Estudio de los factores nutricionales asociados a la prevención de cancer mamario.Importancia de los modelos animales

Pablo García-Solís¹ y Carmen Aceves^{1, 2}.

¹Departamento de Neurobiología Celular y Molecular. Instituto de Neurobiología, Universidad Nacional Autónoma de México, Juriquilla, Querétaro, C. P. 76230. México.

²Correspondencia: Dra. Carmen Aceves. Departamento de Neurobiología Celular y Molecular. Instituto de Neurobiología, Universidad Nacional Autónoma de México, Km 15 Carretera Qro-SLP. Campus UNAM-Juriquilla, Juriquilla, Querétaro, C.P. 76-230. México.Correo electrónico: caracev@servidor.unam.mx

resumen.

El cáncer mamario es la neoplasia más común en la mujer a nivel mundial y debido a que no se conoce su etiología no se ha logrado establecer una estrategia efectiva de prevención. Los principales factores de riesgo asociados al cáncer mamario se clasifican en: hereditarios, endocrino-reproductivos y factores ambientales; entre los que se incluye la dieta. Los modelos animales de inducción química de cáncer mamario con los carcinógenos 7, 12-dimetilbenzo[a]antraceno y N-metil-N-nitrosourea han sido de gran utilidad para el estudio de la biología del cáncer mamario así como de su tratamiento y prevención. En esta revisión presentamos la utilidad y ventajas de dichos modelos animales en el estudio de factores nutricionales asociados al cáncer mamario para la generación de estrategias de prevención. Se revisa brevemente diferentes estrategias y abordajes experimentales así como efectos fisiológicos y mecanismo de acción de algunos de los factores nutricionales estudiados con estos modelos de carcinogénesis mamaria. Los factores nutricionales que abordamos son: a) la restricción dietaria de energía y el exceso de grasa, b) la soya y los fitoestrógenos, c) los retinoides y carotenoides, d) el ácido linoleico conjugado, y e) las algas marinas y el yodo.

Palabras Clave: Cáncer Mamario, 7, 12-Dimetilbenzo[a]antraceno, N-metil-N-nitrosourea, Nutrición, Modelos Animales.

Study of nutritional factors related to breast cancer prevention. Importance of animal mode ls approaches.

SUMMARY.

Breast cancer is the most common worldwide neoplasia in women. The totality of etiology factors of breast cancer is unknown and thus an effective preventive strategy has not been developed. Risk factors associated to breast cancer can be grouped into three broad categories: a) family history (hereditary) factors, b) endocrine and reproductive factors and c) environmental and life-style factors including diet. Animal models of chemical induced mammary carcinogenesis with 7, 12-dimethylbenz[a]anthracene and N-methyl-N-nitrosourea have been useful in the study of biology, treatment and prevention of breast cancer. In this review we show the usefulness and advantages of animal models in the study of nutritional factors associated with breast cancer in order to propose new prevention strategies. We review briefly different experimental approaches as well as some physiologic effects and mechanisms of some nutritional factors studied with animal models of mammary carcinogenesis. Nutritional factors reviewed were: a) energy restriction and high-fat intake, b) soy and phytoestrogens, c) retinoids and carotenoids, d) conjugated linoleic acid, and e) brown seaweed and iodine.

Key words: Animal Models, Mammary Cancer, 7, 12-Dimethylbenzanthracene, N-methyl-N-nitrosourea, Nutrition.

Recibido: 04-02-2005  Aceptado: 26-09-2005

INTRODUCCIÓN.

El cáncer mamario es la principal neoplasia que se presenta en la mujer tanto en los países desarrollados como en aquellos en vías de desarrollo (1). En la actualidad a pesar de los esfuerzos encaminados para conocer la etiología del cáncer mamario aún no se conoce la totalidad de los factores de riesgo y por lo tanto no se ha logrado establecer una estrategia sólida de prevención (1, 2). Los factores de riesgo asociados al cáncer mamario se han agrupado en tres grandes determinantes que son: a) la historia familiar (herencia), b) factores endocrinos y reproductivos y c) factores ambientales donde se incluye el estilo de vida y la dieta (1-3). Los factores hereditarios solo explican del 5 al 10% de la incidencia mundial del cáncer mamario y se han identificado genes involucrados en la susceptibilidad a padecer esta enfermedad, como son el BCRA1, el BCRA2, p53 y PTEN (3). Entre los factores de riesgo de tipo endocrino y reproductivo se encuentran la menarca temprana, la menopausia tardía, la nuliparidad, el uso de terapia estrogénica de reemplazo y el uso de anticonceptivos hormonales. En contraste, la menarca tardía, la menopausia temprana y el embarazo antes de los 20 años están asociados a un menor riesgo padecer esta enfermedad (1, 4). En relación a los factores ambientales, el más importante que ha sido señalado en la etiología del cáncer mamario es la dieta (5). Estudios epidemiológicos en migrantes mostraron la primera evidencia sólida de que los factores ambientales son los principales responsables de la diferencia de incidencia de cáncer mamario presente en las diversas poblaciones del mundo (1). Se ha observado en poblaciones de mujeres asiáticas, que comúnmente presentan una baja incidencia de cáncer mamario en sus países de origen, cuando inmigran a Estados Unidos, incrementan el riesgo y la incidencia de esta enfermedad en las generaciones sucesivas (6). Adicionalmente también se ha observado un incremento en el riesgo y la incidencia de cáncer mamario en los países en vías de desarrollo asociados a cambios en el estilo de vida que tienden a semejar el perfil de riesgo que se presenta en los países desarrollados (1). En base a los diversos estudios epidemiológicos se han señalado varios factores nutricionales asociados al cáncer mamario, algunos de ellos como componentes de los alimentos y otros que corresponden a la dieta en su conjunto (5). Algunos de los factores nutricionales señalados que aumentan el riesgo de cáncer mamario son: 1) la obesidad, 2) el alto consumo de grasa total y grasa saturada, 3) el consumo de carne al carbón quemada o muy cocida, y 4) la ingesta de alcohol (5, 7). En contraste, los factores que reducen el riesgo son: 1) el consumo de frutas y verduras, 2) el consumo de carotenoides, 3) el consumo de soya y algas marinas, 4) el consumo de fibra y 5) el aumento de la actividad física (5, 7-9). El objetivo de la presente revisión es presentar un panorama general de la utilidad de los modelos animales en el estudio de los factores nutricionales asociados al cáncer mamario para generar estrategias de prevención de esta enfermedad. Se hace énfasis en las diferentes estrategias y abordajes experimentales así como en la descripción de los efectos fisiológicos y mecanismos de acción de los factores nutricionales con la idea de resaltar la utilidad y potencial del modelo animal. Los factores nutricionales que abordamos en esta revisión son: a) la restricción dietaría de energía y el consumo de grasa, b) la soya y los fitoestrógenos, c) los retinoides y carotenoides, d) el ácido linoleico conjugado; y e) las algas marinas y el yodo. Existen otros muchos factores nutricionales asociados al cáncer mamario que no se tratan en esta revisión pero que podemos mencionar como son: los monoterpenos, la vitamina E, el 3-indol-carbinol, el selenio, ácidos grasos n-3, proteínas de la fracción ácida de la leche y el aislado de proteína de soya (10-16).

MODELOS ANIMALES UTILIZADOS EN EL ESTUDIO DEL CÁNCER MAMARIO.

El cáncer mamario humano se caracteriza por una heterogeneidad morfológica, genética y molecular. De hecho las lesiones premalignas e invasivas que pueden ocurrir en la glándula mamaria humana presentan diferentes características bioquímicas y moleculares, por lo que se considera al cáncer mamario como un conjunto de enfermedades (17). Por esto, no se puede considerar que un solo modelo animal pueda abarcar todo el espectro de características presentes en los tipos de cáncer mamario humano. Afortunadamente existen modelos animales de inducción de cáncer mamario que reúnen ciertas características que los hacen de gran utilidad en el estudio de diversos aspectos de esta enfermedad como son: a) desarrollo en corto tiempo de los tumores, b) los tumores se desarrollan principalmente en la glándula mamaria, c) el carcinógeno causa un pobre o nulo efecto toxico sistémico; y d) los tumores mamarios tienen un origen histológico y de características patológicas similares a las que se presentan en la mayoría de los casos de cáncer mamario humano (17). Las especies utilizadas en los modelos animales de cáncer mamario son el ratón y la rata. En esta revisión nos ocuparemos principalmente de los modelos de inducción química de cáncer mamario en rata donde se utilizan los carcinógenos N-metil-N-nitrosourea (MNU) o el 7, 12-Dimetilbenzo[a]antraceno (DMBA).

Tanto el MNU como el DMBA han sido ampliamente utilizados para el estudio de factores tanto preventivos como terapéuticos, los resultados son altamente reproducibles y reúnen las características anteriormente señaladas para un buen modelo animal de cáncer mamario (17, 18). En estos modelos de inducción química de cáncer mamario en ratas, se utilizan hembras preferentemente de 50 días de edad y de la cepa Sprague Dawley. En el modelo del MNU se utiliza una sola dosis intraperitoneal de 50 mg de MNU por Kg de peso corporal y en el caso del DMBA se aplica una sola dosis intragástrica con 20 mg por rata (18). Existen diferencias importantes entre el MNU y DMBA que vale la pena destacar. Por un lado el MNU es un agente alquilante que actúa directamente en el DNA generando mutaciones. Por su parte el DMBA requiere ser activado por las enzimas de detoxificación de fase I y fase II para adquirir su capacidad genotóxica. El modelo de DMBA es muy útil para identificar agentes que inhiban la activación de los carcinógenos, como sería la inhibición de la citocromo p-450. Otra diferencia importante es que mientras que los tumores generados por el MNU son principalmente adenocarcinomas con limitado potencial metastático, los tumores inducidos por DMBA son de dos tipos, el 60% de tipo adenocarcinoma y el 40% de tipo fibroma que son encapsulados y no invasivos (19, 20).

Con estos modelos animales se pueden desarrollar protocolos tanto de tipo terapéutico como preventivo. Los protocolos de tipo terapéutico se caracterizan por aplicar los carcinógenos y esperar a que los tumores se desarrollen y alcancen un tamaño determinado. Posteriormente, la eficacia del agente terapéutico se evalúa observando su impacto sobre el crecimiento y/o tamaño final de los tumores. Por otra parte, en un experimento típico de prevención, se contrastan los efectos sobre la respuesta al carcinógeno de un potencial agente preventivo con un grupo control que recibe un tratamiento placebo. La respuesta al carcinógeno se evalúa midiendo cuantos animales desarrollaron tumores (incidencia), el número de tumores por rata, la latencia de aparición del primer tumor, el crecimiento de los tumores y el tamaño final de los mismos. Este tipo de experimentos arrojan los resultados en un periodo de 4 meses después de aplicado el carcinógeno y son especialmente útiles para evaluar el efecto de factores nutricionales involucrados en el desarrollo de cáncer mamario (19, 20).

Sporn et al. (21) a través de una serie de estudios con retinoides acuñó el término de la quimioprevención del cáncer. Este término se define como la prevención de cáncer en la población humana por la ingestión de agentes químicos que previenen la carcinogénesis (22). Estos agentes pueden prevenir la iniciación de la transformación o retrasar la promoción y el progreso de las células premalignas. Para que el agente preventivo realice su papel debe aumentar los procesos fisiológicos que protegen al organismo contra el crecimiento de las células anormales con potencial para desarrollar un cáncer invasivo. Los esfuerzos encaminados hacia una prevención del cáncer mamario han visto recompensas parciales como el uso clínico de prevención con el antiestrógeno; tamoxifeno. El uso de este compuesto reduce la incidencia de cáncer mamario en mujeres de alto riesgo pero lamentablemente aumenta la incidencia de cáncer de endometrio (23). Actualmente se esta probando otro antiestrógenico denominado raloxifeno, así como muchos otros fármacos que buscan mayor efectividad y menos efectos colaterales (24). Una estrategia alternativa de prevención de cáncer mamario, generada a partir de los estudios de los factores nutricionales, que puede ser muy útil es el uso de los llamados "alimentos funcionales". Los alimentos funcionales se pueden definir como alimentos semejantes en apariencia al alimento convencional, que se consume como parte de una alimentación normal y que es capaz de producir efectos metabólicos o fisiológicos comprobados, que proporcionan una buena salud y/o la reducción de riesgos de enfermedades crónico-degenerativas, además de sus funciones nutricionales básicas (25). Uno de ejemplo de este tipo de alimentos es la leche adicionada con probióticos (lactobacilos y bifidobacterias) que ayudan a mantener el balance de la flora intestinal (25). El uso de esta estrategia tiene el potencial de proveer de manera relativamente económica un agente preventivo no toxico que se mantenga en el suero y tejidos en cantidades efectivas para reducir la incidencia de cáncer mamario y de otros tipos.

RESTRICCIÓN DIETARIA DE ENERGÍA Y EXCESO DE GRASA.

La restricción dietaria de energía (RDE) y el alto consumo de grasa son dos de los factores nutricionales asociados al cáncer mamario más estudiados con los modelos animales. Mientras que la RDE es un potente inhibidor de la carcinogénesis, el alto consumo de grasa (20-25% del peso total del alimento) hace lo opuesto (26-28). Los primeros estudios que abordaron estos temas no diferenciaban plenamente el efecto del consumo total de energía y el consumo de la energía proveniente de la grasa (28-30). Fay y Freedman (26) con el uso de la técnica de meta-análisis mostraron que el alto consumo de grasa aumenta la incidencia de cáncer mamario independientemente del aumento en el consumo total de energía pero también el exceso del consumo total de energía per se aumenta la incidencia tumoral. Otro aspecto importante a considerar es que este efecto promotor de la grasa no se aplica a todas las familias de ácidos grasos. Los ácidos grasos poliinsaturados n-6 y los saturados se asocian fuertemente a una mayor carcinogénesis mamaria mientras que los monosaturados no tienen efecto y los poliinsaturados n-3 la disminuyen (26, 28). Los mecanismos por los cuales el exceso de grasa en la dieta aumenta la carcinogénesis mamaria no se conocen a pesar de que se han investigado varios aspectos cuyos resultados más relevantes son los siguientes: a) Los niveles circulantes de estrógenos y progesterona no se modifican; b) No hay alteraciones en los ciclos estrales; c) las ratas ovarectomizadas presentan la misma respuesta que las ratas control; d) El contenido de prolactina en suero e hipófisis no sufre cambios; y e) La proliferación celular en el epitelio mamario no se altera (28).

En general se acepta que las dietas altas en grasa aumentan la carcinogénesis mamaria en los modelos animales sin embargo los resultados arrojados por estudios epidemiológicos no permiten concluir que esto mismo ocurra en el humano (26, 28, 29).

Carroll y Kohr (31) mostraron una correlación directa entre en la disponibilidad nacional per captia de fuentes dietarias de grasa y los índices de mortalidad e incidencia de cáncer mamario. Este tipo de estudios ecológicos no permiten hacer inferencias causales porque hay muchos otros factores diferentes entre las poblaciones que podrían contribuir al riesgo de cáncer y el consumo de grasa. Por su parte los estudios de casos y controles realizados han arrojado resultados contradictorios debido en parte al tamaño de la muestra y al método de recolección de la información dietaria (32). Los estudios de cohorte han concluido que el alto consumo de grasa no contribuye de manera significativa en el riesgo de cáncer mamario (32). Este tipo de discrepancias tan contrastantes entre los hallazgos obtenidos experimentalmente y los estudios epidemiológicos deben propiciar un mayor acercamiento entre los estudiosos de este tema para desarrollar nuevas hipótesis y proponer soluciones utilizando tanto los modelos animales como las técnicas epidemiológicas (29).

Por otra parte, la RDE se considera uno de los más potente factores fisiológicos conocidos para la prevención de cáncer mamario inducido experimentalmente. Sin embargo, los mecanismos por los que la RDE ejerce sus efectos apenas se empiezan a dilucidar (27). La RDE en los modelos animales de cáncer mamario por lo general indica una reducción del consumo de energía de la dieta suponiendo que el gasto energético permanece constante. En algunas ocasiones el término de RDE es referido como restricción de calorías, restricción energética, restricción de alimento o restricción dietaria. La restricción de alimento y la restricción dietaria no forzosamente son sinónimos de la RDE, ya que aquellos suponen una reducción del consumo de energía a través de limitar el consumo total de alimento afectando el consumo de otros nutrimentos no energéticos. En cambio la RDE supone solo la reducción en el consumo total de energía sin afectar el consumo de los demás nutrimentos (27). Los protocolos de RDE están diseñados por lo general en una reducción del contenido de hidratos de carbono en el alimento con horarios controlados de alimentación y los animales están separados en jaulas individuales. La cantidad total de alimento ofrecida a los animales con RDE se calcula cada dos días basados en la cantidad consumida de alimento los dos días previos por grupo alimentado ad libitum (33). Cabe señalar además que la RDE no implica forzosamente una reducción en la ganancia de peso de hecho se considera que los animales del laboratorio alimentados ad libitum están sobrealimentados.

La RDE reduce la carcinogénesis mamaria tanto en la fase de iniciación como en la de promoción tendiendo un mayor impacto cuando se aplica continuamente, es decir antes y después de aplicar el carcinógeno (27, 30). El hecho de la RDE actúa a nivel de la iniciación sugiere que hay efectos a nivel de reparación del DNA o cambios en el metabolismo del carcinógeno (27). En cuanto a la promoción tumoral se ha mostrado que la RDE reduce la proliferación de las células epitelilales premalignas y malignas además de que aumenta la apoptosis (33). Se ha reportado una reducción en la expresión de las proteínas anti apotóticas Bcl-2 y Bcl-XL y un aumento de las pro-apoptótcas Bax y Apaf-1 (27). El Efecto antitumoral de la RDE parece estar mediado al menos en parte por cambios en el sistema endocrino, donde hay un aumento en los corticosteroides y una disminución en los niveles circulantes de insulina y del factor de crecimiento similar a la insulina del tipo 1 (IGF-1) (27, 30). El estudio del efecto antitumoral de la RDE puede generar nuevas estrategias de prevención basadas en los efectos fisiológicos que produce.

SOYA Y FITOESTOESTROGENOS.

Se ha sugerido que el consumo de soya es uno de los principales factores que contribuyen en la baja incidencia de cáncer mamario observada en los países asiáticos (34). Las poblaciones asiáticas consumen diariamente entre 10-50g de soya, mientras que en Estados Unidos el consumo es solo de 1 a 3 g (8). La soya es una leguminosa con un alto contenido de fitoestrógenos los cuales han recibido mucha atención como posibles protectores de cáncer mamario. Los fitoestrógenos son en su mayoría compuestos difenólicos con estructuras similares a los estrógenos y antiestrógenos naturales y sintéticos (figura 1) (35, 36). Se ha hecho una lista de al menos 300 plantas con componentes activos capaces inducir el estro en animales de laboratorio (36).

Figura1.Comparación de las estructuras del 17-b-estradiol (estrógeno), el tamoxifeno (antiestrógeno) y los fitoestrógenos genisteína (isoflavona) y enterolactona (lignano).

Estos compuestos se clasifican en dos clases principales: los isoflavonoides y los lignanos (35). Los isoflavonoides se dividen en isoflavonas y coumenstanos, los cuales tienen actividad estrogénica intrínseca. Contrariamente, los lignanos adquieren su actividad estrogénica al metabolizarlos en el tracto gastrointestinal por acción de la microflora. De este modo los principales lignanos dietarios; el secoisolariciresinol y el matairesinol, son los precursores de los lignanos activos el enterodiol y la enterolactona (36). Las principales fuentes dietarias de isoflavonas son la soya y sus derivados; de los coumestanos, la alfalfa y de lignanos son las semillas oleaginosas como la linaza. La soya y sus derivados son la principal fuente de las isoflavonas genisteína y daidzeina, las cuales presentan la mayor actividad estrogénica de todos los fitoestrógenos. La genisteína y la daidzeina son capaces de unirse a los dos tipos de receptores a estrógenos (ER), el α y el β . La genisteína tiene una afinidad relativa de unión del 5% al ERα y de un 36% para el ERβ  con respecto al 17β -estradiol (35). Con el uso de sistemas in vitro se ha descrito que los fitoestrógenos tienen actividad antiestrogénica cuando se dan en altas concentraciones (35, 36). Además de su actividad estrogénica y antiestrogénica se ha reportado que los fitoestrestrógenos tienen otros efectos biológicos. La genisteína inhibe a la enzima topoisomerasa II, una enzima nuclear indispensable implicada en la replicación del DNA. También se ha descrito que la genisteína inhibe la actividad de las proteínas tirosina-cinasas (PTKs) en líneas celulares cancerosas. Las PTKs catalizan la fosforilación de sus propios residuos de tirosina y de algunas otras proteínas implicadas en la trasducción de señales mitogénicas (35, 36). Por otra parte se ha reportado que las isoflavonas de la soya tienen actividad antioxidante (37). La genisteína y la daidzeina inhiben la producción de H₂O₂ en la células humanas de promieloblasto HL-60 activadas con 12-O-tetradecanonilforbol-13-acetato, siendo la genisteína la más potente, (IC₅₀ = 25 mM versus IC₅₀ = 150 mM.). Así mismo, la genisteína y la daidzeina inhiben la producción del anión súperoxido a través de la inhibición de la actividad de la xantina/xantina oxidasa. La genisteína también aumenta la actividad de las enzimas catalasa, súperoxido dismustasa, glutatión peroxidasa y glutatión reductasa de un 10 a un 30% en la piel y en el intestino delgado (37).

Por otra parte, estudios epidemiológicos han mostrado que el factor reproductivo con mayor efecto anticancerígeno es el embarazo antes de los 20 años. Este efecto es universal y reduce hasta en un 50% el riesgo de padecer cáncer mamario (4, 38). Estudios en modelos animales utilizando MNU y DMBA han confirmado este efecto protector del embarazo (38, 39). Utilizando estos mismos modelos animales se ha mostrado que mimetizando las concentraciones circulantes de estrógenos y progestagenos presentes durante la gestación producen el efecto protector del embarazo contra el cáncer mamario en animales vírgenes (40-42). Se han propuesto dos hipótesis que explican por que el embarazo protege contra el cáncer mamario. La primera sugiere que durante el embarazo ocurre una diferenciación del tejido epitelial mamario aumentando las estructuras lobulares que a la postre formaran el tejido secretor de la leche, reduciendo el número de células indiferenciadas de los pies terminales susceptibles a los carcinógenos (38). La otra hipótesis plantea que las concentraciones elevadas y constantes de estrógenos y progesterona presentes durante el embarazo provocan cambios permanentes tanto en la sensibilidad como en la secreción hipofisiaria de hormonas mamotrópicas como la hormona de crecimiento y la prolactina. Estos cambios modifican el ambiente endocrino de las células mamarias confiriéndoles una menor susceptibilidad a los procesos cancerosos (43, 44). De hecho, se ha mostrado que la glándula mamaria después de la gestación y lactancia presenta un patrón de expresión génica diferente al de ratas vírgenes de la misma edad (45). De este modo se ha postulado que el consumo crónico de fitoestrógenos pudiera ofrecer el mismo efecto protector contra el cáncer que tiene el embarazo (34). Estudios experimentales avalan esta proposición, Lamartiniere et al. (46) mostraron que la administración continua de dosis farmacológicas de genisteína subcutánea (5 mg) en ratas hembras neonatas tenía un efecto protector contra la inducción química de cáncer por DMBA. La genisteína aumentó la latencia de aparición de tumores y además redujo tanto la incidencia como el número de tumores por rata. El análisis histológico de la glándula mamaria mostró una reducción significativa en el número de pies terminales y un aumento en el número de estructuras alveolares similar a lo observado en el embarazo. Aunado a lo anterior, los animales tratados con genisteína presentaron alteraciones en el desarrollo del aparto reproductor como fueron una apertura temprana de la vagina, menor tamaño de ovarios y útero así como alteraciones en el ciclo estral. Tratamientos con mayor cantidad de genisteína subcutánea (500 mg/Kg peso corporal) aplicada los días 16, 18 y 20 del posparto mantuvieron la efectividad contra la inducción de cáncer y no provocaron los efectos deletreos sobre el aparto reproductor (47, 48). Posteriormente, Fritz et al. (49) administraron en la dieta de ratas hembras 0, 0.0025% ó 0.025% de genisteína 2 semanas antes de ser apareadas y hasta 21 días después del parto de tal forma que las crías estuvieran expuestas a la genisteína durante la gestación y lactancia. A los 50 días de edad a las crías hembra se les administró el DMBA. Los resultados mostraron un efecto dosis dependiente de la genisteína sobre la carcinogénesis mamaria de tal forma que la dosis de 0.025% redujo un 50% el número de tumores por rata con respecto al control mientras que la dosis de 0.0025% la redujo en un 20%. Posteriormente se probó si solo la administración prenatal de la genisteína (0.025%) era suficiente para proteger contra la inducción de cáncer mamario por DMBA pero no tuvo ningún efecto (50). Sin embargo la suplementación dietaria de genisteína a las madres durante la etapa perinatal (gestación y lactancia) mantiene el efecto antitumoral sin provocar alteraciones en el ciclo estral y en el desarrollo del aparato reproductor de las crías tanto en hembras como en machos (edad de apertura vaginal, edad de descenso testicular, distancia ano-genital, peso de ovarios y útero e histología ovárica) (49, 50).

Por otra parte, también se ha estudiado el segundo fitoestrógeno más abundante de la soya, la daidzeina, la cuál administrada en la dieta de la madre (0.025%) durante la lactancia no tiene ningún efecto sobre la inducción de cáncer mamario con DMBA en las crías hembras y tampoco afecta el desarrollo del aparato reproductor de las crías independientemente de su sexo (51).

Otra fuente de fitoestrógenos que se ha probado en los modelos animales de inducción química de cáncer mamario, es la linaza. Dietas con un 10% de linaza o de la cantidad equivalente de su fitoestrógeno principal el coumestano secoisolariciresinol diglucósido, inhiben la incidencia tumoral hasta en un 31.3% y 42% respectivamente y el número de tumores se inhibe en alrededor de un 45% por ambos tratamientos. La linaza y el secoisolariciresinol diglucósido en la dieta no provocan daños en el desarrollo de los órganos sexuales de las crías cuando se administran durante la lactancia pero si lo hacen cuando se administran en la etapa prenatal (52, 53).

En términos generales este conjunto de estudios demuestra que la magnitud de los efectos de los fitoestrógenos sobre el desarrollo de la cáncer mamario y de otras estructuras como son el aparato reproductor dependen del compuesto utilizado, de la etapa del desarrollo en la cual se aplica y la vía de administración utilizada.

Los mecanismos por los cuales actúan los fitoestrógenos parecen ser mediados en su mayor parte por su efecto estrogénico (50, 54, 55). Cuando se aplican en la etapa perinatal inducen una diferenciación más temprana del epitelio mamario. Aumentan precozmente (21 día postnatal) la proliferación de las células epiteliales de los pies terminales, y posteriormente (50 día postnatal) inducen la diferenciación de los complejos lóbulo alveolares (50, 54, 55). Estos cambios morfológicos correlacionan además con cambios funcionales. Se ha observado un aumento en la expresión de la b-caseína, principal proteína de la leche, e incrementos en la expresión del receptor del factor de crecimiento epidermal (EGF) (50, 54, 55). El EGF y su receptor son dos factores que juegan papeles muy importantes en la fisiopatología del cáncer mamario. El EGF estimula el crecimiento de las células tumorales y su receptor ya sea por mutaciones o por sobreexpresión puede aumentar la transducción de señales mitogénicas aún en ausencia de su ligando (56).

Una preocupación constante acerca del efecto estrogénico de los fitoestrógenos es si este tipo de compuestos es capaz de estimular el crecimiento de los tumores mamarios dependientes de estrógenos en las mujeres. Estudios utilizando modelos de transplante de líneas celulares de cáncer de mama dependiente de estrógenos (MCF-7) en ratones inmunosuprimidos y ovarectomizados mostraron que dietas enriquecidas con genisteína, y aislados de proteínas de soya con genisteína estimulaban el crecimiento tumoral (57). Sin embargo utilizando este mismo modelo animal pero con animales sin ovarectomizar se mostró que la genisteína inhibía el crecimiento de los tumores (57, 58). Más aún se ha mostrado, utilizando el modelo de DMBA en ratas, que los animales alimentados con genisteína (0.025%) durante su etapa prenatal así como después de que se les aplicó el cancerígeno desarrollan un menor numero de tumores con respecto a los que solo recibieron la genisteína en su etapa prenatal (50). Adicionalmente, estudios in vitro han mostrado que en las células mamaria MCF-7 la genisteína estimula la proliferación celular y la expresión del gen responsivo a estrógenos pS2 cuando se utiliza medio de cultivo libre de estrógenos (57). Sin embargo cuando se utilizan medios de cultivo con estrógenos la genisteína tiene un efecto opuesto (57, 58). Más aún se establecido que los fitoestrógenos ejercen un efecto bifásico sobre el crecimiento celular de las células tumorales, estimulando el crecimiento cuando se utilizan concentraciones menores de 5 mM e inhiben el crecimiento a concentraciones elevadas (8, 58). Una explicación a estos resultados aparentemente contradictorios podría darse a partir de un estudio más detallado de las interacciones entre los dos tipos de receptores a estrógenos, el ERa y el ER.β  Mientras que El 17β - estradiol se une con afinidad similar a sus dos receptores, los isofalvonas de la soya se unen con mayor afinidad al receptor ERb (8). Los estudios de unión muestran que la genisteína, la daizeína y la biocanina A tienen entre 8 a 16 veces más afinidad por el ERβ  que por el ERa (8). Estudios in vitro utilizando células cancerosas no responsivas a estrógenos transfectadas con el ERa mostraron que la genisteína estimulaba pobremente la trascripción de los genes reporteros. En contraste cuando las células expresaban exclusivamente el ERβ  la genisteína promovía una mayor trascripción y reclutamiento de proteínas coactivadoras como el factor de iniciación de la traducción del tipo 2 y el coactivador de receptores a esteroides del tipo 1 (SRC-1) (8). Adicionalmente se encontró una mayor actividad trascripcional cuando se cotransfectaron ambos tipos de receptores a estrógenos lo que sugiere que la presencia del ERα puede aumentar la transducción de la señal del ERβ  a través de la formación de heterodimeros ERα /β (8). Estas observaciones implican que los efectos de las isoflavonas de la soya dependen del coeficiente de expresión ERα/ERβ  . Más aún, dichos efectos también dependerán de las proteínas coactivadoras y corepresoras presentes en cada tejido (8). En base a lo anterior se ha postulado que los modelos para el estudio de los fitoestrógenos que pueden aportar información clínicamente relevante son aquellos en los cuales los animales tengan la presencia de los estrógenos (57).

En resumen, los estudios en animales junto con los estudios epidemiológicos muestran que hay una asociación entre el consumo de soya y sus fitoestrógenos la reducción del riesgo de cáncer mamario aunque persiste la preocupación de que puedan tener efectos de estimulación sobre la proliferación celular de los tumores dependientes de estrógenos.

RETINOIDES Y CAROTENOIDES.

Los retinoides están formados por un anillo β-ionona (ciclohexinilo) conjugado a una cadena de unidades isopreno que tiene un grupo funcional de naturaleza variable (alcohol, aldehído, ácido orgánico) en el carbono 15 de la cadena (figura 2).

Figura 2. Estructura de los retinoides todo-trans retinol y 9-cis ácido retinoico y los carotenoides, licopeno y cantaxantina).

Los retinoides fisiológicamente más relevantes en los mamíferos son el retinol (vitamina A), el retinal y el ácido retinoico (AR) (59). El AR es un derivado del retinol con alta actividad biológica el cual participa en múltiples procesos celulares como son el desarrollo, crecimiento y la diferenciación celular (60). El AR ejerce la mayoría de sus efectos fisiológicos a través de sus receptores, los cuales pertenecen a la superfamilia de los receptores nucleares (61). Esta superfamilia de receptores nucleares esta formada por factores de transcripción dependientes de ligando y a la cual también pertenecen los receptores a vitamina D, hormonas tiroideas, hormonas esteroides y receptores activadores de la proliferación de los peroxisomas (PPAR) (61). En lo que respecta a los receptores a AR se han descrito dos subfamilias que son los RAR y los RXR (62). Cada una de estas subfamilias consiste de tres subtipos (α,yβg). La subfamilia RAR se activa por los isómeros del AR, todo-trans, 9-cis y 13-cis, mientras que la familia RXR se activa exclusivamente por el 9-cis (62). Dado que los retinoides participan en el mantenimiento y regulación de la diferenciación celular, y que el cáncer es un proceso en el que ocurre la pérdida de la diferenciación, los retinoides han sido considerados como potenciales agentes preventivos del cáncer (63).

El efecto antitumoral del AR en sus diferentes isómeros así como una gran diversidad de retinoides sintéticos ha sido objeto de diversos estudios tanto in vivo como in vitro en diferentes tipos de neoplasias (64). El AR inhibe la señalización del factor de trascripción AP-1, el cual está compuesto de heterodímeros de las proto-oncoproteínas Jun y Fos o de homodímeros de Jun (65). Estos complejos son activados en las células mamarias por factores que estimulan el crecimiento celular como son los estrógenos, el EGF, el factor de crecimiento transformante α (TGFα) y los factores de crecimiento similares a la insulina (IGFs), transduciendo señales mitogénicas en éstas células. El AR también induce la expresión de inhibidores del crecimiento como el TGFβ  y la proteína que une al factor de crecimiento similar a la insulina del tipo 3 (IGFBP-3) y el propio receptor β  del AR (RARβ) (60). Por otra parte se ha demostrado en estudios in vitro que el todo-trans AR induce apoptosis mediada al menos en parte por regular a la baja a la proteína anti-apoptótica Bcl2. El todo-trans AR induce la expresión de las citoqueratinas 8 y 18, marcadores de la diferenciación epitelial ductal, en las células de cáncer mamario humano T47D (60).

La mayoría de los estudios anteriores se han realizado in vitro, ya que la administración elevada y crónica del AR in vivo se acompaña de una elevada toxicidad. En su lugar han sido estudiados retinoides sintéticos menos tóxicos, destacándose la todo-trans N-(4-hidroxifenil) retinamida (4HPR; fenretinida) la cual es altamente efectiva para prevenir la carcinogénesis mamaria inducida tanto con MNU como con DMBA (63, 66). La 4HPR se acumula principalmente en la glándula mamaria y sus mecanismos de acción no han sido dilucidados totalmente. Estudios in vitro muestran que la 4HPR tiene poca afinidad por la subfamilia RAR y activa mínimamente los elementos de respuesta a RAR y RXR (63, 66). Lo anterior pone de manifiesto que parte de los mecanismos de acción de la 4HPR son diferentes de los retinoides naturales. La 4HPR es uno de los compuestos que al igual que el tamoxifeno ya se usan en la práctica clínica con relativo éxito y que previamente fueron probados con los modelos animales (19). En la actualidad existen más de 1000 retinoides sintéticos que están a la espera de la evaluación de su potencial papel preventivo en el cáncer mamario. En lo que respecta a los retinoides naturales, se ha documentado que mientras el todo-trans AR no tiene ningún efecto sobre la carcinogénesis mamaria inducida con MNU el 9-cis AR reduce de manera significativa la incidencia, el número de tumores por ratas y el tamaño del tumor (67). Paradójicamente se ha descrito en estudios in vitro que ambos isomeros tienen los mismos efectos biológicos, incluso en algunos casos suele ser más potente el todo-trans AR, indicando posibles e importantes diferencias farmacocinéticas entre ambos compuestos (67, 68). Anzano et al. (67) también mostraron que tanto el 9-cis AR como el todo-trans AR tienen un efecto sinérgico con el tamoxifeno reduciendo el tamaño y número de tumores por rata.

Los carotenoides, compuestos de naturaleza isoprenoide, también han sido estudiados como potenciales agentes preventivos de cáncer mamario. El β-caroteno, carotenoide con actividad de pro-vitamnia A, no tiene ningún efecto sobre la carcinogénesis mamaria en modelos animales (63). Por su parte los carotenoides sin actividad de pro-vitamina A, la cantaxatina y el licopeno (figura 2) si tienen algunos efectos sobre la carcionogénesis mamaria (63, 69). La cantaxantina administrada en la dieta (0.34% y 0.11%) 3 semanas antes de aplicar el DMBA redujo en un 65% el número de tumores mamarios mientras que cuando se administro después de aplicar MNU no tuvo ningún efecto sobre la carcinogénesis (70). Esto sugiere fuertemente que la cantaxantina actúa a nivel de la iniciación de la carcinogénesis y que lo hace inhibiendo la activación del carcinógeno. En lo que respecta al licopeno se mostró que la aplicación intraperitoneal (10 mg/Kg de peso) dos veces a la semanas 2 semanas antes de aplicar el DMBA redujo el número de tumores por rata, pero no tuvo ningún efecto sobre la incidencia, latencia o volumen de los tumores. Contrariamente, utilizando el modelo de MNU no se encontró ningún efecto sobre la carcinogénesis cuando el licopeno se administró en la dieta en forma pura o de oleoresina (71). Resulta importante detectar que las diferentes formas y vías de administración de los compuestos con potencial preventivo así como el tipo de carcinógeno utilizado permiten explicar los aparentes resultados contradictorios. También se debe remarcar que el estudio de los carotenoides como factores preventivos de cáncer mamario ha sido muy escaso y todavía no se puede concluir sobre su valor en esta materia.

ÁCIDO GRASO LINOLEICO CONJUGADO.

El término ácido linoleico conjugado (CLA) agrupa a una serie de ácidos grasos polinsaturados que son isómeros de posición y configuración geométrica del ácido linoleico (Todos cis 9-12 octadecadienoico; c9, c12-18:2) con dobles enlaces conjugados (figura 3) (72). Los dobles enlaces del CLA se pueden localizar en las siguientes las posiciones 7, 9; 8, 10; 9, 11; 10, 12 ó 11, 13 y además puede haber combinaciones de las configuraciones geométricas, cis y trans.

Figura 3. Comparación de los isómeros más estudiados del ácido linoleico conjugado (CLA) y el ácido linoleico.

El isomero del CLA más abundante es el c9t11-CLA también llamado ácido ruménico. El CLA se encuentra en los derivados cárnicos de res y cordero así como en los productos lácteos derivados de estas especies de rumiantes. Adicionalmente a estas fuentes dietarias el CLA puede ser sintetizado a partir del ácido vaccénico (t11-18:1) por acción de la enzima D9-desaturasa que se encuentra abundantemente en la glándula mamaria y el tejido adiposo (73). Experimentalmente se ha descrito que el CLA tiene una serie de efectos biológicos entre los que destacan el efecto antidiabetogénico, el antiateroesclerotico, el antiadipogénico y el anticarcinogénico (72). En la mayoría de los estudios con CLA se ha utilizado una mezcla de isomeros síntetizados químicamente a partir de una reacción alcalina que utiliza como substrato al ácido linoleico (72, 73). Los productos de dicha síntesis química son c9,t11-CLA (~42%), t10,c12-CLA (~43%), otros isomeros del CLA (c9,c11-CLA, c10,t12-CLA, t9, t11/t10, t12-CLA, c7,c9-CLA, c8,c10-CLA, c11,c13-CLA) (~5%), ácido linoleico (~0.5%), ácido oleico (~4.0 %) y otros ácidos grasos no determinados (~5.5%) (72, 73). Existen muy pocos trabajos en los que se hayan utilizados isomeros purificados del CLA esto a tenido como consecuencia que los efectos biológicos observados con la mezcla de CLA se atribuyan principalmente al c9,t11-CLA y al t10,c12-CLA (72, 73). En los trabajos que a continuación revisamos, a menos que se indique lo contrario, se utiliza la mezcla de isomeros de CLA que mencionamos anteriormente.

En modelos animales de carcinogénesis química se ha visto que el CLA inhibe la formación de papilomas de piel, cáncer de estomago, cáncer de colón y tumores mamarios (74-79). Ip et al. (77) mostraron que el CLA inhibió el desarrollo tumores mamarios inducidos con DMBA. Las ratas fueron alimentadas con la dieta basal AIN-76A o adicionada con 0.5, 1 ó 1.5% de CLA. Los tratamientos se iniciaron 2 semanas antes de aplicar el cancerígeno y continuaron hasta el final del experimento. El número total de adenocarcinomas mamarios por rata en los grupos adicionados con CLA al 0.5, 1, y 1.5% CLA se redujeron en un 32, 56, y 60%, respectivamente. De igual manera la incidencia y el tamaño del tumor se redujeron en los animales tratados con el CLA. En general se encontró un efecto dosis-dependiente desde 0 hasta 1% de adición del CLA, y sin beneficios adicionales por el uso de 1.5 % de CLA. El consumo crónico de CLA al 1.5 % no produjo consecuencias adversas en los animales. Posteriormente se mostró que el efecto anticancerígeno del CLA se daba tanto en animales tratados con DMBA como con MNU lo que sugiere que el CLA no actúa en la activación del cancerígeno (78). Estudios subsecuentes mostraron que el efecto del CLA era independiente de la forma de administración ya fuera en forma de ácidos grasos libres o como triglicéridos (80). También se ha determinado que ni la cantidad (10, 13.3, 16.7 ó 20%) ni el tipo de lípidos (manteca ó aceite de maíz) presentes en la dieta influyen sobre el efecto anticancerígeno del CLA (81). Igualmente se demostró que la administración de una dieta rica en CLA (1%) iniciada después del destete (21 días posparto) y hasta los 42 días de edad es suficiente para inhibir la carcinogénesis mamaria cuando el cancerígeno se aplica al día 50 de edad. En contraste, si la dieta rica en CLA se inicia posterior a la aplicación del cancerígeno su administración debe ser continua para mantener la inhibición de la carcinogénesis (80). Más recientemente, Ip et al. (82) encontraron que la adición a la dieta de una mantequilla enriquecida con el c9,t11-CLA y el ácido vaccénico (precursor del c9,t11-CLA) inhibía efectivamente la carcinogénesis mamaria. La concentración de CLA en la mantequilla enriquecida con CLA fue de 8.2 veces más en la control y la concentración total de CLA en la dieta fue de 0.8%. Es importante señalar que la elaboración de esta mantequilla rica en CLA no consistió de la adición de CLA sintetizado químicamente sino que partió desde la alimentación que se dio a las vacas para producir una leche rica en CLA. Esto muestra que es posible enriquecer la leche y sus derivados con el CLA y hace más probable su utilización en forma de "alimento funcional". Recientemente se ha encontrado que el ácido vaccénico, presente en la leche, también inhibe la carcinogénesis mamaria (83). El efecto anticancerígeno del ácido vaccénico parece depender de su transformación a c9, t11-CLA vía la D9-desaturasa (84, 85).

A lo largo de más de una década de investigación sobre el papel del CLA en la carcinogénesis mamaria con modelos animales se han demostrado que este compuesto tiene efectos biológicos tanto el epitelio como en el estroma mamarios. Estudios tanto in vivo como in vitro han mostrado que el CLA inhibe la proliferación y aumenta la apoptosis en el epitelio mamario (79, 82, 86, 87). En lo referente al efecto sobre la proliferación celular los estudios in vivo muestran que el CLA inhibe la densidad del epitelio mamario en un 20 a un 30%, acompañado de una reducción en el número de pies terminales, así como una reducción de la proliferación celular en estas estructuras asociado a una reducción de la expresión de las ciclinas D1 y A (73, 82, 88). Ambas ciclinas participan en la promoción de la fase G1 a la fase S del ciclo celular. Estudios in vitro con cultivos primarios confirman que el CLA inhibe directamente la proliferación celular del epitelio mamario (79). De este modo se ha postulado que se reduce el número de las células más susceptibles a los cancerígenos (73, 82). Por otra parte se ha mostrado que los animales alimentados con CLA hay un aumento en la apoptosis en las lesiones preneoplásicas generadas por los cancerígenos. La apoptosis observada en estos estudios se acompaña de una reducción de la proteína anti-apoptótica Bcl-2 pero sin cambios en las proteínas pro-apoptóticas Bak y Bax (86). El efecto proapototico del CLA se ha observado tanto en cultivos primarios de epitelio normal como en la líneas celulares de cáncer mamario de rata inducido con MNU (79, 86).

En la glándula mamaria además del componente epitelial existe el componente estromal que forma el cojinete graso que es donde el epitelio se desarrolla, alimenta y funciona. El estroma esta compuesto principalmente por vasos sanguíneos, fibroblastos, adipocitos y abundante matriz extracelular. Existe una muy estrecha y poco estudiada comunicación celular entre el estroma y epitelio mamarios. El CLA se almacena de manera dosis dependiente en los adipocitos principalmente en forma de lípidos neutros y otro tanto en forma de fosfolípidos. La acumulación del CLA es mayor en la glándula mamaria que en el hígado o suero pero menor que en el tejido adiposo peritoneal (82, 87). Todo esto sugiere que los triglicéridos en los adipocitos mamarios pudieran representar un reservorio de CLA el cual sería transportado al epitelio adyacente. El CLA inhibe el metabolismo del ácido linoleico hacia ácido araquidónico en un 50%, sugiriendo que uno de los mecanismos por los cuales el CLA ejerce sus efectos es a través de una alteración de la síntesis de los eicosanoides (87). También se ha demostrado que el CLA inhibe la angiogénesis en el modelo in vivo de ratón con reto angiogénico (89). Este modelo de angiogénesis consiste en aplicar en la glándula mamaria una inyección subcutánea de un substrato angiogénico (células de sarcoma de Engelbreth-Holm-Swarm en un gel junto con el factor de crecimiento básico de los fibroblastos). De este modo los ratones alimentados con una dieta con 1% o 2% de CLA por 6 semanas previos al reto angiogénico presentaron una menor vascularización (89). Esto se acompaño de una menor presencia del factor de crecimiento vascular endotelial (VGEF) así como de su receptor la cinasa hepática fetal tipo 1 (FLK-1) y también una menor concentración en suero del VGEF (89). Existe todavía muy pocos estudios donde se distingan claramente los efectos individuales de cada uno de los isomeros del CLA.

Adicionalmente a estos efectos se ha demostrado que el CLA tiene un modesto efecto antioxidante reduciendo la lipoperoxidación tanto en la glándula mamaria normal como en la de los animales tratados con DMBA (77).

En cuanto a los mecanismos de acción del CLA no han sido firmemente establecidos (73). Se ha sugerido que los efectos del CLA podrían estar mediados en parte por un mecanismo dependiente de la activación de los PPAR (90). Los PPAR al igual que los receptores al AR son receptores que pertenecen a la superfamilia de receptores nucleares. Los PPAR forman heterodímeros con los RXR y regulan la expresión de genes involucrados en el metabolismo de lípidos, señalización de la insulina, diferenciación adiposa y apoptosis (59, 91). En la actualidad se han descrito tres tipos de PPAR que son el α ,β(también denominado δ ) y g, los cuales se expresan en la glándula mamaria y pueden ser activados por el CLA (73, 90-93). En particular, el PPARg es el que llama más la atención debido a que este tipo de receptor se encuentra poco expresado en los tumores mamarios y a que su expresión es inducida por el propio CLA (90, 91, 93). Más aún, evidencia indirecta señala que metabolitos D6-desaturados del CLA activan al PPARg (93). También se ha observado que activadores específicos del PPARg como la tiazolidinediona inhiben el crecimiento de células cancerosas de mama, colon y próstata (91). Además, se ha demostrado en modelos murinos que la tiazolidinediona y el GW7845, otro ligando del PPARg, tienen un efecto protector contra el desarrollo de cáncer mamario (91, 94).

Probablemente uno de los mayores retos que tiene en frente el estudio de los efectos antineoplasicos del CLA sea el de distinguir los efectos de cada uno de los isomeros que se han utilizado en los diferentes bioensayos. Por ejemplo, se ha observado que tanto el c9,t11-CLA, el isomero más abundante en la grasa de la leche, y el t10,c12-CLA, un isomero menos abundante, inhiben la agiogénesis en el modelo in vivo de ratón con reto angiogénico, pero tienen un claro efecto diferencial en el tejido adiposo blanco y café presente en la glándula mamaria. Ambos isomeros reducen el tamaño de los adipositos blancos pero solo el t10,c12-CLA induce apoptosis tanto en el tejido adiposos blanco como en el café (95). En contraste, el c9,t11-CLA presenta mayor afinidad que el t10,c12-CLA a los PPAR a y g (92, 93), poniendo en evidencia la posibilidad de mecanismos acción diferentes a los propuestos actualmente. Otro aspecto importante que tendrá que sortear la investigación en CLA es el estudio en poblaciones humanas mostrando su valor como agente preventivo de cáncer mamario seguro y eficaz. Por el momento, los estudios epidemiológicos no han encontrado una asociación de reducción del riesgo de cáncer mamario con consumo del CLA (96). Esto se puede deber en parte a la cantidad de CLA que se consume de manera habitual en la dieta, se estima que el consumo de CLA es de ~150-200 mg/día mientras que el consumo de CLA en los animales de experimentación es de 12 mg/día, lo que equivaldría a un consumo de 2.8 g/día en un individuo de 70 Kg (96). Esto presupone una limitante del CLA como agente preventivo del cáncer mamario pero dado su potencial como agente coadyuvante de varias patologías humanas se están buscando alternativas para enriquecer la dieta con este tipo de ácidos grasos y también generar con menor costo los diferentes isomeros de CLA.

ALGAS MARINAS Y YODO.

El consumo de las algas marinas wakame (Undaria), nori (Porphyra) y kombu (Laminaria) ha sido señalado como otro de los componentes clave de la dieta oriental que pudiera brindar la protección contra el riesgo de desarrollar cáncer mamario (9, 97). Experimentalmente se ha mostrado que tratamientos a base de algas inhiben la carcinogénesis mamaria inducida químicamente. Teas et al. (97), mostraron que la adición a la dieta de un 5% del alga Laminaria angustata retrasa significativamente la aparición de tumores en ratas tratadas con el cancerígeno DMBA. Yamamoto et al. (98), encontraron que la adición de un 2% a la dieta de las algas Porphyra tenera, Lamaninaria religiosa y Laminaria japonica var ochotensis inhibían la incidencia de tumores mamarios inducidos con DMBA. El grupo control tuvo una incidencia tumoral del 69% mientras que las ratas tratadas con los diferentes tipos de algas tuvieron incidencias del 35% para la P. tenera, 35% para la L. religiosa y de 50% para L. japonica var ochotensis. Más recientemente Funahashi et al. (99) reportaron que la adición de 1 y 5 % del alga wakame en la dieta de ratas con tumores mamario inducidos con DMBA presentaban una reducción del tamaño tumoral. El consumo de la dieta adicionada con el alga aumento significativamente los valores de yodo en el suero pero no modifico los valores de la hormona tiroidea tiroxina (T4). Adicionalmente se mostró que en los tumores mamarios de las ratas suplementadas con el alga se redujo la proliferación y aumento la muerte celular. También se encontró un aumento en la expresión de TGF-β en las ratas tratadas con el alga marina. Se ha demostrado que el TGF-β induce apoptosis en células tumorales y que actúa paracrinamente en las células endoteliales inhibiendo la angiogénesis. Posteriormente en la misma línea de investigación, Funahashi et al. (100), con el argumento de que las dosis utilizadas del alga wakame fueron muy altas, probaron extractos del alga marina mekabu. El alga marina mekabu al igual que la wakame también es rica en yodo (5.7 vs 5.9 mg/100 g) pero tiene la ventaja de ser más barata y de más fácil procesamiento. Una semana después de que aplicaron el DMBA se administro como bebida una solución a base de los extractos del alga mekabu durante 32 semanas. Los resultados obtenidos mostraron que el alga mekabu inhibía la incidencia tumoral en un 80%. Así mismo se observó un aumentó en el tiempo de aparición de los tumores en las ratas tratadas con el alga mekabu (24-32 semanas post-DMBA) con respecto al grupo control (5-12 semanas post-DMBA). El numero de tumores por rata y el tamaño de los tumores también se redujo significativamente. En el mismo trabajo Funahashi et al. (100) con experimentos in vitro mostraron que el tratamiento a base del alga mekabu indujo apotosis en las líneas celulares de cáncer mamario MCF-7, MDA-MB-231 y T-47D de manera más efectiva que el medicamento antineoplásico 5-fluorouracil.

Se han señalado varios componentes de las algas que pudieran estar mediando su efecto anticancerígeno como son el ester sulfato, el polisácarido sulfatado fucoidan y el yodo (9, 97, 98). De estos el que más se ha estudiado en cáncer mamario es el yodo. Se estima que gracias al consumo de algas el consumo de yodo en Japón alcanza los 5000 mg/día mientras que en Estados Unidos y Reino Unido es solo de 200 μg/día (9). Desde hace más de 30 años se ha sospechado que el yodo participa en la fisiología y patología mamaria (101). Eskin et al. (102) mostró que la deficiencia de yodo en ratas hembras producía lesiones atípicas y displásicas en la glándula mamaria. Posteriormente, Eskin et al. (103) demostró que la hiperplasia mamaria por deficiencia de yodo se reducía con la suplementación de yodo molécular (I₂) pero no se modificaba al utilizar yoduro (I^-). Posteriormente, Funahashi et al. (104) mostraron que la administración continua por 4 semanas de solución de Lugol (solución a base de KI y I₂) con acetato de medroxiprogesterona inhibía el crecimiento de tumores mamarios inducidos con el cancerígeno DMBA. Este efecto de inhibición del crecimiento tumoral mamario permaneció hasta 4 semanas después de retirar los tratamientos de solución de Lugol y acetato de medroxiprogesterona. Cabe señalar que el contenido de yodo en los tumores tuvo un incremento significativo después de 4 semanas de aplicar los tratamientos. En resultados obtenidos en nuestro laboratorio utilizando el modelo de carcinogénesis mamaria con MNU se observó que cuando se administraban crónicamente (hasta 4 meses post-MNU) en el agua de bebida I₂ (0.05%), KI (0.05%) y T4 (3μg/mL) solo el tratamiento de I₂ inhibió el desarrollo de tumores mamarios. El KI no redujo la incidencia tumoral con respecto al control, 93.7% vs 72.7% respectivamente, y tampoco retrasó la semana de aparición del primer tumor con respecto al control, 10.8 semanas vs 9.8 semanas. Por su parte el I₂ redujo significativamente la incidencia tumoral (al 30%) y se observo una tendencia a aumentar la latencia de aparición del primer tumor (10.8 vs 12.7 semanas). Más aún, solo el tratamiento con T4 pero no con I₂ y KI modificó los niveles circulantes de la hormona tiroidea, triiyodotironina (T3). Estos datos indican que el efecto antitumoral del I₂ no es mediado por su conversión a I^- o por su incorporación a las hormonas tiroideas. Además se encontró que si el tratamiento de I₂ se suspende tanto una semana después de aplicado el MNU o después de 4 meses, la incidencia tumoral aumenta significativamente sugiriendo que el efecto protector del I₂ incide en la promoción tumoral (105).

Los mecanismos por los cuales el yodo es capaz de inhibir la carcinogénesis mamaria están aún por dilucidarse. Venturi et al., (106) y Symth (107) proponen que el yodo, en todas las células que son capaces de concentrarlo, tiene una acción antioxidante. El I^- en presencia de H₂O₂ y peroxidasas se oxida y se pueden yodar residuos de tirosina, histidina o lípidos específicos y como consecuencia neutralizar su propio poder oxidante. Además se conoce que el KI es un quelante específico del OH^- (108). Estudios in vitro muestran que el NaI (15μM) es tan efectivo como el ácido ascórbico (50 μM) para prevenir el efecto oxidativo del H₂O₂ a las muestras de suero de sujetos humanos (109). Esto sugiere que el I^- puede estar actuando directamente neutralizando al OH^- o indirectamente compitiendo con los radicales libres por los sitios susceptibles de oxidación de moléculas como lípidos, proteínas o DNA. A este respecto se ha demostrado que se conoce que la deficiencia de yodo aumenta la lipoperoxidación en tiroides (107). Más aún, Katamine et al. (110) encontró que ratas con un consumo crónico (19 meses) de una dieta rica en yodo tienen una disminución en la lipoperoxidación basal en el cerebro. Estudios en nuestro laboratorio muestran que los tratamientos con I₂ en el agua de bebida de ratas tratadas con y sin MNU se acompañan de una reducción en la lipoperoxidación en la glándula mamaria (105).

Otro de los efectos que pudiera estar provocando el yodo en la glándula mamaria es inhibir la proliferación celular e inducir apoptosis. La glándula tiroides con bocio (hiperplásica) reduce su tamaño después de la aplicación de KI y el análisis histológico de la glándula muestra la presencia de muerte celular (111). En estudios in vitro se ha observado que la administración de KI inhibe la proliferación celular e induce apotosis en los tirocitos (112). Más aún, se ha demostrado que el KI induce apoptosis en tirocitos y células cancerosas solo si hay la presencia de la actividad de la enzima tiroperoxidasa (TPO) (94, 95). Vitale et al. (113) mostró en tirocitos que el exceso de KI induce apoptosis pero si TPO es inhibida con propiltiouracilo su efecto se cancela. Zhang et al., (114) usando células cancerosas de pulmón transfectadas con el transportador de Na+/I- (NIS) o con NIS+TPO juntos, la inducción de apotosis con KI solo se presenta en las células transfectadas con NIS+TPO. Todo esto indica que el I^- que viene del KI requiere ser oxidado por la TPO para ejercer sus efectos, implicando también que el yodo actúa unido a proteínas y/o a lípidos (112). A la fecha no se ha identificado el intermediario oxidado del yodo que se genera por acción de la TPO pero existen varios candidatos como el yodinio (I⁺), el radical libre de yodo (I⁰) y el I₂ (107). Las principales componentes que se yodan son la tiroglobulina, proteína indispensable para la formación de las hormonas tiroideas y lípidos derivados del ácido araquidónico (112). Entre los lípidos yodados se encuentra la δ-yodolactona (6-yodo 8, 11, 14-eicosatrienoica-δ-lactona) la cual inhibe la proliferación celular, la captura de yodo y la producción de H₂O₂ en los tirocitos (112). Nosotros proponemos que estos lípidos yodados al tratarse de derivados del ácido araquidónico podrían actuar a través de receptores nucleares tipo PPAR regulando la transcripción de genes (105, 115).

En el caso de nuestros resultados donde encontramos que el I₂ y pero no el KI tiene efectos sobre la carcinogénesis nos sugiere que el I₂ al tratarse de una forma oxidada no requiere de la mediación enzimática para unirse a los lípidos (105, 115). De hecho se ha mostrado síntesis in vitro de T4 en ausencia de TPO utilizando como precursor al I₂ (116). Cabe mencionar que solo durante la gestación y lactancia la glándula mamaria expresa una enzima homologa a TPO, la lactoperoxidasa (LPO), la cual oxida al I^- que viene de la circulación y lo une a las proteínas de la leche (117).

Finalmente, en estudios en mujeres con enfermedad fribrocística mamaria el tratamiento con I₂ en dosis entre 3 y 6 mg administrado por más de 4 meses reduce la nodularidad mamaria y el dolor característicos de está enfermedad sin tener efectos tóxicos sobre la función tiroidea y (118, 119). Estos datos junto con los reportes en animales de laboratorio colocan al I₂ como un candidato viable para ser utilizado en estudios clínicos de terapia contra el cáncer mamario.

CONCLUSIONES.

Como se ha podido observar los modelos animales son necesarios para la búsqueda de nuevas modalidades de terapia y prevención de cáncer mamario. Su uso representa varias ventajas para el estudio del cáncer mamario entre las que podemos destacar las siguientes: a) permite la evaluación integral de los efectos sobre el metabolismo, la defensa del huésped y el sistema endocrino de los nuevos esquemas terapéuticos y de prevención; b) dan la oportunidad de examinar relaciones causa-efecto en un ambiente in situ influenciado por todos los otros factores presentes en el sistema; c) reduce la variabilidad genética presente naturalmente en las poblaciones humanas; d) permiten manipulaciones genéticas y se puede determinar el papel que desempeñan dichas manipulaciones en el curso de la enfermedad; e) se prestan para el diseño de experimentos que semejen los patrones de consumo de componentes de la dieta humana; y finalmente f) son económicos, ahorran tiempo, y son ideales para abordar aquellas interrogantes que por razones éticas no se pueden contestar con la investigación en sujetos humanos.

AGRADECIMIENTOS.

Agradecemos la revisión crítica de este manuscrito al Dr. Mauro Valencia y a la Dra. Silvia Moya-Camarena del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (Hermosillo, Sonora México). También agradecemos a los servicios de información y recuperación de documentos de la biblioteca del Instituto de Neurobiología de la UNAM a cargo de la Lic. Pilar Galarza. Así mismo agradecemos los servicios de la Biblioteca Virtual de Biotecnología para las Américas del Instituto de Biotecnología de la UNAM y del Instintito Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC). Parcialmente apoyado por CONACYT 25598-M y DGAPA-UNAM PAPIIT IN224602. P García-Solís recibe apoyo económico para estudios de posgrado por parte del CONACYT (153808) y de la DGEP-UNAM (500119785).

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