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LA TROMBINA Y SU CONTRIBUCIÓN AL DESARROLLO DE LA METÁSTASIS PULMONAR
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Norma Alicia Hernández Rodríguez
Columnista Experto de SIIC



Artículos publicados por Norma Alicia Hernández Rodríguez 

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Primera edición: 7 de junio, 2021

Segunda edición, ampliada y corregida 7 de junio, 2021

Conclusión breve
Eventos celulares que se registran en las fases tempranas del establecimiento de metástasis pulmonares. Contribución de la trombina a la determinación del fenotipo maligno en el pulmón.

Resumen



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Especialidades
Principal: Oncología
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LA TROMBINA Y SU CONTRIBUCIÓN AL DESARROLLO DE LA METÁSTASIS PULMONAR

(especial para SIIC © Derechos reservados)

Artículo completo
El cáncer constituye un problema de Salud Pública en México y en todo el mundo. Una de sus principales complicaciones, que finalmente lleva a los pacientes a la muerte, es la metástasis. La del pulmón es la más común de todas debido, probablemente, a su función como primer órgano en filtrar las células malignas. Sin embargo, los eventos celulares que ocurren en las fases tempranas de su establecimiento, posiblemente claves en su desarrollo, no han sido caracterizados por completo.1Si bien se ha reconocido de manera empírica una relación entre malignidad, trombosis y hemostasis, ésta no fue entendida del todo. Aunque numerosos estudios han demostrado la presencia de anormalidades en el sistema de la coagulación de pacientes con diversos tipos de cáncer, que presentan el denominado «estado de hipercoagulación», no se conoce con exactitud su interrelación con las células tumorales.2 En concreto, se sabe que durante los estadios tempranos de la progresión tumoral y el establecimiento de la metástasis, las plaquetas contribuyen específicamente, mediante el secuestro y la retención de las células tumorales en la vasculatura, vía la formación de trombos: plaquetas-células tumorales y la adhesión de éstos a la matriz subendotelial.3 Además, se piensa que las plaquetas contribuyen al desarrollo de una metástasis pulmonar mediante su capacidad de generar trombina en su superficie. La trombina, proteasa de serina, que forma parte de la cascada de la coagulación, modula un gran número de funciones celulares4 y podría contribuir al establecimiento del fenotipo maligno en el pulmón,5 dado que interviene en diversos tipos de mecanismos biomoleculares indispensables para su establecimiento, a saber: el incremento en la adhesividad de células tumorales a plaquetas humanas y la modulación de algunas señales de proliferación.6-7En diversos modelos experimentales se ha demostrado, in vitro e in vivo, que la trombina posee la capacidad de inducir un incremento en la adhesividad, de distintos tipos celulares tumorales, a plaquetas humanas y en la incidencia de metástasis pulmonar de 5 y 400 veces respectivamente. La contribución específica de la trombina en tales procesos se ha corroborado mediante el empleo de inhibidores específicos de esta proteasa de serina.3 El primero de estos efectos es mediado por dominios del tipo RGD, presentes en la matriz extracelular, las plaquetas y la trombina, así como por receptores de superficie del tipo integrínico alfa-5-beta-3, bien conocidos como participantes del proceso metastásico.8En cuanto a los mecanismos de proliferación que modula la ­7É3 trombina, se ha demostrado la presencia del receptor de esta proteasa de serina en algunos tipos de células tumorales, así como la inducción de respuestas tempranas en algunos oncogenes (c-fos y c-myc) y proteínas moduladoras del ciclo celular (AP-1).9,10 La activación del receptor de trombina (proteína G estructuralmente similar al proto-onogen ras, bien conocido por su participación en procesos metastásicos) induce, además de la estimulación en la proliferación de diversos tipos de células tumorales, algunas señales de transducción semejantes a las inducidas por oncogenes. Mediante estos mecanismos se ha explicado el incremento de hasta 150 veces en la incidencia de metástasis pulmonar, específicamente en modelos experimentales in vivo.8,11,12Toda esta evidencia experimental me ha llevado a postular que la trombina podría participar en el desarrollo de la metástasis pulmonar mediante la activación de algunos mecanismos celulares que, a nivel de la transducción de señal y la modulación genética, pudieran favorecer el implante de las células tumorales en el pulmón. A fin de corroborar este postulado, primero se buscó la presencia de trombina en los pulmones de pacientes con metástasis pulmonar de diferentes primarios. La presencia de trombina en los pulmones de estos pacientes debía ser indispensable para justificar su desempeño en la inducción de dicho padecimiento. Para tal efecto se realizaron lavados broncoalveolares mediante el empleo de un broncoscopio de fibra óptica y bajo los lineamientos de la técnica estándar.13Los niveles de trombina se cuantificaron mediante un ensayo basado en el uso de un sustrato cromogénico específico para la trombina (S-2238). Se determinó hasta 100 veces mayor concentración de esta proteasa de serina en los pulmones de 20 pacientes con metástasis pulmonar provenientes de diferentes primarios, en comparación con los niveles de trombina encontrados en pulmones de 20 voluntarios libres de enfermedad pulmonar.13 La mediana de la concentración de trombina en los lavados broncoalveolares de los pacientes con metástasis pulmonar fue de 5.4×10-9 M (2.5×10-9 M - 13×10-9 M), mayor que la encontrada para los niveles en los lavados broncoalveolares de los controles (0.06×10-9 M; 0.02×10-9 M - 0.4×10-9 M, p<0.02). Estas diferencias fueron estadísticamente significativas, aun cuando se expresaron por unidad de volumen de lavado o bien con relación a la concentración de albúmina presente en ellos.13Cabe mencionar que las muestras de lavados broncoalveolares de pacientes con metástasis al pulmón se tomaron de pacientes con un tiempo de desarrollo del padecimiento de sólo 1 a 8 meses desde su diagnóstico. Esto sugiere que la trombina podría ser la responsable de la activación de algún componente temprano, fundamental para el establecimiento de una metástasis pulmonar. Esta hipótesis se apoya en reportes donde se ha documentado que el uso de diferentes inhibidores de la plasmina y de los activadores de plasminógeno (ambos, como activadores de trombina, tienen consecuentemente acción temprana en este tipo de procesos ­7É3 metastásicos) puede prevenir la invasión metastásica.15Una vez establecido este importante hallazgo, a la fecha se ha trabajado en dos hipótesis experimentales. En la primera se ha planteado una acción indirecta de la trombina en el establecimiento de la metástasis pulmonar, vía la generación de factores de crecimiento en fibroblastos pulmonares que pudieran estimular la proliferación de las células tumorales que atraviesan por el pulmón, o bien que pudieran actuar favoreciendo el microambiente pulmonar para inducir el establecimiento de dichas células tumorales en este órgano.13En la segunda hipótesis se ha planteado una acción directa de la trombina en las células tumorales potencialmente metastásicas, estimulando mediante receptores celulares ya sea su proliferación, su capacidad invasiva o bien su permanencia en la matriz subendotelial pulmonar.14 En cualquiera de los casos queda claro que el potencial de la medición de trombina en muestras de lavados broncoalveolares de pacientes con riesgo de metástasis pulmonar podría, por lo pronto, apoyar el diagnóstico temprano de este padecimiento, o bien servir al menos como marcador de su tratamiento. Asimismo, el mejor entendimiento de la asociación entre las anormalidades del sistema de la coagulación y el cáncer repercutiría potencialmente en su terapéutica.A la fecha, y encaminados a resolver estas hipótesis, se ha demostrado que la trombina presente en los lavados broncoalveolares de pacientes con metástasis pulmonar es capaz de inducir un incremento significativo en la proliferación de fibroblastos pulmonares humanos (CCD-16Lu) de hasta 70% (promedio aproximado: 35%; p<0.02). Este incremento en la proliferación celular de fibroblastos pudo atribuirse específicamente a la trombina, gracias al empleo del inhibidor específico de esta proteasa de serina, la hirudina, que bloqueó significativamente este efecto biológico hasta en un 63.8% (p<0.05). Además se comprobó que la estimulación de la actividad mitogénica, inducida por los lavados broncoalveolares de los pacientes con metástasis, correlacionó positivamente con los niveles de trombina existentes en dichas muestras y con el número de células (principalmente macrófagos) presente en ellas (r=0.95, p<0.05).Además, y en relación con la segunda hipótesis, se ha demostrado la contribución específica de la trombina presente en las muestras de lavados broncoalveolares de estos pacientes con metástasis pulmonar al incremento en la adhesividad celular entre plaquetas y células tumorales y su capacidad para inducir invasividad y proliferación.14 Todos estos ensayos de actividad biológica se realizaron en tres diferentes líneas tumorales de origen humano: células de mama humana (MCF-7), células escamosas de cáncer cervicouterino (A-431), y células de melanoma humano (Sk-Mel-28). Estos resultados se compararon con los obtenidos después del procesamiento de 20 muestras de lavado broncoalveolar de voluntarios sanos, en cada uno de los ensayos antes descriptos, y que se consideraron como control.14 ­7É3 El efecto inducido por los lavados broncoalveolares en la adhesividad de células tumorales a plaquetas humanas se realizó mediante el conteo del número de células tumorales que se adhirieron a una monocapa de plaquetas, vía su liberación por tripsina y con la ayuda de un hematocitómetro. Los resultados se expresaron como el porcentaje de adhesividad de las células tumorales incubadas en presencia de muestras de lavado broncoalveolar, en función de las que no se expusieron a ningún agente externo. Los ensayos de invasividad se basaron en la determinación de la capacidad de las células tumorales para migrar a través de una membrana basal artificial (matrigel). Estos se realizaron mediante el empleo de cámaras de Boyden de 48 micropozos y membranas de policarbonato con poros de 8 micrométros de diámetro, cubiertas con matrigel. Los resultados se expresaron como el porcentaje de invasividad: capacidad migratoria de las distintas células tumorales hacia los lavados broncoalveolares de pacientes con metástasis pulmonar a través de una membrana basal artificial, en función de las que migraron sin la presencia de dicha membrana. La proliferación de las tres líneas tumorales probadas en respuesta a su exposición a las diferentes muestras de lavados broncoalveolares se realizó mediante el empleo de un método espectrofotométrico, basado en la retención y posterior elución del colorante azul de metileno. Los resultados se expresaron como el porcentaje de estimulación de la replicación celular tumoral sobre aquellas células crecidas en medio solo (control).Se observó un incremento de hasta cinco veces en la adhesividad de las células tumorales pretratadas con lavados broncoalveolares de pacientes con metástasis pulmonar a plaquetas. Lavados broncoalveolares de pacientes con metástasis pulmonar incrementaron la capacidad de invasividad de las líneas tumorales probadas hasta más del 100%. Esta actividad fue bloqueada parcialmente por la hirudina, inhibidor específico de la trombina. Muestras de lavados broncoalveolares de pacientes con metástasis pulmonar indujeron un incremento mayor del 50% en la proliferación celular de las 3 líneas tumorales probadas (p<0.05). La adición de hirudina disminuyó significativamente esta proliferación hasta en un 80%. Lo que permitió atribuir este incremento en la proliferación de las líneas celulares probadas a la trombina. Este hecho también demostró, indirectamente, la presencia del receptor de esta proteasa de serina en dichas líneas celulares. La actividad biológica de ninguna de las tres líneas tumorales probadas se vio afectada por las muestras de lavados broncoveolares del grupo control, o bien por el inhibidor de la trombina.14Estos resultados son consistentes con estudios previos en los que, empíricamente, se ha establecido la existencia de una relación entre la malignidad, la trombosis y la hemostasis.2 Cabe mencionar que el incremento en los niveles de trombina, en los pulmones de pacientes con metástasis pulmonar, podría atribuirse a lesiones endoteliales que pudieran ser responsables de la activación de la cascada de la coagulación, vía la liberación del factor tisular.1,2 Este tipo de lesión pulmonar endotelial podría ­7É3 ser uno de los eventos que se desarrollan en fases tempranas del establecimiento de una metástasis pulmonar. Además, la presencia de la trombina en las muestras de lavados broncoalveolares de pacientes con metástasis pulmonar no parece ser una casualidad o un efecto inespecífico asociado sólo a la presencia de lesiones endoteliales. En estudios previos, realizados por nuestro grupo de trabajo, hemos demostrado que no fue posible detectar altas concentraciones de trombina en muestras de lavados broncoalveolares de pacientes con enfermedad no metastásica y en los que también se ha documentado la presencia de daño endotelial. Tal es el caso de pacientes con cáncer de pulmón primario (estudio realizado en 30 muestras de lavados broncoalveolares en los que se observó una mediana de la concentración de trombina de sólo 0.6×10-9 M; 0.2×10-9 M - 2.2×10-9 M).13 Asimismo, demostramos en algunas otras enfermedades pulmonares también caracterizadas por un daño celular a nivel endotelial, como son algunos tipos de fibrosis (intersticial idiopática y sarcoidosis), niveles de trombina semejantes a los encontrados en lavados broncoalveolares de voluntarios sanos.4Estos datos sugieren, entonces, que la trombina podría contribuir al desarrollo de la metástasis pulmonar no sólo por su capacidad para estimular la adhesividad de células tumorales a plaquetas, fomentando su permanencia en el pulmón e incrementando la probabilidad del establecimiento de una metástasis, sino que su efecto podría exlicarse por su contribución a la estimulación de señales moduladoras del crecimiento, la migración y la invasividad de células tumorales, fenómenos que además podrían estar influidos por la red de interacciones entre citoquinas. Estos resultados, entonces, sugieren la participación de la trombina en la progresión tumoral y el establecimiento de las células tumorales en el pulmón, así como en la inducción o favorecimiento de la oncogénesis.Bibliografía1. Liotta, L. «Cancer cell invasion and metastasis», Scientific American, Feb, 34-41, 1992.2. Shoji, M. «Activation of coagulation and angiogenesis in cancer», Am J Pathol, 152(2):399-411, 1998.3. Nierodzik, M., Nierodzik, R., Kajumo, F., and Karpatkin, S. «Effect of thrombin treatment of tumor cells on adhesion of tumor cells to platelets in vitro and tumor metastasis in vivo», Cancer Res, 52:3267-3272, 1992.4. Hernández-Rodríguez, N.A., Cambrey, A.D., Harison, N.K., Chambers, R.C., Gray, A.J., Southcott, A.M., duBois, R.M., Black, C.M., Scully, M.J., McAnulty, R.J., and Laurent, G.J. «Role of thrombin on pulmonary fibrosis», The Lancet, 346:1071-1073, 1995.5. 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