Patogenia del retinoblastoma

El retinoblastoma es un tumor canceroso que se desarrolla en la retina, una capa de tejido nervioso de la parte posterior del ojo que detecta la luz y envía imágenes al cerebro. Dado que es un cáncer de la primera infancia, el retinoblastoma puede afectar al feto en desarrollo en el útero, pero también se presenta en recién nacidos, bebés, niños que están dando sus primeros pasos y niños de hasta 5 años de edad. El 40 % de los casos se dan en individuos que heredan una mutacion germinal de un alelo Rb. En Guatemala se desconoce la frecuencia real y las características con que se presenta esta entidad, El retinoblastoma es considerado como un tumor frecuente en la infancia , para el cual existe buen pronóstico si se detecta de forma temprana.

En la primera imagen se observa un fondo de ojo normal, y en la segunda el de un paciente con retinoblastoma.

Los tumores pueden contener elementos indiferenciados y diferenciados. Los primeros se ven redondeadas con nucleos hipercromaticos.

En los tumores bien diferenciados hay rosetas de Flexner-win-ternteiner y Fleurettes (florecillas) que reflejan diferenciación a fotorreceptores. En la figura, se encuentran células tumorales visibles rodeando los vasos sanguíneos tumorales, con zonas de necrosis típicamente situadas en las zonas avasculares, lo que ilustra cómo depende el tumor de su aporte vascular. Las zonas focales de calcificación distrófica son típicas del retinoblastoma.

Hipótesis de Knudson

Knudson  en la década de los setenta establece la hipótesis del origen genético del retinoblastoma, en la cual establece que son necesarias dos mutaciones para el desarrollo de esta enfermedad.

En la forma hereditaria la primera mutación se encuentra en todas las células del individuo (de manera germinal), en donde el alelo mutado se hereda de uno de los progenitores. La segunda mutación es somática y afecta células de la retina que tienen la primera mutación, generando la homocigocidad de alelos mutados. En la forma no heredada ambas mutaciones somáticas ocurren en la misma célula de la retina. Es importante mencionar que es dos veces más frecuente encontrar alteraciones germinales de C-T que somáticas

Esta hipótesis se plantea de la siguiente manera:

Se requieren dos mutaciones (golpes) que afectan ambos alelos del Rb en el locus cromosómico 13q14 para producir un retinoblastoma. En algunos casos el daño genético es lo suficientemente grande para ser visible en forma de una deleción de 13q14.

En los casos familiares, los niños heredan una copia defectiva del gen RB en la línea germinal (u n golpe); la otra copia es normal. El retinoblastoma se desarrolla cuando el alelo Rb normal esta mutado en los retinoblastos como consecuencia de una nutación somática espontanea (segundo golpe). Puesto que solo se requiere una única mutación somática para la perdida de función de RB en las familias con retinoblastoma, el retinoblastoma familiar se hereda con rasgo autosómico dominante. En los casos esporádicos, ambos alelos RB normales deben sufrir nutación somática en el mismo retinoblasto (dos golpes) .

El resultado final es el mismo: una célula retiniana que ha perdido completamente la función RB se vuelve cancerosa.

Un niño portador de una alelo Rb mutante en todas las células somáticas es perfectamente normal (excepto por del riesgo de desarrollar cáncer). Puesto que ese niño es heterocigoto en el locus RB, implica que la heterocigosidad para el gen RB no afecta el comportamiento celular. El cáncer se desarrolla cuando la célula se convierte en homocigota para el alelo mutante o, dicho de otra forma, cuando la célula pierde la heterocigosidad para el gen RB normal ( un trastorno conocido como LOH por la pérdida de heterocigosidad). El gen RB se establece como prototipo de varios genes más que actúan de forma similar.

 Por ejemplo, uno o mas brazo corto del cromosoma 11 tienen una función en la formación del tumor de Wilms, el hepatoblastoma y el rabdomiosarcoma. .La proteína RB, el producto del gen RB, es una fosfoproteína nuclear que se expresa de forma ubicua y tiene un papel clave en la regulación del ciclo celular. RB existe en estado hipofosforilado activo en las células quiescentes y en estado hiperfosforilado inactivo en la transición G1/S del ciclo celular. La importancia de RB se encuentra en su imposición de G1, o el intervalo entre la mitosis (M) y la replicación del DNA (S). En embriones, las divisiones celulares se continúan con una sujeción asombrosa en la que la replicación del DNA comienza inmediatamente después de terminar la mitosis. Sin embargo, a medida que continua el desarrollo, se incorporan dos intervalos al ciclo celular: el intervalo 1 (G1) entre la mitosis (M) y la replicación del DNA (S), y el intervalo 2 (G2) entre la replicación del DNA (S) y la mitosis (M).

 Aunque cada fase del circuito del ciclo celular esta cuidadosamente controlada, se cree que la transición desde G1 hasta S es un punto de control extremadamente importante en el reloj del ciclo celular. Una vez que las células cruzan el punto de control G1, pueden pausar el ciclo celular por un tiempo, pero están obligadas a completar la mitosis. En G1, sin embargo, las células pueden salir del ciclo celular, bien temporalmente, lo que se llama quiescencia, o bien permanentemente, la llamada senescencia. Por tanto, en G1 se integran diversas señales para determinar si la célula debe entrar en el ciclo celular, salir del ciclo celular y diferenciarse, o morir. RB es un nodo clave en este proceso decisorio. La iniciación de la replicación del ADN requiere la actividad de complejos de ciclina E-CDK2 y la explresion de la ciclina E depende de factores de transcripción de la familia E2F. Al principio de G1, RB esta en su forma activa hipofosforilada y se une a las factores de transcripscion de la familia E2F inhibiéndolos, lo que impide la transcripción de ciclina E. RB hipofosforilada bloquea la transcripción mediada por E2F al menos de dos formas:

1.   Secuestra E2F impidiendo su interacción con otros activadores de la transcripción.

2.   Reclutando proteínas que modelan la cromatina, los cuales se unen a los genes que responden a promotores de E2F como la ciclina E.Estas enzimas modifican la cromatina de modo que hacen los promotores insensibles a los factores de transcripción.

 Las señales mitógenas conducen a la expresión de ciclina D y la activación de complejos de ciclina D-CDK4/6. Estos complejos fosforilan RB, inactivando la proteína y liberando E2F para inducir genes diana como el de ciclina E. Después la expresión de ciclina E estimula la replicación de ADN y la progresión a través del ciclo celular. Cuando las células entran en fase S, están destinadas a dividirse sin estimulación adicional por factor de crecimiento durante la fase M subsiguiente los grupos fosfato son eliminados de RB mediante fosfatasas celulares, regenerando la forma hipofosforilada de RB. Los factores E2F no son los únicos efectores de la detención en G1 mediada por RB. RB también controla la estabilidad del inhibidor del ciclo celular p27.

Si RB está ausente o su capacidad para regular los factores de transcripción E2F esta descarrilada, se liberan los frenos moleculares del ciclo celular y la célula se desplaza a través del ciclo. Las mutaciones de los genes RB que se encuentran en tumores se localizan en una región de la proteína RB, llamada <<bolsillo de RB>>, que está implicada en la unión a E2F. Sin embargo, se ha demostrado que la versátil proteína RB también se una a varios factores de transcripción más que regulan la diferenciación celular. Por ejemplo, RB estimula factores de transcripción específicos de los miocitos, adipocitos, melanocitos y macrófagos. Por tanto la vía RB acopla el control de la progresión del ciclo celular en G1, con la diferenciación, lo que puede explicar cómo se asocia la diferenciación con la salida del ciclo celular. Además de estas actividades duales, RB también puede inducir la senescencia.

La pérdida o las mutaciones del gen RB en la línea germinal predisponen a la aparición de retinoblastomas y en menor medida de osteosarcomas. Además, las mutaciones RB adquiridas somáticamente se han descrito en glioblastomas, carcinomas pulmonares de células pequeñas, canceres de mama y carcinomas de vejiga. Dada la presencia de RB en todas las células y su importancia en el control del ciclo celular, surgen dos preguntas: 1) ¿Por qué los pacientes con mutación del locus RB en la línea germinal desarrollan principalmente retinoblastomas?, y 2) ¿Por qué las mutaciones del RB inactivadoras son mucho más frecuentes en las mutaciones en canceres humanos? La razón para la aparición de tumores limitados a la retina en personas que heredan un alelo defectivo de RB no se comprende completamente, pero algunas explicaciones posibles ha surgido del estudio de ratones con una alteración dirigida del locus rb. Por ejemplo, los miembros de la familia RB pueden complementar parcialmente su función en tipos celulares diferentes de los retinoblastos. En efecto RB  es un miembro de una pequeña familia de proteínas, las llamadas proteínas bolsillo, que también incluye p107 y p130. Las tres proteínas se unen a los factores de transcripción E2F. la complejidad crece; existen siete proteínas E2F cuya función es activadora o represora de la transcripción. Se piensa que todas las proteínas bolsillo regulan la progresión a través del ciclo celular así como la diferenciación de forma similar a la descrita anteriormente para RB. Sin embargo, cada miembro de esta familia de proteínas se une a un grupo diferente de proteínas E2F y también se expresa en diferentes momentos del ciclo celular. Por ello, aunque existe cierta redundancia en la red, sus funciones no se superponen completamente. La complejidad de la red proteína bolsillo E2F se está desentrañando ahora. Por ejemplo: un modelo de miembros diferentes de la red en varias combinaciones genera retinoblastomas no solo desde los retinoblastos, sino también desde células diferenciadas de la retina, como las interneuronas horizontales.

Con respecto a la segunda pregunta, las mutaciones de otros genes que controlan la fosforilación de RB pueden imitar el efecto de la perdida de RB, y estos genes estas mutados en muchos canceres que pueden tener genes RB normales. Por ello, por ejemplo, la activación mutacional de la ciclina F o de CDK4 favorecería la proliferación celular facilitando la fosforilación de RB. La ciclina D está sobreexpresada en muchos tumores debido a amplificación o translocación genética. La inactivación mutacional de los CDKI también conduciría el cilo celular mediante una activación no regulada de las ciclinas y las CDK.    En estas células que albergan mutaciones en cualquiera de estos otros genes (p16/INK4a, ciclina D, CDK4, RB), la función de RB esta alterada, aunque el propio gen RB no esté mutado.

Las proteínas transformadoras de varios virus ADN oncógenos animales y humanos parecen actuar, en parte, mediante la neutralización de las actividades de RB inhibitorias del crecimiento. En estos casos, la proteína R es inactivada funcionalmente mediante la unión de una proteína vírica y ya no actúa mas como un inhibidor del ciclo celular. Los antígenos T grandes del virus 40 del simio y del poliomavirus, la proteína EIA de los adenovirus y la proteína E7 del VPH se unen a la forma hipofosforilada de RB. La unión se produce en el mismo bolsillo de RB que normalmente secuestra los factores de transcripción E2F; en el caso del VPH, la unión es particularmente potente para algunos tipos víricos, como el VPH tipo 16, que confieren un alto riesgo para el desarrollo de carcinomas cervicales. Por ello, la proteína RB, incapaz de unirse a los factores de transcripción están libres para causar la progresión del ciclo celular. (1,2,3,)

Referencias bibliográficas

1. Kumar, Abbas, Fausto, Aster. Patologia Estructural y Funcional. 8 Ed.  Barcelona, España: Elsevier; 2010. Pag: 286-290, 1365.

2. Gregory C. Griffin, MD. (2012). Retinoblastoma. 6 de Abril de 2015, de kidshealth.org. Sitio web disponible en http://kidshealth.org/parent/en_espanol/medicos/retinoblastoma_esp.html#

3. Javier Alonso, Itziar Palacios, Ángelo Gámez, Isabel Camino, Helena Frayle, Ibis Menéndez, Milica Kontic, Purificación García-Miguel, Ana Sastre, José Abelairas, Enric Sarret, Constantino Sabado, Aurora Navajas, Mercé Artigas, José M Indiano, Ana Carbone, Jordi Rosell, Ángel Pestaña. (2006). Diagnóstico molecular del retinoblastoma: epidemiología molecular y consejo genético. 6 de Abril de 2015, de Elsevier Sitio web disponible en:

http://www.elsevier.es/es-revista-medicina-clinica-2-articulo-diagnostico-molecular-del-retinoblastoma-epidemiologia-13086125

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