares. Esto asegura que al dividirse cada una de las células tenga una copia completa de ADN. En la fase G2, segunda fase de crecimiento, se sigue sintetizando ARN y proteínas, se incrementan las proteínas citoplasmáticas y organelos, por lo que la célula aumenta de tamaño y hay cambios visibles en la estructura celular que nos indican el principio de la mitosis o división celular. Al periodo de tiempo que transcurre entre dos mitosis, y que comprende los periodos G1, S y G2, se le denomina interfase. La fase M o mitosis, es cuando ocurre la división nuclear y celular, en este periodo los cromosomas se separan y ocurre la citocinesis. Existe una quinta fase llamada G0, la cual recibe ese nombre porque queda fuera del ciclo. En esta fase la célula está "quiescente", es decir, no está en división, por lo que se encuentra fuera del ciclo celular. Las células de mamífero proliferan solo cuando son estimuladas para hacerlo a través de señales intracelulares (factores de transcripción) y extra- celulares (factores de crecimiento, hormonas o mitógenos). Si se priva de tales señales, el ciclo celular se detendrá en un punto de control G1 y la célula entrará en el estado G0. La célula puede permanecer en G0 por días, semanas, o incluso años antes que se divida otra vez. Una vez que recibe nuevamente señales, sobre todo extracelulares, son estimuladas a salir de G0 y entran a G1 para iniciar un nuevo ciclo de división. Una vez que la célula "regresa" a G1 continuará las fases sucesivas del ciclo celular en las siguientes 12-24 horas. Clasificación de las células de acuerdo a su capacidad de proliferación Las células del organismo se agrupan según su capacidad proliferativa y su relación con el ciclo celular en: Células en división contínua (también denominadas células lábiles) Estas células entran continuamente al ciclo celular y permanecen proliferando a lo largo de toda la vida, sustituyendo a las células que mueren y manteniendo la homeostasis tisular. Los tejidos que tienen células lábiles son los epitelios de superficie como el de la piel, tracto digestivo, respiratorio, genito-urinario, conductos excretores de todas las glándulas, y el tejido hematopoyético. En la mayor parte de estos tejidos, la proliferación celular proviene de una población de células madre que poseen una capacidad ilimitada de proliferación y cuya descendencia puede seguir diferentes vías de diferenciación. Células quiescentes (también denominadas células estables) Muestran normalmente un índice de replicación bajo. No obstante, pueden desarrollar una división rápida en respuesta a estímulos, por lo que son capaces de regenerar un determinado tejido. Son células que están en fase G0, pero por influencia de señales, sobre todo extracelulares, son estimuladas a regresar a la fase G1 e iniciar un ciclo celular. En este grupo se incluyen células de tejidos del hígado, riñón, páncreas, músculo liso y vascular, así como los fibroblastos. El mejor ejemplo de la capacidad de regeneración de las células estables es el potencial del hígado para regenerarse tras una hepatectomía parcial (resección quirúrgica del hígado) o después de una lesión ocasionada por agentes químicos y/o agentes virales. Dentro de las células del tejido conectivo (fibroblas- tos, condrocitos, osteocitos, células endoteliales, del músculo liso, tejido linfoide, y médula ósea), las células del músculo liso y las células endoteliales son quiescentes en los mamíferos adultos; sin embargo, todas proliferan en respuesta a una lesión. Células indivisibles o células permanentes Abandonan el ciclo celular y no pueden desarrollar o realizar una división mitótica en la vida post-natal. A este grupo pertenecen las células nerviosas y las de los músculos esquelético y cardiaco. Por ejemplo, neuronas que han sido lesionadas letalmente se pierden para siempre, y son sustituidas por la proliferación de los elementos de soporte del sistema nervioso central (SNC), las células gliales. La regeneración muscular en los mamíferos puede ser excelente si los extremos de las fibras musculares lesionadas se yuxtaponen estrechamente, pero esta situación rara vez puede conseguirse. En cuanto al músculo cardiaco, es acertado afirmar que sí tiene capacidad regenerativa; sin embargo, ésta es limitada y la mayoría de las grandes lesiones cardiacas llevan a la sustitución con tejido conectivo. Papel del ciclo celular en la biología del desarrollo de los tumores cerebrales En las dos últimas décadas la incidencia del cáncer se ha incrementado dramáticamente a nivel mundial. Numerosas anormalidades cromosómicas y por consecuencia, genéticas han sido asociadas con los tumores. La gran mayoría de esas alteraciones han sido asociadas con genes y proteínas que forman parte de la maquinaria del ciclo celular. La proliferación celular no controlada es la característica más común de los tumores. Su crecimiento excede inevitablemente, en parte, porque sus constituyentes celulares tienen un código genético alterado que los capacita a evadir los puntos de control y por tanto, a alterar el ciclo celular normal. Lourdes Rodríguez y cols. El ciclo celular: características, regulación e importancia en el cáncer Biotecnología Aplicada 2004; Vol.21, No.264 [34]. Este complejo se considera un regulador positivo para la replicación del ADN (fase S) y un regulador negativo para factores de transcripción de la familia E2F. La ciclina A, también se ha encontrado alterada en los cánceres de adeno-carcinoma de mama, riñón y páncreas, con melanoma, mesote- lioma, así como en las leucemias linfocítica aguda y mielocítica aguda [35]. Ciclina de fase G2-M La transición G2-M y la progresión de M son influidas principalmente, por el complejo ciclina B/CDC2 y ciclina B/CDK2 [36, 37]. Existen tres isoformas de ciclina B, la ciclina B1 y B2 son citoplásmicas mientras que la ciclina B3 es nuclear. La expresión de la ciclina B también se ha encontrado alterada en algunos tipos de neoplasias [38]. La Tabla 2 muestra algunos de estos reguladores (ciclinas y quinasas) y su relación con tipos particulares de cáncer. Inhibidores de quinasas dependientes de ciclinas Recientemente se ha identificado una familia de reguladores del ciclo celular que actúan como inhibidores de CDKs. A los genes que codifican dichos inhibidores se les ha denominado inhibidores de quinasas dependientes de ciclina (CKIs) (Tabla 1) [39]. Los productos de los genes CKIs se unen a CDKs o al complejo ciclina-CDK, inhibiendo la actividad catalítica del complejo. La función biológica de las proteínas codificadas por CKIs, además del hecho de que sus genes se localizan en áreas de cromosomas alteradas en un número considerable de cánceres humanos, sugirió que podrían ser clasificados como genes supresores tumorales. La inhibición de quinasas constituye un poderoso mecanismo de control del ciclo y proporciona un importante enlace con otras vías que participan en la regulación de la proliferación, diferenciación y senescencia [13, 40]. Existen dos familias de inhibidores: la Cip/Kip y la INK4 (p16). Los miembros de la familia Cip/Kip actúan sobre la mayoría de los complejos ciclina-quinasa, poseen una amplia especificidad de unión al complejo y, por tanto, de inhibición. Éstos también pueden actuar como adaptadores para promover el ensamble del complejo ciclina-CDK. Esta acción parece contra- dictoria, pero al favorecer la formación de un complejo, están inhibiendo además la integración de otros complejos para los cuales no tiene especificidad [40]. Se sabe que Cip/Kip favorece la formación de complejos ciclina-quinasa, actúa sobre una amplia variedad de ciclinas y quinasas, inhibiendo su actividad; mientras que INK4 impide la formación de complejos por parte de CDK4 y CDK6, es decir, impide la formación de la holoenzima y por tanto, su activación. El primer miembro de la familia Cip/Kip es p21, cuyo gen es también denominado WAFi o CIP1. Cuando se expresa p21 en forma excesiva, éste inactiva los complejos ciclina A/E CDK2 y ciclina D1/D2/ D3-CDK4, impidiendo la transición de G1 a S [41]. Un hecho importante de la regulación de p21 es que el gen p21/WAF1 está bajo el control de p53. La síntesis de p21 se induce por p53 en respuesta a agentes que dañan el ADN. p21 es activado también por senescencia celular por vías dependientes e independientes de p53. Se ha postulado que existe una relación estrecha entre p53 y Rb en la fase G1 la cual es crucial para la progresión del ciclo en G1 [42]. Hasta el momento se han descrito alteraciones en el gen WAF1/CIP1 en adenocarcinoma de mama, linfoma no-Hodgkin, adenoma de útero, hematoma, leiomioma, lipoma, astrocitoma, hamartroma, y adenocarcinoma de ovario [2]. La proteína p27/Kip1 es otro miembro de esta familia, cuya función es regular negativamente el ciclo celular [43]. Mientras que p21 parece estar controlado por señales internas, se ha demostrado que p27 es un substrato efector del factor de crecimiento transformante beta (TGF-β) y sus mecanismos de regulación son negativo externos. p27 induce la detención del ciclo en la fase G1. Esta proteína posee cierta homología con p21, e inactiva los complejos ciclina E/CDK2, ciclina A/CDK2 y ciclina D/CDK4. Este inhibidor ha sido asociado con el tumor de células germinales de ovario y testículo, leucemias linfocítica aguda y mielocítica aguda, adenocarcinoma de mama, ovario y estómago [44]. Entre los miembros de la familia INK están p16 y p15. La proteína p16 es codificada por el gen p16/ MTS1, también denominado INK4 ("inhibidor de CDK4"). p16 se une de forma específica a CDK4 y CDK6, inhibiendo indirectamente la fosforilación de Rb [45, 46]. La proteína p15 posee una gran homología con p16 y es codificada por el gen p15/ MTS2/INK4B. Al igual que p16, p15 inactiva CDK4 y CDK6 formando complejos estables e inactivando la fosforilación de Rb [47]. La diferencia más importante entre p16 y p15 está en la regulación de su expresión. p15 responde, como p27, a ciertos estímulos externos mediados por TGFβ. Tanto p16 como p15 aparecen frecuentemente alteradas en líneas celulares derivadas de múltiples tipos de tumores. La alteración más común es la ausencia total de los alelos funcionales de ambos genes. Parece ser lógico postular que dichos genes son supresores tumorales. Distintos grupos han demostrado que dichas aberraciones genéticas ocurren con frecuencias variables en un número importante de tumores primarios humanos, entre ellos: los adenocarcinomas de mama, riñón, pulmón, ovario y páncreas; astro- citoma, leucemias linfocítica y mielocítica aguda, condrosarcoma, y neurofibrosarcoma; carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello, y pulmón; melanoma y mesotelioma (2). 23. Bartkova J, Lukas J, Strauss M, Bartek J. Cyclin D3: requirements for G1/S transition and high abundance in quiescent tissue suggest a dual role in proliferation and differentiation. Onco- gene. 1998;17:1027-37. 24. Grafstrom RH, Pan W, Hoess RH. Defining the substrate specificity of cdk4 kinase? 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Factores de transcripción asociados al cáncer Factor Localización Tipo de cáncer asociado E2F1 20q11 Lipoma, leucemia linfática aguda, leucemia mieloide aguda y crónica E2F2 1p36 Astrocitoma, leiomioma, rabdomiosarcoma, adenoma intestinal, adenocarcinoma (mama, riñón, intestino grueso, hígado, pulmón, páncreas, estómago, útero), carcinoma uroepitelial, melanoma, meningioma, neuroblastoma, liposarcoma, neurofibrosarcoma E2F3 6q22 Astrocitoma, adenocarcinoma (mama, riñón, colon, ovario, páncreas, estómago, útero), carcinoma de células grandes, carcinoma uroepotelial, melanoma, meningioma, mesotelioma, retinoblastoma, liposarcoma, osteosarcoma, rabdomiosarcoma E2F4 16q22-23 Astrocitoma, adenocarcinoma de colon, astrocitoma, adenocarcinoma (mama, ovario, páncreas), lipoma E2F5 8q22 Adenocarcinoma de ovario, cabeza y cuello Tomado de referencias 74,75 y 77 Lourdes Rodríguez y cols. El ciclo celular: características, regulación e importancia en el cáncer Biotecnología Aplicada 2004; Vol.21, No.265 Más recientemente se han caracterizado los genes p18 y p19, de la familia INK. Estos genes codifican para las proteínas que forman complejos diméricos estables con CDK4 y CDK6, inhibiendo así la actividad quinasa de los complejos ciclina D/CDK4 y ciclina D/CDK6, y por lo tanto, la fosforilación de Rb por lo que detienen el ciclo en fase G1 [48, 49]. Mutaciones de p18 han sido asociadas con una gran variedad de tumores, entre ellos: astrocitoma; leiomioma de útero; rabdomiosarcoma; adenoma de colon; leucemias linfocítica y mielocítica aguda; adenocarcinoma de mama, riñón, colon, hígado, pulmón, ovario, estómago y útero; carcinoma de células grandes, carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello, y pulmón; tumores de células germinales de ovario y testículo; melanoma; neuroblastoma, liposarcoma y neurofibro- sarcoma [2]. Por otro lado, p19 ha sido asociada con leucemias linfocítica y mielocítica aguda; melanoma, meningioma, tumor mucoepidermoide, y adeno- carcinoma de colon [3]. Puntos de control específicos en el ciclo celular La comprensión de los puntos de control a nivel molecular, su alteración y su relación con el cáncer es, en este momento, un tópico de gran relevancia en la investigación, debido a que está permitiendo diseñar estrategias terapéuticas más eficaces para el tratamiento del cáncer. Normalmente, el ciclo celular procede sin interrup- ciones, bajo el monitoreo, control y regulación de los mecanismos ya mencionados. Las células normales tienen la capacidad de interrumpir el ciclo celular, cuando ocurre un daño celular y se afecta la maquinaria bioquímica o la información genética involucrada en el ciclo. Esta interrupción, es comúnmente deno- minada detención de la proliferación; y puede ocurrir en las fases G1, S y G2. La detención del avance del ciclo, tiene la finalidad de brindar el tiempo necesario para reparar los daños. Una vez que los daños han sido reparados, el ciclo continúa hasta la división de la célula. Cuando ésta no es capaz de reparar los daños, se activan los mecanismos de muerte celular programados para impedir que se produzcan células hijas con alteraciones en la información genética. En caso contrario, si la célula no muere y queda con un ADN alterado entonces continua hacia la trans- formación maligna. ¿Cómo sabe la célula que una fase específica del ciclo se ha completado exitosa y correctamente, y que puede continuar? ¿Qué hace que la célula se detenga, transitoriamente, durante el ciclo celular en respuesta a agentes que causan daño, particularmente al ADN? Existen sitios (moléculas), que reciben el nombre de puntos de control o verificación cuya función es monitorear la terminación exitosa de cada fase del ciclo celular. Estos puntos de control son especialmente sensibles a alteraciones del ADN [50, 51] y operan en todas las fases. El mecanismo mediante el cual realizan su función, frecuentemente involucra la activación o inactivación de un complejo ciclina- quinasa [52, 53]. Los puntos de control están integrados por una variedad de moléculas, encargadas de que las fases y eventos del ciclo celular se lleven a cabo en un orden específico. El sistema de control "determina" si la célula reúne las condiciones necesarias y hasta apropiadas. Por ejemplo, permite que la mitosis se lleve a cabo solamente después de que todo el ADN se ha replicado correctamente, o que la célula se divida en dos, solo si la mitosis se ha completado. Si la terminación de uno de los pasos se retarda, el sistema de control retarda la activación del siguiente paso, de manera que la secuencia se mantiene. El sistema de control asegura esta hazaña a través de la acción de "frenos" moleculares que pueden interrumpir el ciclo en puntos de control específicos, permitiendo a la célula monitorear su estado interno y su ambiente, antes de continuar [54]. Las señales de estos sitios de verificación reportan el estado de la célula. Punto de control de G1 Cuando se estimula una célula para entrar en proliferación por factores externos, tales como hormonas, factores de crecimiento, etc., se inicia una serie de eventos moleculares que la llevarán a pasar el punto de restricción (R). Este punto es "la aduana" de la fase G1; una vez que se llega a él, si se cumple con todos los "requisitos necesarios" se traspasará, con lo cual la célula podrá progresar hacia G1 tardío y a las siguientes fases del ciclo, para culminar con su división [55]. El punto de restricción se alcanzará siempre que los niveles de ciclina D estén elevados. Se sabe que la ausencia o supresión de factores que inducen la proliferación mantiene reducidos niveles de ciclina D y esto es lo que evita que se llegue al punto de restricción. En tales circunstancias la célula se mantendrá en G1 temprano y/o saldrá del ciclo hacia un estado G0. Por el contrario, si ya se ha rebasado el punto de restricción, aún cuando se supriman los estímulos extracelulares de proli- feración, la progresión del ciclo celular continuará y procederá hasta su culminación [56]. Se podría decir que el punto de restricción es el primer punto de control que puede detener la progresión de la célula a través del ciclo celular; una vez que se traspasa no hay vuelta atrás. Las moléculas que participan en el punto de control G1 son: los complejos ciclina D/CDK4 o ciclina D/ CDK6, los inhibidores de quinasas p21 y p16 [57-59] y las proteínas pRb y p53 [60, 61]. En la actualidad, se sabe que el punto de restricción se encuentra ausente en muchos tipos de cáncer, de ahí que una célula tumoral pueda proliferar activamente independientemente de la presencia o no de factores de crecimiento (tumores no dependientes de hormonas). Punto de control de la fase S En la actualidad poco se sabe acerca de la función del punto de control de fase S. Lo que se ha observado es que tras la exposición a agentes que dañan el ADN, como la radiación ionizante, las células de mamíferos muestran una inhibición de la síntesis de ADN. Se ha encontrado una supresión de la actividad del complejo ciclina A/CDK2 en células tratadas con radiación ionizante, por lo que estas moléculas se han considerado como parte de la maquinaria del punto de control de la fase S [62, 63]. Dado que p21 es capaz de inhibir al complejo 36. Ito M. Factors controlling cyclin B expression. Plant Mol. Biol. 2000;43 (5-6):677-90. 37. Jin P, Hardy S, Morgan DO. 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El ciclo celular: características, regulación e importancia en el cáncer Biotecnología Aplicada 2004; Vol.21, No.266 ciclina A/CDK2, es posible que forme parte de este punto de control, el cual es necesario para la transición de la Fase S a M. Punto de control de la fase G2 En el punto de control G2 participan el complejo ciclina B/CDK2 y su inhibidor p34 en su estado hiperfosforilado [64]. Un factor importante en este punto de control es la regulación de la localización subcelular del complejo ciclina B/CDK2 el cual está presente normalmente, en citoplasma y pos- teriormente pasa a núcleo, conforme la célula progresa de la fase G2 a M. Se ha sugerido que su movilización depende del nivel de fosforilación de p34 [65]. Los complejos ciclina B son retenidos en el citoplasma en respuesta a radiación ionizante, con lo cual se detiene el ciclo celular en G2, sugiriendo que la localización diferencial puede formar parte de las funciones del punto de control G2 [66]. Punto de control del huso mitótico La mayoría de las células tienen un punto de control del huso mitótico que detiene la evolución del ciclo celular en la mitosis hasta que todos los cromosomas están unidos apropiadamente al huso [68, 69]. Agentes que dañan el ADN, además de alterar el aparato mitótico, pueden activar el mecanismo de sobrevivencia del punto de control del huso mitótico. La integridad de los diferentes puntos de control se considera clave en el mantenimiento de la estabilidad genética, ya que una de las causas más frecuentes de su activación es, precisamente, la alteración del ADN. Las alteraciones estructurales o funcionales que impiden el funcionamiento de los "frenos" o controles del ciclo, pueden llevar a la progresión de ciclos celulares alterados y, por tanto, a la oncogénesis. Las alteraciones más comunes en el cáncer son la expresión aberrante de reguladores positivos (ciclinas), o la pérdida de funciones reguladoras negativas (inhibidores de CDKs); algunas de estas alteraciones se han asociado estrechamente, con algún tipo particular de cáncer (ver Tabla 1). Control del ciclo celular a nivel de la transcripción Datos experimentales generados en los pasados años han enfatizado el papel esencial de los factores de transcripción en la regulación de la proliferación celular. Ahora es ampliamente aceptado que un gran número de genes que regulan la proliferación celular son controlados a nivel transcripcional durante etapas específicas del ciclo por acción de activadores y represores de la transcripción [70, 71]. Una de las familias de factores de transcripción más estudiada en la última década es E2F, la cual ha emergido como un componente central de esta maquinara reguladora [72, 73]. Aunque ya se ha identificado su participación en la regulación del ciclo celular, muchos laboratorios están aún interesados en revelar los mecanismos que controlan su actividad y a su vez, cómo éste regula el ciclo celular, debido a que en la mayoría de los cánceres se ha encontrado que su actividad está alterada [74, 75] (Tabla 2). E2F posee sitios de unión a promotores de muchos genes involucrados en la regulación del ciclo celular. Entre los genes diana que son regulados por E2F están aquellos cuyos productos son esenciales para la replicación del ADN (Por ejemplo, dihidrofolato reductasa, ADN polimerasa alfa, timidina cinasa, timidilato sintetasa, y CDC6) y el control del ciclo celular (ciclina E, ciclina A, CDC2, p107, pRb, c-Myc, N-Myc, B-Myb, E2F-1, E2F-2) [76, 77]. La mayoría de esos genes son activados previo a la fase S. Se han descrito múltiples mecanismos implicados en el control de la actividad de E2F durante la proliferación celular, entre ellos la proteólisis y la sublocalización celular son los más importantes [78]. Un escenario tentativo para células que están en proliferación y cuya activación de E2F está limitada a un periodo de tiempo muy reducido en G1-S sería el siguiente: En etapa G1 temprana, la actividad E2F está inhibida por estar formando complejos con pRb. Una vez que pRb es fosforilado por el complejo ciclina D/CDK4/6 se llega al punto de restricción. Conforme la célula progresa en G1, E2F se libera y se relocaliza del núcleo al citoplasma, y los niveles de E2F-1 y E2F-3 aumentan. Como consecuencia, empezarán a ejercer su función como factor de transcripción. El efecto neto de esos cambios es el aumento de E2F "libre" en G1 tardío ya que la fosforilación de pRb y el paquete de proteínas inhiben su asociación; sin embargo, la unión de E2F al ADN aumenta. En fase S, la actividad de E2F se regula por la reducción de su unión al ADN inducido por fosforilación y por su degradación. En G2-M, E2F-4 otra vez se relocaliza en el núcleo y reprime la transcripción a través de su asociación con pRb. En este tiempo, la degradación de E2F-1, E2F-2, y E2F-3 puede estar incrementada por la fosforilación que inhibe su interacción con el paquete de proteínas. Cuando se induce la célula a salir del ciclo celular, p130 se incrementa y la transcripción dependiente de E2F se reprime por la formación del complejo E2F-4/5/p130 [79]. La familia de factores de transcripción E2F son tanto activadores como represores de la trascripción, y varios resultados sugieren que los integrantes de la familia E2F tienen distintas funciones en la regulación de la progresión del ciclo celular: E2F-4 y E2F-5 actúan principalmente como represores de transcripción en etapas tempranas del ciclo celular, mientras que E2F-1, E2F-2 y E2F-3 actúan como represores y activadores de la transcripción en etapas tardías del ciclo. Debido a la importancia que poseen las moléculas E2F en la regulación del ciclo celular ya es ampliamente aceptada su estrecha asociación con el cáncer. Genes supresores tumorales y su influencia en el ciclo celular Dentro de la familia de genes supresores tumorales, pRb y p53 desempeñan un papel importante en la regulación del ciclo celular. La proteína supresora tumoral retinoblastoma (pRb) activa a moléculas conocidas como vía Rb [80, 81]. Esta vía opera estratégicamente en la fase G1, específicamente en el punto de restricción (Figura 3); pero además, participa en las otras fases del ciclo celular, e interviene en la toma de decisiones para llevar a la célula hacia la progresión del ciclo, detención temporal, quiescencia, diferenciación, senescencia o muerte celular. Esta vía representa un blanco oncogénico 53. Murray AW. Creative blocks: cell cycle checkpoint and feedback controls. Nature 1992;359:599-604. 54. Shackelford RE, Kaufmann WK, Paules RS. Cell cycle control, checkpoint mechanisms, and genotoxic stress. Env. Health Perspectives 1999;107:5-24. 55. Potter CJ, Xu T. Mechanisms of size control. Curr. Opin. Genet. Dev. 2000; 11:279-86. 56. Blagosklommy MV, Pardee AB. The restriction point of the cell cycle. Cell Cycle 2002;2:103-10. 57. Elledge SJ. Cell cycle checkpoints: preventing an identity crisis. Science 1996;274:1664-74. 58. Shapiro GI, Edwards CD, Ewen ME, Rollings BJ. 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