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Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz 1. Incidência 2. Tumor x Neoplasia x Hiperplasia Neoplasia Benigna Neoplasia Maligna Nomenclatura 3. Câncer 4. Carcinogênese Iniciação Promoção Progressão 5. Acúmulo de Mutações 6. Características do Câncer 7. Metástase 8. Efeito Warburg 9. Genes Críticos Proto-oncogenes Supressores Tumorais Oncogenes Proto-oncogene → oncogene Tipos de oncogenes 10. Vias de Sinalização do Câncer 11. Transdução de Sinal 12. Fatores de Crescimento 13. Via PI3K/AKT 14. Alvos Terapêuticos Uma mutação em um gene supressor de tumor pode aumentar a probabilidade do desenvolvimento de um câncer, mas é importante ressaltar que é necessário o acúmulo de mutações para que isso ocorra de fato. Existem mais de 200 tipos de câncer, sendo os de pulmão, mama e colo-retal, de maior incidência, mas de diferentes mortalidades. Sendo um conjunto de doenças diferentes, de origem celular diferente e que atingem diferentes locais. Abaixo, tabela do INCA 2020, indicando a incidência, no Brasil. Obs.: A incidência não deve ser relacionada ao grau de mortalidade ou agressividade. Geralmente, associa-se isso a doenças de base e diagnóstico tardio. 1 a cada 3 homens terão câncer de próstata, ou seja maior incidência. A agressividade, o comportamento das células neoplásicas e o prognóstico depende de multifatores. A incidência também modifica ao longo dos anos, principalmente pelo aumento na expectativa de vida e ao aumento populacional. Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Nota-se a maior incidência a órgãos que recebem estímulo hormonal, células de alta raplicação e tecidos de maior contato com substâncias e outros eventos lesivos (em contato com o meio externo). O câncer de pele é menos agressivo, embora as altas reincindiva e a incidência, pois é um órgão de muito contato com o meio externo. Tumor caracteriza-se por um aumento de volume, há aumento no tamanho da célular. Enquanto a neoplasia por um “novo crescimento”, em decorrência no aumento do número de células anormais, que foram “transformadas”, no qual as células não têm controle da sua proliferação. Sendo assim, um tumor não é sinônimo de uma neoplasia, embora seja utilizado no cotidiano. A hiperplasia também é um crescimento no número de células, porém, não é um processo de neoplasia, pois há controle de sua proliferação. É considerado um evento normal, de adaptação a estímulos, mas que pode ser enviado para biópsia, a fim de fechar o diagnóstico. Neoplasias dividem-se em benignas e malignas. Neoplasia benigna ocorre quando o crescimento fica contido no seu sítio primário, bem delimitadas NÃO FORMAM METÁSTASE. Assemelham-se ao tecido de origem e são bem diferenciados, tendem a apresentar um crescimento lento, porém descontrolado. Alguns apresentam uma cápsula fibrosa em volta → móvel, “duro” e concêntrico. Adenomas renais não possuem essa cápsula. As malignas são caracterizadas pela invasão de tecidos vizinhos e pela capacidade de formar metástases (já são classificadas como câncer). Nesta última, há invasão de outros tecidos através da circulação sanguínea ou do sistema linfático. Seus tipos celulares são pouco ou completamente indiferenciados (anaplásicos), geralmente, mesmo podendo iniciar diferenciadas, têm crescimento mais rápido AGREGAÇÃO DE MUTAÇÕES QUE COMPROMETEM O CONTROLE DO CICLO CELULAR. Podem apresentar cápsula fibrosa, embora não esteja completa ou íntegra, permitindo a invasão de outros tecidos. O encaminhamento para o cirurgião depende do estadiamento, da presença ou não de metástase e do tamanho da massa tumoral. Muitas vezes utilizam-se outros tratamentos antes de se fazer a remoção. Neoplasias benignas são mais comuns de serem encaminhadas à intervenção cirúrgica. Nomenclatura: (assunto de fisiopatologia) Neoplasia benigna → tecido + sufixo oma Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Ex.: condroma (cartilagem), mioma (muscular), fibroma (fibroblasto). Neoplasia maligna ou câncer (célula original) → carcinoma (células epiteliais não glandulares) → adenocarcinoma (epitélio glandular): essas células não produzem as secreções ou secretam produtos alterados, tratano-se de células não funcionais, quando comparadas a sua função normal → sarcoma (tecidos mesenquimais) ex.: osteosarcoma → leucemias e linfomas: células linfoides ou células da medula óssea → melanoma (embora esteja na pele, melanócitos não compõem as células do epitélio, são de origem comum ao SNC) Câncer foi denominado por Hipócrates ao notar massas, em pessoas após a morte, enraizadas, com bastante vascularização. Teratomas têm características diferentes, pois apresentam células embrionárias (ex. surgir células musculares, dentes, etc) sem relação com a região primária. Câncer é um conjunto de doenças relacionadas a mudanças da dinâmica do genoma, ocasionando acúmulo de mutações gênicas e cromossômicas ou através de mecanismos epigenéticos. Uma neoplasia benigna pode nunca se malignizar, mas isso pode acontecer em alguns casos, ao ocorrer um acúmulo de 15 a 20 mutações. Lembrar que a presença de uma mutação pode nunca gerar um câncer, isso depende do gene que sofreu a mutação, dos hábitos e da epigenética. A carcinogênese é um processo de três etapas, ocasionando acúmulo de inúmeras alterações genéticas, e, consequentemente, a formação de neoplasias malignas/cânceres. 15 a 20 mutações gênicas ou cromossômicas. A primeira etapa é a de iniciação, marcada por uma mutação inicial, na qual células normais estão sofrendo estímulos lesivos. Para que prossiga para as demais etapas, esse dano ao DNA não é corrigido. Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz A segunda fase é a etapa de promoção, na qual há indução da proliferação das células mutadas inicialmente, independente de qual agente induziu esse crescimento. Entre a etapa de início e a de promoção, pode haver anos. Consequência disso é a instabilidade gênica, que permite o acúmulo de novas mutações, além da inicial, na terceira etapa. A terceira fase é a progressão, posteriormente, as células a adquirem outras mutações, que vão se acumulando (15-20). Isso torna a massa heterogênea, pela presença de células com características diferentes. Durante essas etapas, ocorrem processos de seleção natural que tentam eliminar as células, a fim de impedir o desenvolvimento do câncer. Este só ocorre quando concluem-se as três etapas. Ao longo do tempo as mutações acumulam-se, resultando em diversas linhagens. Acima, representação da seleção darwiniana. A heterogeneidade genética tem implicações não só na progressão do câncer, mas também na resposta ao tratamento. CA em estágios mais avançados não podem ser removidos sequer cirurgicamente, nesse momento, o tratamento é mais danoso ao paciente que o próprio câncer. Abaixo, lista das características do câncer (neoplasias malignas). Autonomia na proliferação celular: não precisam de fatores de crescimento para proliferar Resistência à apoptose: “imortalidade” celular Sobrevivência ao estresse celular e aos danos ao DNA: não responde aos inibidores Potencial replicativo limitado Escape dos sinais supressores de crescimento Instabilidade genômica Reprogramação metabólica: vias metabólicas alteradas Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Evasão do sistema de vigilância imunológica: células imunes não conseguem induzir apoptose Angiogênese sustentada Invasão dos tecidos e metástase Durante a replicação acumulada, há aumento na expressão da telomerase. A instabilidade genômica, capacidade de gerar e acumular novas mutações de forma rápida. Essas alterações tornamas células invisíveis aos linfócitos, impedindo o reconhecimento e a indução dessas células à morte. A secreção de EGF possibilita a metástase. A metástase caracteriza-se por células cancerosas capazes de soltarem-se do tumor original e direcionarem-se a outras partes do corpo, formando novos tumores. Não é aleatório, segue fatores quimiotáxicos. Pra invadir um novo tecido, as células começam a perder a adesão (perda de caderinas), ao aumentar a expressão de proteinases para fazer a degradação, assim, migram para a circulação. O efeito Warburg reflete em mudanças no metabolismo da glicose que corre em algumas células tumorais. MITO: cortar glicose, para prevenir câncer. Outro mito é relacionado ao consumo de compostos alcalinos, pois as células tendem a produzir maior quantidade de lactato (baixo pH). É um fenômeno no qual células tumorais convertem a glicose a ácido lático, mesmo na presença de oxigênio, diferente das células normais, que realizam o CK e a fosforilação oxidativa. Em uma célula normal, em condições de oxigênio adequadas, há sinalização para a via oxidativa produzir energia e, caso o oxigênio esteja em menor quantidade, induz- se a via anaeróbica, com produção de lactado. Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Alguns tipos tumorais consomem muita glicose, com produção excessiva de lactato. Genes críticos são classes de genes considerados importantes para um processo de carcinogênese (cerca de 1% dos genes). Proto-oncogenes são genes celulares normais, cujos produtos promovem a proliferação celular (ciclina, CDK, etc). Oncogêneses são suas versões mutantes ou superexpressas, que funcionam de forma autônoma, sem a exigência de sinais normais de promoção de crescimento. Genes supressores tumorais, por sua vez, têm produtos que inibem a proliferação e a sobrevivência celular (p53, etc). Estão inativados, no câncer. Os oncogenes, geralmente, são dominantes, bastando uma mutação para serem expressos. Já os supressores tumorais, geralmente, são recessivos, necessitando duas mutações sequencias, para que as 2 cópias estejam desativadas. Em células normais, os proto- oncogenes e os supressores tumorais atuam de forma normal, regulando o ciclo. Isso promove um balanço molecular. Alterações genéticas podem transformar proto-oncogenes em oncogenes. Ganho de função em proto-oncogenes (1 mutação) e perda de função nos supressores (2 mutações). Alterações Resultado Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Mutações gênicas nas regiões codificadoras ou regulatórias Proteínas hiperativadas ou superproduzidas Amplificações gênicas (erros na replicação) Proteínas superproduzidas Rearranjos cromossômicos nas regiões codificadoras ou regulatórias > pode ocorrer por translocações Proteínas de fusão hiperativa ou proteína superproduzida Abaixo há formação de um gene híbrido, unindo 2 genes no cromossomo 22, que também gera uma proteína de fusão > cromossomo Filadélfia. Há diferentes tipos de oncogenes, dentre eles: Fatores de crescimento Secreção anormal de fatores de crescimento, induzindo a proliferação. Receptores para fatores de crescimento com ativação constitutiva: sempre ativo, mesmo na ausência do fator (ALVO FARMACOLÓGICO) Proteínas ligadas ao GTP: ex. família RAS Ciclinas e CdKs Fatores de transcrição Proteínas quinase citoplasmáticas Em quase 30% de todos os cânceres, um ou mais membros da família Ras (K-Ras, H-Ras, N-Ras) está mutado. Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz As vias de sinalização internas comuns no câncer são: Via do AKT é paralela ao RAS, também induz proliferação. Oncogenes e transdução de sinal: Na membrana plasmática, fatores de crescimento (EGF) interagem com receptores de fatores de crescimento (ErbB), no meio extracelular. Essa interação ativa proteínas Ras e RAf, no meio intracelular. No citoplasma, inicia-se uma cascata de ativação de proteínas: MEK e ERK. A ERK entra para o interior do núcleo, onde unem-se a Elk-1 e SRF e ativam a transcrição de genes em mRNA Fos. Abaixo, sequência completa da cascata: Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz A via PI3K ou AKT e a sobrevivência celular, também é uma via intracelular, funciona em paralelo, ativando PI3K (ao invés do RAS) Fatores de crescimento interagem com receptores de membrana, ativando quinase PI3 e, consequentemente, Akt. A Akt ativa uma via de sinalização que ativa Bcl-2 As proteínas pró-apoptóticas da família BCL-2, incluindo Bax e Bak, atuam na membrana mitocondrial. Nesta, promovem permeabilização e liberação do citocromo C e ROS, sinais importantes na cascata da apoptose. A liberação desses componentes ativa as capazes, proteínas responsáveis por promover a morte celular. Abaixo, sequência completa da cascata: Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Esse conhecimento permite o uso de alvos terapêuticos. É uma terapia cara, mas ela atua sobre um dos elementos. Trastuzumab → HER2 → (RAS → PI3K ou) PI3K → AKT → mTOR → Cell growth and survival Cetuximab/Pantumumab → RAS (ou segue para PI3K) → RAF → MEK → ERK → Proliferação Bevacizumab/Ramucirumab → VEGF/VEGFR2 → PLC (ou RAS RAS → PI3K) → PKC (ou RAF) → NOS → Angiogênese Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Alguns fatores de transcrição são capazes de inibir a diferenciação celular, como o PML e o RARalfa. Supressores tumorais encontram-se em células normais, atuando na prevenção do câncer. Em células cancerígenas, alterações no DNA promove a inativação de supressores, assim, os genes podem ser lidos de forma incontrolada. Há duas classes: regulação do ciclo nos check points (p21, p27) e manutenção do genoma (proteínas de reparo e reconhecimento de dano, p53). Também há genes relacionados à apoptose, nesse controle. A proteína Rb (retinoblastoma), por exemplo, é uma reguladora universal do ciclo celular presente em quase todas as células. Para que haja o desenvolvimento de neoplasias, é necessário mutação nos dois genes. Caso nasça com uma mutação, pode ocorrer da normal também multe, ao longo da vida. Os genes supressores tumorais podem ser inativados por mecanismos genéticos e epigenéticos responsáveis por aumentar a proliferação, a sobrevivência e a instabilidade genética. Há mutações por perda de função no gene, perda da região contendo o gene ou por uma atividade gênica silenciada por alterações epigenéticas (metilação). Vitória Sampaio Medicina Uninove-Oz Em atividades gênicas silenciadas pela epigenéticas, o gene é empacotado, como heterocromatina (metilação na região promotora). Os principais genes supressores de tumor são BRCA 1 e 2, p53 e Rb. A RB impede que o E2F (fator de crescimento) fique livre. A p21 é um inibidor geral dos complexos ciclina/CdK Ações da p53: Morte celular Produção de p21 As células podem sofrer danos exogenoma, que compromete processos fora do gene (estresse replicativo, metabolismo celular, produção de radicais de oxigênio) e endogenes, ocasionados por radiação, infecções virais e quimioterapias.
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