Paradoja de Peto

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La paradoja de Peto es una paradoja biológica que constata que la incidencia de cáncer observada entre distintas especies de animales no guarda correlación con el número de células de un organismo.[1]​ Por ejemplo, la incidencia de cáncer en humanos es mucho más alta que en las ballenas, pese a que el organismo de una ballena posee muchas más células que el de un ser humano. Si la probabilidad de que una célula se vuelva cancerosa (carcinogénesis) fuese igual para todas las células, sería lógico que las ballenas mostrasen una incidencia más alta de cáncer que los humanos.

El nombre de esta paradoja se debe al epidemiólogo y estadístico Richard Peto, quien fue el primero en observar este fenómeno.

Historia[editar]

Peto formuló la paradoja por primera vez en 1977. Mientras escribía una reseña sobre un modelo multietapa del cáncer, Peto se dio cuenta de que, atendiendo al volumen de células, los humanos éramos mucho menos susceptibles de padecer cáncer que los ratones. Para explicar esta observación contraintuitiva, propuso que la variabilidad en las tasas de carcinogénesis por célula observada en distintas especies podía deberse a factores evolutivos.[2]​

Factores evolutivos[editar]

La evolución de los organismos pluricelulares ha requerido la supresión del cáncer en cierta medida,[3]​ y se han encontrado conexiones entre los orígenes de la pluricelularidad y el cáncer.[4]​[5]​ Para dar lugar a cuerpos más grandes y longevos, los organismos han tenido que suprimir o, al menos, limitar la expansión de las células cancerosas.[6]​ Las observaciones apuntan de forma consistente a que los organismos grandes, como los elefantes y las ballenas, presentan más adaptaciones genéticas que les permiten eludir el cáncer. La causa de que los organismos de tamaño intermedio presenten comparativamente menos de estos genes puede deberse a que la ventaja de prevenir el cáncer que aportan estos genes conlleva asimismo importantes desventajas para los organismos de escaso tamaño, en particular, una menor fertilidad.[7]​

Varias especies han desarrollado diversos mecanismos para suprimir el cáncer.[8]​ Un artículo publicado en Cell Reports en enero de 2015 afirmaba haber encontrado genes en la ballena de Groenlandia (Balaena mysticetus) que podrían estar asociados a la longevidad.[9]​ Por entonces, otro equipo de investigadores identificó un polisacárido en la rata topo desnuda que parecía bloquear el desarrollo de tumores.[10]​ En octubre de 2015, dos estudios independientes demostraron que los elefantes tienen 20 copias del gen supresor de tumores TP53 en su genoma, mientras que los humanos y otros mamíferos solo tienen una.[11]​ Una investigación adicional demostró la presencia de 14 copias del gen en el ADN de mamuts conservados, pero solo una copia del gen en el ADN de los manatíes y los jiráfidos, los parientes vivos más cercanos del elefante.[12]​ Los resultados sugieren una relación evolutiva entre el tamaño de los animales y la supresión de tumores, como había teorizado Peto.

Metabolismo y tamaño celular[editar]

Un artículo publicado en 2014 en Evolutionary Applications destacaba la «relación, en gran medida subestimada, del tamaño de la célula con respecto al metabolismo y a las tasas de división celular en todas las especies», y los señalaba como factores clave que subyacen a la paradoja. Concluía que «los organismos más grandes tienen células más grandes, y que estas se dividen lentamente con un menor gasto energético, todo lo cual reduce significativamente el riesgo de aparición del cáncer».[13]​

Maciak y Michalak, los autores del artículo, sostienen que el tamaño de las células no es uniforme en todas las especies de mamíferos, lo que hace que el tamaño corporal sea un indicador imperfecto del número de células de un organismo. Por ejemplo, el volumen de un glóbulo rojo de elefante es aproximadamente cuatro veces mayor que el de un glóbulo rojo de musaraña común.[14]​ Además, las células más grandes se dividen más lentamente que las pequeñas, una diferencia que se hace más acusada conforme avanza la vida del organismo. Menos divisiones celulares significan menos oportunidades de mutaciones cancerígenas, y los modelos matemáticos de la incidencia del cáncer son muy sensibles a las tasas de división celular.[15]​ Además, los animales más grandes suelen tener tasas metabólicas basales más bajas, siguiendo una relación logarítmica inversa bien definida. En consecuencia, sus células sufrirán menos daños a lo largo del tiempo por unidad de masa corporal. La combinación de estos factores podría explicar gran parte de la aparente paradoja.

Investigación clínica[editar]

La aparente capacidad de los animales grandes para inhibir el cáncer en una enorme cantidad de células ha dado pie a un activo campo de investigación.[16]​

En un experimento, se modificó genéticamente a ratones de laboratorio para que expresaran antígenos tumorales TP53 similares a los que se encuentran en los elefantes. Estos ratones modificados mostraron una mayor capacidad de supresión de tumores; no obstante, también manifestaron signos de envejecimiento prematuro.[17]​

Referencias[editar]

  1. ↑ Peto, R.; Roe, F. J.; Lee, P. N; Levy, L.; Clack, J. (1975-10). «Cancer and ageing in mice and men». British Journal of Cancer (en inglés) 32 (4): 411-426. ISSN 1532-1827. PMC 2024769. PMID 1212409. doi:10.1038/bjc.1975.242. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  2. ↑ Nunney, Leonard (2013). «The real war on cancer: the evolutionary dynamics of cancer suppression». Evolutionary Applications (en inglés) 6 (1): 11-19. ISSN 1752-4571. PMC 3567467. PMID 23396311. doi:10.1111/eva.12018. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  3. ↑ Caulin, Aleah F.; Maley, Carlo C. (2011-04). «Peto's Paradox: evolution's prescription for cancer prevention». Trends in Ecology & Evolution 26 (4): 175-182. ISSN 0169-5347. PMC 3060950. PMID 21296451. doi:10.1016/j.tree.2011.01.002. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  4. ↑ Kobayashi, H.; Man, S.; Graham, C. H.; Kapitain, S. J.; Teicher, B. A.; Kerbel, R. S. (15 de abril de 1993). «Acquired multicellular-mediated resistance to alkylating agents in cancer.». Proceedings of the National Academy of Sciences (en inglés) 90 (8): 3294-3298. ISSN 0027-8424. PMC 46286. PMID 8475071. doi:10.1073/pnas.90.8.3294. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  5. ↑ Domazet-Lošo, Tomislav; Tautz, Diethard (21 de mayo de 2010). «Phylostratigraphic tracking of cancer genes suggests a link to the emergence of multicellularity in metazoa». BMC Biology 8 (1): 66. ISSN 1741-7007. PMC 2880965. PMID 20492640. doi:10.1186/1741-7007-8-66. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  6. ↑ Dang, Chi V. (1 de mayo de 2012). «Links between metabolism and cancer». Genes & Development (en inglés) 26 (9): 877-890. ISSN 0890-9369. PMC 3347786. PMID 22549953. doi:10.1101/gad.189365.112. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  7. ↑ Gewin, Virginia. «Massive animals may hold secrets of cancer suppression». Nature News (en inglés). doi:10.1038/nature.2013.12258. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  8. ↑ Zimmer, Carl (8 de octubre de 2015). «Elephants: Large, Long-Living and Less Prone to Cancer». The New York Times (en inglés estadounidense). ISSN 0362-4331. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  9. ↑ Keane, Michael; Semeiks, Jeremy; Webb, Andrew E.; Li, Yang I.; Quesada, Víctor; Craig, Thomas; Madsen, Lone Bruhn; van Dam, Sipko et al. (2015-01). «Insights into the Evolution of Longevity from the Bowhead Whale Genome». Cell Reports 10 (1): 112-122. ISSN 2211-1247. PMC 4536333. PMID 25565328. doi:10.1016/j.celrep.2014.12.008. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  10. ↑ Tian, Xiao; Azpurua, Jorge; Ke, Zhonghe; Augereau, Adeline; Zhang, Zhengdong D.; Vijg, Jan; Gladyshev, Vadim N.; Gorbunova, Vera et al. (27 de enero de 2015). «INK4 locus of the tumor-resistant rodent, the naked mole rat, expresses a functional p15/p16 hybrid isoform». Proceedings of the National Academy of Sciences (en inglés) 112 (4): 1053-1058. ISSN 0027-8424. PMC 4313802. PMID 25550505. doi:10.1073/pnas.1418203112. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  11. ↑ Callaway, Ewen. «How elephants avoid cancer». Nature News (en inglés). doi:10.1038/nature.2015.18534. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  12. ↑ Sulak, Michael; Fong, Lindsey; Mika, Katelyn; Chigurupati, Sravanthi; Yon, Lisa; Mongan, Nigel P; Emes, Richard D; Lynch, Vincent J (19 de septiembre de 2016). «TP53 copy number expansion is associated with the evolution of increased body size and an enhanced DNA damage response in elephants». En Espinosa, Joaquín M, ed. eLife 5: e11994. ISSN 2050-084X. PMC 5061548. PMID 27642012. doi:10.7554/eLife.11994. Consultado el 5 de abril de 2021. 
  13. ↑ Maciak, Sebastian; Michalak, Pawel (2015). «Cell size and cancer: a new solution to Peto's paradox?». Evolutionary Applications (en inglés) 8 (1): 2-8. ISSN 1752-4571. PMC 4310577. PMID 25667599. doi:10.1111/eva.12228. Consultado el 6 de abril de 2021. 
  14. ↑ «Mammal cell sizes». www.genomesize.com. Consultado el 6 de abril de 2021. 
  15. ↑ Calabrese, Peter; Shibata, Darryl (5 de enero de 2010). «A simple algebraic cancer equation: calculating how cancers may arise with normal mutation rates». BMC Cancer 10 (1): 3. ISSN 1471-2407. PMC 2829925. PMID 20051132. doi:10.1186/1471-2407-10-3. Consultado el 6 de abril de 2021. 
  16. ↑ Gewin, Virginia. «Massive animals may hold secrets of cancer suppression». Nature News (en inglés). doi:10.1038/nature.2013.12258. Consultado el 6 de abril de 2021. 
  17. ↑ Tyner, Stuart D.; Venkatachalam, Sundaresan; Choi, Jene; Jones, Stephen; Ghebranious, Nader; Igelmann, Herbert; Lu, Xiongbin; Soron, Gabrielle et al. (2002-01). «p53 mutant mice that display early ageing-associated phenotypes». Nature (en inglés) 415 (6867): 45-53. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/415045a. Consultado el 6 de abril de 2021. 
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