Las leucemias en la infancia y la vejez, debidas a diferentes fuerzas evolutivas

Un documento del Centro de Cáncer de la Universidad de Colorado, en Estados Unidos, publicado este lunes en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', propone una solución a la incógnita de por qué los niños pequeños sufren más leucemia que los adolescentes o adultos.

Usando un modelo computacional que describe la dinámica poblacional de las células madre de la sangre que da lugar a las leucemias, los doctores Andrii Rozhok, Jennifer Salstrom y James Degregori proporcionan evidencia de que la fuerza evolutiva de la deriva genética contribuye a la capacidad de las células cancerosas para superar a poblaciones de células sanas en los niños pequeños, mientras que ésta no contribuye casi nada a la formación de la leucemia en adultos.

Durante medio siglo, los investigadores del cáncer han luchado con una paradoja confusa: si el cáncer es causado por la aparición y acumulación de mutaciones (oncogénicas) que causan cáncer con el tiempo, los niños pequeños deberían padecer menos cáncer, ya que tienen un menor número de mutaciones. Por ello, se plantea la cuestión de por qué los niños pequeños tienen una mayor incidencia de leucemia que los adolescentes y los adultos jóvenes.

"Básicamente, el riesgo de leucemia temprano en la vida puede ser más dictado por el azar que por la típica "supervivencia del más apto" que caracteriza a la formación de la leucemia en los adultos mayores", afirma James Degregori, director asociado de investigación básica en el Centro de Cáncer de la Universidad de Colorado y autor principal del artículo.

En trabajos anteriores, el laboratorio Degregori había demostrado que la inevitable disminución de tejido asociada con el envejecimiento beneficia a las células madre de la sangre (HSC, por sus siglas en inglés) con mutaciones que les permiten adaptarse mejor al nuevo ecosistema. Se trata de algo similar a cómo los organismos se han adaptado a los cambios en el clima y el paisaje de la tierra con el tiempo.

Por el contrario, el ecosistema del tejido joven favorece en las células sanas, optimizadas por millones de años de coevolución, la mayoría de las mutaciones que hacen a las células menos aptas para el ecosistema de tejido sano joven y llevan a la purga de células mutantes del tejido.

DESCUBRIMIENTO SORPRENDENTE

Sin embargo, Rozhok y sus colegas hicieron un descubrimiento sorprendente: el modelo computacional mostró una mayor proporción de HSC específicas que lleva la mutación en los primeros años después de su nacimiento. Los autores demostraron que estas poblaciones de células mutadas no dependían del efecto de la mutación sobre la aptitud de las células, de forma que estas células que portan la mutación no estaban más en forma que las células sanas sin estas mutaciones.

En vez de la forma de supervivencia del más apto de la selección natural que impulsa la evolución del cáncer en los adultos mayores, no había otra fuerza en acción. De hecho, los investigadores descubrieron dos factores que influyen en el desarrollo de la leucemia durante la vida temprana: el pequeño tamaño del grupo de HSC en el nacimiento y la alta tasa de división celular necesaria para el crecimiento corporal en la temprana edad.

Es fácil entender cómo más divisiones celulares temprano en la vida crean mayor riesgo. Las mutaciones ocurren en gran parte durante las divisiones celulares, por lo que más divisiones celulares significarán más mutaciones, lo que a su vez eleva el riesgo de que algunas de estas mutaciones podrían contribuir al desarrollo de la leucemia.

Pero, la pregunta es qué sucede con el tamaño pequeño de HSC. Hasta ahora, se ha hablado de dos fuerzas evolutivas: la mutación y la selección, pero hay un tercer factor que a menudo se pasa por alto, que es fundamental en la evolución: la deriva. La deriva es el papel del azar ---la posibilidad de que a pesar de ser menos aptos, un animal, un organismo o una célula madre sanguínea con la mutación que causa cáncer sobrevivan para cambiar la composición genética de la población.

Es importante destacar que la influencia de la deriva es mayor en poblaciones pequeñas. "La evolución somática temprana en grupos de HSC se ve afectada significativamente por la deriva, con una selección que juega un papel menos importante", escriben los autores en el artículo. "Con una gran población de células sanas optimizadas para el tejido joven y saludable, la capacidad de las mutaciones, incluyendo mutaciones cancerosas, que llevan a la proliferación celular incontrolada se reduce", dice Degregori.

Sin embargo, no evolucionamos para vivir siempre. El modelo muestra que en la vejez, la disminución del tejido promueve la selección de mutaciones adaptativas, lo que conduce a la expansión de clones potencialmente oncogénicos de HSC que de nuevo elevan el riesgo de leucemia. Así, este trabajo muestra que en la vida temprana, las leucemias son impulsadas por la mutación y la deriva, mientras que en la edad adulta, las leucemias son promovidas por la mutación y la selección.

"Demostramos que las leucemias de los niños y los adultos mayores son diferentes enfermedades, forjadas por diferentes fuerzas evolutivas, y se propagan en distintas circunstancias", destaca Degregori, quien señala la posibilidad de un nuevo enfoque para el tratamiento del cáncer.