Los fundamentos de la biología molecular y su relación con el cáncer de pulmón

A01231951 Leonardo de la Parra Soto

Fundamentación de Sistemas Biológicos

3 de septiembre de 2019

Los fundamentos de la biología molecular y su relación con el cáncer de pulmón

De acuerdo con la clase IB1005.1 “Fundamentación de sistemas biológicos” el cáncer es un trastorno a nivel celular, en donde se genera una sobreproducción de células durante el ciclo de vida de esta. Al existir una innecesaria cantidad de células, el cuerpo del organismo empieza a funcionar de manera errónea a la acostumbrada (ACS,2016). Según Knowles y Selby 2005, el cáncer es un desorden de células que usualmente es visto como un tumor conformado por un manojo de células. No obstante, el tumor visible es la última etapa de una serie de cambios que tomó varios años en desarrollarse.

El padecimiento del cáncer no tiene una cura física, es decir, este trastorno está relacionado directamente con el material genético y los hábitos de cada individuo por lo que un remedio como un fármaco o pastilla es imposible de inventar, por lo menos durante el futuro próximo. 
Las causas de esta enfermedad esta respaldada por diversos factores por lo que resulta complicado definir una sola. El rango va desde principios genéticos hasta sociológicos.

En el ciclo celular, la célula en cuestión pasa por la interfase para sintetizar una replicación de ésta y finalmente por una mitosis para completar la separación. A lo largo de este proceso, en la interfase existen diversos puntos de control, como en las subetapas G1 y G2, en los que se evita la procreación de células mutadas. De esta manera, se asegura el correcto funcionamiento de la producción de células del organismo.

En la presencia de una célula dañada, las proteínas Rb, P53 y P21 son capaces de inducir células mutadas en arresto celular (también conocido como G0) y esperar una reparación de éstas. En el dado caso que no ocurra un arreglo, la célula dañada continúa con su apoptosis, o muerte programada. Asimismo, se evita que ésta llegue a la etapa de mitosis.

En la mayoría de los casos, el cáncer se origina cuando existe una falla en dichas barreras (proteínas como Rb, P53 y P21) y causa una generación de células mutadas. Cerca del 50% de los casos reside cuando la proteína P53, conocida como “el guardián del genoma”, sufre una mutación ella misma y, por ende, es incapaz de filtrar células con contenido genético erróneo y comandarlas a su apoptosis. Asimismo, se da lugar a una producción incontrolada de estas células que, a su vez, daña el material genético del organismo. (Openstax Biology,2016)

Sin embargo, para casos de cáncer de pulmón, la infortuna en el ciclo celular no lo es todo. Tomemos como ejemplo un carcinógeno como el cigarro. El humo inhalado pasará por la tráquea del individuo. A uso continuo, los químicos del cigarro reaccionarán con el epitelio traqueal causando un cambio en el fenotipo del órgano, también conocido como una metaplasia. Después se promueve el origen del cáncer in situ en esa área de cuerpo que puede dar a lugar a una displasia, donde se es incapaz de revertir el daño ocasionado.

Los neumocitos son un tipo de células presentes en los alveolos pulmonares y se dividen en dos categorías: tipo I y tipo II.

Los neumocitos tipo I ocupan el 95% de la superficie alveolar y se encargan de recubrir la membrana del saco alveolar para aumentar su exposición al intercambio de gases. Los neumocitos tipo II ocupan el 5% restante de la superficie alveolar y su función es producir el surfactante pulmonar. El surfactante es un complejo lipoproteico capaz de reducir la tensión superficial dentro de los alvéolos, evitando un colapso entre ellos al momento de espirar. Por último, el NCI describe a los macrófagos como un tipo de glóbulo blanco encargado de destruir microorganismos e incitar la producción de otras células inmunitarias.

Una célula contiene el material genético (ADN) de un organismo, que es utilizado para funciones unicelulares y multicelulares. Además, es donde se obtiene la energía de cada individuo, generando adenosín trifosfato mediante un proceso llamado “respiración celular”. Las proteínas son cadenas de aminoácidos que disponen de una función específica en el organismo y son creadas en uno de los organelos de la célula, los ribosomas.

De acuerdo con el video “Cycles of Matter and Energy Transfer” de Bozeman Science, se denota como la transferencia de energía es un proceso cíclico en donde se determina que los humanos son categorizados como consumidores de tipo II o tipo III. El presentador, Paul Andersen, comenta como los humanos subsistimos de la energía de productores (plantas) y de consumidores de tipo I (animales). Además, Paul señala como todo empieza con la capacidad de las plantas de generar glucosa por medio del proceso de la fotosíntesis y como esa energía es transferida hacia otro tipo de organismos. Por medio del alimento, los humanos obtienen la energía para llevar a cabo sus actividades diarias 

¿Qué raza o etnicidad es más propensa a desarrollar cáncer de pulmón? Tomado como contribuyente el uso del tabaco, visualizándolo desde una perspectiva social, las estadísticas presentan una varianza insignificante entre los incrementos porcentuales del uso del tabaco en diferentes razas o etnicidades por lo que la respuesta a nuestra pregunta radica en otro ámbito.

La raza negra tiene una tasa de incidencia de cáncer de pulmón y branquial más alta comparada con la raza blanca. Por su parte, la taza de mortalidad también es mayor. Al dividir por géneros, se concluye que los hombres de raza negra son 51 por ciento más propensos a desarrollar estos tipos de cáncer a comparación de hombres de raza blanca. Mientras que los indicios de las mujeres negras y blancas presentan una similitud entre sí. La razón radica en que las mujeres de raza negra comúnmente son diagnosticadas con este padecimiento antes que las mujeres blancas. (Pfizer,2005)

De acuerdo con Higgins, Lewis, Warren 2003, es generalmente aceptado que intervención quirúrgica en etapas tempranas de cáncer de pulmón puede ser curativo y sea el mejor método para preservar la supervivencia. Infortunadamente, tendencias a lo largo de la historia colocan a los afroamericanos como menos propensos a recibir servicio hospitalario para tratar el carcinoma de células pequeñas. Este tema ya no trata solamente de ámbitos científicas ya que el área socioeconómica también se ve incluida.

Recapitulando, las razones por tan alta disparidad entre grupos étnicos y razas no son completamente claras. Los investigadores han examinado el comportamiento del uso del tabaco, exposición laboral, genética, acceso a sistemas de salud, discriminación, entre otros contribuyentes. La respuesta aparenta ser un conjunto de interacciones de factores biológicos, ambientales, políticos y culturales (Hicks,2010)

Referencias:

·         (n.d.). Diccionario de cáncer. Retrieved from https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionario/def/macrofago

·         Carrero, I., & Herraez, Á. (n.d.). El mundo de los lípidos. Retrieved from http://biomodel.uah.es/model2/lip/surfac-lung.htm

·         Hanahan, D., & Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of Cancer: The Next Generation. Cell, 144(5), 646–674.doi:10.1016/j.cell.2011.02.013 

·         Clark, M. A., Douglas, M., & Choi, J. (2018). Chapter 10 - Cell Reproduction. In OpenStax Biology(2nd ed.).

·         (2019, February 20). Tobacco Use in Racial and Ethnic Populations. Retrieved from https://www.lung.org/stop-smoking/smoking-facts/tobacco-use-racial-and-ethnic.html

·         Higgins, R. S. ., Lewis, C., & Warren, W. H. (2003). Lung cancer in african americans. The Annals of Thoracic Surgery, 76(4), S1363–S1366.doi:10.1016/s0003-4975(03)01208-6 

·         Pfizer (Ed.). (2005). Racial Differences in Cancer. Retrieved from https://www.pfizer.com/sites/default/files/products/Racial_Differences_in_Cancer.pdf

·         Hicks, W. (2010). Too Many Cases, Too Many Deaths: Lung Cancer in African Americans. Retrieved from https://www.lung.org/assets/documents/research/ala-lung-cancer-in-african.pdf

·         LS2B - Cycles of Matter and Energy Transfer. (2013). Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=x37DJLcJ0dI