Inhibidores de las kinasas dependientes de ciclinas (CDKI).

Las proteínas inhibidoras de CDK-ciclinas modulan la actividad del ciclo celular. Las CDKI están divididos en 2 grupos (revisado en Sherr, 2000):

1. INK4 que inhiben los complejos CDK-ciclinas en las que están involucradas las CDK4, CDK6 y la ciclina D1 expresadas en la mitad de la fase G1; dentro de este grupo se incluyen la p15INK4b, p16INK4a, p18INK4c y p19INK4d. Su principal función en el ciclo celular es prevenir la formación del complejo CDK4-6 con las ciclinas tipo D.

2. WAF1/KIP/CIP1 que incluye a las proteínas p21WAF1/CIP1/SDI1, p27KIP1 y p57KIP2. La p21 es considerada el “inhibidor universal” ya que interactúa con varios complejos de CDK/ciclina a través del ciclo celular.

Los niveles de expresión de los CDKI están influenciados por la inducción del producto de genes supresores de tumor (p53) o por la degradación de proteínas (Alberts et al, 2004). La expresión de estos CDKI tiene en algunos tumores un significado pronóstico.

3.2.3.1 p16INK4a.

La p16INK4a es una fosfoproteína, producto del gen supresor de tumor CDKN2 que, al igual que otras proteínas, se encarga deregular la progresión del ciclo celular al actuar como un inhibidor de kinasas dependientes de ciclinas. Estas últimas tienen como función principal regular la actividad supresora de la pRb sobre el factor de transcripción E2F que estimula la expresión de genes requeridos en la fase S del ciclo celular (Serrano et al, 1993; Serrano, 1997).

Existe, entonces, una relación inversa entre la expresión de p16 y la presencia de pRb normal. La p16 se detecta cuando la pRb está mutada, delecionada o inactivada y, se reduce o está ausente en células que

contienen pRb con actividad normal. Además, la acumulación intracelular significativamente elevada de la p16 ocurre como respuesta a los también niveles elevados de E2F libre, en ausencia de una pRb funcional (Kleif et al, 1996).

3.2.3.2 p21WAF1/CIP1/SDI1.

La p21WAF1 fue el primer CDKI identificado y es de naturaleza multifuncional. Tiene la propiedad de interactuar principalmente con la CDK2, aunque podría unirse también a otras CDK dependientes de ciclinas (Xiong et al, 1993).

La p21 es la principal diana transcripcional de la proteína supresora de tumor p53 en presencia de un daño en el ADN celular. En esta situación, es considerada un determinante crítico del detenimiento de la fase G1 que se produce en respuesta a dicho daño, con la finalidad de que este sea reparado. La paralización de la fase G1 inducida por p21 ocurre mediante dos vías: por inhibición de los complejos CDK/ciclina y por la inhibición de la síntesis de ADN al unirse al factor PCNA (el-Deiry et al, 1994).

La proteína p21 interactúa directamente con PCNA (antígeno nuclear de proliferación celular). Este factor prolonga la acción de la ADN polimerasa y es un componente de la maquinaria de reparación de ADN. Así, este CDKI logra bloquear la función que cumple PCNA en la replicación de ADN celular (Li et al, 1994).

Además, p21 es capaz de inhibir al factor de transcripción E2F independientemente de la pRb y, por tanto, la pérdida de la p21 representa también la pérdida de la inhibición de la proliferación celular (Jones et al, 1997).

Finalmente, la p21 tiene la capacidad de responder a otras señales independientes de las emitidas por la p53. Michieli et al, 1994, demostraron que la vía de la p21 puede inducirse en respuesta a mitógenos como los factores de crecimiento fibroblástico o epidérmico en células con p53

en la diferenciación terminal y en el estado de reposo celular (Pines, 1994; Coffman y Studzinski, 1999; Aliouat-Denis et al, 2005).

3.2.3.3 p27KIP1.

La proteína p27KIP1 actúa inhibiendo a los complejos de proteínas kinasas dependientes de ciclina CDK2/4, considerada por ello una proteína supresora de tumor debido a su carácter de regulador negativo de la fase G1. La actividad de p27 se ve seriamente afectada en las células tumorales lo cual representa un mal pronóstico para el paciente con cáncer (Toyoshima y Hunten, 1994).

La p27 es una proteína multifuncional que interviene en una serie de eventos celulares de regulación entre los que se podrían mencionar (revisado en Sgambato et al, 2000):

• Es un regulador negativo del ciclo celular, al unirse al complejo CKD2/ciclina E.

• Regula la diferenciación celular ya que induce el estado de quinescencia celular o de reposo, por bloqueo y cese de la división mitótica.

• Tiene un efecto pro-apoptótico, que surge como un mecanismo homeostático en respuesta a la proliferación celular excesiva y descontrolada.

La regulación de la p27 ocurre mediante varios mecanismos (revisado en Slingerland y Pagano, 2000):

• Disminuye su expresión cuando la célula recibe señales mitogénicas. La tendencia en esta situación es la degradación rápida de la p27 por la vía de la ubicuitina-proteosoma.

• Cuando hay señales mitogénicas, se incrementa la actividad kinasa del complejo CDK2/ciclina E, el cual es capaz de fosforilar la p27 y que su degradación sea más intensa.

• Es posible que la actividad supresora de p27 se vea bloqueada por la interacción directa con oncoproteínas virales como la E7 de los papilomavirus oncogénicos.

• La sobrexpresión de protoncogenes como ras inducen la degradación de la p27 por la vía ubicuitina-proteosoma y la sobrexpresión de c- myc impide la formación del complejo p27-CDK2/ciclina E.

• Cuando la célula ha completado su diferenciación, la p27 se incrementa con la finalidad de detener la división celular al recibir señales intercelulares o también puede sobrexpresarse como mecanismo homeostático en aquellas neoplasias con proliferación celular descontrolada.

• Esta proteína es sintetizada en respuesta a la inhibición de contacto o por el factor de crecimiento tumoral (TGF-β) según Polyak et al, 1994.

La p27KIP1 es un inhibidor del ciclo celular que se incrementa fundamentalmente en respuesta a estímulos antimitogénicos. Esta proteína actúa en las fases G0 e inicio de G1 del ciclo celular para inhibir a las CDKs de esta fase, siendo su principal objetivo el complejo CDK2-ciclina E para suprimir la proliferación celular (Slingerland y Pagano, 2000).

En general, los niveles y actividad de la p27 son constantes durante todo el ciclo celular. La pérdida excesiva de p27 se eleva en tumores humanos agresivos y podría conferirles una ventaja de crecimiento.

Finalmente, la carencia de la fidelidad del progreso controlado del control del ciclo celular crea definitivamente una situación de inestabilidad genética, lo cual parece ser un factor contribuyente al desarrollo de las células malignas. Por tanto, el cáncer es considerado una enfermedad que se caracteriza por una regulación anormal del crecimiento y proliferación celular (Galloway y McDougall, 1996; Hanahan y Weiber, 2000).