La paradoja de Peto
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La paradoja de Peto es que, a nivel de especie, la incidencia de cáncer no parece correlacionarse con el número de células de un organismo. [1] Por ejemplo, la incidencia de cáncer en humanos es mucho mayor que la incidencia de cáncer en ballenas , [2] a pesar de que las ballenas tienen más células que los humanos. Si la probabilidad de carcinogénesis fuera constante en todas las células, se esperaría que las ballenas tuvieran una mayor incidencia de cáncer que los humanos. La paradoja de Peto lleva el nombre del estadístico y epidemiólogo inglés Richard Peto , quien fue el primero en observar la conexión.

Historia

Peto formuló la paradoja por primera vez en 1977. [3] Al escribir una descripción general del modelo de cáncer de múltiples etapas , Peto señaló que, célula por célula, los humanos eran mucho menos susceptibles al cáncer que los ratones. Peto continuó sugiriendo que las consideraciones evolutivas probablemente fueron responsables de la variación de las tasas de carcinogénesis por célula entre las especies. Sigue sin resolverse hasta el día de hoy.

Misma especie

Dentro de los miembros de la misma especie, el riesgo de cáncer y el tamaño corporal parecen tener una correlación positiva, incluso una vez que se controlan otros factores de riesgo. [4]

Un estudio longitudinal de 25 años de 17.738 funcionarios públicos británicos varones, publicado en 1998, mostró una correlación positiva entre la altura y la incidencia de cáncer con un alto grado de confianza estadística, incluso después de controlar factores de riesgo como el tabaquismo. [5] Un estudio similar de 2011 de más de un millón de mujeres británicas encontró una fuerte evidencia estadística de una relación entre el cáncer y la altura, incluso después de controlar una serie de factores de riesgo socioeconómicos y conductuales. [6] Un análisis de 2011 de las causas de muerte de 74,556 perros norteamericanos domesticados encontró que la incidencia de cáncer fue más baja en las razas más pequeñas, lo que confirma los resultados de estudios anteriores. [7]

Entre especies

Sin embargo, entre especies, la relación se rompe. Un estudio de 2015, el zoológico de San Diego , examinó los resultados de 36 especies de mamíferos diferentes, que varían en tamaño desde el ratón de pasto rayado de 51 gramos hasta el elefante de 4.800 kilogramos , casi 100.000 veces más grande. El estudio no encontró relación entre el tamaño corporal y la incidencia de cáncer, lo que ofrece apoyo empírico para la observación inicial de Peto. [8]

Consideraciones evolutivas

La evolución de la multicelularidad ha requerido la supresión del cáncer hasta cierto punto, [9] y se han encontrado conexiones entre los orígenes de la multicelularidad y el cáncer. [10] [11] Con el fin de construir cuerpos más grandes y de vida más larga, los organismos requerían una mayor supresión del cáncer. La evidencia sugiere que los organismos grandes como los elefantes tienen más adaptaciones que les permiten evadir el cáncer. [12] La razón por la que los organismos de tamaño intermedio tienen relativamente pocos de estos genes puede deberse a que la ventaja de prevenir el cáncer conferidos por estos genes fue, para los organismos de tamaño moderado, superada por sus desventajas, en particular la reducción de la fertilidad . [13]

Varias especies han desarrollado diferentes mecanismos para suprimir el cáncer. [14] Un artículo en Cell Reports en enero de 2015 afirmó haber encontrado genes en la ballena de Groenlandia ( Balaena mysticetus ) que pueden estar asociados con la longevidad. [15] Casi al mismo tiempo, un segundo equipo de investigadores identificó un polisacárido en la rata topo desnuda que parecía bloquear el desarrollo de tumores. [16] En octubre de 2015, dos estudios independientes mostraron que los elefantes tienen 20 copias del gen supresor de tumores TP53 en su genoma, donde los humanos y otros mamíferos solo tienen uno. [17]Investigaciones adicionales mostraron 14 copias del gen presente en el ADN de mamuts preservados , pero solo una copia del gen en el ADN de manatíes e hyraxes , los parientes vivos más cercanos del elefante. [18] Los resultados sugieren una relación evolutiva entre el tamaño del animal y la supresión de tumores, como había teorizado Peto.

Consideraciones metabólicas y de tamaño celular

Un artículo de 2014 en Evolutionary Applications de Maciak y Michalak enfatizó lo que ellos denominaron "una relación en gran medida subestimada del tamaño celular con el metabolismo y las tasas de división celular entre especies" como factores clave que subyacen a la paradoja, y concluyó que "los organismos más grandes tienen mayores y más lentos dividir las células con menor recambio de energía, lo que reduce significativamente el riesgo de iniciación del cáncer ". [19]

Maciak y Michalak argumentan que el tamaño de las células no es uniforme en todas las especies de mamíferos, lo que hace que el tamaño del cuerpo sea un indicador imperfecto del número de células de un organismo. (Por ejemplo, el volumen de un glóbulo rojo individual de un elefante es aproximadamente cuatro veces mayor que el de uno de una musaraña común ). [20] Además, las células más grandes se dividen más lentamente que las más pequeñas, una diferencia que se agrava exponencialmente a lo largo de la vida útil del organismo. Menos divisiones celulares significa menos oportunidades de mutaciones del cáncer, y los modelos matemáticos de incidencia de cáncer son muy sensibles a las tasas de división celular. [21] Además, los animales más grandes generalmente tienen tasas metabólicas basales más bajas., siguiendo una relación logarítmica inversa bien definida . En consecuencia, sus células sufrirán menos daño con el tiempo por unidad de masa corporal. Combinados, estos factores pueden explicar gran parte de la aparente paradoja.

Investigación médica

La aparente capacidad de los animales grandes para suprimir el cáncer en un gran número de células ha estimulado un campo de investigación médica activo. [13]

En un experimento, los ratones de laboratorio fueron alterados genéticamente para expresar antígenos tumorales TP53 activos "siempre activos" , [ aclaración necesaria ] similares a los que se encuentran en los elefantes. Los ratones mutados exhibieron una mayor capacidad de supresión de tumores, pero también mostraron signos de envejecimiento prematuro. [22]

Otro estudio colocó p53 bajo un control regulatorio normal y no encontró signos de envejecimiento prematuro. Se asume que bajo su promotor nativo p53 no causa envejecimiento prematuro, a diferencia de p53 expresado constitutivamente. [23]

Ver también

  • Oncología comparada
  • Gen supresor de tumores
  • Teoría metabólica de la ecología

Referencias

  1. ^ Peto, R .; Roe, FJC; Lee, PN; Levy, L .; Clack, J. (octubre de 1975). "Cáncer y envejecimiento en ratones y hombres" . Revista británica de cáncer . 32 (4): 411–426. doi : 10.1038 / bjc.1975.242 . PMC  2024769 . PMID  1212409 .
  2. ^ Nagy, John D .; Víctor, Erin M .; Cropper, Jenese H. (2007). "¿Por qué no todas las ballenas tienen cáncer? Una hipótesis novedosa que resuelve la paradoja de Peto" . Biología Integrativa y Comparada . 47 (2): 317–328. doi : 10.1093 / icb / icm062 . PMID 21672841 . 
  3. ^ Nunney, Richard (enero de 2013). "La verdadera guerra contra el cáncer: la dinámica evolutiva de la supresión del cáncer" . Aplicaciones evolutivas . 6 (1): 11-19. doi : 10.1111 / eva.12018 . PMC 3567467 . PMID 23396311 .  
  4. ^ Caulin, Aleah; Maley, Carlo (abril de 2011). "Paradoja de Peto: prescripción de la evolución para la prevención del cáncer" . Tendencias en ecología y evolución . 26 (4): 175-182. doi : 10.1016 / j.tree.2011.01.002 . PMC 3060950 . PMID 21296451 .  
  5. ^ Smith, George; Shipley, Martin (14 de noviembre de 1998). "Altura y mortalidad por cáncer entre los hombres: estudio observacional prospectivo" . BMJ . 317 (7169): 1351-1352. doi : 10.1136 / bmj.317.7169.1351 . PMC 28717 . PMID 9812932 .  
  6. ^ Jane Green; Benjamin J Cairns; Delphine Casabonne; F Lucy Wright; Gillian Reeves; Valerie Beral; Colaboradores del Estudio Millones de Mujeres (agosto de 2011). "Altura e incidencia de cáncer en el estudio del millón de mujeres: cohorte prospectiva y metanálisis de estudios prospectivos de altura y riesgo total de cáncer" . Lancet Oncology . 12 (8): 785–794. doi : 10.1016 / S1470-2045 (11) 70154-1 . PMC 3148429 . PMID 21782509 .  
  7. ^ Fleming, JM; Creevy, KE (25 de febrero de 2011). "Mortalidad en perros norteamericanos de 1984 a 2004: una investigación sobre las causas de muerte relacionadas con la edad, el tamaño y la raza" . Revista de Medicina Interna Veterinaria . 25 (2): 187–198. doi : 10.1111 / j.1939-1676.2011.0695.x . PMID 21352376 . S2CID 29868508 .  
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  9. ^ Caulin, AF; Maley, CC (2011). "Paradoja de Peto: prescripción de la evolución para la prevención del cáncer" . Tendencias en Ecología y Evolución . 26 (4): 175-182. doi : 10.1016 / j.tree.2011.01.002 . PMC 3060950 . PMID 21296451 .  
  10. ^ Kobayashi, H; Man, S (15 de abril de 1993). "Resistencia multicelular adquirida a los agentes alquilantes en el cáncer" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 90 (8): 3294–8. Código Bibliográfico : 1993PNAS ... 90.3294K . doi : 10.1073 / pnas.90.8.3294 . PMC 46286 . PMID 8475071 .  
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