ONCOGENES E GENES SUPRESSORES

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ONCOGENES E GENES SUPRESSORES
INTRODUÇÃO
❖ Praticamente todos os cânceres de células somáticas surgem em virtude de uma série de mutações especiais que se acumulam em uma célula, causando uma proliferação descontrolada
COMO?
Mutações iniciais -> aumentam probabilidade de ocorrência de mutações tardias
→ Os genes que sofrem mutações nesses primeiros estágios são classificados como oncogenes e genes supressores de tumor. 
- Fatores de controle da proliferação celular
o Epigenético; 
o Genético: Genes supressores de tumor; Proto-oncogenes; Enzimas de reparo do DNA; Processos de indução à apoptose.
PROTO-ONCOGENES
Genes que controlam o crescimento, a proliferação celular e a diferenciação do organismo; 
Podem se transformar em oncogenes; 
Altamente conservados na evolução das espécies.
Produtos dos proto-oncogenes agem em diferentes níveis ao longo do ciclo celular: Proliferação; Vias de morte celular; Vias de reparo de DNA.
→ Fatores de crescimento e seus receptores transmembrana, citocinas extracelulares, proteínas citoplasmáticas de sinalização para o núcleo, fatores de transcrição, enzimas de controle da replicação, controle negativo da apoptose, etc.
*MECANISMOS BIOQUÍMICOS
1. Fosforilação de proteínas:
Modifica a conformação da proteína, ativando a ação enzimática da quinase a ela ligada;
Produz sítios de acoplamento que recrutam proteínas alvo, que podem ser fosforiladas pela quinase ativada.
→ potencializa a transmissão de sinal, através da formação de complexos moleculares de sinalização para transdução em sítios específicos da célula, onde a transdução é necessária.
2. Regulação do ciclo GDP/GTP:
Envolvem enzimas GTPases que retransmitem ou interrompem a transmissão dos sinais através do ciclo de regulação GDP/GTP.
3. Codificação de proteínas nucleares envolvidas na transcrição do DNA:
Os proto-oncogenes codificam proteínas intranucleares que controlam as fases do ciclo celular e a expressão de genes.
❖ Ação dominante no nível celular → mutação única no proto-oncogene pode levar a célula a tornar-se uma célula cancerosa;
❖ Vários tipos de alterações genéticas podem converter um proto-oncogene em um oncogene → ganho de função.
ONCOGENES
❖ Genes dominantes no nível celular que codificam proteínas estimuladoras do crescimento, as quais contribuem para o descontrole da divisão celular e o fenótipo maligno da célula. São capazes de induzir ou manter a transformação celular.
❖ Codificam oncoproteínas:
- Similares aos produtos normais dos proto-oncogenes;
- Fatores de crescimento e seus receptores, substancias que realizam a transdução de sinal e enzimas a elas associadas (quinases);
- Não possuem repressores reguladores;
- Não necessitam de sinais de ativação externa.
*MECANISMOS DE ATIVAÇÃO
1 - Mutação de ponto:
transformação em oncogene por uma única substituição de base:
Exemplo = Oncogene RAS: Mutações de ganho de função → versão hiperativa da proteína, que desencadeia a expressão excessiva de genes-alvo.
Proto-oncogene RAS: codifica proteínas G que se ligam ao GTP para ativar ou inibir a proliferação celular;
Oncogene RAS: proteína anormal que não é desativada, sinalizando continuamente e estimulando a proliferação celular.
2 - Amplificação gênica: 
Aumento do número de cópias dos proto-oncogenes, acarretando na superexpressão de seus produtos.
Exemplo = ERBB2/HER2
Proto-oncogene: codifica receptor de fatores de crescimento;
Oncogene: receptores muito sensíveis e pouco específicos → respondem a qualquer estímulo, estimulando a proliferação celular
Amplificação gênica aumenta o número de receptores na membrana.
* Uma única mutação de ponto no domínio transmembrana é suficiente para a atuação de receptor independente de ligante.
Atua no câncer de mama e pulmão: O aumento do número de cópias do gene em mais de 5 cópias por célula cancerosa está relacionado com a baixa sobrevivência dos pacientes
Presença de HER2 = Bom prognóstico -> Tratamento específico com anticorpo monoclonal que se liga ao receptor, inibindo a sinalização de proliferação celular.
Exemplo 2: MYC
Muito encontrado em neuroblastoma infantil -> indica prognóstico ruim
Proteína myc atua como um fator de transcrição envolvido em diferentes processos celulares.
Amplificação: aumenta a quantidade de proteína, estimulando principalmente o crescimento e divisão celular.
3- Rearranjos cromossômicos
podem gerar a superexpressão de um proto-oncogene ou formar um gene quimérico.
Exemplo: alteração reguladora de justaposição do oncogene c-MYC com os locos da imunoglobulina ou do receptor de célula T: 
Translocação para região com muita atividade transcricional → altera a regulação da expressão do gene. 
c-MYC (8q24): translocado para o locus da Ig nos cromossomos 14, 2, ou 22, ficando sob regulação do promotor da Ig (muito ativo) → aumento da transcrição do c-MYC, desregulando a célula.
4 –Translocação com Fusão gênica
translocação com fusão gênica, resulta no aparecimento de uma nova sequência gênica → gene BCR-ABL:
Gene BCR (crom 22): ativação de serina e fosforila treonina (p160)
Gene ABL (crom 9): proto-oncogene – tirosina quinase do sistema de sinalização que controla o crescimento celular (p145).
o Oncogene quimérico BCR-ABL: maior atividade de tirosina quinase → induz a proliferação (inibe a apoptose mediada pelo MYC) -> cromossomo Philadelphia
o p210 (Leucemia Mielóide Crônica);
o p190 (Leucemias agudas).
GENES SUPRESSORES DE TUMOR
❖ Genes recessivos no nível celular cuja função normal é reprimir a divisão celular, como um mecanismo normal de controle da mesma → reguladores negativos do ciclo celular;
❖ Na maior parte dos cânceres, há um gene supressor de tumor deletado ou mutado, impedindo a produção de uma proteína ou levando à produção de uma proteína não funcional
❖ Maioria das mutações são sem sentido (códon de fim);
❖ Aproximadamente 80% das mutações relatadas em câncer são em erros nos GST.
CLASSIFICAÇÃO:
o Genes controladores (gatekeepers): inibem o crescimento celular, atuando no controle do ciclo celular;
o Genes de manutenção (caretakers): atuam no reparo do DNA;
o Genes landscapers: codificam produtos de microambiente celular que controlam o crescimento.
GST - PRODUTOS
❖ Proteínas intracelulares que regulam ou inibem a progressão do ciclo celular;
❖ Receptores de hormônios que inibem a divisão;
❖ Proteínas de controle que atuam nos pontos de checagem, impedindo a progressão do ciclo;
❖ Proteínas que promovem a apoptose;
❖ Enzimas que participam do reparo do DNA
- Deleção/mutação: alteração ou perda de função, contribuindo para o desenvolvimento do câncer;
o Alterações genéticas que inativem esses genes liberam a célula da inibição imposta por eles, levando à proliferação desordenada;
o Mutações geralmente atuam de forma recessiva → A função dos dois alelos deve ser perdida:
Hipótese dos dois eventos/Hipótese de Knudson, 1971 -> hipótese sobre a relação entre as versões hereditária e esporádica de um câncer: 
o Estágios iniciais determinantes do ritmo da carcinogênese exigia que a célula fundadora de um tumor sofresse dois “hits” ou eventos (tem que ter duas mutações para que GST não funcione)
o Cânceres esporádicos: eventos aleatórios, cada um com baixa probabilidade de ocorrência; 
o Cânceres familiares: um dos eventos é hereditário. Todas as células de uma pessoa suscetível já continham um evento, de modo que só era necessário que uma célula do tecido-alvo sofresse um segundo evento, para que o tumor se desenvolvesse.
Pode acontecer mutação, silenciamento, deleção. Só que tem que ocorrer a mudança nos dois genes
GENE RB1
o Primeiro GST identificado;
o Gatekeeper constitutivamente expresso → regula o ciclo celular
o A pRB fosforilada (sinais de crescimento) não se liga ao E2F (fator de transcrição), permitindo a transição G1-S;
o A pRb hipofosforilada se liga ao E2F impedindo a transição G1-S.
o Mutado em pelo menos 1/3 dos tumores humanos
o Mutação, ligação a oncoproteínas virais, desregulação de quinases que controlam pRb ou degradação durante a apoptose.
GENE TP53
o Localizado no crom.17, codifica a proteína p53 - guardiã do genoma:
o Fator de transcrição de genes que param a divisão celular, permitindo o reparo;
o Induz apoptose;
o Níveis de p53 aumentam em resposta a fatores de estresse celular;
o Estima-se que pelo menos 50% dos tumores humanos possuam o gene TP53 mutado.
Grande parte das mutações são substituições de aa dentro do domínio que faz ligação com o DNA.
Apoptose: Células severamente danificadas, p53 ativa a apoptose.
Bloqueio da angiogênese: Perda de p53 provoca alterações na expressão de genes que promovem a angiogênese tumoral, estando associada com níveis aumentados de vascularização.
Parada do ciclo celular: Checkpoint G1/S: em células com danos, p53 aumenta a expressão do gene de p21, que se liga a complexos ciclina-CDK, evitando a progressão do ciclo. 
Reparo do DNA: Na parada do ciclo celular, p53 pode ativar genes que estão envolvidos no reparo
GENES BRCA1 E BRCA2 
Atuam na manutenção da estabilidade cromossômica durante a divisão celular → detecção de danos no DNA e sinalização aos pontos de controle.
o BRCA1: estabilidade cromossômica, replicação do DNA, controle de checkpoint, regulação da transcrição, apoptose e desdobramento da cromatina.
o BRCA2: facilita a recombinação homóloga, como parte da resposta a danos no DNA
GENE APC
Gatekeeper - regula o crescimento de células;
o Proteína apc: regula a quantidade de b-catenina livre no citoplasma
o Mutação no APC: proteína truncada → aumenta b-catenina livre, que é transportada para o núcleo, ativando a
transcrição de genes de proliferação celular, incluindo o MYC.
Mutações no APC provocam polipose intestinal adenomatosa de caráter familiar ou esporádico e síndromes que envolvem câncer colorretal, como a síndrome de Gardner.
GENES MMR
o Mismatch repair genes: responsáveis por reparar erros de pareamento do DNA;
o Causadores de tumores: MLH1, MSH2, PMSL1, PMSL2 e MSH6
o Mutações → aumento da incidência de mutações de ponto no DNA e tendência à instabilidade dos microssatélites.
Câncer colorretal hereditário sem polipose, cânceres intestinais esporádicos.