Factores de crecimiento celular

Qué son los factores de crecimiento celular

La expresión "factor de crecimiento" se consolidó en la literatura biomédica a mediados del siglo XX para designar cualquier molécula capaz de estimular la división celular en un cultivo de laboratorio. Con el tiempo, el significado se fue ampliando: muchos de estos factores también frenan la proliferación, dirigen la diferenciación hacia un linaje celular concreto o impiden la muerte celular programada. La denominación "factores de crecimiento celular" subraya que su diana final es la célula y sus programas de comportamiento.

Funcionan como mensajeros intercelulares. Una célula los secreta al medio extracelular (o los presenta anclados en su membrana), y la célula receptora los detecta a través de receptores transmembrana, la mayoría con actividad tirosina quinasa o serina/treonina quinasa. La unión desencadena cascadas de señalización intracelular que acaban modificando la expresión de genes relacionados con el ciclo celular, la síntesis de proteínas estructurales o la migración.

Principales familias

El catálogo de factores de crecimiento humanos es extenso. Varias familias tienen entradas propias en este diccionario, donde se detallan su estructura y sus funciones concretas. A continuación se mencionan las más estudiadas con el papel biológico que las singulariza.

El factor de crecimiento epitelial (EGF) fue uno de los primeros en describirse; Stanley Cohen recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1986 por su descubrimiento. Actúa sobre células epiteliales a través de receptores de la familia ErbB, muy relevantes en oncología por su implicación en la progresión tumoral. Los factores de crecimiento de fibroblastos (FGF) forman una familia de más de 20 miembros con funciones que van desde el desarrollo embrionario hasta la reparación tisular y la angiogénesis. Su nombre refleja el contexto experimental del descubrimiento (estimulación de fibroblastos in vitro), pero su espectro de acción es mucho más amplio.

Los factores de crecimiento análogos a la insulina (IGF-1 e IGF-2) median buena parte de los efectos de la hormona del crecimiento sobre los tejidos periféricos. A diferencia de la mayoría de los factores de crecimiento, que actúan localmente, los IGF tienen una vertiente endocrina clara: circulan por la sangre unidos a proteínas transportadoras. El factor derivado de plaquetas (PDGF) se libera desde los gránulos alfa plaquetarios durante la coagulación y atrae fibroblastos y células musculares lisas al foco de la lesión. El factor transformador del crecimiento (TGF) agrupa una superfamilia que incluye también las activinas, las inhibinas y la hormona antimülleriana; el TGF-beta, el miembro más conocido, puede tanto inhibir la proliferación como estimular la fibrosis según el contexto celular.

Otros factores relevantes son el factor de crecimiento nervioso (NGF), descubierto por Rita Levi-Montalcini (Nobel 1986), y los factores de crecimiento hemopoyéticos, que regulan la producción de las distintas estirpes sanguíneas en la médula ósea.

Mecanismos de acción y señalización

Casi todos los factores de crecimiento actúan a través de receptores con actividad enzimática intrínseca. Al unirse el ligando, el receptor se dimeriza y se autofosforila, lo que activa vías de señalización como las de Ras-MAPK (proliferación), PI3K-Akt (supervivencia) o JAK-STAT (diferenciación hematopoyética). La especificidad del efecto depende del receptor concreto, del tipo celular que lo expresa y del contexto de señales simultáneas que reciba la célula.

Una célula no responde a un solo factor aislado, sino a la combinación de todos los que detecta en un momento dado. Esa integración de señales permite decisiones celulares matizadas: dividirse, esperar, diferenciarse o morir. Las alteraciones en estos circuitos (mutaciones en receptores, producción autocrina descontrolada, pérdida de reguladores negativos) constituyen algunos de los mecanismos moleculares que subyacen al desarrollo tumoral.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo un factor de crecimiento que una hormona?

Depende del factor. La mayoría actúan de forma paracrina o autocrina, es decir, sobre células cercanas o sobre la propia célula que los produce, lo que los diferencia de las hormonas clásicas. Pero los IGF circulan por la sangre y ejercen efectos a distancia, comportándose funcionalmente como hormonas. La frontera entre ambas categorías no es nítida.

¿Qué relación tienen con el cáncer?

Directa, en muchos casos. Mutaciones que activan de forma permanente los receptores de factores de crecimiento, o que hacen que la célula produzca su propio factor en un circuito autocrino sin control, figuran entre los mecanismos oncogénicos más frecuentes. Varios fármacos antitumorales actúan precisamente bloqueando estos receptores o sus vías de señalización.

¿Todos los factores de crecimiento estimulan la proliferación?

No. El TGF-beta, por ejemplo, inhibe la proliferación en la mayoría de los tipos celulares epiteliales y actúa como supresor tumoral en fases tempranas. Su nombre, heredado del primer experimento en que se describió, resulta paradójico a la luz de lo que hoy se sabe sobre su función.

Referencias

1. Cross MJ, Claesson-Welsh L. FGF and VEGF function in angiogenesis: signalling pathways, biological responses and therapeutic inhibition. Trends Pharmacol Sci. 2001;22(4):201-207. Disponible en: PubMed
2. Witsch E, Sela M, Yarden Y. Roles for growth factors in cancer progression. Physiology. 2010;25(2):85-101. Disponible en: PubMed
3. Blume-Jensen P, Hunter T. Oncogenic kinase signalling. Nature. 2001;411(6835):355-365. Disponible en: PubMed
4. Levi-Montalcini R. The nerve growth factor 35 years later. Science. 1987;237(4819):1154-1162. Disponible en: PubMed