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European Journal of Cancer (Ed. Española) 2001; 1: 239-250
European
Journal of
Cancer
Revisión
Quimioprevención del cáncer colorrectal: objetivos bioquímicos
y desarrollo clínico de agentes prometedores
R.A. Sharma,a,* M.M. Mansonb, A. Gescherb, W.P. Stewarda
Departamento de Oncología, Leicester Royal Infirmary,
Leicester LE1 5WW, Reino Unido
Unidad de Toxicología MCR , Lancaster Road, Leicester LE1 9HN, Reino Unido
a
b
Aceptado: 17 agosto 2000
Resumen
El cáncer colorrectal (CCR) sigue siendo una causa significativa de mortalidad en países desarrollados, a pesar del gran conocimiento de
su epidemiología y base molecular. Ya que se conocen múltiples pasos moleculares que juntos causan esta enfermedad, su quimioprevención es un proyecto realista. Los objetivos bioquímicos de los agentes quimiopreventivos del CCR incluyen enzimas metabolizadores de
carcinógenos, metabolismo del ácido araquidónico, factor de transcripción nuclear factor-kappa beta (NF-kB), enzimas responsables del
metabolismo de la poliamina, y hechos asociados con la proliferación y apoptosis de células preneoplásicas. Aspirina, celecoxib, calcio y
α-difluorometilornitina, son ejemplos de fármacos que se han sometido a prueba. Una evaluación crítica de estos ensayos permite una optimización de metodologías para el progreso clínico de nuevos agentes quimiopreventivos. Los pacientes de cáncer pueden ser una cohorte
de sujetos adecuada para estudios piloto de ciertos agentes nuevos. Tales estudios y ensayos más extensos en personas sanas con alto riesgo, requieren el uso riguroso de biomarcadores “preneoplásicos” validados cuidadosamente, que estén intrínsecamente relacionados con
estadios definidos de carcinogénesis colorrectal y/o con mecanismos de acción del agente que se está investigando. © 2001 Elsevier Science.
Todos los derechos están reservados.
Palabras clave: Biomarcador; Carcinogénesis; Ensayo clínico; Cáncer colorrectal; Quimioprevención
Introducción
El concepto de quimioprevención no es nuevo. Durante
muchas décadas, han sido utilizados agentes químicos
para prevenir caries dental, problemas cardíacos y apoplejía. De forma parecida, muchos individuos modifican sus
dietas y estilos de vida para intentar prevenir o retrasar el
comienzo de una enfermedad. A pesar de que la historia de
la quimioprevención del cáncer es relativamente breve, se
han presentado muchos estudios y han sido identificados
algunos agentes eficaces. El ejemplo más evidente es el
tamoxifeno, actualmente un agente conocido para la prevención del cáncer de mama [1]. Además, se ha demostrado que los análogos de la vitamina A isotretinoin y palmitato de retinol previenen segundos cánceres primarios en
pacientes con neoplasias de pulmón y cabeza/cuello [2, 3].
Apenas hay duda de que la identificación de agentes quimiopreventivos nuevos con eficacia contra los principales
cánceres humanos, podría tener un efecto enormemente
beneficioso sobre la salud pública de sociedades occidentales.
Esta revisión, que está dirigida a un público interesado
ante todo en el tratamiento antes que en la prevención del
cáncer, intentará, en un principio, definir los parámetros
que determinan si un estudio de quimioprevención será útil
o no. Asimismo, se describirán hechos bioquímicos asociados con la carcinogénesis colorrectal, como potenciales
objetivos para agentes quimiopreventivos. El objetivo final
es resumir ensayos clínicos de quimioprevención recientes,
de nuevos agentes.
El cáncer colorrectal (CCR) es la segunda neoplasia más
común en los países desarrollados, representando aproximadamente 20-30 fallecimientos por 100.000 de población
estándar, cada año [4]. A pesar de que en los últimos años
se han visto mejoras marginales en la mortalidad de los
ciudadanos de raza blanca de EE.UU. [4], el pronóstico
Sharma RA, Manson MM, Gescher A, Steward WP. Colorectal cancer chemoprevention: biochemical targets and clinical development of promising agents.
European Journal of Cancer 2001; 37: 12-22 (usen esta cita al referirse al artículo).
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sigue siendo pobre, parecido al descrito en 1932 por Dukes
[5] y en 1954 por Astler y Coller [6]. El porcentaje de
supervivencia a los 5 años de un paciente con afectación de
ganglios linfáticos (Dukes’ C), después de cirugía es, aproximadamente, del 39% [7]. A pesar de que en el 80% de
pacientes sometidos a resección quirúrgica se obtiene la
eliminación macroscópica completa de su enfermedad, el
50% experimentan una recidiva [8]. Por otra parte, aproximadamente un 25% de pacientes tienen una enfermedad
avanzada en el momento de presentación [4], cuando la
única opción que queda es el tratamiento paliativo.
Epidemiología y biología molecular subyacentes al CCR
se han estudiado más a fondo y son mejor comprendidas que
en la mayoría de las otras neoplasias. Las evidencias clínica
y molecular sugieren que existen varios caminos somáticos
hacia el CCR, y que dos de estos se muestran semejantes a
ciertos procesos bien definidos descritos por formas heredadas de la enfermedad [9]. En muchos países, incluyendo
Italia, Japón y China urbana, la incidencia del CCR ha
aumentado rápidamente en la última parte del siglo veinte
[10]. Tales cambios han ocurrido dentro de una generación y
sugieren un importante rol de las influencias ambientales en
la etiología de esta enfermedad. Estudios epidemiológicos
también han indicado factores ambientales, especialmente
dietéticos, que parecen influir en los riesgos de los individuos
de desarrollar CCR ([11]. Dietas pobres en vegetales y folatos, y ricas en grasas, carne roja y alcohol, parecen incrementar el riesgo relativo. La falta de ejercicio y fumar cigarrillos son también factores de riesgo. Sin embargo, la
proporción del riesgo relativo para cada factor individual se
muestra pequeña cuando se compara con factores unidos a
otros cánceres, tal como fumar, que incrementa el riesgo de
cáncer de pulmón casi 20 veces. Por ejemplo, la toma de carne roja puede, a lo sumo, doblar el riesgo de CCR [11]. Estudios prospectivos de cohortes han confirmado ciertos vínculos, tal como el papel protector de altas dosis de folato [12],
pero han fracasado en comprobar otros, tal como los beneficios de la fibra dietética [13]. Están en marcha extensos estudios prospectivos de factores dietéticos de riesgo, como la
European Prospective Investigation of Cancer, en la que se
están evaluando datos de más de 400.000 individuos [14].
Con esfuerzos intensos de investigación se pretende una
integración de nuestro conocimiento de las trayectorias
moleculares con el de la epidemiología del CCR. La integración permitiría, al final, la generación de “perfiles de
riesgo” individuales, basados en el conocimiento de la historia familiar, estilo de vida, factores dietéticos, análisis
genético y biomarcadores de riesgo/preneoplásico (ver más
abajo). Estos perfiles pueden jugar un papel significativo
en la selección de sujetos para ensayos de quimioprevención clínica. Es probable que se pueda identificar un número aumentado de individuos en estadios iniciales de carcinogénesis de colon, con un screening genético más
perfeccionado para rasgos de enfermedad hereditaria, y
con un número incrementado de programas piloto de screening para cáncer esporádico en poblaciones normales [15].
De este modo, aumentará indudablemente la necesidad de
estrategias de intervención en individuos de riesgo elevado, y en aquellos con lesiones preneoplásicas.
La quimioprevención del cáncer puede definirse como la
inhibición, retraso o inversión del proceso carcinogénico
mediante recursos químicos [16]. La mayoría de ensayos
se centran en la prevención de la carcinogénesis en un estadio premaligno o en una fase inicial de malignidad, lo cual
se conoce como quimioprevención “primaria” o “secundaria”, dependiendo de si implica individuos normales o de
alto riesgo. El tratamiento con agentes quimiopreventivos
de pacientes que han sido tratados con éxito, de una enfermedad maligna primaria, pero que tienen un riesgo incrementado de una segunda neoplasia, se denomina quimioprevención “terciaria” [17]. Es notable que la definición
original del término quimioprevención abarca también la
inhibición del crecimiento y el retraso de la progresión de
los cánceres [18].
Características de los ensayos clínicos
Los ensayos clínicos de agentes quimioterápicos del
cáncer se han dividido tradicionalmente en tres fases: en
fase I se valoran toxicidad potencial y farmacocinética; en
fase II se valora el beneficio potencial; y en fase III se
comparan eficacia y toxicidad del nuevo tratamiento con
pautas terapéuticas actuales. La evaluación clínica de
agentes con propiedades quimiopreventivas, también puede ser separada en tres fases, aunque con objetivos significativamente diferentes de los de los ensayos de quimioterapia. En la Tabla 1, se resumen características
sobresalientes del diseño de ensayos de quimioprevención
actuales. Los únicos desafíos puestos por estos estudios
incluyen duración del ensayo, seguridad del agente y
número de sujetos incluidos. A pesar de que la fase de iniciación de la carcinogénesis puede durar solamente horas
o días, probablemente, promoción y progresión de tumores llevará años, sino décadas. Por lo tanto, es probable
que se administren regularmente agentes quimiopreventivos del cáncer potencialmente eficaces, a individuos sanos
que obtendrán un beneficio no visible durante muchos
años. Por ello, es importante que haya un riesgo de toxicidad mínimo. Cualquier efecto adverso debe ser considerado cuidadosamente en la estimación de riesgo/beneficio,
para la población de sujetos escogida. Además, el número
de individuos necesarios para ensayos de eficacia de quimioprevención es, por lo general, substancialmente superior al número de pacientes en la mayoría de ensayos quimioterápicos, para llegar a observaciones que puedan
alcanzar niveles significativos.
Elección de sujetos
Hace miles de años, Hipócrates y Galeno advirtieron
contra el tratamiento de cánceres ocultos, argumentando
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Tabla 1
Diseño básico generalizado para ensayos de quimioprevención (modificado de [19])
Fase
Número de sujetos
Diseño
Puntos principales
I
15-30
Pequeño, estudio piloto a corto
plazo en pacientes de cáncer con
escalación rápida de dosis si no
se observa toxicidad
1. Farmacocinéticos
IIa
30-60
Pequeño, estudio a corto plazo
de escalación de dosis
2. Datos preliminares de
biomarcadores preneoplásicos
Sensibilidad y respuesta de
biomarcadores preneoplásicos
Respuesta en biomarcadores
preneoplásicos definitivos
IIb
500-1500
Más amplio, estudio randomizado
a medio plazo, en individuos de
riesgo elevado
III
Varios miles
Amplio, estudio randomizado a
largo plazo con niveles de riesgo
bajo y alto
1. Respuesta en biomarcadores
preneoplásicos definitivos
2. Incidencia y mortalidad por cáncer
que éste, frecuentemente, aceleraba la muerte [20]. Los
dilemas éticos de tratar personas sanas o “de riesgo” fueron evidenciados recientemente mediante dos ensayos
importantes de intervención en cáncer de pulmón, el
estudio de α-tocoferol, ß-caroteno [21], y el de eficacia
de ß-caroteno y retinol [22]. La base fundamental de
estos estudios fue el hecho de que comer fruta y verduras se asocia a niveles consistentemente elevados de ßcaroteno y a una incidencia más baja de cáncer. Sin
embargo, los resultados de los ensayos sugirieron que el
ß-caroteno no sólo fracasó en la protección contra el cáncer de pulmón, en grupos de riesgo elevado, de fumadores y/o trabajadores expuestos al asbesto, sino que incluso incrementó el riesgo de desarrollar la enfermedad.
Varias críticas ha levantado este estudio [23], y su consideración puede ser útil para optimizar el diseño de futuros estudios de quimioprevención del CCR. Dentro de
las críticas destacan especialmente la ausencia de una
base científica rigurosa para el ensayo y la ausencia de
una información farmacocinética/dinámica adecuada,
para decidir dosis apropiada y esquema. La importancia
de estudios detallados, como un preludio a la evaluación
clínica, para minimizar la aparición de efectos adversos
inesperados, se puso de relieve recientemente por la
sugerencia de que el ß-caroteno promueve los efectos
perjudiciales de los carcinógenos de los cigarrillos, alterando las actividades del enzima metabolizador del carcinógeno [24]. Además, se supone que el componente de
frutas o verduras responsable de la eficacia quimiopreventiva no es el β-caroteno, sino un agente distinto tal
como su isómero α-caroteno [23].
También es claramente deseable obtener información
sobre farmacocinética y toxicidad potencial en humanos,
antes de administrar agentes quimiopreventivos durante
largos períodos de tiempo a voluntarios sanos. Algunos de
los agentes bajo consideración en quimioprevención del
cáncer inhiben pasos en los últimos estadios de la carcinogénesis, y tienen actividad quimioterapéutica en ensayos clínicos. Esta idea es, sin duda, cierta en el caso de
tamoxifeno para la prevención y tratamiento del cáncer de
mama, y existe una evidencia en modelos preclínicos y
casos informados que sugieren una actividad similar de
supuestos agentes quimiopreventivos del CCR tal como
curcumina [25, 26]. Por lo tanto, puede estar justificado
dirigir pequeños estudios piloto de ciertos agentes quimiopreventivos, en pacientes con cáncer, con medición de
marcadores tumorales radiológicos/químicos, así como
biomarcadores preneoplásicos (véase más abajo) y farmacocinéticos.
Biomarcadores preneoplásicos
Los biomarcadores se están utilizando cada vez más en
programas de screening, quimioprevención y quimioterapia, y existe cierto grado de confusión en la literatura en
relación con su clasificación. Se han identificado “biomarcadores sucedáneos como puntos finales” (SEBs) para distintos estadios del proceso de carcinogénesis, y representa
una forma de monitorizar la progresión de la enfermedad
sin tener que esperar a que se desarrollen neoplasia y metaplasia verdaderas. Los SEBs pueden denominarse “biomarcadores preneoplásicos”, y deberían distinguirse de los
“biomarcadores de riesgo” y de los “marcadores tumorales”. En la Tabla 2 se definen estos tres tipos de marcadores básicos, y se resumen sus utilidades. De estos tres tipos,
los biomarcadores preneoplásicos son los más útiles para
evaluar la eficacia de los agentes quimiopreventivos del
cáncer [27, 28].
La incidencia del carcinoma es el objetivo final de la
intervención quimiopreventiva del cáncer. Sin embargo,
si este es el único objetivo, los ensayos clínicos están
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Tabla 2
Tipos de biomarcadores (modificado de [27])
Tipo de biomarcador
Estadio enfermedad
Descripción
Biomarcador de riesgo
No detectable
Predisposición genética,
historia clínica previa,
factores estilo de vida,
exposición
Útil para epidemiólogos
moleculares para evaluar
el riesgo de desarrollar
un cáncer
Biomarcador preneoplásico
Iniciación, promoción,
progresión
Alteraciones biológicas
representando los estadios
iniciales e intermedios de la
carcinogénesis, que pueden
mostrar alteraciones mediante
agentes quimiopreventivos
Identificación de
carcinogénesis y
quimioprevención
Marcadores tumorales
Neoplasia establecida,
adhesión-migración
Niveles elevados asociados
con cánceres en particular
Diagnóstico y tratamiento
obstaculizados por dificultades prácticas, la más notable,
los períodos de tiempo prolongados, necesarios para
obtener resultados. Por ejemplo, el retraso antes de que se
observen los efectos preventivos, puede ser de 9 años en
el caso de aspirina [29] y tan largo como 15 años en el
caso de dosis altas de folato [12]. Por lo tanto, hacen falta biomarcadores sensibles y específicos que reflejen fielmente el desarrollo de malignidad, y deben ser expresados de forma diferencial durante los múltiples estadios de
la carcinogénesis. En la Tabla 3 se muestran algunos biomarcadores preneoplásicos de uso potencial en estudios
de quimioprevención del CCR. La frecuencia de medición de biomarcadores depende de factores tales como la
accesibilidad del material biológico necesario y el riesgo
potencial implicado en la realización de dicha medición.
Por ejemplo, en quimioprevención cardiovascular, la
medición de la tensión arterial y del nivel de colesterol en
sangre están bien establecidas como marcadores predictivos válidos sobre cuya intervención puede basarse. Afortunadamente, en el caso del CCR, el órgano diana es anatómicamente accesible con un riesgo relativamente
pequeño en caso de ser biopsiado. Pero podría ser conveniente correlacionar los niveles de biomarcadores preneo-
Aplicación
plásicos en el órgano diana, con los de sangre periférica.
Un ejemplo de este tipo de correlación lo ha proporcionado recientemente un estudio piloto [31] precediendo
otro de quimioprevención de suplementos de bróculi
[32]. A pesar de que, en 29 sujetos con riesgo elevado de
cáncer colorrectal, la actividad de la glutation S-transferasa (GST) de la mucosa del colon se correlacionaba
con la de los linfocitos de la sangre, ninguno aumentó
significativamente por los suplementos. Aparte de biopsias de colon y muestra de sangre, las muestras de los
pacientes que deben recogerse para la medición de biomarcadores preneoplásicos son orina, heces y líquido de
lavado colónico.
Los biomarcadores preneoplásicos no sólo tienen que ser
identificados, sino también validados a conciencia. Esta
tarea implica el uso juicioso de los modelos animales más
apropiados que reflejan la naturaleza multifactorial del
cáncer colorrectal humano [33]. Además, la relación entre
biomarcador y riesgo de cáncer tiene que ser establecida
mediante estudios prospectivos, en individuos de alto riesgo. Dichos estudios constituyen una tarea significativa,
pero son necesarios para salvar el vacío entre sistemas de
modelo preclínico y ensayos clínicos.
Tabla 3
Ejemplos de biomarcadores preneoplásicos identificados para cáncer colorrectal (modificado de [30])
Tipo de biomarcador
Variable mensurada
Biomarcador
Patológico
Histología
Adenoma, focos crípticos aberrantes
Celular
Proliferación
Diferenciación
Apoptosis
BrDU, PCNA, Ki67, lectin marcada
Lectina marcada
Ensayo TUNEL
Bioquímico
Metabolismo ácido
araquidónico
Metabolismo poliamina
Prostaglandinas, COX-2, ácido araquidónico,
lipooxigenasa, leucotrienos
Poliaminas, ornitina descarboxilasa
Molecular
Metilación DNA,
aductos DNA
Ciclo celular
Grupos metil, MTHFR, MDA-aductos DNA
Gen/producto
K-ras, APC, DCC
Genético
D1 ciclina, TGFα
BrDU, bromodeoxiuridina; PCNA, antígeno nuclear de proliferación celular; TUNEL, terminal deoxyribonucleotidyl transferase mediated nick-end labelling; COX-2, ciclooxigenasa 2; GST, glutation
S-transferasa ; MTHFR, metilenotetrahidrofolato reductasa ; MDA, malondaldehido; TGF-α, factor de crecimiento transformante-α. APC, poliposis adenomatosa colónica; DCC, borrada en cáncer colorrectal.
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Objetivos bioquímicos y mecanismos
quimiopreventivos
Características del cáncer colorrectal
La mayoría de CCR surgen a partir de pólipos adenomatosos o adenomas pre-existentes, los cuales constituyen
lesiones comunes, particularmente en las personas de edad
[34]. Sin embargo, a pesar del alto porcentaje de división
celular [35], es relativamente raro que adenomas aislados
progresen hasta la malignidad, y por lo tanto, es importante identificar pólipos de “riesgo elevado”. Para evaluar este
riesgo, además de los criterios histológicos, se están utilizando cada vez más criterios de biología molecular. Para
sufrir una transformación maligna completa, una célula
acumula una combinación de defectos genéticos, que
incluyen activación de oncogenes e inactivación de genes
supresores del tumor [36]. Este concepto, conocido como
el modelo de carcinogénesis multipasos, ha sido caracterizado detalladamente en el caso del CCR (Fig. 1). A pesar
de que en realidad la progresión de hechos debe ser menos
lineal y temporal de lo que sugiere este esquema simplificado, el modelo ha proporcionado la base para comprender
la interacción entre predisposición genética y factores
ambientales, tal como se ha perfilado en revisiones contemporáneas [8, 9]. Se sabe que en la fase inicial tienen
lugar mutaciones irreversibles, seguidas de mutaciones
continuadas, proliferación celular incontrolada y expansión
Estadio
histológico
Regulación
genética
Objetivo
potencial
Criptas
displásicas
APC
β-catenina
Iniciación
Epitelio
normal
CYP/NAT
GST/fase
II enzimas
Daño oxidativo
ODC
Adenoma
velloso
displásico
SMAD4
p53
COX-2
Proliferación celular
Apoptosis
Progresión
Adenoma
tubular
Promoción
K-ras
DCC
Carcinoma
Angiogénesis
Metástasis
Fig. 1. Modelo de carcinogénesis multipasos, con objetivos para agentes
quimiopreventivos (modificado de [36]). APC, poliposis colónica adenomatosa; COX-2, ciclooxigenasa-2; CYP, citocromo P450; DCC, suprimido en cáncer colorrectal; GST, glutation S-transferasa; NAT, N-acetiltransferasa; ODC, ornitina descarboxilasa.
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clonal, en la fase de promoción. Progresión implica células
alteradas genotípicamente, que desarrollan los cambios histológicos asociados con el CCR.
La identificación de pólipos de alto riesgo no debería
basarse únicamente en criterios histológicos y la evaluación de defectos genéticos, sino que podría también beneficiarse tomando en consideración los caminos patológicos de señales celulares, defectos genéticos aislados que
dan lugar a un fenotipo anormal. Actualmente se admite
que mutaciones múltiples, secuenciales en genes esenciales para el control de la señal celular de transducción,
transcripción y de este modo proliferación y apoptosis,
son importantes a lo largo de toda la carcinogénesis [37].
Un ejemplo es el gen APC, el cual ha sufrido frecuentemente una mutación en pólipos y cáncer inicial [38]. Una
pérdida de APC normal conduce a una activación transcripcional de la expresión de c-myc a través del complejo
β-catenin Tcf-4 [39], lo cual puede afectar a varios objetivos (incluyendo el factor de iniciación eIF-4E) [40]. La
aclaración del camino alterado de señales del gen APC
normal ha indicado con precisión un papel crucial para βcatenina y E-cadherina, cuya expresión es, con frecuencia, anormal en el cáncer colorrectal [41]. A pesar de que
la función de APC puede ser normal, mutaciones en βcatenina pueden dar como resultado las alteraciones de
adhesión-migración y señal de proliferación halladas en
neoplasia [42].
Agentes quimiopreventivos
Históricamente, los agentes quimiopreventivos han sido
clasificados según si “bloqueo” o “supresión”, de acuerdo
con el estadio del proceso carcinogénico en el cual interfieren [43]. Los agentes bloqueadores ejercen su efecto en
el estadio de iniciación alterando, por ejemplo, las actividades carcinógeno-metabolizadoras en tejidos diana o
mediante efectos antioxidantes. Los agentes supresores
actúan en estadios más avanzados del proceso carcinogénico, durante promoción y/o progresión, mediante inhibición
de la proliferación celular y/o induciendo apoptosis. A
pesar de que actualmente se sabe que agentes únicos quimiopreventivos pueden ejercer efectos en múltiples estadios (ver más abajo), esta clasificación amplia y simple
sigue siendo útil.
Aún no está claro si inhibidores altamente específicos,
como por ejemplo inhibidores selectivos de la enzima
ciclooxigenasa-2 (COX-2), o agentes con más efectos
“pleiotrópicos” , como por ejemplo, polifenoles naturales,
ofrecen el mayor potencial en quimioprevención de cánceres humanos. Para contrarrestar eficazmente procesos que
llevan a una enfermedad tan multifactorial como el cáncer,
un agente quimiopreventivo satisfactorio debe poseer una
variedad de propiedades anticarcinogénicas mecánicamente distintas, pero complementarias. Más abajo se resumen
algunos objetivos bioquímicos importantes de los agentes
quimiopreventivos del cáncer.
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Antioxidantes y agentes que afectan al metabolismo
xenobiótico
Se piensa que especies reactivas a oxígeno, tales como
aniones superóxido y radicales hidróxilo, están implicadas
en la carcinogénesis [44]. Por consiguiente, la absorción de
especies oxígeno activadas es un mecanismo quimiopreventivo que muestran algunos agentes bloqueadores tales
como flavonoides, vitamina E e isotiocianatos. Enzimas
metabolizadores de fármacos fase I, particularmente citocromos P450, activan muchos carcinógenos, y enzimas
fase II, incluyendo GST, detoxifican metabolitos carcinogenéticos. Probablemente, el balance entre activación de
carcinógenos y detoxificación es un árbitro crítico del riesgo de un individuo de desarrollar cáncer [45]. Este balance está influenciado por muchos agentes bloqueadores. Un
ejemplo es el indol-3-carbinol el cual, a pesar de inducir
tanto citocromos P450 como enzimas fase II, previene la
hepatocarcinogénesis inducida por aflatoxina B1, en roedores [46]. Otro ejemplo es el isotiocianato contenido en el
bróculi, el cual no sólo induce enzimas conjugantes xenobióticos [47], sino que también inhibe algunos isoenzimas
del citocromo P450, importante entre ellos CYP2E1 [48].
Estudios preclínicos y clínicos han establecido una asociación entre una actividad del enzima GST disminuida y
un incremento del riesgo de CCR [31]. En sujetos con riesgo de cáncer colorrectal, el supuesto agente quimiopreventivo oltipraz aumentó significativamente la expresión GST
en mucosa del colon y en linfocitos de la sangre [49]. De
manera parecida, la administración de fármacos anti-inflamatorios no esteroidales (AINEs) y curcumina ha mostrado, en modelos preclínicos, un incremento de los niveles
de isoenzimas GST en tracto gastro-intestinal [50, 51].
Moduladores del metabolismo del ácido araquidónico
La vía del ácido araquidónico y uno de sus enzimas clave, COX, o prostaglandina H sintasa, han recibido,
recientemente, mucha antención con respecto al desarrollo
y prevención del cáncer de colon. COX cataliza la producción de prostaglandinas y sucede como dos isoenzimas,
COX-1 y COX-2, el último puede inducirse mediante
infección o inflamación. Varias observaciones respaldan el
concepto de que COX-2 es importante en la etiología del
cáncer de colon y otros tejidos. Se ha observado un incremento significativo en COX-2mRNA, en la mayoría de
carcinomas de colon, cuando se compara con mucosa normal circundante, así como en algunos adenomas [52, 53].
La expresión COX-2 incrementada está a menudo acompañada por niveles elevados de eicosanoides, incluyendo
prostaglandinas [54, 55].
El AINE sulindac, el cual inhibe la expresión de COX,
no selectivamente, causa regresión de pólipos adenomatosos en pacientes con poliposis adenomatosa familiar (PAF)
[56]. La inhibición competitiva de la actividad de COX-2
mediante agentes selectivos tales como celecoxib ha
demostrado la supresión de la formación de pólipos y neoplasias en roedores con cáncer de colon inducido por carcinógeno [57, 58] y en neoplasia intestinal mínima (NIM)
en el ratón, un modelo en roedores del defecto del gen
APC humano [59]. Cuando ratones APC∆716 que poseen un
fenotipo similar al del ratón NIM fueron cruzados con ratones COX-2, la descendencia resultante estaba protegida
significativamente del desarrollo tumoral [60].
Inhibidores de la activación de NF-κB
El factor nuclear kappa beta (NF-κB) es un factor de
transcripción esencial para la expresión de muchos genes
que regulan la proliferación, inmunidad, respuesta inflamatoria y adhesión celular. Está aislado en un estado inactivo
en el citoplasma por una proteína inhibidora, I κB [61].
Mediante estimulación de la célula mediante promotores
del tumor, citoquinas o los productos de estrés oxidativo,
IkB es fosforilada por quinasas y degradada para liberar
NF-κB. Éste sufre una translocación hacia el núcleo dónde
se inicia una regulación de genes que contienen localizaciones de unión convenientes. Se ha demostrado que la
activación de NF-κB inhibe la apoptosis [62]. Este hallazgo sugiere que su inhibición podría desregular genes implicados en la promoción y progresión de la carcinogénesis
mediante la restauración de la sensibilidad de células respecto al estímulo apoptótico [63]. Tanto aspirina como su
producto de hidrólisis salicilato [64], además de curcumina
[65], interfieren con la activación de NF-κB, inhibiendo el
complejo IkB quinasa (IKK) implicando una quinasa heterodimérica IKK-α y –β.
Inhibidores de la síntesis de poliamina
Las poliaminas son moléculas alifáticas de cadena corta
necesarias para el crecimiento celular normal. Su concentración en tejidos ha mostrado una correlación con la proliferación celular [66]. Las poliaminas parecen estar implicadas en la activación de los proto-oncogenes c-myc y
c-fos [67]. Tejidos proliferativos y tumores difieren de
tejidos no proliferativos normales, no sólo porque producen más poliaminas, sino también en que contienen poliaminas individuales a concentraciones distintas. Por ejemplo, N1-acetilespermidina es, generalmente, indetectable
en tejidos normales de mamíferos, pero está presente, a
niveles elevados, en CCR humano [68]. El paso limitante
de la velocidad de la biosíntesis de poliamina es la enzima
ornitina descarboxilasa (ODC), el cual está sobreexpresado en displasia y neoplasia colorrectal [69, 70]. Niveles de
ODC y poliaminas, especialmente putrescina, están elevados significativamente en la mucosa colorrectal de individuos con la mutación de la línea germinal APC, antes de
que desarrollen poliposis [71]. Se ha sugerido que ODC es
esencial para la transformación celular [72], y de este
modo, podría servir como biomarcador preneoplásico de
la carcinogénesis colorrectal [73]. α–Difluorometilornitina
R. A. Sharma, et al. / European Journal of Cancer (Ed. Española) 2001; 1: 239-250
(DFMO) es un inhibidor irreversible de ODC que actualmente está bajo evaluación clínica (ver más abajo). Se ha
mostrado que muchos agentes quimiopreventivos derivados de la dieta, tal como genisteína, curcumina, indol-3carbinol y polifenoles del te verde, inhiben la actividad
de ODC [74-77].
245
los párrafos siguientes. En la Tabla 4 se muestran importantes ensayos en curso, de los mismos agentes, colocados
en sitios web internacionales sobre cáncer comúnmente
visitados, para permitir al lector monitorizar desarrollos
futuros.
Celecoxib
Moduladores de la proliferación celular y la apoptosis
La evidencia de propiedades antiproliferativas y proapoptósicas como determinantes mecanísticos importantes
de la actividad quimiopreventiva es particularmente fuerte
en el caso de AINEs. La aspirina parece retardar la proliferación de células de tumor colorrectal humano induciendo
una detención en la fase G0/G1 del ciclo celular y programan la muerte celular [78]. Los salicilatos incrementaban
la susceptibilidad de las células en un estadio tardío de la
progresión neoplásica, hacia la inducción de apoptosis.
Curiosamente, aspirina suprimió el fenotipo mutador asociado con CCR poliposis hereditaria mediante selección
genética para un subconjunto de células que no expresan
inestabilidad microsatélite [79]. Otros agentes quimiopreventivos como curcumina e indol-3 carbinol inducen también la detención del ciclo celular y/o apoptosis en líneas
células cancerosas [80,81].
En general, los agentes quimiopreventivos del cáncer tienen propiedades citostáticas más que citotóxicas. Un ejemplo al respecto es el inhibidor específico de COX-2, SC58125, el cual detenía el crecimiento de células de
adenocarcinoma de colon humano que expresaban COX-2
tanto in vitro como cuando se implantaban en ratones desnudos, pero no afectó a las células de adenocarcinoma
carentes de COX-2 [82]. Este grado de actividad selectiva
de un agente quimiopreventivo tiene una reminiscencia del
énfasis actual en el desarrollo moderno de fármacos anticancerosos, sobre componentes que apuntan selectivamente a cambios en las señales celulares [83]. Muchas de estas
“moléculas antiseñales”, a diferencia de sus fármacos anticancerosos precursores clásicos, también causan citostasis
más que citotoxicidad. Estas similitudes entre agentes quimiopreventivos y quimioterápicos antiseñales dan a entender una convergencia en las filosofías que apuntalan el
desarrollo de un agente nuevo en ambas áreas. Esta idea
está respaldada por el hecho de que muchos objetivos de la
transducción de señales celulares como ras, vía de la proteína quinasa activada por mitógenos y moléculas reguladoras del ciclo celular, son igualmente atractivas para las
dos áreas.
Ensayos clínicos
Los agentes que se han incluido en ensayos de quimioprevención clínica han sido elegidos en base a investigaciones epidemiológicas y actividad en modelos preclínicos.
La relevancia de ensayos clínicos publicados se discute en
Celecoxib es un inhibidor altamente selectivo de COX-2
(ver más arriba), que fue aprobado recientemente en
EE.UU. como accesorio al tratamiento estándar de pacientes con PAF, basándose en los resultados de un ensayo
multicéntrico, a doble ciego, controlado con placebo, en 77
pacientes [84]. De los dos niveles de dosis estudiados
durante 6 meses, se observó, mediante endoscopia, que 400
mg de celecoxib dos veces al día causaban una reducción
significativa en el número de pólipos colorrectales. Están
en curso ensayos adicionales fase II/III patrocinados por el
NCI, en pacientes con pólipos esporádicos y otras entidades hereditarias no polipósicas precancerosas. Estudios
preclínicos de dichos agentes [82] y la experiencia clínica
de AINEs como sulindac [56] sugerirían que, probablemente, los efectos quimiopreventivos de los inhibidores
altamente selectivos de COX-2 son transitorios, y que los
pólipos pueden incrementarse en cuanto a tamaño y número una vez acortado el tratamiento. Se está intentando aclarar la seguridad a largo plazo (Tabla 4).
Aspirina
Varios estudios epidemiológicos restrospectivos sugieren
una disminución en la incidencia del cáncer colorrectal de
hasta un 50%, en personas que utilizan aspirina regularmente [85-87]. Un estudio caso-control de 5.815 casos de
CCR durante un período de 14 años, ha sugerido que puede existir un retraso de 9 años antes de que se observe
cualquier efecto preventivo del uso diario de aspirina, y
que la reducción del riesgo puede ser dosis-dependiente
[29]. Sin embargo, la interpretación de estudios retrospectivos está llena de escollos, tales como selección de individuos, y variables de cumplimiento del protocolo y factores
de confusión.
Desafortunadamente, aún faltan estudios prospectivos
de incidencia del cáncer colorrectal entre aquellos que utilizan aspirina u otros AINEs. El único gran estudio publicado hasta el momento ha sido el Physician’s Health
Study [88]. Este ensayo randomizado evaluaba los efectos
de 325 mg de aspirina tomadas a días alternos, en 22.071
médicos varones, en EE.UU. Este ensayo se terminó antes
de su debido tiempo debido a un beneficio significativo
con respecto a mortalidad cardiovascular, en el grupo de
aspirina. El análisis del seguimiento, durante 12 años, del
grupo de aspirina no ha demostrado ningún efecto significativo sobre la incidencia del CCR [89]. Se han suscitado
preguntas sobre idoneidad de la población sujeta a estudio, pauta de dosis adoptada, y el hecho de que el actual
R. A. Sharma, et al. / European Journal of Cancer (Ed. Española) 2001; 1: 239-250
246
Tabla 4
Selección de ensayos clínicos en curso que miden biomarcadores colorrectales preneoplásicos (obtenido de sitios web sobre cáncer comúnmente visitados,
Junio 2000)
Agente
Diseño ensayo a
Población
(estado inclusión)
Variables
mensuradas b
Investigador/institución
principal
Celecoxib
Fase I/II
Pacientes con
HNPCC (I)
Farmacocinética
Histología
Otros N/D
National Cancer Institute
(Bethesda, MD, USA)
Celecoxib
Fase III
Pacientes con
pólipos resecados (I)
Histología
Bertagnolli M
(Boston, MA,USA)
Aspirina
Fase III
Pacientes con
pólipos esporádicos (I)
Histología
Baron J. (Darmouth Uni.,
NH, USA)
DFMO+
Sulindac
Fase IIb
Pacientes con pólipos
resecados previamente
(N)
Histología
Gen/producto
Apoptosis
Metabolismo
araquidonato
Meyskens F.L. (California
Irvine University,CA,
USA)
Sulindac
versus
curcumina/
rutina/quercetin
Fase I/II
Voluntarios sanos (I)
N/D
Shiff S. (Rockefeller
University, New York,
USA)
Curcumina
Fase I
Pacientes con CCR
avanzado (I)
Farmacocinética
Aductos DNA
Enzymas
detoxificación
Metabolismo
Ácido araquidónico
Sharma R.A. (Leicester
University, UK)
Calcio
Fase III
Pacientes con
pólipos esporádicos (C)
Histología, otros
N/D
Baron J. (Darmouth Uni.,
NH, USA)
Calcio/Fibra
Fase III
Pacientes con pólipos (I)
Biasco G. (Bologna, Italy)
Folato
Fase II
Pacientes con pólipos
resecados (I)
Histología, otros
N/D
Histología, DNA
metilación
Mason J. (Boston, MA,
USA)
I, incluyendo; N/D, no definido; N, todavía no incluido; C, inclusión completa; DFMO, α-difluorometil ornitina; HNPCC, cáncer colorrectal hereditario no asociado a poliposis; CCR, cáncer colorrectal.
a Ver Tabla 1.
b Ver Tabla 3.
período de dosis continua durará sólo cinco años y los
datos posteriores eran recogidos post-ensayo, cuando el
seguimiento de los sujetos puede haber sido menos riguroso.
Más recientemente, han cambiado las estrategias para
investigar el potencial quimiopreventivo de aspirina. En un
estudio piloto fase I de escalación de dosis, que implicaba
a 65 sujetos humanos sanos que tomaban el fármaco diariamente, durante dos semanas, se midieron los marcadores
preneoplásicos en tejido colónico además de los niveles
plasmáticos de aspirina y ácido salicílico [90]. Los resultados de este estudio sugieren que la dosis óptima de aspirina como agente quimiopreventivo puede ser de 81 mg/día,
lo cual es inferior que la dosificación considerada, previamente, necesaria para ser eficaz. Los niveles de prostaglandinas en colon seguían siendo suprimidos mucho tiempo después de que aspirina y ácido salicílico fueran
aclarados del plasma. Resultados fase II ulteriores, en
pacientes con adenomas de colon, han resultado estimulantes [91], y están en marcha estudios fase III de aspirina y
otros AINEs.
Calcio
El calcio ingerido oralmente forma sales con los ácidos
biliares y ácidos grasos una vez ha alcanzado el colon, y,
de este modo, debe tener un efecto anticarcinogenético
directo sobre las células del epitelio colónico [92]. A pesar
de que unos pocos estudios epidemiológicos caso-control
sugieren una asociación inversa entre el consumo de calcio
y la incidencia del cáncer colorrectal [93], los resultados
no son de ningún modo consistentes. De forma parecida,
ensayos de quimioprevención han estudiado objetivos histológicos en colon, con resultados variados. En ciertos
estudios, el suplemento de calcio disminuía la hiperproliferación de células epiteliales [94, 95] y reducía la incidencia de adenomas colorrectales metacrónicos [96]. Sin
embargo, dos grandes estudios fracasaron en la demostración de un efecto del calcio sobre la proliferación de la
mucosa del colon [97, 98]. A pesar de que dos estudios
recientes de pacientes con historia previa de displasia o
neoplasia han sugerido que el suplemento de calcio puede
disminuir la recidiva del adenoma [99, 100], la pauta ópti-
R. A. Sharma, et al. / European Journal of Cancer (Ed. Española) 2001; 1: 239-250
ma de dosificación y el papel de los componentes que confunden de la dieta no está claro.
DFMO
Otro agente que ha sido administrado a individuos con
riesgo de CCR es DFMO. A diferencia de los ensayos de
quimioprevención en los que sólo se medían objetivos histológicos, ensayos de quimioprevención contemporáneos
de DFMO, se han centrado sobre la toxicidad potencial y
los niveles de poliaminas y ODC de los tejidos, como biomarcadores preneoplásicos. En dos estudios se observaron
cambios significativos de los niveles de biomarcadores, en
el órgano diana, pero a niveles de dosis alta se experimentó una ototoxicidad reversible [101, 102]. Dependiendo de
la población sujeto de estudio, la seguridad puede resultar
el principal obstáculo en el desarrollo de DFMO como quimiopreventivo del cáncer.
Selenio
A menudo, el análisis secundario de resultados de ensayos
de quimioprevención negativos proporcionan resultados sorprendentes, como por ejemplo, el estudio de selenio y cáncer de piel [103]. Selenio (200 µg/día) se administró como
componente de levadura de cerveza a 1.312 pacientes con
historia de cáncer de piel, que vivían en regiones de bajo
consumo de selenio, en América. Un análisis secundario de
un subgrupo halló reducciones estadísticamente significativas en la mortalidad total del cáncer, y específicamente en la
incidencia de neoplasias de próstata, pulmón y colon.
Otros agentes potenciales
Agentes que están actualmente bajo consideración para
ensayos de quimioprevención del cáncer colorrectal son las
sustancias de la dieta curcumina, isotiocianatos, vitamina
E, vitamina D3, folato, perilil alcohol y polifenoles del té
[104, 105]. Debido a su larga historia de uso en la comida,
estos componentes se consideran inocuos, al menos a los
niveles de dosis consumidos en ciertas dietas. Sigue
debiéndose demostrar si esta suposición es razonable para
los componentes en sus formas puras. Componentes que no
forman parte de la dieta, que están en consideración, incluyen estrógenos, oltipraz y N-acetilcisteína.
Conclusiones
Con un mejor conocimiento molecular y epidemiológico
de la carcinogénesis colorrectal y del riesgo de desarrollar
CCR, la quimioprevención eficaz de esta común enfermedad es una proposición realista. Especies reactivas a oxígeno, enzimas metabolizadores, COX-2, NF-kB, poliaminas,
y moléculas clave en la proliferación celular y apoptosis,
son objetivos potenciales de los agentes quimiopreventivos. La integración del conocimiento de la biología mole-
247
cular del CCR, con mecanismos de acción conocidos de
tales agentes, debería llevar al descubrimiento de productos eficaces nuevos y a la optimización de ensayos clínicos. Ensayos de quimioprevención del CCR con aspirina,
calcio y DFMO, han proporcionado sugerencias valiosas
para la elección de la cohorte sujeto de estudio, niveles de
dosis y uso de biomarcadores. El ensayo de β-caroteno en
pacientes con cáncer de pulmón ha destacado la necesidad
de nuevos enfoques para la selección de sujetos y el diseño del ensayo, especialmente la conveniencia de incorporar datos mecanísticos preclínicos y clínicos iniciales.
Existe una necesidad de estudios piloto pequeños, de
supuestos agentes en sujetos sanos o pacientes de cáncer,
para obtener información sobre seguridad, farmacocinética
y farmacodinámica. Debido a los peróodos de tiempo prolongado necesarios para ensayos de quimioprevención, la
optimización dependerá de la selección y validación de
biomarcadores preneoplásicos. La adhesión a estos principios puede facilitar el descubrimiento y desarrollo de agentes quimiopreventivos eficaces. El viejo refrán “nombrar es
conocer, una enfermedad conocida está medio curada” no
puede actualmente sostenerse en quimioterapia del CCR.
No obstante, la comprensión optimizada de esta enfermedad puede, al final, contribuir a su prevención.
Agradecimientos
Agradecemos a Jo Arden, Clare Winfield y Sue Spriggs
su ayuda en la búsqueda bibliográfica.
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