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Carcinogênese Oncogenes e Genes Supressores Tumorais Carcinogênese → O câncer é um tumor maligno que se infiltra através das barreiras do tecido normal até as estruturas adjacentes e então dissemina-se metastaticamente aos órgãos e tecidos distantes. • Sinal de malignidade: pequena invasão da lâmina basal. → Câncer in situ – as células afetadas tornam-se ainda mais anormais em seu crescimento e aparência (anaplasia e pleiomorfismo). → Câncer invasivo – se as alterações genéticas permitirem que o tumor invada os tecidos subjacentes e suas células se espalhem para o interior dos vasos sanguíneos ou linfáticos (metástases), a massa tumoral se torna maligna. → Metástase – causam desorganização de órgãos vitais, liberando substancias angiogênicas, que promovem o surgimento de novos vasos de alimentação do tumor. → É um processo lento, gradual e complexo onde as funções celulares são alteradas, acarretando o surgimento de um tumor maligno. • Processo de múltiplas etapas no qual ocorrem mutações em células somáticas (câncer genético) ou germinativas (câncer hereditário). → Quando se fala de mutações, pensa-se em 4 grupos de genes que podem levar a célula a uma neoplasia: 1. Genes relacionados as vias de sinalização que atuam no controle – positivo - do ciclo celular (Ex.: Oncogenes); 2. Genes relacionados a apoptose – controle negativo do ciclo celular (Ex.: Genes supressores tumorais); 3. Genes relacionados aos mecanismos de reparo (EX.: Genes reguladores do reparo do DNA); 4. Genes relacionados a adesão celular (Ex.: Antígenos de membrana e Proteínas de adesão) – associados a metástase; Sistema de controle do ciclo → Fase G1 – Ciclina D e Quinase Dependente de Ciclina 4 (CDK4). • Fase G0 – Ciclina D e CDK6. → Fase S – Ciclina A e CDK2. → Fase G2 – Ciclina A e CDK1. → Fase M – Ciclina B e CDK1. OBS.: As quinases dependentes de ciclina se ligam as ciclinas e atuam nos pontos de checagem – com processos de fosforilação. → Fatores de crescimento estimulam a passagem de G1 para S. → Fatores de crescimento importantes: • EGF – Fator de Crescimento Epidérmico; • NGF – Fator de Crescimento Neural; • FGF – Fator de Crescimento de Fibroblasto; • PDGF – Fator de Crescimento Plaquetário; • IGF – Fator de Crescimento Tipo-Insulina; → FGF e PDGF tornam as células competentes para passar de G0 para G1. → EGF e IGF são fatores envolvidos na progressão de G1 para S. → O ciclo celular ocorre em equilíbrio quando proto- oncogenes e genes supressores tumorais atuam em proporções iguais. • Quando qualquer um dos dois atua mais que o outro a célula fica propensa ao processo carcinogênico. Célula com mutação Hiperplasia Displasia Carcinoma in situ Carcinoma invasivo Metástase Oncogenes → Proto-oncogenes ativam o ciclo celular – promovem a divisão celular. → Oncogenes – são proto-oncogenes que sofreram mutação e levam a célula a realizar uma divisão celular desregulada. → Exemplos: telomerase, proteínas RET e SRC, quinases dependentes de ciclinas, BCL2. → Oncoproteínas que atuam como produtos de oncogenes: 1. Fatores de crescimento – HST (Câncer de estômago – 11q13), SIS (Glioma – 22q12); 2. Receptores de fatores de crescimento; 3. Proteínas G/Proteínas da transdução de sinal – K-RAS (Melanoma, carcinoma tireoidiano – 12p12), ABL (Leucemia mieloide crônica, leucemia mieloide aguda – 9q34); 4. Tirosino-quinases intracelulares; 5. Serino/treonino-quinases citosólicas; 6. Proteínas da sinalização celular (citosol/núcleo); 7. Fatores de transcrição – N-myc (Neuroblastoma, carcinoma pulmonar – 2p24), MYB (Melanoma maligno, linfoma, leucemia – 6q22), Fos (Osteossarcoma – 14q24); → Oncogenes importantes: Oncogene Cromossomo Tipo de Câncer Função da proteína erbB1 7q12-13 Glioblastomas (50%); Carcinoma de células escamosas Receptor de Tirosina Quinase (HER2) K-RAS 6p12 Carcinomas de pulmão, ovário e bexiga Proteína G N-RAS 1p13 Canceres de cabeça e pescoço TF c-myc 8q24 Carcinomas e leucemias TF Ciclina D 11q13 Carcinomas de mama e células escamosas Ciclina G1 Cdk4- mdm2 12q13 Sarcomas CDK, antagonista de p53 ciclina Ciclina E 19q12 Cânceres de estômago Ciclina Akt2 19q13 Cânceres de pâncreas e ovário Ser/thr cinase myb 6q23-24 Carcinoma de cólon, leucemias TF FGFR2 10q26 Carcinomas de mama Receptor Tirosina Quinase → Mecanismos de ativação de oncogenes: 1. Mutação pontual – troca de nucleotídeo que muda o códon ou o aminoácido (pode levar a uma superexpressão de uma proteína importante para o ciclo celular); RAS • RAS é uma proteína G (ativa com GTP e inativa com GDP) que atua como uma das ativadoras da via de sinalização para ativação da expressão de genes relacionados à proliferação celular. • GGC → GTC (troca do 12º Glicina por Valina) – explica o carcinoma de bexiga.. o Outras substituições de Gly por outro aminoácido (exceto por Pro) também ativam a capacidade oncogênica de RAS. • Mutação Dominante: ganho de função. • RAS com mutação estará sempre ativado (com GTP) acelerando o processo do ciclo celular e propiciando a existência de uma neoplasia maligna. • As mutações em RAS estão presentes em lesões pré- malignas (dando a entender um possível papel de iniciação do processo de carcinogênese). • As mutações em RAS associam-se, principalmente, a tumores de pulmão, cânceres de cólon e carcinomas pancreáticos. Receptor de EGF – Receptor HER2 • No câncer, o receptor do fator EGF está constitutivamente ativado – sinal de proliferação celular constantemente ativado com superprodução do fator de transcrição c-Myc. • A mutação nesse receptor associa, principalmente, com glioblastomas. • A superprodução de c-Myc tem como resultado o crescimento celular desordenado, estando associado, principalmente, com leucemias e carcinoma de células escamosas. 2. Amplificação gênica – duplicação de um gene ou a multiplicação de uma região (pode levar a uma super expressão de um oncogene); • Aumento do número de cópias devido à erros durante o processo de replicação do genoma • Amplificação 50-100 vezes do nº de cópias de c-Myc – associada, principalmente, a neuroblastomas e carcinomas. • Amplificação dos oncogenes c-neu e erbB – típico em cânceres de mama. HER-2/c-neu • Gene localizado na região 17q11 • Amplificação descoberta em cânceres de bexiga • Associa-se também a cânceres de pulmão • Codifica proteína de membrana que se assemelha com o receptor do EGF 3. Translocação cromossômica – uma região de um oncogene é translocada para outro cromossomo ou outra região do cromossomo (onde passa a ser superexpresso); • Gene do fator de transcrição Myc é translocado para o cromossomo 14, onde passa a ser controlado pelo promotor que controla o gene da cadeia pesada da IgG. • Leucemia mieloide crônica (LMC) – o gene Abl (proteína quinase em leucócitos) é expresso normalmente em condições controladas no ponto de verificação G1/S, mas que em casos de translocação é superexpressa quando associada ao promotor de BCR (cromossomo Philadelphia). o A proteína resultante (BCR-ABL) mantém a atividade de tirosino-quinase do gene Abl, mas seu padrão de expressão será muito mais alto, devido ao gene BCR e seu promotor forte. 4. Ativação viral (oncogênese viral) – vírus que são capazes de levar um oncogene para outra região (onde passa a ser superexpresso); Genes Supressores Tumorais → Freiam o ciclo celular na fase G1 – atuam no controle de qualidade das células ativando, se necessário, a apoptose. → Ativam a expressão dos genes reguladores do reparo do DNA. → Exemplos: proteínas RB1 (inibe a passagem para a fase S) e TP53 (genes protetores), MSH2 e MLH1 (genes de manutenção), proteína FAS (gene apoptótico). → Ciclo celular e genes supressores tumorais: • p27 inibe o complexo Ciclina D – CDKimpedindo a progressão do ciclo para a fase S. • Bloqueio da divisão celular pela p53 e por pRb. • p21, p53 e pRb atuam inibindo a progressão do ciclo para a fase S quando há dano no DNA. pRb → Fase G1 – Rb ligado a E2F/DP (fatores de transcrição que ativam a expressão de genes relacionados à progressão do ciclo celular estão inibidos pela Rb). → Fase tardia G1 – Rb fosforilada por CDK/ciclina • Rb libera fatores de transcrição que se ligam em regiões para expressão de genes para progressão à fase S do ciclo celular. → Proteína Rb1 mutante (deleção do gene) – fatores de transcrição ficam ativados constantemente • Divisão celular sem controle → tumor. → Associa-se, principalmente, a retinoblastoma. Oncogenes Simplificação → Oncogenes são proteínas que normalmente direcionam o crescimento celular – eles começam como proto-oncogenes. → Os produtos desses genes são sempre envolvidos em transdução de sinais e a execução de sinais mitogênicos. → Agente mitógeno – fator que induz o início da mitose. → Proto-oncogene em oncogene: 1. Deleção ou mutação pontual – superexpressão de uma proteína ou superprodução de uma proteína. 2. Amplificação genica ou um aumento na estabilidade mRNA – superprodução de uma proteína. 3. Translocação cromossômica – superprodução de uma proteína ou superexpressão de uma proteína (em caso de fusão). → Existem duas situação possíveis: 1. Produção normal da proteína, mas superexpressão desta. 2. Superprodução da proteína com expressão normal desta. SCR → Relação com sarcomas – tumor de células mesenquimais ou células de tecido conjuntivo. → A codificação de SCR para uma proteína não- receptora de tirosina quinase atua fosforilando resíduos específicos de tirosina e outras proteínas. RAS → O RAS codifica para uma GTPase pequena que hidrolisa GTP em GDP e fosfato, esta proteína é ativada por sinalização do fator de crescimento e funciona como uma chave binária nos caminhos de sinalização do crescimento. → MAPK – proteína que é um tipo de quinase que, por sua vez, regula genes que media a proliferação celular. → Associa-se a tumores de tireoide, certas leucemias e cânceres de pâncreas e cólon. MYC → A codificação de MYC para um fator de transcrição que inclui proliferação celular. → A translocação do MYC entre os cromossomos 8 e 14 induz ao linfoma de Burkitt. RTK → Receptor Tirosina Quinase, que é responsável por adicionar grupos de fosfato à outras proteínas para ativá- las ou desativá-las. → Semelhantes aos oncogenes SRC, diferencia-se pela localização. → Podem causar câncer pela indução de um receptor constitutivamente ou permanentemente ligado na ausência de um sinal externo a célula. → Exemplos: Fator de Crescimento Vascular Endotelial (VEGF), EGF, PDGF. Tirosinas Quinases Citoplasmáticas (CTK) → As CTK mediam as respostas para a ativação dos receptores das células de proliferação, migração, diferenciação e sobrevivência. → Exemplo: gene BCR-ABL em LMC – fusão dos cromossomos 9-22. • Esse gene fundido codifica uma proteína que evidencia alta atividade da proteína tirosina quinase.
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