DICCIONARIO MÉDICO

Factor de crecimiento de fibroblastos

Familia de proteínas señalizadoras implicadas en el desarrollo embrionario, la reparación de tejidos, la angiogénesis y el metabolismo.


Los factores de crecimiento de fibroblastos, conocidos internacionalmente como FGF (del inglés fibroblast growth factor), constituyen una amplia familia de proteínas señalizadoras que participan en procesos biológicos fundamentales a lo largo de toda la vida. Su nombre se debe a que fueron identificados originalmente por su capacidad para estimular la proliferación de fibroblastos en cultivos celulares, pero las investigaciones posteriores han revelado que su espectro de acción es mucho más amplio, abarcando desde la regulación del desarrollo embrionario hasta la reparación de tejidos en el organismo adulto, la formación de nuevos vasos sanguíneos y el control del metabolismo.

Qué es el factor de crecimiento de fibroblastos

El factor de crecimiento de fibroblastos es un polipéptido de tamaño medio (entre 15 y 25 kilodaltons) que actúa como molécula señalizadora entre células. En el ser humano se han identificado 23 miembros de la familia FGF (denominados FGF-1 a FGF-23, sin que exista un FGF-15 humano, que es exclusivo del ratón), todos ellos relacionados estructuralmente y con un núcleo conservado de aproximadamente 120 aminoácidos que adopta una configuración característica de láminas beta antiparalelas.

Una propiedad definitoria de los FGF es su capacidad para unirse a la heparina y al heparán sulfato, un tipo de molécula presente en la matriz extracelular de los tejidos. Esta interacción con los proteoglicanos de heparán sulfato permite que muchos FGF queden retenidos en la matriz extracelular cerca de su lugar de producción y se liberen de forma controlada cuando el tejido sufre una lesión o se está remodelando, lo que garantiza una acción local precisa.

Clasificación de la familia FGF

Los 23 miembros de la familia FGF humana se clasifican en varias subfamilias según su homología de secuencia, su modo de acción y sus propiedades biológicas.

FGF paracrinos

La mayoría de los FGF actúan de forma paracrina o autocrina, es decir, ejercen su función sobre las células vecinas o sobre la propia célula productora. Su alta afinidad por los proteoglicanos de heparán sulfato limita su difusión, lo que los convierte en señales locales. Este grupo incluye las subfamilias FGF-1/FGF-2, FGF-4/FGF-5/FGF-6, FGF-3/FGF-7/FGF-10/FGF-22, FGF-8/FGF-17/FGF-18 y FGF-9/FGF-16/FGF-20. El FGF-1 (factor de crecimiento de fibroblastos ácido) y el FGF-2 (factor de crecimiento de fibroblastos básico) son los miembros más estudiados y los primeros en ser identificados.

FGF endocrinos

Un subgrupo particular de FGF, formado por el FGF-19, el FGF-21 y el FGF-23, actúa de forma endocrina, es decir, se libera al torrente sanguíneo y ejerce sus efectos sobre órganos distantes, de manera similar a las hormonas clásicas. Estos FGF endocrinos desempeñan funciones metabólicas importantes: el FGF-19 participa en la regulación del metabolismo de los ácidos biliares, el FGF-21 en el control del metabolismo de la glucosa y los lípidos, y el FGF-23 en la regulación del fosfato y la vitamina D.

Factores homólogos de FGF (FGF intracelulares)

Los miembros FGF-11 a FGF-14 reciben el nombre de factores homólogos de FGF (FHF-1 a FHF-4). Aunque comparten una importante homología estructural con los FGF, no se unen a los receptores de FGF extracelulares y ejercen funciones intracelulares distintas, como la modulación de la actividad de los canales de sodio dependientes de voltaje en las neuronas.

Receptores de FGF y mecanismo de acción

Los FGF ejercen sus funciones biológicas mediante la unión a receptores específicos de la superficie celular denominados receptores de FGF (FGFR). La familia de receptores de FGF en mamíferos comprende cuatro miembros: FGFR1, FGFR2, FGFR3 y FGFR4.

Estos receptores son proteínas transmembrana de un solo paso que poseen tres dominios extracelulares de tipo inmunoglobulina (D1, D2 y D3), un dominio transmembrana y un dominio intracelular con actividad tirosina quinasa. La unión del FGF se produce en los dominios D2 y D3, siendo el dominio D3 el principal responsable de la especificidad de la unión al ligando. Un mecanismo autorregulador denominado "caja ácida", situado entre los dominios D1 y D2, impide la activación espontánea del receptor en ausencia de FGF.

Cuando el FGF se une a su receptor en presencia de heparán sulfato, se produce la dimerización del receptor (unión de dos moléculas de receptor), lo que activa su dominio tirosina quinasa intracelular y desencadena cascadas de señalización que incluyen:

  • Vía RAS/MAPK: es la vía predominante en la señalización de FGF y regula la proliferación, la diferenciación y la migración celular.
  • Vía PI3K/AKT: implicada en la supervivencia celular y la regulación del metabolismo.
  • Vía PLCγ: participa en la movilización de calcio intracelular y en la regulación de múltiples procesos celulares.
  • Vía STAT: involucrada en la regulación de la expresión génica.

El procesamiento alternativo del ARN mensajero de los receptores FGFR1, FGFR2 y FGFR3 genera variantes "b" y "c" que se expresan en distintos tipos de tejidos y confieren especificidad tisular a la señalización de los FGF.

Funciones biológicas de los FGF

Desarrollo embrionario

Los FGF son esenciales durante la embriogénesis, donde participan en procesos como la formación de patrones del sistema nervioso central, la morfogénesis ramificada de los pulmones y otros órganos, el desarrollo de las extremidades y la formación del oído interno. Las irregularidades en la señalización de los FGF durante el desarrollo pueden provocar una amplia variedad de defectos congénitos.

Desarrollo y mantenimiento del esqueleto

La señalización FGF/FGFR desempeña un papel fundamental en la formación y el crecimiento de los huesos, participando tanto en la osificación intramembranosa de los huesos craneales como en el mantenimiento de las suturas craneales. Las mutaciones en los genes de los receptores FGFR están implicadas en enfermedades esqueléticas hereditarias como la acondroplasia (la forma más frecuente de enanismo desproporcionado) y diversas formas de craneosinostosis (cierre prematuro de las suturas del cráneo).

Reparación y regeneración de tejidos

Los FGF desempeñan un papel central en la cicatrización de heridas y la regeneración tisular en el adulto. El FGF-2 promueve la proliferación y migración de fibroblastos, queratinocitos y células endoteliales hacia la zona de la lesión. El FGF-7 (también conocido como KGF, factor de crecimiento de queratinocitos) estimula específicamente la proliferación de las células epiteliales y está aprobado en forma recombinante para el tratamiento de la mucositis oral inducida por quimiorradioterapia en pacientes oncológicos. El FGF-18 se investiga para el tratamiento de la artrosis por su capacidad para estimular la proliferación de condrocitos y la formación de cartílago.

Angiogénesis

El FGF-2 y otros miembros de la familia son potentes inductores de la formación de nuevos vasos sanguíneos. Estimulan la proliferación de células endoteliales vasculares y promueven la formación de estructuras tubulares vasculares. Esta propiedad ha suscitado un gran interés en el desarrollo de terapias proangiogénicas para enfermedades cardiovasculares isquémicas, aunque los ensayos clínicos realizados hasta la fecha han arrojado resultados variables.

Regulación metabólica

Los FGF endocrinos participan en la regulación del metabolismo energético. El FGF-21 ha despertado un interés especial como potencial diana terapéutica en el síndrome metabólico y la diabetes tipo 2, dado su papel en la mejora de la sensibilidad a la insulina y el metabolismo lipídico. El FGF-23 regula la homeostasis del fosfato y la vitamina D a nivel renal, y su alteración está implicada en enfermedades como el raquitismo hipofosfatémico y la enfermedad renal crónica.

Neuroprotección

Determinados miembros de la familia FGF, especialmente el FGF-2 y el FGF-20, ejercen efectos neuroprotectores, promoviendo la supervivencia neuronal, el crecimiento axonal y la formación de sinapsis. Se han investigado sus posibles aplicaciones en enfermedades neurodegenerativas como el párkinson, el alzhéimer, la esclerosis múltiple y las lesiones cerebrales traumáticas.

FGF y cáncer

La desregulación de la señalización FGF/FGFR está implicada en el desarrollo y la progresión de numerosos tipos de cáncer. Los mecanismos a través de los cuales la vía FGF puede contribuir a la transformación maligna incluyen:

  • Sobreexpresión de FGF o sus receptores: los niveles elevados de FGF-2 se han asociado con estadios tumorales avanzados en cánceres de vejiga, gliomas, tumores de cabeza y cuello, hígado y próstata.
  • Mutaciones activadoras en FGFR: diversas mutaciones en los genes de los receptores FGFR se han identificado en tumores como el cáncer de vejiga y el mieloma múltiple.
  • Promoción de la angiogénesis tumoral: la sobreexpresión de FGF promueve la formación de vasos sanguíneos que nutren el tumor.
  • Resistencia a la quimioterapia: la señalización FGF puede mediar la resistencia de las células tumorales a determinados tratamientos.

Estos hallazgos han impulsado el desarrollo de inhibidores específicos de la señalización FGF/FGFR como estrategia terapéutica en oncología. Entre ellos se encuentran los inhibidores de tirosina quinasa, los anticuerpos anti-FGFR y las trampas de FGF. El nintedanib, un inhibidor multicinasa que actúa sobre FGFR1-3 entre otros receptores, ha sido aprobado para el tratamiento de la fibrosis pulmonar idiopática. El especialista en oncología valorará la indicación de estos tratamientos según el perfil molecular de cada tumor.

Aplicaciones terapéuticas actuales y en investigación

Las aplicaciones clínicas de los FGF se clasifican en dos grandes categorías: terapias pro-FGF (que buscan potenciar su acción beneficiosa) y terapias anti-FGF (que bloquean su señalización en contextos patológicos como el cáncer).

  • FGF-7 recombinante (palifermina): aprobado para la prevención de la mucositis oral grave en pacientes con neoplasias hematológicas sometidos a acondicionamiento intensivo previo al trasplante de progenitores hematopoyéticos.
  • FGF-2 y FGF-1 recombinantes: se han investigado en ensayos clínicos para el tratamiento de la enfermedad cardiovascular isquémica, tanto mediante la administración de la proteína como a través de terapia génica con plásmidos que codifican FGF-1.
  • FGF-18 recombinante: en fases iniciales de desarrollo para el tratamiento de la artrosis.
  • Anticuerpos anti-FGF-23: han demostrado eficacia en modelos experimentales de enfermedades hipofosfatémicas hereditarias.

Los resultados de estas terapias varían según la indicación y la estrategia de administración, y es el especialista correspondiente quien valorará su aplicación en cada caso concreto.

FGF-1 y FGF-2: los miembros fundadores de la familia

El FGF-1 (factor de crecimiento de fibroblastos ácido) y el FGF-2 (factor de crecimiento de fibroblastos básico, también llamado bFGF) fueron los primeros miembros identificados de la familia, y su denominación inicial se basó en sus diferencias en el punto isoeléctrico. Ambos son los FGF más ampliamente estudiados y los que han generado mayor interés terapéutico.

El FGF-2 es el miembro prototípico de la familia y actúa como un regulador clave del crecimiento y la diferenciación celular en condiciones tanto fisiológicas como patológicas. Se expresa en numerosos tejidos y participa activamente en la cicatrización de heridas, la angiogénesis, el desarrollo del sistema nervioso y la reparación ósea. En el contexto de la curación de heridas cutáneas, el FGF-2 facilita la migración y proliferación de queratinocitos en el borde de la lesión, intensifica la actividad mitótica epitelial y media la formación de tejido conectivo en la capa intermedia de la piel.

El FGF-1, por su parte, ha mostrado propiedades citoprotectoras y vasodilatadoras. Se ha investigado en ensayos clínicos para la enfermedad vascular periférica isquémica, donde los plásmidos que codifican FGF-1 han mostrado resultados prometedores. Estudios experimentales han revelado que el FGF-1 puede tener efectos preventivos y terapéuticos sobre la fibrosis pulmonar inducida por TGF-beta, promoviendo la proliferación de las células epiteliales alveolares e inhibiendo la diferenciación de miofibroblastos.

FGF en el sistema nervioso

Los FGF desempeñan funciones relevantes en el desarrollo y el mantenimiento del sistema nervioso. Durante la embriogénesis, participan en la formación de patrones del cerebro y en el desarrollo del oído interno. El FGF-2 se expresa desde fases tempranas del desarrollo del oído interno, donde contribuye a la formación del otocisto y al desarrollo de las células ciliadas auditivas.

En el cerebro adulto, el FGF-2 ha demostrado efectos neuroprotectores en modelos experimentales de diversas enfermedades neurológicas. Se ha implicado en procesos de aprendizaje y memoria, y se ha estudiado su relación con trastornos neuropsiquiátricos como la ansiedad, la depresión y los trastornos relacionados con el estrés. El aumento de los niveles de FGF-2 ha mostrado efectos positivos en modelos de párkinson, alzhéimer, esclerosis múltiple y traumatismo craneoencefálico en estudios experimentales.

En el ámbito otorrinolaringológico, el FGF-2 se ha investigado para promover la reparación de perforaciones de la membrana timpánica, donde facilita la migración y proliferación de queratinocitos y la formación de un puente epitelial sobre la zona lesionada. Estos estudios clínicos han abierto posibilidades terapéuticas en la restauración de la audición.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llaman factores de crecimiento de fibroblastos si actúan sobre muchos tipos de células?

El nombre tiene un origen histórico. Cuando estas proteínas fueron descubiertas, se identificaron por su capacidad para estimular el crecimiento de fibroblastos en cultivos de laboratorio. Sin embargo, investigaciones posteriores demostraron que su espectro de acción es mucho más amplio, incluyendo células endoteliales, células epiteliales, neuronas, condrocitos y células madre, entre otros tipos celulares. Aunque el nombre original se ha mantenido por convención, no refleja la verdadera amplitud de sus funciones biológicas.

¿Qué enfermedades se asocian con mutaciones en los receptores de FGF?

Las mutaciones en los genes de los receptores FGFR se asocian con diversas enfermedades del desarrollo esquelético, como la acondroplasia (la forma más frecuente de enanismo), la hipocondroplasia, el síndrome de Crouzon y otras craneosinostosis. También se han identificado mutaciones de FGFR en diversos tipos de cáncer, incluyendo el cáncer de vejiga, el cáncer endometrial y el mieloma múltiple. El diagnóstico de estas enfermedades requiere una evaluación especializada que incluya estudios genéticos cuando esté indicado.

¿El FGF tiene aplicaciones en la medicina estética?

Dada su capacidad para estimular la proliferación celular, la producción de colágeno y la regeneración tisular, los FGF se han incorporado a formulaciones cosméticas y de medicina estética. Sin embargo, la evidencia científica sobre su eficacia en estas aplicaciones es variable, y los resultados dependen del tipo de FGF utilizado, la formulación, la concentración y la indicación. El profesional sanitario podrá orientar sobre las opciones con mayor respaldo científico.

¿Cuál es la relación entre el FGF-23 y la enfermedad renal?

El FGF-23 es una hormona producida por los osteocitos que regula los niveles de fosfato y vitamina D activa a nivel renal. En la enfermedad renal crónica, los niveles de FGF-23 aumentan progresivamente como mecanismo compensatorio para mantener la excreción de fosfato, lo que constituye una alteración precoz y un posible marcador de progresión de la enfermedad. Los niveles elevados de FGF-23 también se han asociado con mayor riesgo cardiovascular en pacientes con enfermedad renal. El nefrólogo es el especialista encargado de evaluar e interpretar estos parámetros en el contexto clínico de cada paciente.

¿Cuál es la relación entre el FGF-23 y la enfermedad renal?

El FGF-23 es una hormona producida por los osteocitos que regula los niveles de fosfato y vitamina D activa a nivel renal. En la enfermedad renal crónica, los niveles de FGF-23 aumentan progresivamente como mecanismo compensatorio para mantener la excreción de fosfato, lo que constituye una alteración precoz y un posible marcador de progresión de la enfermedad. Los niveles elevados de FGF-23 también se han asociado con mayor riesgo cardiovascular en pacientes con enfermedad renal. El nefrólogo es el especialista encargado de evaluar e interpretar estos parámetros en el contexto clínico de cada paciente.

¿Pueden los FGF ayudar a regenerar tejidos dañados?

Los FGF tienen un potencial regenerativo significativo que se está explotando en diversas áreas de la medicina. El FGF-7 recombinante ya se utiliza clínicamente para prevenir la mucositis oral grave en pacientes oncológicos. El FGF-2 se ha investigado para la curación de heridas cutáneas difíciles y la reparación de la membrana timpánica. El FGF-18 se encuentra en desarrollo para el tratamiento de la artrosis. Sin embargo, la aplicación clínica de los FGF recombinantes administrados directamente presenta desafíos importantes, ya que estas proteínas son fácilmente degradables en el organismo, lo que obliga a desarrollar sistemas de administración basados en biomateriales que protejan la molécula y permitan su liberación controlada y sostenida en la zona diana. El profesional sanitario valorará las opciones terapéuticas más adecuadas en cada caso.

Referencias para pacientes:

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