Biomarcadores de cáncer oral en saliva

Salivary analysis of oral cancer biomarkers

 

 

Madera Anaya M.V.

Odontólogo. Magíster en Bioquímica (cand.). Universidad de Cartagena, Colombia. Magíster en Epidemiología Clínica (cand.). Universidad de la Frontera. Temuco, Chile.

Dirección para correspondencia

 

 

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RESUMEN

Esta revisión muestra los principales biomarcadores de cáncer oral en saliva. El aspecto clínico y el grado de displasia de las lesiones precancerosas de la cavidad bucal sugieren su capacidad de malignidad; sin embargo, éstas generalmente son diagnosticadas en estadios avanzados, disminuyendo la probabilidad de supervivencia, lo que justifica el diseño de nuevas pruebas diagnósticas que determinen el grado de alteración celular, permitan comprender el proceso degenerativo en el cáncer y establezcan diagnósticos precoz. Esta búsqueda para mejorar los métodos diagnósticos, apunta a que sean sensibles, específicos y menos invasivos, por lo cual el estudio de diferentes biomarcadores en saliva que desde una perspectiva molecular proporcionan información adicional al examen clínico e histopatológico, es considerada como una alternativa eficaz y más cómoda con respecto a los ensayos en sangre. Los biomarcadores que se han descrito en saliva algunos mostrando mayor relación con la carcinogénesis oral son: Ciclina D1, cyfra 21-1, endotelina-1, galectinas 1, 3 y 7, Ki67, lactato deshidrogenasa, metaloproteinasas 2 y 9, proteína p53, proteína de unión a calcio (S100P) y telomerasa.

Palabras clave: Cáncer oral, biomarcadores, saliva.

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SUMMARY

This review shows the main oral cancer biomarkers in saliva. The clinical appearance and the degree of dysplasia, precancerous lesions of the oral cavity suggests its ability to malignancy, but these are usually diagnosed in advanced stages, decreasing the likelihood of survival, justifying the design of new diagnostic tests to determine the degree of cell alteration as to understand the degenerative process in cancer diagnosis and establish early. This search for improved diagnostic methods, aims to be sensitive, specific and less invasive, so the study of biomarkers in saliva from a molecular perspective provide additional information to clinical and histopathological examination is considered as a more comfortable and effective to establish a diagnosis. Biomarkers that have been described in saliva some showing more related to oral carcinogenesis are cyclin D1, Cyfra 21-1, Endothelin-1, Galectins 1, 3 and 7, Ki67, Lactate dehydrogenase, Metalloproteinases 2 and 9, p53 protein, protein calcium-binding (S100P) and Telomerase.

Key words: Oral cancer, biomarkers, saliva.

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Introducción

El cáncer oral es una enfermedad en donde las células de la cavidad bucal se dividen sin control y pueden invadir otros tejidos; este se desarrolla por múltiples factores: ambientales, inmunológicos, nutricionales, hábitos y estilos de vida (1). A nivel celular surge como consecuencia de trastornos genómicos generados por aberraciones cromosómicas, activación de oncogenes e inactivación de genes supresores tumorales, originando células con características proliferativas e invasivas (2, 3).

En los últimos años la prevalencia de cáncer oral ha aumentado, se estima que en total 350.000 nuevos casos se registran anualmente en todo el mundo, de estos el 10% ocurren en los Estados Unidos (4); el riesgo es más alto en hombres, en mayores de 40 años, fumadores, consumidores de alcohol y en personas con antecedentes de cáncer de cabeza y cuello (5, 6).

El cáncer oral más frecuente es el carcinoma de células escamosas presentándose comúnmente en los labios, lengua, orofaringe, paladar, mucosas yúgales y piso de boca (7). El diagnóstico de estas lesiones empieza con el examen clínico y es confirmado con el estudio histopatológico que muestra la presencia y grado de displasia; sin embargo, no permiten determinar el grado de invasión y el potencial metastásico (8).

Generalmente, este tipo de cáncer puede iniciar con una lesión de mancha blanca o una úlcera, que no tiene un factor etiológico claro asociado ni resolución satisfactoria a corto plazo, hay aumento del volumen de la lesión, cronicidad, cambios morfológicos y linfadenopatías (9). Histológicamente la severidad se establece basada en el grado de diferenciación, en donde se tiene en cuenta el nivel de queratinización, pleomorfismo celular y nuclear y la actividad mitótica (10).

Se ha establecido que la vida media de supervivencia de estos pacientes es de 5 años tras el diagnóstico que generalmente se realiza sobre lesiones de fase avanzada (2). Esto hace necesario buscar pruebas que establezcan de manera precoz el riesgo de padecer esta enfermedad o identifiquen lesiones precancerosas; en este sentido, se deben emplear de forma selectiva, otros exámenes más específicos, que permitan valorar las alteraciones celulares y establecer un diagnóstico precoz de esta patología. Para la realización de estos exámenes existen diferentes biomarcadores celulares y tisulares que desde una perspectiva molecular, proporcionan información adicional a la obtenida en el examen clínico y el estudio histopatológico (11-14).

Aunque existe un creciente esfuerzo dedicado a la investigación del cáncer oral, centrándose en la identificación de indicadores biológicos para el diagnóstico y la agresividad biológica, son pocos los estudios que han examinado biomarcadores tumorales en la saliva. En el presente trabajo de revisión se muestran los principales marcadores de cáncer oral en saliva.

 

Saliva

La saliva es un fluido corporal de la cavidad oral formado por una mezcla compleja de proteínas y otras moléculas que se originan a partir de varias fuentes (15). Las propiedades bioquímicas y fisicoquímicas de la saliva contribuyen a sus numerosas funciones entre las cuales están lubricación, capacidad tampón, protección antimicrobiana, digestión de alimentos, mantenimiento de la integridad de la mucosa, sostenimiento de la salud oral y general (16, 17).

Ésta se ha utilizado como un medio de investigación durante décadas en los pacientes con enfermedades locales y sistémicas, debido a que está en contacto directamente con la mucosa oral, la descamación de las células y sus productos pueden ser detectados, lo que hace posible estudiar marcadores tumorales en saliva de pacientes con cáncer oral (18-23). Entre las ventajas en comparación con las muestras de sangre se han propuesto que el método de recolección es seguro, indoloro y no traumático, la técnica de recolección es fácil de manipular, el equipo de recolección es simple y la muestra de saliva puede ser tomada varias veces sin causarle incomodidad al paciente (24, 25). Hu (26) sostiene que la utilización de la saliva en comparación con la sangre puede demostrar marcadores más sensible y específicos para las enfermedades orales tales como carcinoma oral de células escamosas.

La utilización de la saliva se considera una alternativa no invasiva con relación a las muestras de sangre o biopsias, convirtiéndose en una efectiva modalidad para el diagnóstico y predicción del pronóstico de cáncer oral a través de un monitoreo a pacientes en tratamiento (27, 28).

 

Biomarcadores en saliva

Un biomarcador es una característica que es medida y evaluada objetivamente como un indicador de procesos biológicos normales, patológicos o respuestas farmacéuticas a una intervención terapéutica (29). En su forma más precisa, el término debe hacer referencia a una sola especie molecular que está presente en las muestras de un sujeto con una determinada enfermedad o condición (25).

Basados en el proceso carcinogénico según Chimenos (8) estos se pueden agrupar por familia en biomarcadores decrecimiento tumoral, supresión tumoral, angiogénesis, Invasión tumoral, celulares de superficie, intracelulares, enzimáticos y derivados del ácido araquidónico.

Entre los biomarcadores de cáncer que se han descrito en saliva están: 8-oxoguanina ADN glicosilada, ácido hidroxieicosatetraenoico, carbonilos, ciclina D1, cistatina truncada SA-I, Cyfra 21-1. La proteína fosfatasa dual específica 1 (DUSP1), endotelina-1, fosfato sérico, galectinas 1, 3 y 7, inhibidor de la proteasa serina mamaria (Maspin), interleuquina 1 beta, interleuquina 8, Ki67, lactato deshidrogenasa, proteína M2BP, metaloproteinasas 2 y 9, proteína p53, proteína de unión a calcio (S100P), proteína autotrasportadora 1 (SAT1), telomerasa y transferrinas (4, 20, 28, 30-42) (tabla 1).

 

 

Teniendo en cuenta que el diagnóstico de cáncer oral se realiza en estadios avanzados, se hace necesario el estudio de biomarcadores que se expresen en estadios iniciales de la enfermedad para que puedan ser útiles en el diagnóstico precoz, en este sentido conociendo que el proceso cancerígeno se inicia con cambios a nivel celular es pertinente evaluar aquellos que se han reportado en saliva y están involucrados en el ciclo celular, apoptosis o procesos relacionados; entre los más reportados se encuentran los siguientes:

 

Marcadores de crecimiento tumoral

Telomerasa

En varios cánceres, la habilidad de dividirse sin límite es logrado por la producción de una enzima llamada telomerasa, la cual ayuda a los cromosomas para que no se acorten. Ésta es una proteína normal que está presente en las células durante el desarrollo del feto. En la mayoría de células de un adulto, la telomerasa no está presente ya que la enzima no está siendo expresada. Sin embargo, en algunas células cancerosas esta función es necesaria reactivando el gen que codifica la telomerasa (43).

Las investigaciones sobre el carcinoma escamoso celular de cabeza y cuello mostraron que la actividad de la telomerasa se expresó en el 75% de los tejidos tumorales relacionada con el pronóstico, así que la detección de la actividad de la telomerasa podría ser de potencial valor diagnóstico del cáncer oral (44); sin embargo, para autores como Zhong (40) aunque la expresión positiva de la actividad de la telomerasa en la saliva fue del 75%, no existe diferencia entre los pacientes en estadios iniciales y finales de la lesión, así como entre los pacientes con y sin metástasis a los ganglios linfáticos, por lo tanto, el valor diagnóstico es limitado, considerándose solo como un marcador coadyuvante para el diagnóstico de cáncer oral.

Endotelina-1 (ET-1)

La ET-1 pertenece a la familia de endotelinas, potentes vasoconstrictores que participan no sólo en la biología vascular, sino también en diversos procesos incluyendo la inflamación, la cicatrización de heridas y la carcinogénesis. Los niveles elevados de ET-1 mRNA y proteína de ET-1 han sido reportados en el cáncer oral (45).

La expresión de endotelinas y sus receptores se asocia con un alto grado de agresividad, invasión y metástasis. Hay aumento de los niveles sistémicos de las endotelinas en los pacientes con metástasis en los ganglios linfáticos. Los mecanismos por los cuales las endotelinas inducen un fenotipo invasivo incluyen la interacción entre las células tumorales, los macrófagos infiltrantes y el microambiente del tumor. Esta compleja interacción conduce a la modulación de las metaloproteinasas de matriz, la expresión de citoquinas, se infiltran en la activación inmune, la apoptosis y la expresión de las mismas endotelinas (46).

Autores han reportado una elevación significativa de ET-1 en los carcinomas orales (35); sin embargo, Hoffmann (47) afirma que a pesar de que la ET-1 podría mostrar un papel importante en el cáncer oral, sus niveles en la saliva no parecen ser un buen marcador de transformación de neoplasias a un grado maligno.

Ciclina D

Las ciclinas son una familia de proteínas involucradas en la regulación del ciclo celular. Estas forman complejos con enzimas quinasas dependientes de ciclinas (Cdks) activando en estas últimas su función quinasa. La concentración de las ciclinas varía a lo largo del ciclo celular; cuando su concentración es baja la función de su correspondiente quinasa dependiente de ciclina es inhibida (48).

Durante la fase del ciclo celular G1 temprana la ciclina D se une a las quinasas dependientes de ciclinas 4 o 6 (Cdk4 o Cdk6) y el complejo resultante libera el freno que impedía la progresión hacia la G1 tardía y, por lo tanto, el paso a la fase S. El complejo ciclina D-Cdk4/6 desarma un potente inhibidor de la progresión del ciclo celular: el formado por la proteína pRB y los factores de transcripción inactivos (49).

Dada la participación de la ciclina D en el proceso de división celular, se ha sugerido que esta proteína podría participar en el desarrollo de distintos tipos de cáncer. La amplificación y sobreexpresión de la ciclina D1 es importante en el desarrollo de diversos tipos de cáncer, en el oral se correlaciona con la progresión celular de la proliferación tumoral, la metástasis y los pobres pronósticos (50, 51).

Ki-67

Es una proteína nuclear no histónica expresada en las células durante las fases activas del ciclo celular (G1, S, G2, M), y ausente en las células en estado de reposo (G0). Por lo tanto, Ki-67 puede ser empleada para medir crecimiento en los tejidos normales y en las neoplasias malignas. Estudios han demostrado que los altos índices de Ki-67 observados en saliva en pacientes con carcinomas orales de células escamosas estaban correlacionados con la gravedad de la enfermedad y con un mal pronóstico (20).

Galectinas

Las galectinas constituyen una familia de proteínas extremadamente conservadas a través de la evolución. En función de su propiedad de descifrar glicocódigos específicos, estas proteínas han sido involucradas en un amplio espectro de eventos biológicos. Recientes avances han demostrado que estas proteínas juegan un rol fundamental en procesos relacionados a la regulación de la respuesta inmune, tales como adhesión linfocitaria, crecimiento celular, producción de citoquinas y regulación de la muerte celular programada (52). La intensa inmunoexpresión de galectinas 1, 3, y 7 sugiere la participación de estas proteínas en la carcinogénesis oral y su uso como biomarcadores de comportamiento biológico y progresión del tumor en el carcinoma de células escamosas (36, 53).

 

Marcadores de supresión tumoral

p53

El gen p53 se encuentra en el brazo corto del cromosoma 17 y codifica un factor de transcripción nuclear de 43.7 KDa. Resulta esencial para inducir la respuesta de la célula ante el daño del ADN, deteniendo el ciclo celular en caso de mutación. Éste es un gen supresor tumoral que desempeña un papel importante en apoptosis y control del ciclo celular. Un p53 defectuoso podría permitir que las células proliferen dando por resultado cáncer; alrededor de un 50% de todos los tumores humanos contienen mutaciones en p53 (54, 55).

La inactivación del gen supresor de tumores es importante durante varias etapas de carcinogénesis. La proteína p53 está frecuentemente mutada en los carcinomas orales de células escamosas (56, 57), estas mutaciones pueden servir como biomarcadores muy específicos para la presencia de células tumorales (58). Autores, como Liao (38), indican que la mutación del codón 63 de p53 en la saliva podría ser un biomarcador molecular de los carcinomas orales de células escamosas. Además, la cantidad de ADN recuperado de la saliva en la mayoría de los casos es suficientemente grande y su calidad tal que permite la amplificación por PCR (reacción en cadena de la polimerasa), considerando este protocolo como rápido, económico y fácil de realizar, y puede ser útil para estudios epidemiológicos de la carcinogénesis oral.

 

Marcadores de invasión tumoral

Metaloproteinasas de matriz (MMP)

Las MMP-2 y MMP-9 son metaloproteinasas que se han demostrado participar en la patogénesis del cáncer, ellas degradan el colágeno tipo IV, el componente principal de la membrana basal, así como otros tipos de colágenos (V, VII y X), elastina y fibronectina; son altamente expresadas en las células del estroma que rodean la frontera de invasión en metástasis de tumores y sus niveles se elevan en el endotelio del tumor y en la orina de pacientes con cáncer (59-61) .Teniendo en cuenta que las MMPs están involucradas en el proceso de metástasis y se asocian a los estadios finales de la lesión, no pueden ser consideradas como un biomarcador de predicción y de diagnóstico precoz del cáncer.

Proteína de unión a calcio S100p

Las proteínas S100 están localizadas en el citoplasma o el núcleo de una amplia variedad de células y están implicadas en la regulación de diversos procesos celulares tales como la progresión del ciclo celular y la diferenciación celular (62).

El mayor uso de estas proteínas ha sido el de marcadores tumorales. Esto ha permitido resolver diagnósticos de tumores indiferenciados. Lo anterior se ha basado principalmente en la premisa de que estas proteínas participan en diversos procesos celulares claves tanto para la transducción de señales, motilidad y diferenciación celular. Es así como en muchos tumores la expresión de S100 se ha visto alterada en comparación a los niveles normales, incluso respondiendo a diferentes estadios de la progresión tumoral, relacionándola principalmente con la metástasis tumoral (39).

 

Marcadores enzimáticos

La lactato deshidrogenasa (LDH)

En un medio anaeróbico, el piruvato se reduce a lactato en una reacción reversible catalizada por LDH que utiliza la nicotinamida adenina dinucleótido como coenzima. La LDH es una enzima detectable en el citoplasma de casi todas las células del ser humano, que se convierte extracelular después de la muerte celular. Por lo tanto, su presencia extracelular está siempre relacionada con la necrosis celular y lesión tisular. La similitud entre el perfil de isoformas de la LDH en toda la saliva y el epitelio oral apoya la hipótesis de que la LDH salival es predominantemente de origen extraglandular, por consiguiente, la concentración de LDH en la saliva, como una expresión de necrosis celular, podría ser una indicador específico para las lesiones orales que afectan al integridad de la mucosa oral (63).

La LDH generalmente se encuentra aumentada en varias afecciones orales como la enfermedad periodontal, procesos traumáticos y el cáncer oral (63), en este último ha sido asociada a un pronóstico desfavorable y la recurrencia de las lesiones (64-66). Las isoformas de la LDH más predominante en saliva son la LDH-4 y la LDH-5, del mismo modo autores aseguran que sus nivel son similares en plasma (67, 68); teniendo en cuenta esto la LDH es considerado como un biomarcador inespecífico para el cáncer oral debido a que se puede encontrar aumentada por diversos procesos que ocurren en la cavidad oral.

 

Marcadores intracelulares

Cyfra 21-1

Es un fragmento soluble de la citoqueratina 19 (CK19), la cual es un componente de la proteína del citoesqueleto con un peso molecular de 40 kDa, es una citoqueratina de tipo ácido con un pH isoeléctrico de 5.2. Sheard (69) reportó una elevación de Cyfra 21-1 extracelular concomitantemente con un aumento significativo de Cyfra 21-1 intracelular durante la apoptosis; además, la muerte celular independiente de caspasas se da en presencia de la Z-VAD inhibidor de las caspasas, el cual no permite medir la Cyfra 21-1. Por lo tanto, la liberación de Cyfra 21-1 se ha sugerido que se produce en las células durante la etapa intermedia de la apoptosis, como consecuencia de la activación de las caspasas y el consecuente aumento extracelular. Según Zhong (28) un aumento en la concentración de Cyfra 21-1 en saliva es un valor clínico potencial para la detección del cáncer oral, así como la predicción de la recurrencia del tumor. Sin embargo, la determinación de la concentración de Cyfra 21-1 en saliva en los pacientes con cáncer oral no es de gran alcance para predicción de la supervivencia.

 

Conclusiones

El cáncer oral es una enfermedad asociada a cambios moleculares, genéticos y tisulares; por lo tanto, es indispensable que su diagnóstico se realice precozmente, en este sentido el descubrimiento de biomarcadores en saliva proporciona una herramienta para el diagnóstico, pronóstico y seguimiento al tratamiento.

Existen diferentes biomarcadores salivales reportados, por lo cual se sugiere el análisis de varios biomarcadores en un mismo tiempo para crear un posible perfil bioquímico de cáncer oral, diferencial para cada uno de los estadios de la enfermedad.

 

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Dirección para correspondencia:
Meisser Vidal Madera Anaya
Universidad de Cartagena, Campus de la Salud
Facultad de Odontología, Zaragocilla
Cartagena de Indias
Bolívar. Colombia
Correo electrónico: meissermadera@gmail.com

Fecha de recepción: 25 de febrero de 2013.
Aceptado para publicación: 22 de abril de 2013.