thumb|150px|right|El cáncer se produce por la acumulación sucesiva de mutaciones. Cada mutación altera en alguna manera el comportamiento de una célula.
Los términos oncogénesis o carcinogénesis (también, tumorigénesis) hacen referencia literal al proceso por el cual se produce el cáncer. Es el proceso por el cual una célula normal se convierte en una célula cancerosa. Se caracteriza por la progresión de varios cambios celulares a nivel del material genético que finalmente desemboca en la reprogramación de la célula provocando que se reproduzca de manera descontrolada, formando una masa maligna.
La división celular es un proceso fisiológico que ocurre en casi todos los tejidos y bajo diversas circunstancias. Bajo circunstancias normales, el balance entre la proliferación y la muerte celular programada, usualmente por medio del mecanismo de apoptosis se mantiene estrechamente regulado asegurando de esta forma la integridad de órganos y tejidos. Las mutaciones en el ADN que pueden conducir a una transformación cancerosa interfieren con este proceso de control interfiriendo con el programa que lo controla.
El proceso de oncogénesis es causado por estas mutaciones en el material genético de las células normales, que alteran el balance normal entre proliferación y muerte celular. Como resultado se produce una división celular descontrolada y un proceso evolutivo de estas células por medio de selección natural dentro del organismo. La reproducción rápida y descontrolada de células pueden producir tumores benignos y algunos tipos de estos tumores pueden convertirse en malignos que es lo que se conoce como cáncer. Los tumores benignos no se esparcen a lugares lejanos del organismo ni invaden otros tejidos, y por lo general no representan una amenaza para la vida a menos que compriman estructuras vitales o tengan alguna actividad fisiológica (por ejemplo, que sean capaces de producir alguna hormona). Los tumores malignos son capaces de invadir otros órganos, esparcirse a lugares distantes (proceso conocido como metástasis) y convertirse en una amenaza para la vida.
Generalidades El cáncer es, fundamentalmente, una enfermedad de regulación del crecimiento de tejidos. Para que una célula normal se transforme en una célula cancerosa, se deben alterar los genes que controlan el crecimiento y la diferenciación celular. Estos cambios genéticos pueden ocurrir en múltiples niveles, desde la pérdida o ganancia de cromosomas completos, a una mutación puntual que afecta un único nucleótido en el ADN. Existen, sin embargo, dos grandes categorías de genes que son afectados por estos cambios. Los oncogenes pueden ser por ejemplo genes normales que son expresados en niveles anormalmente altos, o genes alterados que presentan nuevas propiedades. En cada caso, la expresión de estos genes promueve un fenotipo maligno de células cancerosas. Los genes supresores de tumores son genes que inhiben la supervivencia, la división celular, u otras propiedades de las células cancerosas. Los genes supresores tumorales a menudo son desactivados por cambios genéticos que favorecen la aparición de transformaciones malignas. Típicamente, se requieren cambios en muchos genes para que una célula normal se transforme en una célula cancerosa.
Se requiere más de una mutación para que se produzca la oncogénesis. De hecho, se requiere toda una serie de mutaciones en una cierta clase de genes para que una célula normal se transforme en una célula cancerosa. Solo las mutaciones en aquellos genes que juegan un determinado papel vital en la división celular, en el control de la apoptosis y en la reparación del ADN pueden causar que la célula pierda el control de su propia proliferación.
Existen varios esquemas de clasificación para aquellos cambios genómicos que pueden contribuir a la generación de células cancerosas. La mayor parte de estos cambios son mutaciones, o cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN. La aneuploidía, es decir, la presencia de un número anormal de cromosomas, es un cambio genómico que no es una mutación, y puede involucrar tanto la ganancia como la pérdida de uno o más cromosomas debido a errores en la mitosis.
Las mutaciones a gran escala involucran la pérdida o la ganancia de un fragmento de cromosoma. La amplificación génica se produce cuando una célula adquiere múltiples copias (a menudo 20 o más) de una pequeña región cromosómica, que usualmente contiene uno o más oncogenes y material genético adyacente. Las translocaciones cromosómicas se producen cuando dos regiones de cromosomas separados se fusionan de manera anormal, a menudo en una región característica. Un ejemplo muy bien conocido de esto es el cromosoma Filadelfia, o la translocación de los cromosomas 9 y 22, que ocurre en la leucemia mieloide crónica, y que resulta en la producción de la proteína de fusión BCR-Abl, una tirosina quinasa oncogénica.
Los oncovirus, que son un tipo de retrovirus que contienen oncogenes se han categorizado como oncogénicos debido a que son capaces de gatillar el crecimiento de tejidos tumorales en su huésped. Este proceso es a veces referido como transformación viral.
Las mutaciones a pequeña escala incluyen a las mutaciones puntuales, deleciones e inserciones, las cuales pueden ocurrir en el promotor de un determinado gen y de ese modo afectar su expresión, o puede ocurrir en la región codificante del gen y alterar la función o estabilidad de su producto proteico. La disrupción de un único gen puede ocurrir también como resultado de la inserción de material genético viral de un virus de ADN o de un retrovirus, y este evento puede provocar la expresión de oncogenes virales en la célula afectada y en sus descendientes.
Causas
Es, de momento, imposible determinar la causa inicial de la mayor parte de los cánceres. En un par de casos, solo existe una única causa; por ejemplo, el virus HHV-8 causa todos los tipos de sarcoma de Kaposi. Sin embargo, con la ayuda de técnicas de epidemiología del cáncer e información, es posible obtener una causa estimada o mayormente probable en muchas situaciones. Por ejemplo, el cáncer de pulmón puede tener numerosas causas, entre las que se incluyen la exposición al gas radón y el uso de tabaco. Las personas que son fumadoras de tabaco tienen una probabilidad de desarrollar cáncer de pulmón que es 14 veces mayor que la de una persona que nunca fumó tabaco, de modo que la probabilidad de que el cáncer de pulmón de una persona fumadora sea provocado por el tabaco es de alrededor del 93%; esto significa que el cáncer de pulmón en una persona fumadora tiene una posibilidad de solo el 7% de ser provocado por alguna otra causa no relacionada con el tabaco, tal como, por ejemplo; el gas radón. Este tipo de correlaciones estadísticas han hecho posible que los investigadores hicieran inferencias acerca de que ciertas sustancias o comportamientos predisponen al desarrollo de cáncer, o son carcinogénicos.
Utilizando técnicas de biología molecular es posible caracterizar las mutaciones o aberraciones cromosomales que poseen las células de un determinado tumor, y se ha hecho un rápido progreso en el área de la predicción (prognosis) del progreso de determinados tipos de tumores con base en el espectro de mutaciones que lo caracteriza. Por ejemplo, más de la mitad de todos los cánceres poseen un gen p53 defectuoso. Este tipo de mutación se asocia a un pobre pronóstico, debido a que es muy poco probable que estas células tumorales entren en un proceso de apoptosis al ser dañadas por la terapia. Las mutaciones en el gen de la telomerasa por ejemplo, aumentan la potencialidad reproductiva de las células tumorales, extendiendo el número de veces que una célula se puede dividir. Otro tipo de mutaciones capacitan al tumor a desarrollar nuevos vasos sanguíneos, para proveerse de más nutrientes, o lo capacitan para metastatizar, esparciéndose a diferentes partes del organismo.
Teorías no convencionales
Hay varias teorías acerca del proceso de oncogénesis y del tratamiento del cáncer que caen fuera de la corriente principal de opiniones de la comunidad científica, ya sea debido a la falta de fundamento científico, lógica, o evidencia de base. Estas teorías pueden ser utilizadas para justificar varios tipos de tratamientos alternativos para el cáncer. Estas teorías deben ser distinguidas de aquellas teorías sobre la oncogénesis que sí poseen una base lógica dentro de lo que se considera la biología del cáncer clásica, y dentro de la cual si pueden establecerse hipótesis contrastables con la evidencia.
Existen, sin embargo, varias teorías no clásicas en cuanto a la oncogénesis que si se basan en evidencia científica, y que cada vez están cobrando mayor atención. Por ejemplo, algunos investigadores sostienen que el cáncer puede ser causado por algunas alteraciones epigenéticas, es decir por alteraciones heredables y reversibles que no se encuentran explicadas por cambios en la secuencia de ADN de las células, o diferentes tipos de aneuploidías (esto es anormalidades numéricas o estructurales en los cromosomas) que por mutaciones en las mismas. El cáncer ha sido considerado también como una enfermedad metabólica, en la cual el metabolismo celular del oxígeno ha sido derivado de la ruta que genera energía (fosforilación oxidativa) hacia la vía que genera especies reactivas de oxígeno (ver la figura). Esto causa una conmutación de la vía principal de obtención de energía de la fosforilación oxidativa a la glucólisis anaeróbica (efecto conocido como efecto Warburg) y por consiguiente conlleva la acumulación de especies reactivas de oxígeno, lo cual conduce a su vez a estrés oxidativo que puede dañar el material genético de la célula desembocando finalmente en el cáncer (teoría del cáncer por estrés oxidativo). Todas estas teorías de hecho pueden ser consideradas complementarias de las teorías clásicas, antes que teorías alternativas.
Otra teoría sobre el origen del cáncer fue desarrollada por astrobiólogos, y sugiere que el cáncer es, en realidad, un atavismo; es decir un retroceso evolutivo hacia una forma más primitiva de vida pluricelular. Los genes responsables del crecimiento descontrolado de las células cancerosas son muy similares a algunos genes que se encuentran activos en algunos organismos pluricelulares muy primitivos y que les permitieron a estas primeras células agruparse y florecer. Estos genes aún existen en lo profundo del genoma de organismos más complejos, como los seres humanos; aunque algunos genes de desarrollo más reciente los mantienen bajo control. Cuando estos genes más recientes fallan en su misión de control (sea por la razón que sea), la célula se retrotrae a su programa de reproducción más primitivo y se reproduce fuera de control. Esta teoría es una alternativa a aquella teoría de que los cánceres comienzan con algunas células rebeldes que luego sufren un proceso de selección dentro del organismo. En esta alternativa las células rebeldes poseen tan solo un pequeño número de genes primitivos que pueden ser activados progresivamente, por lo que la variabilidad posible (los diferentes tipos de cánceres posibles), es relativamente muy limitada.Dean, Tim. "Cancer resembles life 1 billion years ago, say astrobiologists", Australian Life Scientist, 08 February 2011. Retrieved on 2011-02-15.
Biología celular del cáncer
thumb|left|Los tipos de tejidos pueden ser organizados en un espectro continuo que abarca desde los tejidos normales al cáncer.