¿Qué son los cancerígenos?

Carcinógeno es una sustancia química o una combinación de sustancias químicas que aumenta el riesgo de cáncer o causa cáncer. Los carcinógenos existen naturalmente en el medio ambiente (como los rayos ultravioleta de la luz solar y ciertos virus) o se pueden producir debido a la actividad humana (como el escape de los automóviles y el humo de los cigarrillos). Estos carcinógenos interactúan con el ADN de la célula y provocan mutaciones al dañar el genoma.

Tipos de carcinógenos

Hay tres subcategorías diferentes de carcinógenos que son

carcinógenos físicos

Las radiaciones ionizantes, como los rayos γ y los rayos X, y las radiaciones no ionizantes, como los rayos ultravioleta (rayos UV), tras una exposición prolongada interactúan con el genoma de los organismos y provocan mutaciones que expresan su efecto cancerígeno.

Carcinógenos químicos

Un buen ejemplo de carcinógeno químico es el humo del tabaco , que causa cánceres relacionados con el pulmón, la cabeza, el cuello y la vejiga urinaria. Contiene varios agentes carcinógenos como arsénico, polonio-210, níquel, cromo, cadmio, carbamato de etilo, rust de etileno, formaldehído, benceno, etc.
Los carcinógenos químicos después de la transformación metabólica se convierten en electrófilos e interactúan con nucleófilos como el ADN y las proteínas, lo que conduce a mutaciones.

Carcinógenos biológicos

Virus de la hepatitis B (VHB), virus de la hepatitis C (VHC), virus del papiloma humano (VPH), virus de Epstein-Barr (EBV), virus del herpes asociado al sarcoma de Kaposi (KSHV) y VIH-1. Hay varios virus humanos de ARN y ADN que son cancerígenos para los humanos. Estos virus han desarrollado numerosos mecanismos moleculares y alteran vías celulares específicas para provocar una replicación aberrante.

Características de los carcinógenos

1. es genotoxico
2. Es de naturaleza electrofílica.
3. Conduce a la inestabilidad genómica.
4. Provoca estrés oxidativo.
5. es inmunosupresor
6. Provoca inflamación crónica.
7. Provoca alteraciones epigenéticas.
8. Altera la proliferación celular, la muerte celular o el suministro de nutrientes.
9. Causa la inmortalización
10. Modifica las células mediadas por receptores

Alteración en la célula normal 

• Genotóxico: Carcinógeno que causa daño al ADN, la célula puede o no convertir este daño causado en mutación. Un agente que causa daño en el ADN se conoce como genotóxico o genotoxina, y si el agente también causa mutaciones en un ensayo de mutagenicidad, entonces se lo conoce como mutágeno.
• Naturaleza Electrofílica: Las moléculas que buscan electrones se conocen como Electrófilos. Comúnmente forman productos de adición, llamados aductos, con macromoléculas celulares como lípidos, proteínas, ADN y ARN. Pocos carcinógenos químicos actúan directamente como electrófilos y pocos actúan después de la biotransformación enzimática o la activación metabólica.
• Inestabilidad genómica: las células normales replican sus genomas con alta precisión e intentan evadir mutaciones que son perjudiciales. Sin embargo, la precisión de la replicación del ADN varía según la ADN polimerasa involucrada, y esto puede causar una posibilidad de error. la mayoría de las mutaciones que son de naturaleza espontánea son causadas por errores en la ADN polimerasa. Esto puede conducir a la inestabilidad genómica.
• Induce el estrés oxidativo: muchos carcinógenos humanos tienen la capacidad de alterar las reacciones redox que causan un desequilibrio redox dentro de las células objetivo. Cualquier disparidad entre la formación de oxígeno reactivo o nitrógeno se conoce como estrés oxidativo. El daño oxidativo es el factor principal en la formación de mutaciones en el ADN.
• Inmunosupresor : La inmunosupresión es una disminución de la capacidad del sistema inmunitario para luchar eficazmente contra antígenos extraños. La inmunosupresión continua aumenta el riesgo de cáncer. Principalmente, el riesgo de linfoma aumenta cuando se acompaña de una exposición persistente a antígenos extraños después del trasplante de un órgano o se presenta en personas que están potencialmente infectadas con el virus oncogénico.
• Inflamación crónica: La inflamación crónica debida a infecciones repetidas causadas por bacterias como Helicobacter pylori y la exposición persistente a fibras de sílice o asbesto se ha relacionado con diferentes formas de cáncer. Se sospecha que la inflamación causa el inicio del cáncer, su promoción y su progresión.
• La infección persistente y la inflamación crónica alteran la homeostasis del tejido local e interrumpen la señalización celular, lo que lleva a la activación de células inflamatorias que mejoran la promoción y progresión de los tumores.
• Alteraciones epigenéticas: La palabra “epigenética” indica cambios estables en la expresión de genes y la organización de la cromatina. Estos no dependen de la secuencia de ADN y pueden ser mitóticos y se heredan a través de las divisiones celulares. El proceso epigenético incluye la impronta genómica, la inactivación del cromosoma X, el metiloma de reconfiguración del ADN y los cambios en los estados de compactación de la cromatina y la histona. Muchos de estos procesos se interrumpen durante la carcinogénesis.

Propiedades de la célula cancerosa

Altera la proliferación celular, la muerte celular o el suministro de nutrientes

El daño del ADN conduce a la codificación de proteínas diferentes a las normales, lo que provoca mutaciones en las células en proliferación, lo que provoca muchos cambios en la célula normal y la hace diferente. Se sospecha que la evasión de la muerte celular programada (apoptosis) y la autofagia provocan que la proliferación celular sea un factor en el aumento de la susceptibilidad al cáncer.

En la neoangiogénesis , nuevos vasos sanguíneos se convierten en un tumor y le suministran nutrientes. Agentes como el arsénico promueven o inhiben la angiogénesis y promoverán o retrasarán el crecimiento tumoral.

Causas de la multiplicación celular

Hay varios virus humanos de ARN y ADN que son cancerígenos para los humanos. Estos incluyen diferentes tipos de virus como el virus de la hepatitis B (VHB), el virus de la hepatitis C (VHC), el virus del papiloma humano (VPH), el virus de Epstein-Barr (EBV) y el virus del herpes asociado al sarcoma de Kaposi (KSHV) y el VIH-1. Estos virus han desarrollado numerosos mecanismos moleculares para 
perturbar vías celulares específicas y provocar una replicación aberrante.

Estos virus oncogénicos pertenecen a varias familias, muestran varias similitudes en el desarrollo del cáncer e involucran oncoproteínas que se dirigen a las principales proteínas de las células que causan el crecimiento celular. Estos efectos virales provocan múltiples cambios en las células del tejido diana, lo que conduce al cáncer.

Modifica las células mediadas por receptores

Los agentes (hormonalmente activos) que muestran carcinogenicidad suelen actuar como ligandos a través de receptores nucleares y en algunos casos estos actúan a través de receptores situados en la superficie de la célula.

Esta activación de los receptores se divide en dos tipos:

• Activación de receptores intracelulares que migran al núcleo y actúan sobre el ADN como factores de transcripción, y
• Activación de receptores situados en la superficie celular y algunos receptores intracelulares. Estos disparadores señalan vías de transducción que provocan respuestas biológicas.

Metabolismo mutágeno/carcinógeno

Muchos carcinógenos químicos no son genéticamente causantes de cáncer sin ser metabolizados primero por enzimas dentro de las células.
Por lo general, el metabolismo de estos carcinógenos químicos forma sustancias menos cancerígenas, que se eliminan del cuerpo en el proceso.

Sin embargo, una pequeña parte del metabolismo provoca la formación de subproductos altamente cancerígenos. Estos subproductos metabólicos altamente cancerígenos son de naturaleza hidrofóbica. El agregado en las membranas celulares y los tejidos grasos del cuerpo provoca disfunción y toxicidad. Por lo tanto, los organismos vivos han evolucionado para deshacerse de estas sustancias cancerígenas extrañas. El mecanismo generalmente implica la adición de grupos hidroxilo a los mutágenos o carcinógenos por acción enzimática, esto mejora su naturaleza de polaridad y aumenta su solubilidad en agua. Esto conduce a su eventual eliminación a través de la excreción.

El metabolismo se lleva a cabo en diferentes tejidos del cuerpo, pero el metabolismo se produce ampliamente en el hígado. Diferentes tipos de enzimas desintoxicantes participan en este proceso, pero de ellas, el citocromo P450 cuantitativamente ubicuo juega un papel importante.

Se sabe que existen 20 citocromos P450 diferentes en humanos. Estos ayudan en la adición de grupos hidroxilo (OH) a varios tipos de productos químicos. Las enzimas del citocromo P450 generalmente generan las sustancias menos tóxicas. y también pueden formar productos intermedios que son altamente reactivos causando efectos cancerígenos.

Identificación de carcinógenos

Análisis Estructural Molecular

Los datos sobre la posibilidad de que una sustancia química sea carcinógena pueden evaluarse comparando su estructura, características químicas y características físicas con las de carcinógenos y no carcinógenos ya identificados. Algunas estructuras moleculares están relacionadas con la carcinogenicidad, y la semejanza estructural se utiliza para tomar decisiones sobre agentes más o menos sospechosos.

Pruebas a corto plazo 

El corto plazo requiere poco tiempo para realizar los experimentos. Pocos estudios en los que se utilizan microorganismos requieren menos de un día, muchos estudios requieren de algunos días a algunas semanas y en animales, como ratones, toma de 8 a 9 meses. Estos tiempos pueden estar relacionados con los más de 3 años necesarios para completar un bioensayo y, en estudios epidemiológicos, lleva meses o años completarlo.

Bioensayos crónicos a largo plazo en animales de laboratorio

Por razones éticas, no se puede evaluar la carcinogenicidad de los productos químicos en humanos. Un cuerpo considerable de conocimiento obtenido experimentalmente y la mayoría de la opinión de expertos respalda la conclusión sobre la prueba de productos químicos en animales de laboratorio que proporciona información confiable sobre la carcinogenicidad. Las pruebas con animales incluyen sistemas completos de mamíferos y, aunque son diferentes entre sí, todos los mamíferos, incluidos los humanos, tienen muchas características biológicas similares.

Estudios de epidemiología

Según Lilienfeld, la epidemiología es el estudio de la distribución de enfermedades en poblaciones humanas y los factores responsables de esta distribución de enfermedades. Los métodos epidemiológicos se utilizan para detectar los agentes causales y las circunstancias que conducen al cáncer. los estudios epidemiológicos pueden determinar la correlación en las poblaciones entre la exposición a agentes causantes de carcinogenicidad, los detalles del estilo de vida y el aumento del riesgo de cáncer.

Precauciones de seguridad 

El personal que trabaja o manipula los carcinógenos, o las personas que están expuestas regularmente a polvo nocivo, deben tomar medidas de precaución para protegerse de los riesgos causados ​​por sustancias químicas nocivas, rayos o agentes biológicos carcinógenos. el equipo de seguridad incluye

• Se utilizan gafas especiales por seguridad para evitar el contacto carcinógeno con los ojos, 
• Guantes impermeables hechos con material adecuado que no pueda interactuar con agentes cancerígenos. El respirador se usa contra vapores y gases nocivos. 
• El protector facial se usa para evitar el contacto de la piel con carcinógenos químicos, físicos y biológicos. 
• En el laboratorio, el personal de trabajo usa delantal impermeable hecho de material adecuado, zapatos cerrados y bata de laboratorio de manga larga que también se usan para protegerse contra amenazas potenciales de carcinógenos. 

Preguntas conceptuales

Pregunta 1: ¿Qué es un carcinógeno?

Responder: 

Una sustancia química o una combinación de sustancias químicas que aumenta el riesgo de cáncer o que causa cáncer se denomina «carcinógeno».

Los carcinógenos existen naturalmente en el medio ambiente (como los rayos ultravioleta de la luz solar y ciertos virus) o pueden producirse debido a la actividad humana (como los gases de escape de los automóviles y el humo de los cigarrillos). Estos carcinógenos interactúan con el ADN de la célula y causan mutaciones al dañar el genoma.

Pregunta 2: ¿Qué es la Neo-angiogénesis?

Responder: 

En la neoangiogénesis, nuevos vasos sanguíneos crecen hasta convertirse en un tumor y le suministran nutrientes. Agentes como el arsénico promueven o inhiben la angiogénesis y promoverán o retrasarán el crecimiento tumoral.

Pregunta 3: ¿Qué es un genotóxico?

Responder:

El carcinógeno causa daño al ADN, la célula puede o no convertir este daño causado en mutación. Un agente que causa daño en el ADN se conoce como genotóxico o genotoxina, y si el agente también causa mutaciones en un ensayo de mutagenicidad, entonces se lo conoce como mutágeno.

Pregunta 4: ¿Cuáles son los ejemplos de agentes biológicos que son cancerígenos?

Responder:

Hay varios virus humanos de ARN y ADN que son cancerígenos para los humanos. Estos incluyen diferentes tipos de virus como el virus de la hepatitis B (VHB), el virus de la hepatitis C (VHC), el virus del papiloma humano (VPH), el virus de Epstein-Barr (EBV), el sarcoma de Kaposi -herpesvirus asociado (KSHV) y VIH-1. Estos virus han desarrollado numerosos mecanismos moleculares para perturbar vías celulares específicas y provocar una replicación aberrante.