El Congreso de la Sociedad Mexicana de Física se realizó este año en la Ciudad de Zacatecas, Zacatecas, del 20 al 24 de octubre de 2008.
Yo no pude asistir porque la autoridad de la Universidad de Sonora me ofreció apoyo a través de unas oficinas y me lo negó a través de otra oficina.
Un compañero de trabajo que colabora conmigo en el estudio lo llevó de todos modos. Como puede verse en la siguiente imagen.
En la fotografía aparece el estudiante Javier Argüelles C., quien trabajó conmigo sobre una parte del trabajo. Al lado derecho de su cartel está el mío. Le agregué la siguiente aclaración en la parte superior: "El primer autor de este trabajo no asiste al Congreso debido a la ausencia de apoyo económico de la Universidad de Sonora".
La introducción al trabajo es lo que sigue:
Primero es necesario explicar en que consiste la vascularización de los tumores. Es una actividad de los tumores cuando nacen y empiezan a desorrallarse, pero antes de eso es conveniente explicar algunos conceptos químicos que son necesarios para entender todos los conceptos y que no nos sorprendan desde el inicio de la exposición. Para explicarnos a través de la radio, usaremos una analogía con la construcción urbana, en la cual existen: ladrillos, paredes, casas, fraccionamientos o colonias, etcétera.
Los aminoácidos
Existen unas sustancias químicas que reciben el nombre de aminoácidos, que están hechos de otros conjuntos de átomos que son como los ladrillos que forman una pared de una casa. Dichos aminoácidos se forman con los siguientes grupos de átomos: un carbono, un grupo de átomos que se llaman carboxilos, otro grupo que se llaman aminos, un hidrógeno y una cadena R, cuya estructura es muy variable.
La imagen de arriba es el esquema de un aminoácido
Estos aminoácidos, que podemos imaginar como una pared hecha de muchos ladrillos,
se unen para formar las proteínas, que en la analogía que venimos haciendo podemos imaginar como una casa.
Las proteínas
Así, podemos decir que las proteínas son grupos de aminoácidos que se han juntado en un número mayor o igual a 50 para producir una molécula gigantesca. Si no alcanza ese número, se dice que se trata de una cadena polipeptédica. Algo así como una casa que no tiene las paredes completas.
Las moléculas son los integrantes de nuestros tejidos y en esta exposición nos interesa una clase muy específica de ellas: las glucoproteínas, o también, glicoproteínas, llamadas así porque están unidas a uno o varios hidratos de carbono.
Los hidratos de carbono
Los hidratos de carbono son una clase de macromoléculas que nos sirven porque son almacenadotas de energía. Los más sencillos son los monosacáridos, que son cuando menos tres grupos de complejos atómicos (CH2O), Su fórmula es (CH2O)3 y puede tener un número mayor o igual que eso. Se cuentan también los disacáridos, oligosacáridos, etcétera.
Las integrinas y la matriz extracelular
Lo importante para nosotros es que existe un tipo especial de glucoproteínas que se llaman integrinas y tienen la función de actuar como ganchos que fijan las células a la matriz extracelular.
Imagen de integrinas puestas al descubierto con pequeñas esferas magnetizadas unidas a una sustancia que se liga con las integrinas. Después se aplicó un campo magnético
Existen unos anticuerpos para neutralizar las integrinas, se unen a ellas como dos piezas de un rompecabezas, dando lugar a una molécula nueva que ya no es la integrina.
Cuando se trata de tejidos blandos, la matriz extracelular es un conjunto de materiales que forman una especie de gel, en la cual están incrustadas las células. Cuando se trata de tejido óseo, la matriz extracelular está calcificada y tiene una textura muy dura.
¿Cómo distinguir al tejido canceroso?
Debido a una serie de factores múltiples, nuestras células pueden sufrir cambios en su DNA, que las hace perder la capacidad para llevar a cabo la apoptosis, esto es, la habilidad para suicidarse cuando son demasiado viejas y ceder el lugar a otras más jóvenes. Así aparece un tipo de células que ya no tienen el mecanismo que conserva joven a nuestros tejidos, no saben cómo morir, pero sí saben cómo reproducirse, lo cual constituye un problema, pues no saben hacer otra cosa y la función que cumplían en el tejido queda en el olvido.
Inicialmente el tumor es demasiado pequeño como para ser detectado por medio de los métodos de imágenes que conocemos, como las tomografías de rayos X y la resonancia magnética. Son apenas unos cientos de micras de tejido en el cual casi no hay vasos sanguíneos. Podemos llamarla la fase avascular de un tumor.
A causa de la falta de alimentos y de oxígeno, las células cancerosas de las capas internas del recién nacido tumor mueren de hambre. Esto ocurre cuando el tumor tiene menos de dos milímetros de extensión, pero entonces se generan una serie de procesos en los cuales las células cancerosas generan sustancias que obligan al organismo a construir vasos sanguíneos que comunican al tumor con el torrente sanguíneo. En esa etapa sigue siendo extremadamente difícil localizar al tumor por los medios de imagenología habituales, pues es un tejido que se sigue pareciendo mucho al medio circundante y su señal de malignidad es todavía muy débil.
Lo interesante en este punto es que a nivel molecular el tejido canceroso sí es muy diferentes de las células saludables:
• Se reproducen más rápido y fabrican ciertas moléculas en número mucho mayor.
• Entre esas moléculas que empiezan a existir en exceso están las integrinas.
Un tumor empieza a crecer cuando se rodea de tejido vascularizado. Es una amalgama caótica de células, vasos sanguíneos que crecen sin orden y presentan una estructura terriblemente caótica, y además, matriz extracelular. A es acción se le llama angiogénesis. Cuando el tumor tiene del orden de 1010 células, el tumor es casi del tamaño de un terrón de azúcar, y si es localizado a tiempo, puede ser retirado quirúrgicamente.
El problema con los tumores malignos es que invaden el tejido circundante y las células de sus capas exteriores pueden hacer mutaciones que les permiten navegar por el torrente sanguíneo, enraizándose en otra parte y sembrando el mal por todo el organismo. Un tumor canceroso con 1010 células aún no mata al enfermo, y si su retiro quirúrgico es realizado antes de la metástasis, la operación termina con el problema.
La imagen de arriba es un tumor de ovario en el momento en que es extirpado
Un tumor logra matar al enfermo cuando alcanza 1013 células, así que el oficio de los científicos dedicados a su detección está en cómo lograrla antes de que alcance la fase en que empieza a hacer metástasis. Es un problema no resuelto, pero vale la pena decir que hay avances interesantes, uno de ellos lo relatamos enseguida:
• En 1998 Dorothy Sipkins, entonces en la Universidad de Stanford, hizo un preparado en el que logró cubrir unas esferitas compuestas de fosfolípidos y de colesterol que se llaman liposomas. La cubierta era un conjunto de anticuerpos de integrinas y de sustancias de contraste para resonancia magnética, es decir, como si se tratara de colorantes para localizarlas con esa técnica de imagenología.
• Estas nanopartículas medían entre 300 y 350 nanómetros, lo cual permite clasificar el procedimiento como una técnica de nanopartículas.
• Dorothy Sipkins implantó pequeños tumores en las patas de conejos de laboratorio y esperó a que formaran la vascularización, lo cual sucede en menos de 12 días. Enseguida inyectó a los conejos el preparado de liposomas y 24 horas después les aplicó el sistema de imágenes de resonancia magnética, detectando las zonas de vascularización.
La imagen que sigue corresponde a dos tumores detectados con nanotecnología. Los colores en amarillo son la parte que tiene vascularización. Los vasos sanguíneos que alimentan al tumor. El que tiene menos color amarillo fue tratado con técnicas que han destruído parcialmente los vasos sanguíneos que lo alimentan. El que tiene una zona amarilla más extensa no ha sido tratado.
Tumores detectados con nanotecnología. A la izquierda uno tratado con quimioterapia, a la derecha uno sin tratar. En amarillo se distingue la parte vascularizada.
El método fue perfeccionado por Greg Lanza en la Universidad de San Luis, quien en lugar de liposomas usó una emulsión de gotitas de líquidos también del tamaño de nanómetros y las cubrió con anticuerpos de integrinas y sustancias detectables con resonancia magnética. También hizo pruebas en conejos y en solo dos horas pudo detectar las capas de vascularización en torno a los tumores inoculados.
Se espera que éste método sea autorizado para detectar tumores cancerosos en etapas muy tempranas pero aún no se sabe cuáles efectos podrían tener las nanopartículas en el organismo.
Recomiendo revisar los siguientes sitios de Internet:
Sitio de Dorothy Sipkins:
http://biomed.uchicago.edu/common/faculty/sipkins.html
sitio de Greg Lanza:
http://www.siteman.wustl.edu/DoctorProfile.aspx?memid=1465&Type=Research
sitio de los tumores nanodetectados:
http://www.siteman.wustl.edu/internal.aspx?id=208
