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Es evidente que en los organismos animales el crecimiento de muy diversas clases de células está estrictamente controlado, pero poseemos muy escasos datos acerca de los mecanismos que rigen el desarrollo. En los adultos, las tasas de división celular de los distintos tejidos únicamente son las suficientes para mantenerlos en equilibrio. Dichas tasas difieren mucho de unos órganos a otros. Las células del tubo digestivo tienen una vida corta y la tasa de división celular para sustituirlas es muy elevada. Por el contrario, las células cerebrales se dice que permanecen sin modificarse durante toda la vida adulta. Estas tasas pueden estar controladas, en algunos casos, por un mecanismo de retrorregulación (feed-back), que mantiene el tamaño de un órgano ajustado al volumen de trabajo que ha de realizar, como ocurre en el hígado y en el riñón. No obstante, sean los que fueren los mecanismos que rigen la división celular, y probablemente son diversos, algunas veces no operan adecuadamente y se produce una multiplicación celular desordenada y caótica. En estos casos, las células que se dividen son esencialmente distintas del tejido huésped donde se realiza la división. Por regla general forman tumores malignos (cánceres) y continúan creciendo y dividiéndose mientras consiguen principios nutritivos del resto del cuerpo. Las células tumorales también pueden ser transportadas por el torrente sanguíneo a todo el organismo y dar origen a tumores secundarios en otros tejidos.

El problema básico del cáncer es determinar la causa que desencadena el crecimiento desordenado. ¿Cómo se originan las células tumorales, que son esencialmente distintas de las células del tejido en que se asientan? Puede afirmarse que el origen de un tumor es una condición local y no una consecuencia de una enfermedad general, porque cuando se extirpa el tumor mediante un acto quirúrgico, antes de que se haya diseminado, es bastante frecuente que no se produzcan más neoformaciones en ningún otro punto. Es probable que no se logre la solución de este problema hasta que se conozcan mejor los mecanismos de control celular. Con todo, se ha conseguido un buen caudal de conocimientos sobre el origen del cáncer (carcinogénesis) y se han descubierto muchos agentes capaces de producirlo, aunque no se sabe con certeza cómo realizan su acción. Algunos de ellos son productos químicos, cuya constitución se conoce, que son capaces de originar tumores cuando se administran con los alimentos o se aplican sobre la piel del animal de experimentación.

El descubrimiento de estos agentes tuvo su origen en la observación, durante el siglo XIX, de que el cáncer era corriente entre ciertas clases de trabajadores, tales como deshollinadores, hiladores, obreros de los campos petrolíferos esquistosos, expuestos al hollín o determinados aceites minerales. En 1921, Block y Dreifuss, de Zurich, intentaron aislar un componente activo del alquitrán de hulla y descubrieron que la actividad estaba concentrada en las fracciones que hervían a mayor temperatura. En 1932, Kennaway, Hieger y Mayneord observaron que la actividad estaba asociada con un tipo particular de espectro, que posteriormente se demostró que pertenecía a un hidrocarburo puro: el benzantraceno. Este hidrocarburo y otros similares fueron sintetizados por J. W. Cook y se comprobó experimentalmente que producían tumores cuando se aplicaban en la piel de los ratones. Se han investigado las propiedades carcinogenéticas de gran número de hidrocarburos; algunos son activos; otros, no. Todos los activos son policíclicos, es decir, constan de cierto número de anillos bencénicos unidos. Sin embargo, no todos los hidrocarburos policíclicos son agentes carcinógenos activos, y a pesar de los muchos años de búsquedas no se ha aclarado aún la razón de la actividad carcinogenética, ni se ha descubierto sobre qué componente celular actúa el hidrocarburo. Desde luego, se han emitido diversas teorías en este sentido, como la de A. y B. Pullman de que la actividad se origina en una región especial de la molécula de hidrocarburo, que en ciertos hidrocarburos posee una densidad electrónica particularmente elevada; pero esto no se ha demostrado de un modo indubitable.
Posteriormente se han encontrado otros tipos de sustancias que causan cáncer a los animales cuando se administran por vía oral o parenteral. En la actualidad la lista de los mismos es muy extensa.

Comprende ciertos colorantes como el amarillo de la mantequilla, sustancia que solía emplearse para dar color a la mantequilla; compuestos del tipo conocido por acridinas; también algunos productos intermediarios usados en la manufactura de colorantes, como la naftilamina, que se descubrió que producía cáncer de la vejiga en los operarios de las industrias químicas; asimismo, las substancias denominadas mostazas. Muchos de estos productos han demostrado ser mutágeno, cuando se han ensayado sus efectos sobre las moscas o sobre los microorganismos. De estas observaciones surgió la teoría de la mutación del cáncer, que supone que el agente causa una modificación genética en algunas de las células expuestas al mismo. A consecuencia de dicho cambio -mutación- estas células pueden eludir la acción de los factores de control y son capaces de proliferar de una manera caótica. No se ha aclarado aún cómo se realiza dicha modificación. Puesto que es una alteración del carácter genético de la célula- todos los descendientes de las células cancerosas originales son también "cancerosas", hay que suponer que el agente carcinógeno ha provocado una modificación del mensaje genético transportado por el ADN. Sería necesario suponer asimismo que, además de llevar la clave de la información para la síntesis de proteínas, parte del ADN estaría relacionado con los factores de control celular. En este caso cabría pensar que no se produce la división celular en los tejidos que ya no se desarrollan porque alguna sustancia represora presente inhibe la multiplicación del ADN.
El cáncer, pese a los muchos años de investigación, sigue siendo el mayor padecimiento de la Humanidad.