Y la lucha contra el cáncer sigue

Transcripción

1 Y la lucha contra el cáncer sigue Hugo Rico Bautista La realidad empieza a superar a la ficción La estadística nos dice que los pacientes con cáncer aumentan día con día, este padecimiento es un grave problema de salud en todo el mundo. Según datos de la Organización Mundial de la Salud en 2030 habrá cerca de 26 millones de nuevos casos de cáncer y de éstos 17 millones podrían ser fatales! En México el número de pacientes con cáncer también ha aumentado considerablemente; el cáncer de próstata, el de colon y el de testículo son los de mayor incidencia en hombres, y el de mama y el cervicouterino en mujeres. Si bien existen factores de riesgo para tener alguno de los cánceres antes mencionados, como la edad, el sexo, el tabaquismo, los antecedentes familiares o la raza, es especialmente sorprendente que una de las causas de mortalidad sea la detección tardía del cáncer. Por ejemplo, en mujeres, la falta de detección oportuna por medio de la autoexploración o el uso de técnicas adecuadas como el Papanicolaou para el caso del cáncer cervicouterino, incrementan el riesgo de muerte. Sin embargo, en algunas regiones la información es escasa y en otras no existe la infraestructura necesaria para prevenir la enfermedad. Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 1

2 Es por ello que países en vías de desarrollo como México necesitan campañas de información y mejores instalaciones. Desafortunadamente en algunos casos el dinero que se debería destinar a estas actividades, se ha vuelto parte de la corrupción, un mal que aqueja a México desde hace algunos años. Pero qué es el cáncer? Es muy común que la gente piense que el cáncer es una sola enfermedad. En realidad se trata de una serie de padecimientos diferentes que tienen en común el desarrollo de células de manera descontrolada. Existen muchos tipos de cáncer que se diferencian de acuerdo al tejido donde se originan y se pueden agrupar en tres subtipos: los sarcomas que se originan en hueso, cartílago, nervios, vasos sanguíneos, músculos y tejido adiposo; los carcinomas que tienen origen en la piel, la boca, el pulmón, las mamas y el útero, y que constituyen el tipo más común de cáncer; y las leucemias y los linfomas que aparecen en los tejidos formadores de células sanguíneas. En general se dice que una persona ha desarrollado algún tipo de cáncer cuando existe un crecimiento anormal y descontrolado de células con capacidad de invasión y destrucción de otros tejidos. Como se muestra en las figuras 1 y 2, hay tumores benignos localizados y sin invasión aparente a otras áreas que pueden ser extraídos mediante cirugía, y hay tumores malignos que pueden diseminarse a través de los conductos sanguíneos a otros tejidos, e infiltrarse en tejidos adyacentes o en tejidos lejanos, a este proceso se le llama metástasis. Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 2

3 Figura 1. Diferencias entre tumor maligno y benigno. Figura 2. Invasión de células cancerígenas hacia otros tejidos. Y el remedio? En la búsqueda de fármacos que puedan ser utilizados como anticancerígenos, las investigaciones han mostrado que no existe una cura única para los distintos tipos de cáncer debido a la diversidad de funciones de las células. Las terapias y medicamentos se adecúan al tipo de cáncer pues el desarrollo de células cancerígenas es diferente en cada tejido. Por ejemplo en el caso de las leucemias se utilizan compuestos de arsénico para combatir la enfermedad, pero éstos no sirven para otros cánceres (ver Arsénico: una opción contra las leucemias, en Cienciorama). Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 3

4 Una de las terapias más importantes es la quimioterapia, y consiste en suministrar al paciente fármacos diseñados para destruir células cancerosas. Los que más se utilizan en este tipo de terapias contienen el metal platino dentro de su estructura básica, como el cis-platino, el oxaliplatino y el carboplatino. El cis-platino se usa desde 1971 cuando comenzaron los ensayos clínicos para combatir tumores cancerígenos. La forma en que se descubrió este fármaco fue una casualidad; la diosa fortuna actuó para develar el compuesto metálico más utilizado en terapias anticancerígenas. Los tipos de cáncer que se pueden combatir con el cis-platino incluyen el de mama, el de testículo, el de ovario, el de vesícula, el de esófago, el de pulmón, el de cervix, el de estómago, el de próstata y los melanomas y sarcomas, entre otros. Figura 3. Complejos de platino utilizados en terapias anticancerígenas. Sin embargo, los efectos secundarios que se presentan por utilizar platino como terapia anticancerígena suelen ser diversos y desgastantes para el paciente. Náuseas, vómitos, anemia, toxicidad renal, caída del cabello, alteraciones sensoriales, sordera, falta de apetito y problemas de fertilidad son sólo algunas de las complicaciones. La cantidad e intensidad de cada efecto secundario depende de la respuesta del paciente a la droga suministrada. Desde el descubrimiento del cis-platino se abrió un nuevo horizonte con respecto a las drogas que se podían utilizar como anticancerígenos y Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 4

5 el uso de metales en fármacos cobró gran relevancia, en particular los compuestos de platino se estudian con gran detalle. Se estima que el cisplatino, desde su aprobación como fármaco en terapias anticancerígenas en el año 1978 hasta el año 2006, se usó en el 70% de los pacientes que recibieron terapias para contrarrestar algún tipo de cáncer. Sin embargo, pese a la gran cantidad de compuestos que se han probado como compuestos anticancerígenos, sólo dos fueron aprobados por la Agencia Federal de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos, el carboplatino en 1993 y el oxaliplatino en Si bien el cis-platino, el oxaliplatino y el carboplatino se utilizan para diferentes tipos de cáncer, sus efectos terapéuticos y secundarios son similares. Su escasa aprobación probablemente se debe a que si bien casi todos ellos matan células cancerígenas, también dañan las células sanas; además, el cis-platino provoca resistencia en las células, es decir, cada vez se necesita una mayor dosis para obtener el efecto deseado. Aún hoy en día se siguen llevando a cabo experimentos con diferentes compuestos de platino para evitar los efectos secundarios de la alta toxicidad del cis-platino. Una prueba de ello es que durante el 13 Simposio Internacional sobre Química Bioinorgánica Aplicada realizado en Galway, Irlanda, en junio de 2015, se presentaron 19 trabajos relacionados con el platino como agente anticancerígeno. Cabe señalar que en esta misma reunión se presentaron 20 trabajos sobre el rutenio con el mismo objetivo. Precisamente el rutenio es otro de los metales que están siendo estudiados a nivel mundial y que se piensa que puede tener un efecto anticancerígeno similar al del cis-platino pero con menor toxicidad para las células sanas y por ende menos efectos secundarios. Hacia terapias más afables A lo largo de los últimos 15 años ha cobrado importancia el uso de los compuestos de rutenio como posibles fármacos anticancerígenos, ya que en algunos casos no sólo tienen la misma actividad que el cis-platino sino Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 5

6 que en algunos casos es mejor. Pero lo importante de estos compuestos es que son menos tóxicos para las células sanas, es decir, dañan preferentemente las células cancerígenas. Se piensa que esta disminución de la toxicidad para las células sanas se debe a que es posible que el rutenio utilice los mecanismos de transporte que utiliza el hierro, por ejemplo la ferritina, una proteína que almacena hierro en el organismo humano. Recordemos que el hierro es un elemento que tenemos en forma natural en el organismo y que es vital para nuestra sobrevivencia. Lo encontramos por ejemplo en la hemoglobina, la proteína localizada en los glóbulos rojos que da color a la sangre y que es de gran importancia porque transporta oxígeno a todos los rincones del organismo. Y precisamente estos dos metales tienen grandes similitudes en sus propiedades químicas, por eso se encuentran ubicados en la misma familia dentro de la tabla periódica. El grupo de trabajo del Dr. Gianni Sava de la Universidad de Trieste, en Italia, desarrolló dos compuestos de rutenio llamados NAMI-A y KP1019 que debido a su eficiente actividad anticancerígena en la metástasis de cáncer de pulmón y de cáncer colorrectal respectivamente, se encuentran en la segunda fase de pruebas clínicas, es decir, pruebas con humanos. Cabe señalar que para que un fármaco sea usado en terapias en algún hospital o esté a la venta al público en alguna farmacia, es porque fue sometido a un largo proceso; desde la concepción de la idea hasta terminar las pruebas establecidas con humanos en las llamadas fases clínicas; todo esto con un costo de varios cientos de millones de dólares y que toma un tiempo de entre 15 y 20 años. Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 6

7 Figura 4. Estructuras de los primeros compuestos de rutenio que entran a pruebas clínicas, llamados NAMI-A y KP1019. Y mientras tanto en México En la Universidad Nacional Autónoma de México, el grupo de trabajo del Dr. Ronan Le Lagadec del Instituto de Química, en colaboración con otros tres grupos, dos en Estrasburgo Francia y uno en Pittsburgh, Estados Unidos, investiga la actividad anticancerígena de compuestos ciclometalados de rutenio, constituidos principalmente por un ciclo de tres átomos: carbono, metal y otro átomo que usualmente es nitrógeno, azufre u oxígeno. Los enlaces metalnitrógeno y metalcarbono forman el mencionado ciclo, siendo el enlace metal carbono o metalado como también se le conoce, de suma importancia para modular algunos parámetros como la estabilidad y el potencial redox del compuesto, ver figura 5a. En el año 2012 los grupos de trabajo del Dr. Christian Gaiddon y del Dr. Pfeffer de la Universidad de Estrasburgo publicaron un artículo sobre una serie de compuestos ciclometalados de rutenio que tienen una buena actividad anticancerígena, en algunos casos mejor que la del cis-platino y además tienen una menor toxicidad para las células sanas. Algunos de los Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 7

8 compuestos utilizados en este estudio se muestran en la figura 5. Estos mismos compuestos han sido utilizados en biosensores por el grupo de trabajo del Dr. Le Lagadec en el Instituto de Química de la UNAM (ver Alcoholímetro y glucómetro, biosensores para la vida en Cienciorama), ya que hacen más eficiente el proceso de acarreo de electrones desde una enzima hasta el electrodo por medio de reacciones de óxido reducción. Figura 5. Esquema de compuestos ciclometalados. a) Esquema de la unidad básica de un fragmento ciclometalado. b) y c) Compuestos de rutenio utilizados como anticancerígenos. Las dos diferentes aplicaciones de los compuestos de rutenio, por un lado como anticancerígenos y por el otro como acarreador de electrones, lucen diferentes, sin embargo, podrían estar relacionadas debido a que en el organismo existen una gran cantidad de enzimas oxidorreductasas que podrían afectarse con la presencia de los complejos de rutenio y dañar particularmente las células cancerígenas que proliferan de manera descontrolada. La interacción enzimas-complejos de rutenio podría ser la clave del mecanismo de acción de los compuestos anticancerígenos. Por el momento se desconoce dicho mecanismo, es decir, cómo actúan dentro del organismo para dañar las células cancerígenas preferencialmente. Este punto es fundamental para avanzar en las investigaciones sobre su actividad anticancerígena y poder crear nuevos compuestos con mejor actividad y menores efectos dañinos. Por ejemplo se sabe que el cis- Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 8

9 platino interactúa con las células impidiendo la replicación del ADN y llevando a las células a la apoptosis o muerte celular programada (ver Una muerte que sienta bien, en Cienciorama), lo cual es deseable en células cancerígenas, pero no en células sanas. Sin embargo el cis-platino actúa dañando el ADN de células cancerígenas y el de células sanas. En el caso de los compuestos de rutenio se sabe que la interacción con el ADN no está relacionada directamente con la actividad anticancerígena. Es por ello que se ha planteado que el mecanismo de acción puede estar relacionado con algunas enzimas oxidorreductasas dentro del organismo, según el trabajo desarrollado en biosensores por el grupo mexicano. En el año 2013 el grupo de trabajo del Dr. Le Lagadec publicó en colaboración con el Dr. Ryabov de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, EUA, un artículo en la revista Journal of Biological Inorganic Chemistry, donde se reportó la interacción de los compuestos de rutenio con algunas enzimas oxidorreductasas, lo cual mostró que existe una activación de la reacción por los compuestos de rutenio en estado de oxidación 3+ e inhibición de la reacción enzimática por algunos complejos de rutenio en estado de oxidación 2+, indicando que efectivamente los compuestos interactúan con enzimas oxidorreductasas y que podrían ser responsables de la actividad anticancerígena. El tema no está aún resuelto, la investigación sigue su paso y está en constante construcción, no obstante se tiene la esperanza de que en poco tiempo podría haber más información sobre éstos y otros compuestos de rutenio que se encuentran en etapas avanzadas de pruebas clínicas, de tal manera que pronto se ofrezcan alternativas menos agresivas en las terapias anticancerígenas. La lucha contra el cáncer es constante y es una tarea de todos, desde la investigación básica hasta la autoexploración, mejorando la infraestructura y compartiendo la información, todo es útil en esta enorme tarea. Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 9

10 Referencias Imagen de portada: Figura 1. Imagen tomada de Figura 2. Imagen tomada de Divulgación Manual de enfermería. Instituto Nacional del Cáncer. Ministerio de Salud. Argentina. Especializadas Vidimar, V.; Meng, X.; Klajner, M.; Licona, C.; Fetzer, L.; Harlepp, S.; Hébraud, P.; Sidhoum, M.; Sirlin, C.; Loeffler, J.P.; Mellitzer, G.; Sava, G.; Pfeffer, M.; Gaiddon, C. Biochem. Pharmacol. 2012, 84, Saavedra, O.; Le Lagadec, R.; Ryabov, A. J.Biol. Inorg. Chem.2013, 18, Fetzer, L.; Boff, B.; Ali, M.; Xiangjun, M.; Collin, J.P.; Sirlin, C.; Gaiddon, C.; Pfeffer, M. Dalton Trans. 2011, 40, Y la lucha contra el cáncer sigue... / CIENCIORAMA 10