GENERACION DEL CANCER: PROCESO MULTISECUENCIAL EPIDERMIS MEMBRANA BASAL DERMIS HIPERPLASIA: AUMENTO PROLIFERACION CARCINOMA IN SITU: AUMENTO PROLIFERACION PERDIDA DIFERENCIACION CARCINOMA MALIGNO INVASIVO: INVASION EN TEJIDO ADYACENTE (INICIO DE LA DISEMINACION)

Principios básicos comunes a la generación y progresión del cáncer: 1.- Proceso multisecuencial: mutaciones en protooncogenes y genes supresores “capacidades adquiridas”: 2.- Acumulación de mutaciones en un número relativamente pequeño de protooncogenes y genes supresores . Crecimiento independiente de señales externas . Evasión de muerte celular programada (apoptosis) . Capacidad de replicación ilimitada . Cambios en el fenotipo tumoral 3.- Capacidad de invasión y metástasis 4.- Neovascularización sostenida: angiogénesis 5.- Homeostasis tumoral: Interacciones células tumorales-células huésped Hanahan & Weinberg, Cell, 2000 “The hallmarks of cancer”

ETAPAS DE LA METÁSTASIS Tumor primario 1. Invasión 2. Intravasación Interacción con vasos linfáticos, vénulas capilares… proliferación/angiogénesis degradación matriz extracelular 3. Diseminación 4. Extravasación Formación de un microambiente favorable proliferación, angiogénesis, tumor secundario Interacciones con plaquetas linfocitos y otros componentes sanguineos 5. Proliferación

ETAPAS DE LA METÁSTASIS 2. Intravasación Tumor primario 3. Diseminación 1. Invasión 4. Extravasación 5. Proliferación Primeros pasos de la metástasis Alta eficiencia -Formación tumor primario -Adquisición de un fenotipo motil Últimos pasos de la metástasis Baja eficiencia -Diseminación hacia órganos distantes -Crecimiento de tumores secundarios

Pérdida del fenotipo epitelial: Etapas de la invasión Cadherina-E Integrinas Lamina Basal Pérdida de adhesión célula-célula: Pérdida de expresión o función de Moléculas de adhesión celular (CAMs) Cambios en adhesión célula-MEC

3. Adquisición de motilidad Pérdida del fenotipo epitelial: Etapas de la invasión TRANSICIÓN EPITELIO-MESÉNQUIMA 2. Degradación de MEC 3. Adquisición de motilidad y migración Activación de proteasas y degradación de matriz extracelular Fenómenos angiogénicos Participación de integrinas y cambios en el citoesqueleto

Transición Epitelio-Mesénqima en zona invasión de papiloma en progresión

TEM (EMT) en la progresión tumoral Thiery, Nat. Rev. Cancer, 2: 442-454 (2002)

Fibronectina, laminina, 1. Pérdida de adhesión célula-célula Adhesión célula-célula Adhesión célula-MEC Interior Fibronectina, laminina, Colágenos, etc. Exterior Interior Integrinas: (Dímeros a, b) Cadherinas Inmunoglobulinas Adhesión homofílica Adhesión heterofílica

Organización de uniones intercelulares en epitelios Cadherinas Clásicas (Cadherina-E) Cadherinas desmosomales Modificado de Pérez-Moreno et al., Cell, 112: 535-545 (2003)

Estructura de las uniones mediadas por cadherina E

Pérdida de Cadherina-E en carcinomas ductales invasivos: Asociado al grado de diferenciación Grado 1 Grado 2 Grado 3 Grado 3 Gamallo et al., 1993 Palacios et al., 1995, 1996

Expresión de Cadherina-E en carcinoma próstata Tej. normal Carc. próstata Loric et al., Eur. J. Cancer, 37: 1475-1481 (2001)

Pérdida de Cadherina-E en el frente de invasión de carcinomas

Funciones de la adhesión célula-célula mediada por cadherina-E Progresión tumoral Pérdida de expresión/función de cadherina-E asociada al grado de desdiferenciación de diferentes tipos de carcinomas Pérdida de expresión de cadherina-E en líneas de carcinoma asociada a la capacidad de invasión. Expresión de Cadherina-E en líneas de carcinomas deficientes induce la pérdida de invasividad. Pérdida de expresión de Cadherina-E asociada a TEM y a la transición de adenoma a carcinoma (carc. Intestinales y modelos experimentales) Cadherina-E: Gen supresor de la invasión tumoral.

Mecanismos de pérdida de Cadherina-E en TEM/progresión tumoral Regulación expresión del gen Cadherina-E: Mutaciones/regulación transcripcional Regulación expresión del gen Cadherina-E: Mutaciones/regulación transcripcional 2. Regulación de la función de Cadherina-E: Mecanismos post-transcripcionales - Cadherina-E - Cateninas asociadas

Mecanismos de pérdida de expresión de Cadherina-E 1. Mutaciones del gen de Cadherina-E Afectan a diferentes regiones codificantes y no codificantes: originan delecion de exones y cambios en la pauta de lectura, o proteínas truncadas. - Asociadas frecuentemente a pérdidas de heterozigosidad (LOH) Mutaciones en la línea germinal detectadas en algunos casos: predisposición a carcinoma gástrico de tipo difuso. Detectadas en aprox. 50% de carcinomas lobulillares de mama y carcinomas gástricos difusos. Infrecuentes en otros tipos de carcinomas. Otros mecanimos responsables de la pérdida de expresión de Cadherina-E en mayoría de carcinomas.

Mecanismos de pérdida de expresión de Cadherina-E 2. Hipermetilación de islas CpG del promotor de Cadherina-E Detectado en un amplio número de líneas de carcinoma: ej. Mama, próstata, gástrico, colorectal. Detectado en tumores primarios: mama, próstata, etc. Inhibición de metilación (5´-Azacitidina): revierte la expresión de Cadherina-E en diferentes líneas celulares. Hipermetilación de un alelo puede estar asociada a mutación somática/germinal del otro alelo o a pérdida de heterozigosidad

Inactivación de CD-E por mutación, metilación y LOH en tumores esporádicos Strathdee, Sem. Cancer Biol., 12: 373-379 (2002)

TEM (EMT) en la progresión tumoral Thiery, Nat. Rev. Cancer, 2: 442-454 (2002)

Mecanismos de pérdida de expresión de cadherina E Integrinas Lámina basal CD-E * 1. Mutaciones 2. Hipermetilación CD-E Cme Represores CD-E 3. Represión transcripcional

Elementos reguladores del promotor de Cadherina-E Mouse Human Dog Transcription Factors Todos los factores identificados actúan como represores de Cadherina-E por interacción con cajas E proximales/E-pal

Snail induce TEM en células epiteliales - Adquisición y reorganización de marcadores mesenquimáticos Fibronectina Vimentina Cadherina-E Plakoglobina - Pérdida o redistribución de marcadores epiteliales Mock Snail - Adquisición de morfología fibroblástica - Pérdida de adhesión célula- célula

Expresión de Snail asociada a la pérdida de Cadherina-E en carcinomas y melanomas: Carcinomas ductales mama: Cano et al., 2000; Batlle et al., 2000; Cheng et al., 2001; Blanco et al., 2002 Carcinoma oral: Yokohama et al., 2001 Hepatocarcinomas: Jiao et al., 2002; Sugimachu et al., 2003 Carcinomas gástricos difusos: Rosivatz et al., 2002 Melanomas: Cano et al., 2000; Poser et al., 2001 Expresión de Slug asociada a pérdida de Cadherina-E: - Líneas de carcinoma de mama: Hajra et al., 2002 Expresión de E47 y Zeb1/2 asociada a pérdida de Cadherina-E: Diversas líneas de carcinoma: Comijn et al., 2001; Pérez-Moreno et al., 2001; Guaita et al., 2002

Expresión de Cadherina-E y Snail en carcinomas de mama Cad-E Tej. Mamario Normal Carcinoma Ductal invasivo Blanco et al, Oncogene, 2002

Expresión de Cadherina-E, Snail, SIP1 (Zeb2) en carcinomas gástricos Tipo difuso Tipo intestinal E-cad Sna Zeb2 E-cad Sna Zeb2 Rosivatz et al., Am. J. Pathol., 161: 1881-181 (2002) - Expresión preferencial de diferentes represores en función del tipo tumoral? - Coexistencia de diferentes mecanismos: mutación y represión (carc. difusos)

Modelo de acción de los diferentes represores de CD-E en la progresión tumoral MET E-Cad Repressors (??)

Mecanismos de pérdida de Cadherina-E en EMT/progresión tumoral Regulación expresión del gen Cadherina-E: Mutaciones/regulación transcripcional 2. Regulación de la función de Cadherina-E: Mecanismos post-transcripcionales - Cadherina-E - Cateninas asociadas

Proteínas reguladoras Regulación de las uniones mediadas por cadherina E Fact. Crec. (EGF, HGF, TGFb) Tyr-quinasas (c-met, EGFR, c-src) Tyr-fosfatasas (TPPm/k, LAR-PTP) Otras vías señalización: Ras, TGFb, ILK - + Proteínas reguladoras del citoesqueleto (Rho-GTPasas) + -

Activación de b-catenina: Vía de Wnt Proteasome

Activación de b-catenina: Vía de Wnt Proteasome c-Myc Cyclin-D1 Cdc25a Matrilisin uPAR

Estructura de la proteína APC: Adenomatous Polyposis Coli Mutantes: Cáncer de Colon familiar (FAP) y no familiar COOH Pérdida de interacción con b-catenina y/o axina Estabilización de b-catenina en citoplasma y/o núcleo Señalización celular

Estructura de b-catenina: proteína multifuncional Interacciones con: a-catenina APC Tcf Cadherina-E NH2 COOH S/T: residuos fosforilables por GSK-3b Dominio N-terminal Repeticiones arm Dominio C-terminal

Mutaciones de b-catenina en diferentes tipos de tumores: Residuos S/T (o adyacentes) fosforilables por GSK-3b NH2 33 37 41 45 D S G I H S G A T T T A P S Y E Y P Hepatocarcinomas V P V A F V A F Carc. Colorectal F A Carc. Ovario C C Meduloblastomas Y F A Carc. Próstata F C A F Carc. Utero A I C Pérdida de interacción con APC: estabilización b-catenina Señalización

Activación b-catenina en frente de invasión tumoral Carcinomas de colon Thiery, Nat. Rev. Cancer, 2: 442-454 (2002)

Cadherina-E y señalización de b-catenina Pérdida de Cadherina-E puede conllevar un aumento de la señalización b-catenina. Presencia de Cadherina-E funcional “secuestra” a b-catenina en la membrana, inhibiendo su señalización. Consecuencias en fenotipo, proliferación, migración, etc. Lineas de carcinomas colon. Gumbiner, 2001, 2002 Muñoz, 2001 Ben Ze’ev, 2003

Fibronectina, laminina, 1. Pérdida de adhesión célula-célula DISMINUCIÓN CAMBIOS Adhesión célula-célula Adhesión célula-MEC Interior Fibronectina, laminina, Colágenos, etc. Exterior Interior Integrinas: (Dímeros a, b) Cadherinas Inmunoglobulinas Adhesión homofílica Adhesión heterofílica

Etapas de la invasión Cadherina-E Integrinas Lámina Basal Pérdida de adhesión célula-célula Cambios en adhesión célula-MEC Cambios en adhesión célula-MEC Degradación de MEC (activación de proteasas matriz) Adhesión Célula-MEC Adquisición de motilidad y migración Transición Epitelio-Mesénquima (TEM)

Adhesión de las células a la MEC Membrana basal/ Lámina basal Matriz extracelular intersticial Fibrob. MEC (FN) Células epiteliales L. basal Componentes mayoritarios: - Laminina, Colágeno tipo IV, entactina - Fibronectina, colágenos I, II, III, diversos proteoglicanos

Organización tridimensional Organización de la membrana/lámina basal Cél. epitelial Lámina basal Tejido conjuntivo Visión al m. e. de la lámina basal Laminina Colágeno tipo IV Organización tridimensional de la membrana basal

Membrana basal: Presencia en diferentes tejidos Kalluri, Nat. Rev. Cancer, 3: 422-433 (2003)

Matriz extracelular intersticial Red de fibras de fibronectina N C Oligomerización Cadena de colágeno Triple hélice de colágeno Fibrillas Fibras de

Integrinas: Receptores de adhesión a MEC. Tipos principales b Señalización celular Organización citoesqueleto b5 av b3 aIIb FNR VNR FbR FNR LMR b4 LMR a6 b1 a1 a2 a3 a4 a5 Unión lam. basal FNR V-CAM1 LMR CR

Cambios en la expresión de integrinas en células tumorales y carcinomas Tipo celular, tumoral Transformada por Cambios en integrinas Fibroblastos Murinos, humanos Oncogenes (Ras, RTKs) Reducción a5 Células humanas Transformación química Aumento a6, a2, a1 Melanoma humano, ratón Clones seleccionados por aumento metástasis Aumento avb3, aIIbb3 Melanoma, Vasos tumorales Aumento avb3 Neuroblastoma humano Aumento a5 Carcinoma epidermoide humano, Carcinoma tiroides Aumento a6b4 Disminución a6, a1, b1 Carcinoma mama En muchos casos, se observan cambios en la afinidad de integrinas por ligandos Cambios cuantitativos y cualitativos en el patrón de expresión de integrinas

3. Adquisición de motilidad Pérdida del fenotipo epitelial: Etapas de la invasión 2. Degradación de MEC 3. Adquisición de motilidad y migración Activación de proteasas y degradación de matriz extracelular Participación de integrinas y cambios en el citoesqueleto

2. Degradación de la MEC Tipos principales de matriz extracelular (MEC) Lámina basal (Membrana basal): Delimita los tejidos epiteliales y capilares de tejidos adyacentes Posee una estructural tridimensional definida: lámina reticular Componentes mayoritarios: - Colágenos no fibrilares (Col. IV) - Laminina, entactina - Proteoglicanos específicos: perlacano Matriz extracelular intersticial: Constituyente esencial de los tejidos conjuntivos. No posee una estructural tridimensional definida Componentes mayoritarios: - Colágenos fibrilares (Col. I, Col. II) - Fibronectina Diversos tipos de proteoglicanos y glicosaminoglicanos

2. Degradación de la MEC - Implicación de proteasas de matriz extracelular: Enzimas con actividad endopeptidasa: cortan enlaces peptídicos en el interior de las moléculas de proteínas: Sustratos: Diferentes componentes de MEC: colágenos, fibronectina, laminina, etc. Tipos/familias: Definidos por sus requerimientos en el centro activo: aminoácidos específicos (serina, cisteina, aspártico, etc.), presencia de metales (zinc, calcio) Aspartil proteasas (catepsina D) Cisteín proteasas (catepsinas B, C, H, L) Treonin proteasas Metaloproteasas (MMPs, ADAMs) Serin proteasas: activador del plasminógeno tisular, TPA y tipo uroquinasa (uPA) La proteolisis pericelular depende de la regulación de su actividad

Sistema del activador del pláminógeno tipo uroquinasa: uPA Activación de proteasas de matriz extracelular Sistema de las metaloproteasas: MMPs Sistema del activador del pláminógeno tipo uroquinasa: uPA ProMMP N C ProuPA uPA MMP activa 80 aa Plasmina, otros agentes Plasmina Plasminógeno N C PAIs TIMPs Inhibidores endógenos: PAIS: Inhibidor(es) del activador del plasminógeno TIMPs: Inhibidor(es) tisulares de metaloproteasas Degradación de Componentes de Matriz extracelular

Proteolisis focalizada en el frente de invasión de carcinomas

colágenos, fibronectina, 2. Degradación de la MEC Activación de proteasas por receptores de membrana: uPA Plasmina Pro-uPA: inactivo uPAR: Receptor uPA Señalización intracelular uPA: activo MEC Plasmina Plasminógeno Proteasa de amplio especto: acción sobre colágenos, fibronectina, laminina, PGs,etc PAIs

Degradación de la matriz extracelular Principales tipos de Proteasas implicadas Aspartil proteasas (catepsina D) Cisteín proteasas (catepsinas B, C, H, L) Treonin proteasas Metaloproteasas (MMPs, ADAMs) Serin proteasas: activador del plasminógeno tisular, TPA y tipo uroquinasa (uPA) Serin-proteasas El sistema activador del plasminógeno tipo uroquinasa esta formado por las proteasa uPA, su receptor uPAR, inhibidores PAI y el plasminógeno Metaloproteasas Constituyen una familia de moléculas, caracterizadas por el requerimiento de metales (Zn) para su actividad enzimática. Se clasifican de acuerdo a su estructura, especificidad de sustrato, localización celular y susceptibilidad a diferentes inhibidores.

Subfamilias de MMPs: sustratos Grupo Nombre descriptivo Sustratos principales Nombre Dominio mínimo MMP-7 MMP-26 Matrilisinas PGs, laminina, fibronectina, colágenos no fibrilares, (gelatina) Colagenasas Colagenasa-1 Colagenasa-2 Colagenasa-3 MMP-1 MMP-8 MMP-13 Colágenos fibrilares I,II,III,VII,X, (Gelatina, entactina, tenascina) Estromelisinas Estromelisina-1 Estromelisina -2 Estromelisina -3 MMP-3 MMP-10 MMP-11 PGs, laminina, fibronectina, colágenos no fibrilares, (gelatina) Laminina, fibronectina, agrecano Lámina basal Gelatinasas Gelatinasa A Gelatinasa B MMP-2 MMP-9 Colágenos no fibrilares IV,V, gelatina Laminina, fibronectina, agrecano Asociadas a membrana MT1-MMP MT2-MMP MT3-MMP MT4-MMP MT5-MMP MMP-14 MMP-15 MMP-16 MMP-17 MMP-24 Colágenos, gelatina, fibronectina, PG Pro-MMP-2 (pro-MMP-13) Otras Metaloelastasa Enamelisina MMP-12 MMP-20 Elastina, diversos componentes MEC

Expresión en Carcinomas MMP Sustrato Síntesis Metaloproteasas de membrana MT1-MMP MT2-MMP Tipos principales de metaloproteasas implicadas en invasión Colágenos II, III, VII, X, FN, LN, PG Colágenos II, I, III, FN, LN, PG Colagenasas Colagenasa 1 MMP1 Colagenasa 3 MMP13 FN, LN, PG, plasminógeno, elastina Estromelisinas Estromelisina 1 MMP3 Estromelisina 2 MMP10 Matrilisina MMP7 Colágeno IV, V, FN, LN, PG Gelatinasas Colagenasa IVA: MMP2 Colagenasa IVB: MMP9 Estroma tumoral C. tum/end/estroma C. tum/estroma Células tumorales Expresión en Carcinomas Colorectal, pulmón Mama Mama, colon, gástrico, tiroides, broncolaveolar. Pulmón, basocelular y escamoso. Cabeza y cuello Gástrico, Colorectal

Posiblemente implicadas en crecimiento y supervivencia 2. Degradación de la MEC Activación de proteasas por receptores de membrana: MMPs Pro-MMP2: inactiva Receptor MT1-MMP MMP2: activa avb3 Señalización intracelular L. Basal TIMPs MEC Degradación de matriz extracelular Posiblemente implicadas en crecimiento y supervivencia Pro-MMPs: inactivas MMPs: activa Plasmina

2. Degradación de la MEC Proteolisis focalizada. Cooperación de células tumorales y el “entorno” Células del Estroma Macrófago pro-MMPs MT-MMP PAIs pro-uPA u-PAR uPA Célula Tumoral PG MMPs Plasmina TIMPs Activación HGF/SF, bFGF, TGFb

Funciones de MMPs en la progresión tumoral Tumor primario Metástasis Funciones adicionales Crecimiento Angiogénesis Funciones clásicas Intravasación Invasión Extravasación Migración

Inhibidores de proMMPs en ensayos clínicos C. Overall and C. López-Otín, Nat. Rev. Cancer, 2: 657-672 (2002)

3. Adquisición de motilidad Pérdida del fenotipo epitelial: Etapas de la invasión 2. Degradación de MEC 3. Adquisición de motilidad y migración Activación de proteasas y degradación de matriz extracelular Participación de integrinas y cambios en el citoesqueleto

3. Adquisición de motilidad y migración celular Cambios asociados a la motilidad y migración 1. Cambios en la expresión de integrinas: asociados a cambios del entorno celular Aumento de integrinas pro-migratorias 2. Incremento de la degradación de la matriz extracelular: proteasas 3. Cambios en el citoesqueleto celular: Citoesqueleto de actina: Rho GTPasas Citoesqueleto de tubulina:Dinamica de microtubulos Filamentos intermedios: Citoqueratinas 4. Implicación de factores de motilidad celular del entorno tumoral: Factores de crecimiento Factores quimioatrayentes

3. Proteolisis pericelular 5. Retracción y translocación 3. Adquisición de motilidad y migración celular Dinámica de contactos focales y lamelipodios durante la migración celular 1. Polarización celular 2. Interacción con substrato 3. Proteolisis pericelular 4. Contracción de actina 5. Retracción y translocación

3. Adquisición de motilidad y migración celular Participación de Rho GTPasas en diferentes etapas de metástasis Sahai & Marshall, Nat. Rev. Cancer, 2: 133-142 (2002)

FACTORES DE MOTILIDAD CELULAR IMPLICADOS EN INVASION TUMORAL 3. Adquisición de motilidad y migración celular FACTORES DE MOTILIDAD CELULAR IMPLICADOS EN INVASION TUMORAL AMF: Autocrine Motility Factor Secretado por células tumorales HGF/SF: Hepatocyte Growth Factor/Scatter Factor Secretado mayoritariamente por células del estroma tumoral Actúa a través del receptor c-Met (tirosina quinasa) Disocia células epiteliales e induce su motilidad Induce la expresión del sistema uPA-uPAR Modulado por IL-1, secretada por células tumorales OTROS FACTORES DE CRECIMIENTO FGFb (básico) TGFb - PDGF - IGF-1

Principios básicos comunes a la generación y progresión del cáncer: 1.- Proceso multisecuencial: mutaciones en protooncogenes y genes supresores 2.- Acumulación de mutaciones en un número relativamente pequeño de protooncogenes y genes supresores “capacidades adquiridas”: . Crecimiento independiente de señales externas . Evasión de muerte celular programada (apoptosis) . Capacidad de replicación ilimitada . Cambios en el fenotipo tumoral 3.- Capacidad de invasión y metástasis 4.- Neovascularización sostenida: angiogénesis 5.- Homeostasis tumoral: Interacciones células tumorales-células huésped

ETAPAS DEL PROCESO ANGIOGÉNICO Estimulación autocrina y paracrina entre las células endoteliales y las células tumorales con capacidad angiogénica: Proliferación de las células endoteliales Degradación de la membrana que rodea los vasos sanguíneos Migración hacia la masa tumoral y formación de nuevos vasos sanguíneos

Angiogénesis: Equilibrio entre activadores e inhibidores

Células tumorales con potencial angiogénico VEGF Homodímero de 46 Kda. Su expresión está muy incrementada en las células tumorales, y mediada por el oncogen Ras, estradiol, HIF-1, mutaciones en p53. La falta de expresión durante el desarrollo es letal. Existen diferentes receptores para el factor VEGF (1-3), todos ellos con actividad tirosina quinasa. Células endoteliales Forman vasos débiles y diferentes en forma y tamaño. Existe un incremento en la permeabilidad vascular. Células tumorales con potencial angiogénico VEGF o bFGF Proteínas estimuladoras de la proliferación endotelial (bFGF, PDGF, IGF1) Célula endotelial Receptor específico de membrana

Células tumorales con potencial angiogénico Receptor específico de membrana Célula endotelial  ICAM1, VCAM, avb3, Selectina  VE Cadherina Células tumorales con potencial angiogénico VEGF o bFGF Proteasas que degradan la matriz extracelular (MMPs, UPA) avb3 Célula endotelial VEGF Proteasas de matriz extracelular Forman vasos débiles y diferentes en forma y tamaño. Existe un incremento en la permeabilidad vascular. Incrementan la expresión de las moléculas de adhesión como E-selectina e integrinas como la v3 (activador MMP2).

Inhibidores del proceso angiogénico Factores solubles: IFN- , -, IL-12 Inhibidores de activadores angiogénesis: (anti-VEGF, receptores) Derivados de matriz extracelular: Endostatina Angiostatina Trombospondina Inhibidores de metaloproteasas. naturales (TIMPS) sintéticos Inhibidores de integrinas

Inhibición de angiogénesis a diferentes niveles Células tumorales con potencial angiogénico IFN Anti VEGF SU5416 SU6668 VEGF o bFGF Célula endotelial TIMPs BMS275291 MMPs proteasas EMD 121974 Angiostatina, Endostatina, TNP 470 endostatina 183 aa Colágeno XVIII N C angiostatina 290 aa Plasminógeno Plasmina Productos anti-angiogénicos

Inhibidores directos de angiogénesis en ensayos clínicos (VEGF) (avb1) (avb3) R. Kerbel and J. Folkman, Nat. Rev. Cancer, 2: 727-739 (2002)

Inhibidores indirectos de angiogénesis Cancer mama (anti-prolif) R. Kerbel and J. Folkman, Nat. Rev. Cancer, 2: 727-739 (2002)

Principios básicos comunes a la generación y progresión del cáncer: 1.- Proceso multisecuencial: mutaciones en protooncogenes y genes supresores 2.- Acumulación de mutaciones en un número relativamente pequeño de protooncogenes y genes supresores “capacidades adquiridas”: . Crecimiento independiente de señales externas . Evasión de muerte celular programada (apoptosis) . Capacidad de replicación ilimitada . Cambios en el fenotipo tumoral 3.- Capacidad de invasión y metástasis 4.- Neovascularización sostenida: angiogénesis 5.- Homeostasis tumoral: Interacciones células tumorales-células huésped

EL PROCESO METASTÁTICO Teoría de la semilla “seed” y el sustrato “soil” (Stephen Paget, 1889) La metástasis no se produce al azar, las células capaces de migrar tienen especificidad por cierto órganos debido al microambiente en el que se tienen que desarrollar. Teoría de la expansión mecánica (James Ewing, 1920) La metástasis no se produce al azar, la colonización de sitios secundarios es debida a las fuerzas mecánicas circulatorias. Corrientes sanguineas y diametro de los vasos. Teoría seed and soil “actualizada” (Isaiah Fidler, 2003) La metástasis no se produce al azar, la colonización de sitios secundarios es debida a las fuerzas mecánicas circulatorias y en sitios donde el microambiente es adecuado para el desarrollo de un tumor secundario. Fidler, Nat. Rev. Cancer, 3: 1-6 (2003)

EL PROCESO METASTÁTICO La metástasis es un proceso selectivo: Factores homeostáticos La metástasis se origina en un entorno único, por lo que las “comunicaciones” entre la célula tumoral y el entorno metastático son cruciales en el desarrollo tumoral secundario. Factores homeostáticos: factores que promueven el crecimiento y supervivencia tumoral Cáncer de mama o próstata con metástasis en hueso: TGFb, IGF, PThrP (proteina relacionada con la hormona paratiroidea) Cáncer de colon con metastasis en hígado: EGF, TGF-a. Cáncer de mama con metástasis en nódulos lifaticos, pulmón, higado y hueso: debido a que células tumorales expresan receptores de quimioquinas CXCR4 y CCR7 y los ligandos (CXCL12 y CCL21) se expresan en esos organos. Chambers, A.F. et al., Nat. Rev. Cancer, 2: 563-572 (2002)

EL PROCESO METASTÁTICO La metástasis es un proceso selectivo: Marcadores moleculares Pantel, K. et al., Nat. Rev. Cancer, 4: 448-456 (2004)

Estudios recientes de expresión génica diferencial: Comparación células tumor primario y metástasis (“Microarrays”) Presencia de células pro-metastásicas en el tumor primario: “Firma genética metastásica” (“Metastatic signature”) (Ramaswamy et al, 2003; van’t Veer et al., 2002) Necesaria expresión de genes adicionales para que la metástasis se manifieste y desarrolle (Kang et al., 2003; Yang et al., 2004) Necesaria expresión de genes específicos según el sitio específico de metástasis (p.ej., CTGF, ILN11 para metástasis ósea de carcinomas de mama; Kang et al., 2003)