BIOLOGIA TUMORAL: MECANISMOS MOLECULARES DE RESPUESTA A DAÑOS EN EL ADN

Las células de organismos superiores han desarrollado mecanismos específicos que permiten el reconocimiento y la reparación de daños en el ADN. Las roturas en la cadena del ADN generadas directamente por agentes genotóxicos (radicales de oxígeno, radiaciones ionizantes, agentes alquilantes) o indirectamente por la incisión enzimática de una base de ADN, inducen la síntesis de poli (ADP-ribosa) por el enzima PARP. La PARP (E.C. 2.4.2.30), es una proteína nuclear que se une al ADN cuando detecta la presencia de una rotura de cadena simple, y se activa para catalizar la síntesis de un polímero utilizando NAD+ como sustrato. Este polímero es transferido a distintos aceptores nucleares implicados en la arquitectura de la cromatina (histonas H1, H2B, lamina B, etc.) o en el metabolismo del ADN (topoisomerasas I y II), y a la propia PARP, que resulta inactivada (recientemente revisado por Oliver et al., 1999, d’Amours et al. 2000).

Los estudios más recientes sobre PARP han logrado el desarrollo de modelos murinos genéticamente deficientes en PARP, que están haciendo posible el conocimiento preciso de las funciones biológicas de esta proteína. Dos laboratorios han desarrollado independientemente ratones PARP -/- (Menissier et al, 1997; Wang et al., 1997). En ambos casos los animales son viables y fértiles pero presentan una extremada sensibilidad a la irradiación gamma y al daño producido por los agentes alquilantes. Las células derivadas de estos animales, nos han permitido conocer que presentan una elevada inestabilidad genética, medida por intercambio de cromátidas hermanas y por la lentitud de reparación de las roturas de la cadena del ADN (Trucco et al., 1998). En las células de los ratones PARP-/-, la sensibilidad a la apoptosis está muy incrementada cuando las células o los animales se tratan con agentes capaces de dañar el ADN (Ménissier et al., 1997; Oliver et al, 1998). Al mismo tiempo, la acumulación intracelular de la proteína p53, en respuesta a la acción tóxica, es mucho más elevada en células deficientes en PARP (Ménissier et al., 1997) que en células con fenotipo PARP +/+ , en respuesta a daños en el genoma. Este hecho sugiere indirectamente que la persistencia de daños no reparados en estas células PARP -/- mantiene el estímulo hacia la síntesis de p53. Resultados muy recientes de nuestro laboratorio han puesto de manifiesto que existe una asociación entre PARP y ATM y que PARP está podría activar ATM en la respuesta a daños por radiación ionizante (Valenzuela et al. 2002).

Uno de los aspectos más destacados derivados del estudio con ratones PARP knockout es la constatación de que su inactivación resulta en un beneficio frente a diversas patologías con base inflamatoria. Los ratones deficientes en PARP han resultado ser una herramienta fundamental para el estudio de patologías tan diversas como la isquemia cerebral (Eliasson et al., 1997), la diabetes tipo I (Burkart et al, 1999; Masutani et al. 1999), o la artritis reumatoide ( Szabo and Dawson, 1998). Todas estas enfermedades tienen en común la existencia de un componente inflamatorio que infiltra los tejidos afectos; sin embargo, el mecanismo por el que la ausencia de PARP actúa como factor de protección aún no se conoce con exactitud. En este sentido, resultados muy recientes han permitido demostrar que los ratones deficientes en PARP son extremadamente resistentes al choque séptico inducido por lipopolisacárido. Además, en ellos la respuesta inflamatoria (incluida la liberación de citoquinas y de óxido nítrico) está muy limitada debido a la inactivación del factor de transcripción NFkB. (Oliver et al, 1999). Esta asociación funcional entre PARP y NFkB podría ser la causa de la resistencia de los ratones con fenotipo PARP-/- a la respuesta inflamatoria que tiene lugar en las patologías antes citadas. Recientemente, en colaboración con el grupo de Gilbert de Murcia en Estrasburgo, nuestro grupo ha publicado un estudio clave sobre la influencia de la eliminación de PARP-1 en el desarrollo tumoral en ratones deficientes en p53. Los resultados a los que se ha llegado en este estudio demuestran que los ratones dobles knockout para PARP-1 y p53 tienen una esperanza de vida superior a los p53 mutantes y ello se refleja en un enlentecimiento del crecimiento de los tumores que parece consecuencia de la recuperación parcial del punto de control del ciclo celular G1/S en los dobles deficientes PARP-1/p53 y en una disminución de los niveles de daño oxidativo endógeno en los ratones a los que se ha eliminado PARP-1 (Conde et al. 2001).