[Glial stem cells and their relationship with tumour angiogenesis process].

Abstract

A subpopulation of neoplastic cells with characteristics of stem cells has been described on human multiform glioblastomas. These cells play a pivotal role in tumour angiogenesis and malignancy being involved in infiltration of adjacent normal parenchyma. The named glial stem cells could be responsible for recurrences after surgery. This is due to their survival capacity after quimio/radiotherapy treatments.
In this work we review the role of glial stem cells in relationship with angiogenesis process. We also review some findings related to the appearance of these cells during angiogenesis in a rat endogenous experimental model of gliomas. These cells were characterized by antibodies against the antigens CD133, nestin and the vascular endothelial growth factor (VEGF). Nestin+ cells were found in every stage of tumour development, whereas CD133+ cells were only present since intermediates stages corresponding with VEGF overexpression. This moment is known as start of angiogenesis or 'angiogenic switch'. We also found that some nestin+ cells co-expressed CD133 antigen. Glial stem cells are distributed in the experimental glioma model as well as in human multiform glioblastomas, shaping niches into perivascular or intra-tumoral hypoxic areas.
Many evidences corroborate the hypothesis that glial stem cells have a close relationship with angiogenic switch, intratumor hypoxia and neoplastic microvascular network.

Full text

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743www.neurologia.com Rev Neurol 2011; 52 (12): 743-750
rEVISIÓN
Introducción
Las células madre se definen como células capaces
de autorregeneración y de diferenciación multili-
neal [1]. Debido a su capacidad de división, se han
propuesto como una herramienta importante en el
campo de la terapia regenerativa. Hoy en día, las
células madre están siendo utilizadas como medio
de regeneración tisular en diferentes patologías,
como el infarto de miocardio, las enfermedades neu-
rodegenerativas, etc. [2]. Sin embargo, en el campo
de la oncología, y en especial en los gliomas cere-
brales, su presencia se ha relacionado con un mal
pronóstico.
Según investigaciones recientes, a las células ma-
dre tumorales se les ha atribuido capacidad tumori-
génica, es decir, algunas de las características de
malignización del tumor; capacidad de infiltración
del tejido normal, capacidad de inducir angiogéne-
sis y la radio/quimiorresistencia [3,4]. Se piensa que
unas células madre neoplásicas observadas en los
gliomas y posteriormente denominadas ‘células ma-
dre gliales’ (CMG) son las responsables del proceso
de infiltración y consecuente recidiva de los glio-
blastomas multiformes.
Durante el proceso de malignización e invasión
de un glioma, las células neoplásicas incrementan
sus requerimientos metabólicos. Estos nuevos re-
querimientos metabólicos son suplidos por las adap-
taciones de la red microvascular tumoral. Aun así,
existe un momento en el cual las células tumorales
en proliferación exceden la capacidad de aporte
metabólico de la red microvascular del tumor y se
induce la generación de nuevos vasos a partir de los
preexistentes, fenómeno que se conoce como an-
giogénesis [5]. El proceso de angiogénesis es esen-
cial para la supervivencia y crecimiento del tumor,
y para la adquisición de la capacidad invasiva. Se
cree que las células madre gliales son las inductoras
del proceso de angiogénesis vía factor inducido por
la hipoxia (HIF-1)/factor de crecimiento del endo-
telio vascular (VEGF) [6]. Además, la proliferación
e invasión del parénquima normal adyacente al
glioma se ha atribuido a estas células madre. Estas
Células madre gliales y su relación en el proceso
de angiogénesis tumoral
Susana Bulnes, Álvaro García-Blanco, Harkaitz Bengoetxea, Naiara Ortuzar,
Enrike G. Argandoña, José V. Lafuente
Introducción. Una subpoblación de células neoplásicas con características de células madre ha sido descrita en glioblasto-
mas multiformes humanos. Estas células desempeñan un papel fundamental en el proceso de angiogénesis y maligniza-
ción tumoral, estando involucradas en la infiltración del parénquima normal adyacente. Las denominadas células madre
gliales podrían ser las responsables de la recidiva tras la exéresis. Esto se debe a su capacidad de supervivencia después de
tratamientos de quimio/radioterapia.
Desarrollo. En este trabajo revisamos el papel de las células madre gliales en relación con el proceso de angiogénesis.
También revisamos algunos hallazgos que relacionan la aparición de estas células durante la angiogénesis en un modelo
experimental de glioma endógeno de rata. Las células fueron caracterizadas utilizando anticuerpos frente a los antígenos
CD133, nestina y el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF). Las células nestina+ se encontraron en todos los
estadios de desarrollo del tumor, mientras que las CD133+ sólo estaban presentes a partir de estadios intermedios corres-
pondientes a la sobreexpresión del VEGF. Este momento se conoce como ‘activación de la angiogénesis’ (angiogenic
switch). También observamos que algunas de las células nestina+ coexpresaban el antígeno CD133. Las células madre
gliales, en nuestro modelo experimental de glioma, al igual que en glioblastomas multiformes humanos, se distribuyen
formando nichos en áreas perivasculares e hipóxicas intratumorales.
Conclusión. Numerosas evidencias corroboran la hipótesis de que las células madre gliales guardan una estrecha relación
con el inicio de la angiogénesis, el fenómeno de hipoxia intratumoral y el entramado microvascular neoplásico.
Palabras clave. Angiogénesis. CD133. Células madre gliales. Células madre precursoras. Etilnitrosourea. Glioma.
Laboratorio de Neurociencias
Clínicas y Experimentales, LaNCE;
Departamento de Neurociencias;
Universidad del País Vasco; Leioa,
Vizcaya, España (S. Bulnes, A. García-
Blanco, H. Bengoetxea, N. Ortuzar,
J.V. Lafuente). Unidad de Anatomía;
Departamento de Medicina;
Universidad de Friburgo; Friburgo,
Suiza (E.G. Argandoña)
Correspondencia:
Dra. Susana Bulnes. Laboratorio
de Neurociencias Clínicas
y Experimentales (LaNCE).
Departamento de Neurociencias.
Universidad del País Vasco. Apdo.
Correos 699. E-48080 Bilbao
(Vizcaya).
E-mail:
susana.bulnes@ehu.es
Financiación:
Este trabajo ha contado con la
colaboración de la Fundación
Gangoiti Barrera, G.I.C. 491/10,
y Programa SAIOTEK del Gobierno
Vasco. A.G.B. es becario de la
Universidad del País Vasco, y N.O.,
becaria del Ministerio de Educación.
Agradecimientos:
El análisis de imágenes de
microscopia confocal se ha
realizado en el Servicio de
Microscopia Analítica y de Alta
Resolución en Biomedicina del
servicio SGIker de la Universidad
del País Vasco, y las imágenes
de resonancia magnética,
en el Centro de Asistencia a la
Investigación de la Universidad
Complutense de Madrid.
Aceptado tras revisión externa:
04.01.11.
Cómo citar este artículo:
Bulnes S, García-Blanco A,
Bengoetxea H, Ortuzar N,
Argandoña EG, Lafuente JV.
Células madre gliales y su relación
en el proceso de angiogénesis
tumoral. Rev Neurol 2011;
52: 743-50.
© 2011 revista de Neurología

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S. Bulnes, et al
células utilizan la matriz extracelular de la pared de
los vasos como vehículo de migración para infiltrar
el parénquima cerebral normal [7].
Las primeras CMG se identificaron en estadios
avanzados del glioma, correspondiendo a glioblas-
tomas multiformes [8]. Aun así, se desconoce tanto
el momento exacto de aparición como el papel que
desempeñan en los estadios tempranos del desarro-
llo del tumor.
Es importante identificar y definir el momento
de aparición de las CMG en los estadios tempranos
del glioma para sentar la base de una futura terapia
antitumoral encaminada a eliminar las CMG y así
erradicar el crecimiento y malignización tumoral.
En esta revisión pretendemos analizar el papel
de las células madre tumorales en el desarrollo y
malignización de los gliomas e identificar su relación
con el proceso de angiogénesis tumoral. Asimismo,
pretendemos identificar el momento de aparición
de estas células madre tumorales en los estadios
tempranos de gliomas endógenos de ratas induci-
dos con etilnitrosourea (ENU).
Células madre
Las primeras evidencias de células madre en el ce-
rebro adulto se dieron a mediados de la década de
los sesenta. Altman y Das [9] observaron células
madre en el hipocampo y el bulbo olfatorio de ra-
tas, lo que supuso los primeros indicios de la apari-
ción de unas células neurales en división, que pos-
teriormente denominaron células madre neurales.
En la actualidad están descritas tres áreas en el
cerebro adulto de mamíferos que contienen células
madre neurales; el giro dentado del hipocampo, la
zona subventricular [10-13] y las fibras que conec-
tan el ventrículo lateral con el bulbo olfatorio de
roedores [14,15].
Las células madre neurales se caracterizan por
ser células indiferenciadas, pluripotenciales, poseer
capacidad de diferenciación hacia neuronas, astro-
citos y oligodendrocitos [16], tener capacidad de di-
visión por períodos indefinidos, de autorregeneración
[17], y por la habilidad de crecer en forma de agre-
gados celulares llamados neuroesferas [18]. Se ha
observado que, tras ser trasplantadas en el cerebro de
ratones ‘nude’, pueden infiltrar y migrar hacia otras
zonas cerebrales y diferenciarse a neuroblastos [19].
El concepto de células madre tumorales, poste-
riormente denominadas células tumorales tronca-
les o células iniciadoras del tumor, fue originaria-
mente propuesto a principios de 1990 cuando se
sugirió que unas pocas células aisladas de la sangre
de pacientes con leucemia proliferaban y se diferen-
ciaban in vivo [20]. Posteriormente, se identificaron
células madre tumorales en cáncer de mama [21],
de páncreas [22], etc.
En 2007, Fan et al describieron a las células tumo-
rales como la subpoblación celular capaz de regene-
rar el tumor dentro de un ambiente permisivo [23].
Investigaciones recientes han demostrado una
relación estrecha entre células madre y células ma-
dre tumorales. Ambos tipos celulares comparten
las características anteriormente mencionadas, así
como varios mecanismos comunes de señalización
celular: el oncogén bcl-2, Sonic hedgehog (Shh), la
cascada de señalización Wnt [24], y la expresión de
marcadores como el CD133, el filamento interme-
dio nestina [25] y el factor de transcripción Sox2
[26]. No obstante, se apreciaron diferencias en tér-
minos de frecuencia de proliferación, expresión de
marcadores de diferenciación, alteraciones cromo-
sómicas y capacidad tumorigénica.
Según la teoría de Holland et al, las células ma-
dre tumorales podrían proceder de células madre
neurales con alteraciones genéticas [27]. Se ha des-
crito que la activación de vías metabólicas como la
del Notch [28], Akt [29] o el gen supresor de tumo-
res p53 interviene en la generación de células ma-
dre tumorales a partir de células madre.
En 1992, Dahlstrand et al [25] identificaron célu-
las madre en tumores cerebrales de estirpe glial. Es-
tas CMG, tras aislarse de glioblastomas humanos y
trasplantarse en cerebros de ratones inmunodepri-
midos, generaban tumores de estirpe glial [30]. Las
CMG son una subpoblación dentro de la masa de
células neoplásicas, que poseen unas características
adquiridas por la adaptación al microambiente tu-
moral y que poseen una capacidad de tumorigéne-
sis muy superior a la de las células neoplásicas res-
tantes [4].
Nuevas dianas terapéuticas
Antes del descubrimiento de las CMG, el desarrollo
de un tumor se explicaba por la teoría aleatoria o
estocástica. Esta teoría postula que todas las células
neoplásicas proceden de la clonación de una misma
célula indiferenciada del tumor con alteraciones ge-
néticas idénticas [4]. Tras la aparición de las CMG,
se ha sugerido una nueva teoría denominada ‘jerar-
quización tumoral’. Esta nueva teoría se basa en que
sólo algunas células tumorales, tras sufrir unas adap-
taciones al ambiente de la neoplasia, son las que
inician el proceso tumorigénico y, posteriormente,
dirigen el crecimiento tumoral [31].

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Células madre gliales y su relación en el proceso de angiogénesis tumoral
Basándose en este descubrimiento, las CMG se
están considerando en la actualidad como una po-
sible diana terapéutica. Sin embargo, tras exponer-
las a radio- y quimioterapia, los resultados que se
obtuvieron fueron negativos [3]. Según recientes
investigaciones, las CMG son resistentes a la radia-
ción ionizante gracias a un mecanismo más eficien-
te de reparación del ADN y una fosforilación de las
proteincinasas Chk1 y Chk2 [32]. La resistencia a
fármacos quimioterápicos se atribuye a transporta-
dores que bombean los quimioterápicos fuera de las
células [33].
Estudios recientes se centran en la identificación
de las CMG. Aunque hasta hoy no existe ningún
marcador específico para este tipo celular, la expre-
sión del marcador CD133 se ha asociado a la identi-
ficación de CMG de glioblastomas multiformes hu-
manos [8]. Además del CD133, también conocido
como prominin-1, presente en CMG, existen otros
marcadores no específicos de estas células, como la
nestina, una proteína que se halla en las células ma-
dre neurales presentes en la zona subventricular, el
GFAP, Map-2, Neural tubulin, Neurofilament, O4,
Neurosphere, Noggin, etc. [34,35].
El CD133 también se ha encontrado expresado
en células de cáncer de próstata, de colon, etc. [36,
37]. Aun así, varios investigadores afirman que el
CD133 es el marcador más fiable para la identifica-
ción de las células madre tumorales y, sobre todo,
gliales [38]. La expresión de CD133 se ha asociado
con el mal pronóstico de los gliomas [29].
Desarrollo del glioma cerebral
Los glioblastomas multiformes son tumores de es-
tirpe glial de grado IV muy proliferativos y con una
gran capacidad invasiva, llegando a ocupar todo un
lóbulo cerebral [39,40]. Según su génesis, se diferen-
cian en primarios y secundarios. El glioblastoma pri-
mario es el más frecuente. Se trata de un tumor de
nueva generación después de una corta historia clí-
nica (tres meses), sin la evidencia de una lesión me-
nos maligna precursora. Por otro lado, el glioblasto-
ma secundario se desarrolla a partir del astrocitoma
difuso, del astrocitoma anaplásico o del oligoden-
droglioma como una progresión maligna. Su tiempo
medio de desarrollo es de cuatro a cinco años.
Se han propuesto al menos dos mecanismos prin-
cipales de aparición de los glioblastomas multifor-
mes; uno de diferenciación de progenitores especí-
ficos del linaje o astrocitos maduros [41], y otro de
la transformación de la población de células madre
neurales endógenas. Se piensa que ambos tipos de
glioblastomas multiformes podrían estar generados
a partir de las células madre tumorales [42].
En la progresión de los gliomas, la red microvas-
cular se adecua a los nuevos requerimientos meta-
bólicos y condiciones tisulares [43]. La microvascu-
larización experimenta cambios que repercuten
tanto a la estructura como a la funcionalidad del
endotelio vascular. Existe un momento a lo largo
del crecimiento tumoral en el cual la angioarquitec-
tura se hace aberrante, presentando una distribu-
ción anárquica de vasos tortuosos, sinusoidales y de
luz irregular.
A consecuencia de las alteraciones vasculares, el
flujo sanguíneo se hace irregular, dificultando el in-
tercambio de oxígeno y nutrientes entre las células
neoplásicas y la red capilar. En el momento en el que
hay un desequilibrio entre la oferta y la demanda de
oxígeno, se da lugar al fenómeno de hipoxia intra-
tumoral. Se cree que la hipoxia tiene un papel fun-
damental en la inducción del fenotipo de células
neoplásicas hacia el estado indiferenciado de CMG.
Según recientes investigaciones, la hipoxia seleccio-
na clones de células tumorales que se han adaptado
al microambiente del tumor y han adquirido el feno-
tipo de célula madre tumoral, con sus capacidades
de proliferación, infiltración etc. Heddleston et al
[44] observaron cómo en cultivos de células neoplá-
sicas de gliomas humanos expuestas a hipoxia, éstas
revertían a un estado de células madres tumorales.
Griguer et al [45] relacionaron la aparición de
células CD133+ con el estrés de oxígeno que se
daba en los gliomas. En cultivos de células tumora-
les de gliomas humanos, observaron cómo las célu-
las expresaban CD133 cuando eran sometidas a
condiciones de hipoxia. Por otro lado, observaron
una disminución de la expresión de CD133 cuando
se revertía a condiciones de normoxia. Además, es-
tudios recientes en glioblastomas multiformes hu-
manos han descrito la relación entre el gradiente
intratumoral de oxígeno y la aparición del fenotipo
de célula madre tumoral [46]. Según estas observa-
ciones, la concentración de oxígeno se considera un
factor clave en la aparición de este tipo celular [47].
Según lo anterior, sólo una agrupación de células
neoplásicas resisten a las condiciones de hipoxia e
isquemia intratumoral. A este grupo de células se
les ha denominado células madre precursoras, ya
que, tras adaptarse al nuevo microambiente, son las
que se transforman a CMG. Finalmente, estas CMG
darán lugar a diferentes poblaciones de células
neoplásicas dentro del glioma, con diferentes capa-
cidades. También serán las inductoras de la angio-
génesis tumoral y utilizarán la matriz extracelular
en su migración.

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S. Bulnes, et al
Factor de crecimiento del
endotelio vascular (VEGF-A)
Otro papel fundamental de la hipoxia durante el
desarrollo de un glioma es la activación del proceso
denominado angiogénesis [5]. La angiogénesis es
un proceso vital para la supervivencia y maligniza-
ción del tumor, y se le atribuye la generación de
nuevos vasos a partir de vasos preexistentes [48].
Para que la angiogénesis se inicie, es necesario
que se rompa el equilibrio entre factores anti y
proangiogénicos [49]. En condiciones patológicas,
como en el caso de las neoplasias, el momento en el
que se incrementan los niveles proangiogénicos se
conoce como ‘activación angiogénica’. La hipoxia in-
duce un aumento de la liberación de factores proan-
giogénicos y de permeabilidad, como el VEGF-A, la
óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS), angiopoye-
tinas, efrinas, etc.
El VEGF-A se induce mayoritariamente por la
vía del HIF-1 [50]. También interviene en el proce-
so de vasculogénesis. Es el principal regulador de la
angiogénesis fisiológica [51] y patológica [52,53], y
es un factor neuroprotector [54], ya que existen
unas concentraciones basales necesarias para la su-
pervivencia de las neuronas ejerciendo un efecto
neurotrófico. El VEGF-A, como factor de permeabi-
lidad vascular [55], actúa en asociación con la eNOS,
produciendo un desensamblaje de las proteínas que
constituyen las uniones estrechas interendoteliales.
De este modo, se producen fenestraciones en el en-
dotelio vascular del cerebro, que, normalmente, ca-
rece de ellas, alterando de este modo el sustrato mor-
fológico de la barrera hematoencefálica [56,57]. Esta
disfunción genera el edema cerebral, epifenómeno
que es la principal causa de muerte en los pacientes
con tumores cerebrales.
La sobreexpresión del VEGF tiene un papel fun-
damental en la proliferación endotelial y la genera-
ción de nuevos vasos peritumorales e intratumora-
les a partir de los preexistentes [52]. En cultivos ce-
lulares, se ha descrito que las células madre tumo-
rales sobreexpresan el factor VEGF, por lo que esta
subpoblación celular podría estar implicada en el
proceso de angiogénesis de los tumores [58].
Modelo de glioma endógeno
Durante el desarrollo de los gliomas, es importante
hacer un estudio de la aparición de las CMG, para
así poder sentar las bases de una futura terapia enca-
minada a la eliminación de estas células antes de su
proliferación y consiguiente malignización del tu-
mor. Con este objetivo, hemos utilizado un modelo
endógeno de glioma inducido en rata mediante ad-
ministración del carcinógeno ENU. Zook et al [59] y
Recht et al [60] postularon que los gliomas inducidos
con ENU procedían de células madre neurales de la
zona subventricular tras sufrir alteraciones genéti-
cas. Corroborando este dato, nosotros hemos obser-
vado que, mediante este carcinógeno, se inducen
glioblastomas multiformes primarios en ratas proce-
dentes de la malignización de oligodendrogliomas.
Figura 1. Secciones coronales de resonancia magnética potenciadas en T2 y T1 tras contraste de gadolinio que muestran los diferentes estadios de
desarrollo de un glioma inducido por etilnitrosourea en rata. a) Dos pequeñas masas de células neoplásicas correspondientes al estadio inicial del
desarrollo del tumor. Señal hiperintensa en T2 (arriba) que muestra un crecimiento asociado a la sustancia blanca subcortical periventricular.
Ambas masas expuestas no captan el contraste de gadolinio en T1; b) Nódulos tumorales dispuestos en la corteza cerebral que constituyen el esta-
dio intermedio del desarrollo. El glioma de la derecha muestra captación de contraste en T1 (abajo), mientras que el de la izquierda no; c) Estadio
avanzado del glioma constituido por glioblastomas multiformes (GBM) característicos por su heterogeneidad tisular que se muestra por la intensi-
dad de señal heterogénea tanto en T2 como en T1. En el GBM de la derecha, la captación para el gadolinio se observa en forma de anillo, caracte-
rística de los GBM de humanos.
Inicial
T2
T1
IntermedioAvanzado

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Células madre gliales y su relación en el proceso de angiogénesis tumoral
En nuestro modelo experimental, las ratas desa-
rrollan gliomas similares a los humanos a partir del
quinto mes de edad, que se malignizan hasta al-
canzar la forma de glioblastomas multiformes a los
10 meses de edad [61]. Durante el proceso de ma-
lignización, pudimos observar la aparición secuen-
cial de la aberración vascular, con una progresiva
desestructuración de la función de la barrera he-
matoencefálica [62]. Según los datos de imágenes
de resonancia magnética, histopatológicos, morfo-
logía vascular y expresión de los factores proangio-
génicos, VEGF165 y eNOS, identificamos tres esta-
dios de desarrollo del ENU-glioma: inicial, inter-
medio y avanzado. El estadio inicial está constitui-
do por masas de células neoplásicas procedentes de
la sustancia blanca subcortical (Fig. 1a), dispuestas
en el área periventricular y con una vasculariza-
ción similar a la del parénquima cerebral normal
(Fig. 2a). El estadio intermedio está representado
por nódulos tumorales de mayor tamaño, con pre-
sencia de microhemorragias, y las primeras altera-
ciones morfológicas vasculares, como dilatación,
tortuosidad y plegamiento [63]. En el estadio inter-
medio se observa alteración de la barrera hemato-
encefálica, ya que se observa la captación del con-
traste de gadolinio (Fig. 1b). También en este estadio
identificamos la ‘activación de la angiogénesis’ con
la presencia de sobreexpresión del VEGF (Fig. 2b).
El estadio avanzado se corresponde con gliomas
anaplásicos o glioblastomas multiformes similares
a los humanos, que llegan a infiltrar todo un he-
misferio cerebral y presentan una angioarquitectu-
ra aberrante y heterogeneidad tisular con rasgos
histopatológicos de malignidad, como macrohemo-
rragias y macroquistes (Fig. 1c). La red microvas-
cular del estadio avanzado consta de escasos vasos
hiperdilatados y ovillos vasculares en la zona hi-
póxica intratumoral, y numerosos vasos glomeru-
loides en el borde del tumor neoangiogénico de la
neoplasia (Fig. 2c).
Con el objetivo de relacionar la aparición de las
células madre con la adquisición de la aberración
vascular durante el desarrollo de los gliomas indu-
cidos por ENU, estudiamos la expresión de los antí-
genos CD133 y nestina (Fig. 2d-f). Así, el marcaje
para la nestina se observaba en todos los estadios
del glioma experimental, mientras que el primer in-
dicio de positividad para el CD133 se observaba en
los estadios intermedios (Fig. 2e). La aparición de
células CD133+ en este modelo se corresponde con
el momento de la activación angiogénica, tras el fe-
nómeno de hipoxia intratumoral. El hecho de que
en el estadio intermedio algunas células nestina+
coexpresen CD133 podría explicarse como la trans-
formación fenotípica de unas células madre precur-
soras (nestina+) a CMG (nestina-CD133+).
La distribución de las células nestina+ y CD133+
sigue el mismo patrón que en gliomas humanos
[64]. Se observa en dos nichos: un nicho celular en
forma de agrupaciones de células en el interior del
glioma (Fig. 2g) y un nicho perivascular alrededor
de los microvasos tumorales (Fig. 2i). Según Yang
et al [65], la existencia de un nicho de CMG peri-
vascular podría ser el mediador de las adaptacio-
Figura 2. Microfotografias confocales de inmunofluorescencia doble que muestran las relaciones de las
células madre, el proceso de angiogénesis y la red microvascular del glioma inducido por etilnitrosourea.
a-c) Relación del marcaje del factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF)165 (rojo) y la red micro-
vascular de los gliomas (observada mediante histoquímica para la LEA, verde) durante su desarrollo; a)
Estadio inicial del glioma de morfología vascular similar a la del parénquima cerebral normal con algunas
células VEGF165 positivas en el borde e interior del tumor; b) Estadio intermedio del glioma donde se apre-
cia sobreexpresión de VEGF en células mayormente distribuidas en la zona periférica del tumor; c) Estadio
avanzado correspondiente a gliomas anaplásicos de gran tamaño constituidos por una angioarquitectura
aberrante y sobreexpresión de VEGF165. d-f) Expresión de los marcadores de células madre durante la pro-
gresión del glioma. La nestina (verde) se observa en nichos intratumorales desde los estadios tempranos
(d), mientras que existe colocalización de CD133-nestina (amarillo) a partir del estadio intermedio (e,f); f)
Estadio avanzado donde se muestra la coexpresión de CD133-nestina en algunos nichos perivasculares de
vasos aberrantes del borde del tumor. Se puede apreciar cómo numerosas células CD133+ (rojo) se distri-
buyen alrededor de los ovillos vasculares; g-i) Estadio intermedio del glioma que muestra la distribución
de las células nestina+ (verde) en nichos intratumoral y perivascular, circundando algunos vasos tortuosos
y dilatados GluT-1+ (rojo) del interior del glioma (barra de escala: 100 μm).
VEGF-LEA
Nestina-CD133
Nestina-GluT-1

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S. Bulnes, et al
nes vasculares en los tumores. Según nuestros re-
sultados, hemos observado una células perivascu-
lares CD133+ en los vasos tortuosos, glomeruloides
(Fig. 2f), ovillos vasculares, y también en los vasos
hiperdilatados del interior hipóxico del tumor. La
distribución de las células CD133+ se corresponde
con la sobreexpresión del VEGF165 en el borde
neoangiogénico y el interior hipóxico [66]. Ya que
la proliferación e invasión del parénquima normal
adyacente al glioma se ha atribuido a las CMG, se
cree que estas células utilizan la matriz extracelu-
lar de la pared de los vasos como camino de migra-
ción para infiltrar el parénquima cerebral normal.
Según esto, podríamos decir que las CMG se ex-
presan en el área perivascular de los vasos aberran-
tes de los gliomas anaplásicos, induciendo la an-
giogénesis y la ruptura de la matriz de los vasos pro-
vocada por el VEGF.
Basándonos en la teoría de la jerarquización, la
hipoxia como principal factor de la transformación
de células madre precursoras a CMG y la teoría de
Holland et al [27] sobre la tumorigénesis a partir de
las células madre neurales, en la figura 3 propone-
mos una teoría de la génesis del ENU-glioma. En la
actualidad hay diversos estudios [4,67] que respal-
dan esta teoría. El tratamiento antitumoral podría
estar encaminado contra las células madre precur-
soras, como terapia previa al desarrollo del tumor,
o contra las CMG ya adaptadas al microambiente
del tumor, como terapia antitumoral.
Conclusión
Gracias al modelo experimental de gliomas endó-
genos inducidos con ENU, hemos observado que la
aparición de las células madre gliales está estrecha-
mente relacionada con la hipoxia consecuencia de
la aberración vascular. Además, las células madre
del glioma podrían ser las causantes de la activa-
ción angiogénica, vía la síntesis del VEGF.
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Figura 3. Teoría de la gliomagénesis. 1) Estadio inicial del ENU-glioma: el tumor se inicia cuando las célu-
las madre neurales (CMN), preexistentes en el cerebro, sufren alteraciones genéticas y se transforman a
células tumorales. Dentro de este grupo de células neoplásicas existen unas células, denominadas célu-
las madre precursoras (CMp), que resistirán a las condiciones adversas del microambiente tumoral. A
partir de las CMp se desarrolla la masa de células que conforman el estadio inicial del glioma; 2) Estadio
intermedio: a medida que crece el tumor, el flujo sanguíneo se hace anárquico y caótico, produciéndose
fenómenos de hipoxia intratumoral. Una agrupación de CMp resiste a las condiciones de hipoxia e isque-
mia, adquiere nuevas capacidades, se adapta al nuevo microambiente y se transforma hacia células ma-
dre gliales (CMG). Las CMG poseen un estado más indiferenciado y una mayor capacidad tumorigénica, a
la vez que quimio/radiorresistencia; 3) Estadio avanzado: finalmente, estas células madre gliales darán
lugar a las diferentes poblaciones de células que constituyen el glioma maligno, serán las inductoras de
la angiogénesis tumoral y utilizarán la matriz extracelular en su migración, liderando la invasión tisular.

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Glial stem cells and their relationship with tumour angiogenesis process
Introduction. A subpopulation of neoplastic cells with characteristics of stem cells has been described on human multiform
glioblastomas. These cells play a pivotal role in tumour angiogenesis and malignancy being involved in infiltration of
adjacent normal parenchyma. The named glial stem cells could be responsible for recurrences after surgery. This is due to
their survival capacity after quimio/radiotherapy treatments.
Development. In this work we review the role of glial stem cells in relationship with angiogenesis process. We also review
some findings related to the appearance of these cells during angiogenesis in a rat endogenous experimental model of
gliomas. These cells were characterized by antibodies against the antigens CD133, nestin and the vascular endothelial
growth factor (VEGF). Nestin+ cells were found in every stage of tumour development, whereas CD133+ cells were only
present since intermediates stages corresponding with VEGF overexpression. This moment is known as start of angiogenesis
or ‘angiogenic switch’. We also found that some nestin+ cells co-expressed CD133 antigen. Glial stem cells are distributed
in the experimental glioma model as well as in human multiform glioblastomas, shaping niches into perivascular or intra-
tumoral hypoxic areas.
Conclusion. Many evidences corroborate the hypothesis that glial stem cells have a close relationship with angiogenic
switch, intratumor hypoxia and neoplastic microvascular network.
Key words. Angiogenesis. CD133. Ethylnitrosourea. Glioma. Glioma stem cells. Stem cell precursor.