CCS-M-TeresaCristinaFernandesDosSantos

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Expressão da proteína heparanase em 
neoplasias pulmonares 
 
 
 
 
 
 
 
 
Teresa Cristina Fernandes dos Santos 
 
 
 
 
 
 
 
Dissertação de Mestrado apresentada como parte dos requisitos para obtenção do 
título de Mestre em Ciências Morfológicas 
 
 
 
RIO DE JANEIRO 
– outubro de 2011– 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOMÉDICAS 
DEPARTAMENTO DE HISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS MORFOLÓGICAS 
2 
 
Teresa Cristina Fernandes dos Santos 
 
 
 
 
Expressão da proteína heparanase em neoplasias 
pulmonares 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO 
– outubro de 2011– 
Dissertação de Mestrado apresentada no Programa de 
Pós-Graduação em Ciências Morfológicas da 
Universidade Federal do Rio de Janeira, como parte 
dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em 
Ciências Morfológicas. 
Orientadora: Morgana Teixeira Lima Castelo Branco 
Laboratório de Imunologia Celular – Departamento de 
Histologia e Embriologia – Instituto de Ciências 
Biomédicas – Universidade Federal do Rio de Janeiro 
 
Co-orientador: Mauro Sérgio Gonçalves Pavão 
Laboratório de Tecido Conjuntivo – Instituto de 
Bioquímica Médica – Universidade Federal do Rio de 
Janeiro 
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dos Santos, Teresa Cristina Fernandes 
 
Expressão da proteína heparanase em neoplasias pulmonares / Teresa Cristina 
Fernandes dos Santos. Rio de Janeiro, 2011. 205 f 
 
 
Dissertação (Mestrado) – UFRJ/ Instituto de Ciências Biomédicas/ Programa de Pós-
Graduação em Ciências Morfológicas, 2011. 
 
Orientadora: Morgana Teixeira Lima Castelo Branco 
Co-orientador: Mauro Sérgio Gonçalves Pavão 
 
1. Câncer de pulmão. 2. Heparanase. 3. NSCLC. 4. SCLC. 5. Matriz extracelular. I. 
Castelo Branco, Morgana Teixeira Lima (Orient.). II. Pavão, Mauro Sérgio 
Gonçalves. III. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências 
Biomédicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Morfológicas. IV. Título 
4 
 
Expressão da proteína heparanase em 
neoplasias pulmonares 
 
 
 
Teresa Cristina Fernandes dos Santos 
 
 
 
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Morfológicas da 
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos para obtenção do grau de 
Mestre em Ciências Morfológicas. 
 
 
Aprovada em 22 de agosto de 2011. 
 
 
 
Profª Morgana Teixeira Lima Castelo Branco 
(Programa de Glicobiologia – ICB – CCS – UFRJ) (Presidente da banca e orientadora) 
 
Profº Mauro Sérgio Gonçalves Pavão 
(Programa de Glicobiologia – IbqM – CCS – UFRJ) (orientador) 
 
Profª Silvana Allodi 
(Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – CCS – UFRJ) 
 
Profª Raquel Ciuvalschi Maia 
(Programa de Pesquisa Clínica e Translacional em Hemato-Oncologia – INCa) 
 
Profº Heitor Siffert Pereira de Souza 
(Departamento de Clínica Médica – HUCFF – UFRJ) 
 
Profª Claudete Esteves Nogueira Pinto Klumb 
(Serviço de Hematologia – INCa) (suplente externa) 
 
Profª Maria Isabel Doria Rossi 
(Programa de Bioengenharia Tecidual – ICB – CCS – UFRJ) (revisora e suplente 
interna) 
 
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Este trabalho foi realizado no Laboratório de Imunologia Celular do Programa de 
Glicobiologia do Instituto de Ciências Biomédicas da UFRJ, sob orientação da 
Professora Morgana Teixeira Lima Castelo Branco e colaboração do Instituto de 
Doenças do Tórax do HUCFF da UFRJ. Contou com o apoio financeiro da CAPES e do 
Programa de Oncobiologia da UFRJ. 
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“Se um dia tiver que escolher entre o mundo e o amor... Lembre-se: se escolher o 
mundo ficará sem o amor, mas se escolher o amor, com ele conquistará o mundo.” 
Albert Einstein 
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AGRADECIMENTOS 
 
 
A Deus e ao mestre Jesus, fontes inesgotáveis de bênçãos e força. 
 
A minha orientadora professora Morgana Teixeira Lima Castelo Branco pelas 
oportunidades profissionais que tem me proporcionado durante todos esses anos. 
 
Ao meu co-orientador professor Mauro Sérgio Gonçalves Pavão por me “apresentar” a 
heparanase e, assim, possibilitar a formação e início do desenvolvimento de um projeto que 
me proporciona alegria e contentamento profissional e pessoal. Obrigada por me ensinar que 
fazer as perguntas para depois respondê-las é a base de nossa profissão. 
 
Ao professor Marcos Paschoal, do Instituto de Doenças do Tórax, do Hospital 
Universitário Clementino Fraga Filho, por fornecer as amostras e os dados dos pacientes. 
 
À professora Maria Isabel Doria Rossi, do Programa de Bioengenharia Tecidual 
pertencente ao Instituto de Ciências Biomédicas, pela excelente revisão deste trabalho. 
 
Aos patologistas drª Beatriz, drª Nathalie e dr Khalil, que revisaram as lâminas e aos 
técnicos Alyson e Cesônia, do Laboratório Multidisciplinar de Pesquisa, do Hospital 
Universitário Clementino Fraga Filho, pelo suporte indispensável para um trabalho bem 
realizado. 
 
Aos professores da banca examinadora, por aceitarem o convite e pela troca de 
informações essenciais para o aperfeiçoamento do nosso trabalho. 
 
Aos componentes do Laboratório de Imunologia Celular, em especial Josiane, Beatriz 
e Paulo pelos incentivos e pelo carinho de sempre. 
 
Ao meu marido Fernando, meu exemplo, meu melhor amigo, meu companheiro e 
grande incentivador desta minha escolha profissional. Muito obrigada pela paciência e 
dedicação. 
 
Aos meus pais, pela oportunidade de poder cumprir os deveres do ontem e do hoje. 
 
Aos amigos biomédicos e físicos, pelas demonstrações de amizade e pelas conversas 
alegres, quando podemos estar reunidos. 
 
À CAPES, pelo apoio financeiro, imprescindível para realização deste trabalho. 
 
 
 
 
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RESUMO 
 
O câncer de pulmão é a principal causa de mortes por câncer no mundo. A heparanase é uma 
endo-beta-D-glicuronidase que degrada as cadeias de heparan sulfato dos proteoglicanos de 
heparan sulfato da matriz extracelular, da membrana basal e da superfície celular alterando as 
interações célula-célula e célula-matriz. A atividade da heparanase e suas atividades não 
enzimáticas correlacionam-se com o potencial metastático de células derivadas de tumor, uma 
correlação que é atribuída à disseminação celular aumentada como uma consequência da 
clivagem do heparan sulfato e remodelamento da matriz extracelular. Esse trabalho abrangeu 
32 casos de carcinoma de não-pequenas células (NSCLC), 5 carcinomas de pequenas células 
(SCLC) e os dados clínicos correspondentes. O carcinoma de não-pequenas células foi 
principalmente representado pelo adenocarcinoma, seguido pelo carcinoma escamoso. Em 
ambos os tipos de câncer de pulmão, prevaleceu o sexo masculino. A média de idade dos 
pacientes acometidos por NSCLC foi de 63,2 anos e dos pacientes acometidos por SCLC foi 
de 61,8 anos. Em relação ao tabagismo, a maioria dos casos de adenocarcinoma era de não-
fumantes; os ex-fumantes prevalentemente desenvolveram o adenocarcinoma e o carcinoma 
escamoso; e os fumantes desenvolveram, principalmente, o carcinoma escamoso. Em relação 
à carga tabágica, os pacientes diagnosticados com NSCLC consumiram de 40-59 maços/ano e 
os diagnosticados com SCLC já desenvolveram a doença com um consumo de menos de 20 
maços/ano. Em relação ao estadiamento (TNM), os casos de adenocarcinoma e carcinoma 
escamoso pertenceram prevalentemente ao grau IV, seguido pelo IB; os carcinomas de 
grandes células pertenceram prevalentemente ao grau IB. Através da imuno-histoquímica, a 
expressão de heparanasefoi detectada em 14 adenocarcinomas, 10 carcinomas escamosos, 
todos os carcinomas de grandes células e 4 carcinomas de pequenas células. A expressão de 
heparanase foi encontrada em todos os adenocarcinomas e correlacionou-se ao estágio IV dos 
carcinomas escamosos e aos estágios IA, IB e IIIB dos carcinomas de grandes células. A 
localização celular da heparanase nas células tumorais parece ter importância no 
desenvolvimento das neoplasias. A expressão de proteína também foi encontrada em 
macrófagos e células epiteliais pulmonares normais, sugerindo a importância desta molécula 
no mecanismo de desenvolvimento da neoplasia associado à inflamação crônica, uma 
consequência do tabagismo. Quando analisados separadamente os grupos NSCLC e SCLC, 
observou-se que houve uma tendência à correlação positiva entre a expressão de heparanase e 
os níveis mais elevados para o TNM, no grupo NSCLC. Dessa maneira, o estudo do papel da 
heparanase é interessante para um melhor entendimento do desenvolvimento e da progressão 
do câncer de pulmão, através de diferentes abordagens metodológicas e o aumento do número 
de casos. 
 
PALAVRAS-CHAVE: câncer de pulmão – NSCLC – SCLC – heparanase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
SUMMARY 
 
Lung cancer is the leading cause of cancer mortality worldwide. Heparanase is an endo-beta-
D-glucuronidase that degrades heparan sulfate glycosaminoglycan side chains of the 
proteoglycans in extracellular matrix, basement membrane and cellular surface altering cell-
cell and cell-matrix interactions. Heparanase activity and its enzymatic-independent activities 
correlates with the metastatic potential of tumor-derived cells, a correlation that has been 
attributed to enhanced cell dissemination as a consequence of HS cleavage and remodeling of 
the extracellular matrix barrier. This work comprised 32 cases of nom-small cell lung cancer 
(NSCLC), 5 small cell lung cancers and the corresponding clinical data. The non-small cell 
lung cancer was principally represented by adenocarcinoma, followed by squamous 
carcinoma. Both types of lung cancer predominated in the male gender. The average age of 
patients that were taken NSCLC was 63,2 years and SCLC was 61,8 years. In relation to 
tabagism, the most of adenocarcinoma cases was nonsmokers; the former smokers 
predominating developed adenocarcinoma and squamous carcinoma; and the current smokers 
developed, principally, squamous carcinoma. In relation to tabagic loading, the NSCLC 
patients consumed 40-59 packs/year and the SCLC patients already developed the disease 
consuming less than 20 packs/year. In relation to TNM, the adenocarcinoma and squamous 
carcinoma cases predominant belongs to IV grade, followed by IB grade; the large cell 
carcinoma predominant belonged to IB grade. By means of immunohistochemistry, 
heparanase expression was detected in 14 adenocarcinomas, 10 squamous carcinomas, all 
large cell carcinomas and 4 small cell lung cancer. Heparanase expression was found in all 
adenocarcinomas and correlated with grade IV of squamous carcinomas and grades IA, IB 
and IIIB of large cell carcinomas. The cellular localization of heparanase seems to be 
important on the neoplastic development. The protein expression also was found in 
macrophages and normal pulmonary epithelial cells, suggesting the importance of heparanase 
in the neoplastic development mechanism associated to the chronic inflammation, a tabagism 
consequence. The statistical analyses showed that, when NSCLC and SCLC positive cases 
were considered in separated groups occurred a tendency to a significant result between the 
correlation heparanase expression and TNM; and, the heparanase expression only among the 
NSCLC cases would be participating of the developing of the disease and the highest TNM. 
Thus, the study of the heparanase role in lung cancer is interesting to a better understanding 
about the development e progression of the disease, through other methodological approaches 
and raising the number of the cases. 
 
 
KEYWORDS: lung cancer – NSCLC – SCLC – heparanase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Desenho esquemático representando a disposição geral do aparelho respiratório. 
Corte histológico de pulmão normal humano corado pela técnica de hematoxilina e eosina. 
 
Figura 2: Desenho esquemático anatômico dos pulmões esquerdo e direito. 
 
Figura 3: Peça plastinada mostrando a relação anatômica das subdivisões da árvore brônquica 
e dos vasos sanguíneos que entram e emergem dos pulmões. 
 
Figura 4: Cortes histológicos de carcinoma escamoso corados por hematoxilina & eosina. 
 
Figura 5: Cortes histológicos de adenocarcinoma corados por hematoxilina & eosina. 
 
Figura 6: Corte histológico de carcinoma de grandes células. 
 
Figura 7: Corte histológico de carcinoma de pequenas células. 
 
Figura 8: Tipos de câncer mais incidentes, estimados para o ano de 2010, na população 
brasileira, sem os casos de pele não-melanoma. 
 
Figura 9: Número de casos obtidos de cada neoplasia. 
 
Figura 10: Proporção entre os gêneros. 
 
Figura 11: Faixas etárias dos diagnósticos. 
 
Figura 12: História tabágica. 
 
Figura 13: Carga tabágica. 
 
Figura 14: TNM dos casos de NSCLC. 
 
Figura 15: Imunohistoquímica para a proteína heparanase em corte histológico de placenta. 
 
Figura 16: Controle negativo de um corte histológico de adenocarcinoma. 
 
Figura 17: Controle negativo de um corte histológico de carcinoma de grandes células. 
 
Figura 18: Controle negativo de um corte histológico de carcinoma escamoso. 
11 
 
Figura 19: Controle negativo de um corte histológico de carcinoma de pequenas células. 
 
Figura 20-44: Imunohistoquímica para a proteína heparanase em corte histológico de 
adenocarcinoma. 
 
Figura 45-57: Imunohistoquímica para a proteína heparanase em corte histológico de 
carcinoma escamoso. 
 
Figura 58-71: Imunohistoquímica para a proteína heparanase em corte histológico de 
carcinoma de grandes células. 
 
Figura 72-74: Imunohistoquímica para a proteína heparanase em corte histológico de 
carcinoma de pequenas células. 
 
Figura 75: Expressão da proteína heparanase nos casos de NSCLC e SCLC. 
 
Figura 76: Relação entre a expressão de heparanase e o TNM. 
 
Figura 77: Relação entre a extensão da doença e a expressão de heparanase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1: Descrição dos dados clínicos obtidos para os casos de Adenocarcinoma. 
 
Tabela 2: Descrição dos dados clínicos obtidos para os casos de Carcinoma Escamoso. 
 
Tabela 3: Descrição dos dados clínicos obtidos para os casos de Carcinoma de Grandes 
Células. 
 
Tabela 4: Descrição dos dados clínicos obtidos para os casos de Carcinoma de Pequenas 
Células. 
 
Tabela 5: Descrição dos dados clínicos diagnóstico, óbito e sobrevivência obtidos para os 
casos de adenocarcinoma. 
 
Tabela 6: Descrição dos dados clínicos diagnóstico, óbito e sobrevivência obtidos para os 
casos de carcinoma escamoso. 
 
Tabela 7: Descrição dos dados clínicos diagnóstico, óbito e sobrevivência obtidos para os 
casos de carcinoma de grandes células. 
 
Tabela 8: Descrição dos dados clínicos diagnóstico, óbito e sobrevivência obtidos para os 
casos de carcinoma de pequenas células. 
 
Tabela 9: Descrição dos dados clínicos e da expressão de heparanase obtidos para os casos de 
Adenocarcinoma. 
 
Tabela 10: Descrição dos dados clínicos e da expressão de heparanase obtidos para os casos 
de Carcinoma Escamoso. 
 
Tabela 11: Descrição dos dados clínicos e da expressão de heparanase obtidos para os casos 
de Carcinoma de Grandes Células. 
 
Tabela 12: Descrição dos dados clínicos e da expressão de heparanase obtidos para os casos 
de Carcinoma de Pequenas Células. 
 
 
 
 
 
13 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
 
AKT1- gene da proteína quinase serina/treonina1 
 
ALK – quinase do linfoma anaplásico (quinase do linfoma anaplásico) 
 
BAP – benzopireno 
 
BRAF – homólogo B1 do oncogene viral v-raf do sarcoma murino 
 
BSA - albumina sérica bovina 
 
CAM-DR - resistência a drogas mediada por adesão celular 
 
CEP – Comitê de Ética em Pesquisa 
 
cDNA – DNA complementar 
 
DAB - tetrahidrocloreto de 3,3-diaminobenzidina 
 
DNA – ácido desoxirribonucleico 
 
DTH - hipersensitividade do tipo retardado 
 
EGF – fator de crescimento epidermal 
 
EGFR – receptor do fator de crescimento epidermal 
 
Egr1 – fator de resposta ao crescimento precoce 1 
 
ER-alfa - receptor de estrogênio alfa 
 
ER-beta – receptor de estrogênio beta 
 
ERK – quinase regulada por sinal extracelular 
 
Ets – fator de transcrição Ets 
 
FGF 1 e 2 - fatores de crescimento de fibroblastos 1 e 2 
 
fosfo-EGFR – receptor do fator de crescimento epidermal fosforilado 
14 
 
GAG – glicosaminoglicano 
 
GPI – glicosilfosfatidilinositol 
 
GST - glutationa-S-transferases 
GVHD - doença enxerto versus hospedeiro 
 
HB-EGF – fator de crescimento semelhante ao EGF ligador de heparina 
 
HER2 (ERB2) – homólogo 2 do oncogene viral v-erb-b2 da leucemia eritroblástica 
 
HGF - fator de crescimento de hepatócitos 
 
H2O2 – peróxido de hidrogênio 
 
HPSE – gene da heparanase 
 
HPSE1 – proteína heparanase 1 
 
HPSE2 – gene da heparanase 2 
 
HPV - vírus do papiloma humano 
 
HSGAG – glicosaminoglicano de heparan sulfato 
 
HSPG – proteoglicano de heparan sulfato 
 
HUCFF - Hospital Universitário Clementino Fraga Filho 
 
IARC - Agência Internacional para Pesquisa em Câncer 
 
IFN γ - interferon gama 
 
IGFR2 - fator de crescimento semelhante à insulina 2 
 
INCa – Instituto Nacional do Câncer 
 
JSRV - retrovírus ovino Jaassieke 
 
KGF - fator de crescimento relacionado à queratina 
 
KRAS – gene do sarcoma Kirsten de rato 
 
15 
 
LDLR - receptor de lipoproteína de baixa densidade 
 
LRP1 - proteína relacionada ao receptor de baixa densidade 1 
 
Lys158-Asp171 – lisina 158 – asparagina 171 
 
MAP2K – proteína quinase ativada por mitógeno 
 
MEC – matriz extracelular 
 
MET - proto-oncogene met 
 
mRNA – RNA mensageiro 
 
NCI – Instituto Nacional do Câncer 
 
NIH – Instituto Nacional de Saúde 
 
NNK - nitrosaminocetona derivada da nicotina 
 
NSCLC – carcinoma de não-pequenas células 
 
OMS – Organização Mundial da Saúde 
 
PAH - hidrocarbonetos aromáticos policíclicos 
 
PDGF - fator de crescimento derivado de plaquetas 
 
PIK3CA - proto-oncogene da subunidade catalítica da proteína quinase do fosfatidilinositol 3 
 
PKC α – proteína quinase C alfa 
 
Rac1 – substrato 1 da toxina botulínica C3 relacionada ao ras (família rho, pequena proteína 
de ligação ao GTP) 
 
RNA – ácido ribonucleico 
 
SCC – carcinoma escamoso 
 
SCLC – carcinoma de pequenas células 
 
siRNA – pequeno RNA de interferência 
 
SNP – polimorfismo de único nucleotídeo 
16 
 
SP1 – proteína específica 1; fator de transcrição Sp1 
 
Src – família de proteínas tirosina quinases não receptoras proto-oncogenéticas 
 
TBS – Tris-borato-EDTA 
 
TGF- β - fator de crescimento transformador β 
 
TIM – isomerase triosefosfato (estrutura) 
 
TNF-α - fator de necrose tumoral alfa 
 
TNM - estadiamento tumoral 
 
TP53 – tumor protein 53 
 
TRIS – hidroximetil aminometano 
 
VEGF - fator de crescimento endotelial vascular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Triosephosphate_isomerase
17 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 Introdução 1 
1.1 Noções iniciais do aparelho respiratório e aspectos anatômicos 2 
1.2 Classificação do câncer de pulmão, aspectos epidemiológicos gerais 4 
1.2.1 Carcinoma broncogênico epidermóide ou carcinoma de células 
Escamosas ou carcinoma escamoso 5 
1.2.1.1 Morfologia do carcinoma escamoso 5 
1.2.2 Adenocarcinoma 6 
1.2.2.1 Morfologia do adenocarcinoma 7 
1.2.3 Carcinoma de grandes células 8 
1.2.3.1 Morfologia do carcinoma de grandes células 8 
1.2.4 Carcinoma indiferenciado de pequenas células (“oat cell”) 9 
1.2.4.1 Morfologia do carcinoma de pequenas células 10 
1.3 Epidemiologia do câncer de pulmão 11 
1.4 Aspectos moleculares 12 
1.5 O câncer de pulmão e sua associação com o fumo 14 
1.6 O câncer de pulmão em não fumantes 16 
1.7 A matriz extracelular 19 
1.7.1 A constituição da matriz extracelular 19 
1.7.1.1 Os glicosaminoglicanos (GAG) 20 
1.7.1.2 Os glicosaminoglicanos de heparan sulfato e os proteoglicanos 
de heparan sulfato 21 
1.7.1.3 Papel dos glicosaminoglicanos de heparan sulfato na biologia 
tumoral 23 
1.8 A heparanase 25 
1.8.1 Histórico 25 
1.8.2 Propriedades moleculares e bioquímicas 26 
18 
 
1.8.2.1 Aspectos genéticos 26 
1.8.2.2 Estrutura e processamento 28 
1.8.2.3 Atividade da heparanase 29 
1.8.3 Regulação da expressão da heparanase 29 
1.8.3.1 Metilação do promotor e regulação dos fatores de transcrição 29 
1.8.3.2 Regulação pela proteína p53 30 
1.8.3.3 Regulação pelo TNFα e pelo INFγ 31 
1.8.3.4 Regulação pelo estrogênio 31 
1.8.3.5 Regulação pelos níveis de glicose 31 
1.8.4 O papel não-enzimático da heparanase 32 
1.8.5 Papel da heparanase em condições fisiológicas e patológicas 33 
1.8.5.1 A heparanase na Biologia do Câncer e propriedades adesivas 35 
1.8.5.1.1 Sinalização mediada pela heparanase: dependente e 
independente de heparan sulfato 37 
1.9 Heparanase 2 40 
2.0 A heparanase como marcador de invasividade tumoral e alvo 
 terapêutico em câncer de pulmão 41 
3 Objetivos 43 
3.1 Objetivo geral 44 
3.2 Objetivos específicos 44 
4 Materiais e Métodos 45 
4.1 Pacientes e dados clínicos 46 
4.2 Amostragem e exame histológico 46 
4.3 Preparação de lâminas silanizadas 46 
4.4 Imunohistoquímica 47 
4.5 Obtenção de imagens 49 
4.6 Análise estatística 49 
5 Resultados 51 
5.1 Dados Clínicos 51 
19 
 
5.2 Expressão da heparanase por imunohistoquímica: análise qualitativa 64 
5.2.1 Adenocarcinomas 68 
5.2.2 Carcinomas escamosos 97 
5.2.3 Carcinomas de grandes células 112 
5.2.4 Carcinomas de pequenas células 125 
5.3 Expressão da heparanase e dados clínicos 128 
6 Discussão 140 
6.1 Dados demográficos 140 
6.2 Expressão da heparanase 142 
6.2.1 Resultados qualitativos 144 
6.2.1.1 A heparanase foi diferencialmente expressa no citoplasma das células 
neoplásicas e apresentou acúmulos na membrana plasmática 144 
6.2.1.2 A expressão de heparanase está mais associada ao desarranjo 
 das células neoplásicas do que à organização 146 
6.2.1.3 A heparanase foi expressa nos núcleos das células neoplásicas 148 
6.2.1.4 A expressão de heparanase apresentou-se em diferentes compartimentos 
celulares em diferentes estágios morfológicos das células neoplásicas 149 
6.2.1.5 A expressão de heparanase ocorreu no epitélio pulmonar normal 
e no epitélio pulmonar hiperplásico 151 
6.2.1.6 Os fibroblastos responsáveis pela reação desmoplásica 
característica dos tumores apresentaram-se marcados para heparanase 151 
6.2.1.7 Diferentes populações de células inflamatórias expressaram 
heparanase 152 
6.2.1.8 Células neoplásicas menos diferenciadas apresentaram uma maior 
expressão de heparanase do que as células neoplásicas mais diferenciadas 155 
7 Conclusão 158 
8 Perspectivas 160 
9 Referências bibliográficas 163 
20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
21 
 
1 INTRODUÇÃO 
1.1 Noções iniciais de aparelhorespiratório e aspectos anatômicos 
 
 O aparelho respiratório é constituído pelos pulmões e um sistema de tubos que 
comunicam o parênquima pulmonar com o meio exterior. 
 Duas porções são distinguidas no aparelho respiratório: uma porção condutora, que 
compreende as fossas nasais, nasofaringe, laringe, traquéia, brônquios e bronquíolos; e uma 
porção respiratória (onde ocorrem as trocas gasosas), constituída pelos bronquíolos 
respiratórios, ductos alveolares e alvéolos. A maior parte do parênquima pulmonar é 
constituída pelos alvéolos (Robbins & Cotran, 2010). A figura abaixo representa a disposição 
de seus elementos e um corte histológico de pulmão normal humano (Figura 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Além de possibilitar a entrada e a saída de ar, a porção condutora exerce as funções de 
limpar, umedecer e aquecer o ar inspirado, protegendo o delicado revestimento dos alvéolos. 
Para assegurar a passagem contínua do ar, a parede da porção condutora é constituída por uma 
porção de cartilagem, tecido conjuntivo e tecido muscular liso, o que lhe proporciona suporte 
Figura 1: (A) Desenho esquemático representando a disposição geral do aparelho respiratório. Retirada de 
www.clinicadeckrs.com.br (B) Corte histológico de pulmão normal humano corado pela técnica de hematoxilina e 
eosina. Retirada de www.unifesp.br 
 
A 
 
B 
22 
 
estrutural, flexibilidade e extensibilidade. A mucosa da parte condutora é revestida por um 
epitélio especializado, chamado de epitélio respiratório (Junqueira & Carneiro, 2004). 
 O pulmão é um órgão duplo, situado nos compartimentos laterais da caixa torácica e 
revestido pela pleura. Os pulmões são os órgãos vitais da respiração cuja função principal é 
oxigenar o sangue, colocando o ar inspirado em contato íntimo com o sangue venoso que 
circula nos capilares pulmonares. Em pessoas saudáveis são normalmente leves, macios, 
esponjosos e elásticos (Moore & Dalley, 2001). 
 Os pulmões são separados um do outro pelo coração, pelas vísceras e pelos grandes 
vasos sanguíneos do mediastino. O pulmão apresenta uma região chamada hilo, onde entram e 
emergem os brônquios e os vasos sanguíneos (Moore & Dalley, 2001). As fissuras horizontal 
e oblíqua dividem os pulmões em lobos. O pulmão direito possui três lobos e o esquerdo, 
dois. O pulmão direito é maior e mais pesado do que o esquerdo, mas é mais curto e mais 
largo porque a cúpula direita do diafragma – músculo situado na base dos pulmões – é mais 
alta e o coração e pericárdio abaúlam-se mais para a esquerda (Moore & Dalley, 2001) 
(Figura 2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os brônquios principais entram nos hilos dos pulmões e ramificam-se de maneira 
constante dentro deles, formando a árvore bronquial. Cada brônquio principal divide-se em 
Figura 2: Desenho esquemático anatômico dos pulmões esquerdo (A) e direito B) (Pinto, 2002). 
 
A B 
23 
 
brônquios lobares ou secundários, dois no lado esquerdo e três no direito, cada um dos quais 
supre um lobo do pulmão. Cada brônquio lobar divide-se em diversos brônquios segmentares 
ou terciários, que suprem os segmentos broncopulmonares, que é a maior subdivisão de um 
lobo. Além dos segmentares, estão 20 a 25 gerações de ramos que terminam em bronquíolos 
terminais. Cada bronquíolo terminal dá origem a diversas gerações de bronquíolos 
respiratórios e, cada um deles, fornece de 2 a 11 ductos alveolares, cada um dos quais origina 
de 5 a 6 sacos alveolares revestidos por alvéolos. O alvéolo é a unidade estrutural básica da 
troca gasosa no pulmão (Moore & Dalley, 2001). A figura 3 mostra, a partir de uma peça 
plastinada, as extensas ramificações das estruturas respiratórias, que são seguidas às 
ramificações dos vasos sanguíneos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2 Classificação do câncer de pulmão e aspectos epidemiológicos gerais 
 As neoplasias de pulmão consistem de quatro principais tipos e múltiplas formas mais 
raras, que ocorrem em menor proporção (Travis e col., 2004). Pelas suas características 
clínicas e patológicas, estes subtipos são agrupados em duas categorias: o carcinoma de 
pequenas células (SCLC); e o carcinoma de não-pequenas células (NSCLC), que compreende 
Figura 3: Peça plastinada mostrando a relação anatômica das subdivisões da árvore brônquica e dos vasos 
sanguíneos que entram e emergem dos pulmões. Disponível em: http:// www.divertecultural.com.br. 
 
24 
 
os subtipos carcinoma de células escamosas (SCC), o adenocarcinoma e os carcinomas de 
grandes células. Estes últimos compreendem um conjunto de outros tipos de tumores pouco 
ou não-diferenciados o que torna o critério de diagnose bastante variável (Sun e col., 2007). 
Todos estes carcinomas são, na prática, ditos broncogênicos já que são originários de 
componentes da árvore respiratória, dos brônquios terminais. 
 A associação com o hábito de fumar é mais evidente para os carcinomas de pequenas 
células e para o carcinoma escamoso do que para o adenocarcinoma, que é a forma mais 
comum desenvolvida em não-fumantes (Motadi e col., 2007). 
 
1.2.1 Carcinoma broncogênico epidermóide ou carcinoma de células 
escamosas ou carcinoma escamoso 
 O carcinoma broncogênico epidermóide ou carcinoma escamoso é uma neoplasia 
originada no epitélio de revestimento e, de todos os carcinomas broncogênicos, é o que mais 
frequentemente se origina no hilo pulmonar. Apresenta incidência de 20% da população 
mundial, acometendo mais os indivíduos do sexo masculino (Horner e col., 2009; Paschoal, 
2009). 
 No desenvolvimento do carcinoma escamoso, causas oncogenéticas – resultantes de 
irritações crônicas, como as provocadas pelo fumo – convertem o epitélio brônquico normal 
pseudoestratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes em lesões metaplásicas e 
displásicas, levando à emergência subsequente de um carcinoma in situ e, então, de um 
carcinoma de células escamosas patente (Murray & Nadel’s, 2005). 
 
1.2.1.1 Morfologia do carcinoma escamoso 
 O carcinoma escamoso é formado por células semelhantes as da camada espinhosa da 
epiderme. Apresentam núcleo volumoso, redondo ou ovalado e nucléolo geralmente evidente. 
25 
 
O citoplasma é acidófilo e abundante, com textura filamentosa. Algumas células exibem 
queratinização anômala (disceratose). Há moderado pleomorfismo e figuras mitóticas são 
comuns, sendo algumas atípicas. Em alguns casos é possível observar grande capacidade 
infiltrativa. Muitos dos grupamentos celulares apresentam regiões necróticas centrais, às 
vezes extensas. 
 A figura 4 ilustra a morfologia geral de um carcinoma escamoso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2.2 Adenocarcinoma 
 Em geral, o adenocarcinoma origina-se de brônquios pequenos e periféricos, a partir 
do epitélio glandular. Apresenta incidência mundial de 37%, sendo mais comum entre as 
mulheres, com localização mais frequente nas regiões periféricas do aparelho respiratório 
(Horner e col., 2009; Paschoal, 2009). 
Figura 5 
 
 
 
Figura 4: Cortes histológicos de carcinoma escamoso corados por hematoxilina & eosina. É possível notar a 
capacidade infiltrativa das células (A) assim como a formação da pérola córnea, constituída de queratina, característica 
dos tipos bem diferenciados. Aumentos de 100x (A) e 400 (B). Retirados de http://anatpat.unicamp.br 
A 
B 
26 
 
 O adenocarcinoma é considerado desenvolvido, pelo menos em parte, de uma lesão 
precursora pré-maligna, a hiperplasia adenomatosa atípica (Murray & Nadel’s, 2005; 
Pankiewicz e col., 2007). 
 
1.2.2.1 Morfologia do adenocarcinoma 
 As células neoplásicas que formam o adenocarcinoma são colunares, formando uma 
camada única e estruturas glandulares; daí o termo adenocarcinoma. Em certas regiões do 
tumor, as células descamam e preenchem parcialmente a luz das cavidades. Há formação de 
atipias nucleares e figuras mitóticas mais difíceis de serem observadas. 
 O adenocarcinoma pulmonar demonstra as característicasinvasivas próprias das 
neoplasias em geral: progride por continuidade, alvéolo a alvéolo, “atapetando” os espaços 
alveolares. Além disso, penetra em vasos linfáticos, através dos quais pode propagar-se à 
pleura e a linfonodos hilares, originando metástases. As células de origem estão localizadas 
nas pequenas vias aéreas (bronquíolos), por isso a localização tende a ser na periferia do 
pulmão (Queiroz & Paes, 2007). 
 A figura abaixo apresenta cortes histológicos que exemplificam a morfologia de um 
adenocarcinoma bem diferenciado (Figura 5). 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5: Cortes histológicos de adenocarcinoma corados por hematoxilina & eosina. Nota-se o arranjo glandular de 
suas células. Aumentos de 200x (A) e 400 (B). Retirados de http://anatpat.unicamp.br 
 
A B 
27 
 
1.2.3 Carcinoma de grandes células 
 O carcinoma de grandes células apresenta incidência mundial de 4%, sendo mais 
associado ao fumo (Horner e col., 2009; Paschoal, 2009). Esse tipo de tumor geralmente surge 
perifericamente, logo desenvolvendo metástases. Seus principais subtipos são o 
neuroendócrino, basilóide, de células de Clara, rabdóide e semelhante ao linfoepitelioma 
(Motadi e col., 2007). 
 
 1.2.3.1 Morfologia do carcinoma de grandes células 
 O carcinoma de grandes células apresenta características citológicas e teciduais 
similares aos carcinomas escamosos pouco diferenciados ou adenocarcinomas (Motadi e col., 
2007). 
 As células do carcinoma de grandes células apresentam citoplasma abundante, em 
formatos poligonais cujo crescimento segue o chamado padrão organóide, exibindo áreas em 
forma de roseta e extensas áreas de necrose (Figura 6). 
 Alguns estudos mostram que esses tumores seriam provenientes de células iniciadoras 
ou células-tronco epiteliais brônquicas, que apresentam a capacidade de se diferenciarem e se 
transformarem em células tumorais com características citológicas de qualquer um desses 
subtipos citados (Gustafsson, 2008). 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2.4 Carcinoma indiferenciado de pequenas células (“oat cell”) 
 O carcinoma de pequenas células é uma neoplasia de extrema malignidade, derivada 
de células neuroendócrinas da mucosa brônquica. Estas células regulam a microfisiologia do 
tecido, controlando eventos como a vasodilatação e vasoconstrição locais, secreção de 
glândulas, contração da mucosa lisa entre outras atividades. Atuam de maneira parácrina, 
secretando pequenas quantidades de mediadores químicos que atuam, apenas, na vizinhança 
(Queiroz & Paes, 2007). 
 Como o carcinoma escamoso, localiza-se preferencialmente na região hilar. Seu 
prognóstico é extremamente desfavorável, sendo muito propenso à metastatização precoce. O 
tratamento cirúrgico não é recomendado já que não aumenta substancialmente a sobrevida do 
indivíduo. A quimioterapia e a radioterapia são paliativos (Queiroz & Paes, 2007). Apresenta 
incidência de 14% (Horner e col., 2009; Paschoal, 2009). 
 
 
Figura 6: Corte histológico de carcinoma de grandes células. É possível observar células em formas 
poligonais, com citoplasma abundante. Aumento de 200x (A) e 1000x (B). A figura b foi retirada de 
http://anatpat.unicamp.br 
A 
B 
29 
 
1.2.4.1 Morfologia do carcinoma de pequenas células 
 O carcinoma de pequenas células é uma neoplasia indiferenciada, que apresenta 
células pequenas, com núcleos arredondados ou ovalados, classicamente comparados a grãos 
de areia (“oat cell”). Suas células apresentam citoplasma escasso, com limites indefinidos, 
cromatina densa e, geralmente, não sendo possível visualizar bem o nucléolo. São comuns 
figuras mitóticas, assim como áreas de necrose, pequenas ou extensas. As células estão 
compactamente arranjadas, sem formar estruturas características (Queiroz & Paes, 2007). 
 A figura 7 apresenta cortes histológicos de um carcinoma de pequenas células. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A B 
Figura 7: Corte histológico de carcinoma de pequenas células. É possível observar a ausência de organização das 
células, com citoplasma escasso. Aumento de 200x (A) e 400x (B). Retirados de http://anatpat.unicamp.br 
 
30 
 
1.3 Epidemiologia do câncer de pulmão 
Segundo recente relatório da Agência Internacional para Pesquisa em Câncer 
(IARC/OMS, International Agency Research in Cancer/OMS, 2008), o impacto global do 
câncer mais que dobrou em 30 anos. O contínuo crescimento populacional, bem como seu 
envelhecimento, afetará de forma significativa o impacto do câncer no mundo. Esse impacto 
recairá principalmente sobre os países de médio e baixo desenvolvimento. A IARC/OMS 
estimou que metade dos casos novos e cerca de dois terços dos óbitos por câncer ocorrerão 
nessas localidades. 
Em 2008, a IARC/OMS estimou que ocorreriam 12,4 milhões de casos novos e 7,6 
milhões de óbitos por câncer no mundo. Destes, os mais incidentes foram o câncer de pulmão 
(1,52 milhões de casos novos), mama (1,29 milhões) e cólon e reto (1,15 milhões). Devido ao 
mau prognóstico, o câncer de pulmão foi a principal causa de morte (1,31 milhões), seguido 
pelo câncer de estômago (780 mil óbitos) e pelo câncer de fígado (699 mil óbitos). Para 
América do Sul, Central e Caribe, estimou-se em 2008 cerca de um milhão de casos novos de 
câncer e 589 mil óbitos. Em homens, o mais comum foi o câncer de próstata, seguido por 
pulmão, estômago e cólon e reto. Nas mulheres, o mais frequente foi o câncer de mama, 
seguido do colo do útero, cólon e reto, estômago e pulmão (IARC/OMS, 2008). 
 Segundo a “Estimativa de Incidência de Câncer no Brasil 2010” do Instituto Nacional 
do Câncer (INCa), válidas também para o ano de 2011, apontam que ocorrerão 489.270 casos 
novos de câncer. Estima-se que o câncer de pele do tipo não-melanoma (114 mil casos novos) 
será o mais incidente na população brasileira, seguido pelos tumores de próstata (52 mil), 
mama feminina (49 mil), cólon e reto (28 mil), pulmão (28 mil), estômago (21 mil) e colo do 
útero (18 mil) (Noronha e col., 2010). 
Sabe-se que há uma variação na distribuição geográfica desses tumores, porém 
observa-se uma tendência mundial na diminuição dos SCC e um aumento patente dos 
31 
 
adenocarcinomas (Grabrielson, 2006). Os carcinomas de não-pequenas células apresentam 
uma maior incidência mundial e os carcinomas de pequenas células uma menor incidência, 
contando com 15% da população (NCI, National Cancer Institute, 2011). 
 O gráfico a seguir estima a importância que o câncer de pulmão apresenta na 
população brasileira (Figura 8). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esses dados corroboram a condição atual do câncer de pulmão, dentro do quadro das 
neoplasias humanas conhecidas, como o principal causador de óbitos entre homens e 
mulheres. 
 
1.4 Aspectos moleculares 
 Estudos moleculares mostraram que os cânceres patentes carregam alterações 
epigenéticas – fatores externos que atuam no material genético, como o fumo – e genéticas 
Figura 8: Tipos de câncer mais incidentes, estimados para o ano de 2010, na população brasileira, sem os casos de 
pele não-melanoma (Noronha e col., 2010). 
 
32 
 
múltiplas, resultando na inativação dos genes supressores de tumor e ativação de oncogenes, 
durante a iniciação da carcinogênese e progressão subsequente da neoplasia. Muitos desses 
genes alterados são conhecidos por atuarem na regulação da progressão do ciclo celular direta 
ou indiretamente. Uma proporção considerável desses genes relacionados ao câncer é de 
componentes dos checkpoints do ciclo celular. 
 Estudos mostraram que as neoplasias pulmonares dividem mudanças cromossômicas 
similares, porém apresentam certas alterações cromossômicas características de tipos 
histológicos específicos. A presença de aberrações cromossômicas é uma das marcas de 
distinção das células neoplásicas e a instabilidade cromossômica tem sido mostrada em 
muitas neoplasias humanas, inclusive a de pulmão(Murray & Nadel’s, 2005). 
 Em termos moleculares, há uma predisposição ao câncer, herdada, na qual um 
indivíduo receberia uma cópia de um gene supressor de tumor normal e uma cópia mutada; e 
uma não predisposição, quando o desenvolvimento de tumores está relacionado à aquisição de 
mutações somáticas em ambos os alelos do gene supressor de tumor. 
 Em adição às alterações genéticas e na expressão dos genes, há as alterações no padrão 
de metilação do DNA, um processo epigenético presente em células de mamíferos, 
constituindo uma marca adicional importante do câncer de pulmão. 
 Além disso, estudos mostram que mutações nos genes EGFR, KRAS, ALK, HER2 
(ERB2), BRAF, PIK3CA, AKT1, MAP2K1 e MET estão diretamente envolvidas no 
desenvolvimento do carcinoma pulmonar (Pao e col., 2011). Diferenças em alterações dos 
mecanismos moleculares relacionados a estes genes têm sido encontradas entre as neoplasias 
de pulmão de fumantes e não-fumantes, evidenciando que eles se desenvolvem por diferentes 
mecanismos moleculares (Sharma e col., 2007; Shigmatsu & Gazdar, 2006; Le Calvez e col., 
2005). 
 
33 
 
1.5 O câncer de pulmão e sua associação com o fumo 
 O hábito de fumar está definitivamente associado ao risco do desenvolvimento de 
todos os tipos de câncer de pulmão, tornando-o, assim, uma patologia altamente prevenível 
(Mc Cormack, 2011; Parkin, 2005). Um indivíduo é considerado fumante quando mantém o 
hábito de fumar ou quando o abandonou nos últimos 12 meses (1 ano) (Sun e col., 2007). 
O risco dos fumantes em desenvolver tumores de pulmão é de 10 a 20 vezes maior do 
que os não-fumantes (NIH, National Cancer Institute, 2011). Duarte e colaboradores (2008), 
avaliando o impacto do hábito de fumar na resposta à quimioterapia observaram que os 
pacientes que consumiam um número igual ou maior de 40 maços de cigarro anualmente, 
apresentavam uma resposta pior ao tratamento em comparação àqueles que consumiam menos 
maços. 
 Foi hipotetizado que a produção e o uso, em muitos países, de cigarros com baixo teor 
de nicotina e alcatrão gerou uma atitude compensatória por parte dos fumantes, alterando seus 
hábitos de fumar o que resultou em mudanças na localização anatômica da neoplasia e nos 
tipos histológicos desenvolvidos (Grabrielson, 2006; Gray, 2006; Shields, 2002; Stratton e 
col, 2001). 
 Os carcinógenos relacionados ao fumo atuam nas vias aéreas centrais e periféricas 
(Sun e col., 2007). A fumaça do cigarro contém mais de 60 substâncias químicas identificadas 
como carcinógenos pela Agência Internacional para Pesquisa em Câncer (IARC). Destes, os 
carcinógenos mais potentes são os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH), tais como 
o benzopireno (BAP) e a nitrosamina – substância química que também pode ser encontrada 
em vários alimentos – específica do tabaco conhecida como nitrosaminocetona derivada da 
nicotina (NNK). Enzimas tais como o citocromo P450, catalisam a adição de um átomo de 
oxigênio ao carcinógeno aumentando sua solubilidade em água, tornando-o mais excretável. 
34 
 
Outras enzimas atuam neste processo de excreção tais como as glutationa-S-transferases 
(GST). 
 Entretanto, alguns dos intermediários formados pelas enzimas P450 são eletrofílicos e 
reativos. Tais metabólitos reativos podem se ligar covalentemente ao DNA em sítios 
específicos, podendo levar as células a apoptose ou serem removidos pelo sistema de reparo 
de excisão de nucleotídeos. Se ambos os eventos falirem, podem ocorrer mutações nos genes 
KRAS e TP53, que são eventos-chave na patogênese do câncer de pulmão. Essas mutações 
podem resultar, inclusive, em instabilidade genômica, iniciando várias mudanças genéticas 
encontradas na maioria dos tumores de origem epitelial (Sun e col., 2007). 
 A relação entre a inalação da fumaça de tabaco ambiental (ETS) e o risco de 
desenvolver câncer de pulmão tem sido amplamente estudada. A ETS é uma mistura da 
fumaça resultante da queima do tabaco – proveniente dos cigarros, charutos e cachimbos – e 
daquela exalada, expirada pelos fumantes. Quando um indivíduo inala esta combinação de 
substâncias existente nos mais diversos ambientes, passa a ser denominado fumante 
involuntário ou passivo. O principal componente da ETS é a fumaça resultante da queima do 
tabaco, que se apresenta diluída no ar e é constituída das mesmas substâncias tóxicas e 
carcinógenos que são inalados pelo fumante ativo, embora as proporções devam variar. 
Diversos estudos oficializaram a ETS como um carcinógeno humano (NIH, 2006; IARC, 
2004). Porém, os estudos ainda indicam que a ETS é um carcinógeno relativamente fraco e 
muitos dos tumores de pulmão não teriam sua origem por ela justificada (Sun e col., 2007). 
Al-Delaimy e Willet (2011) estudaram a associação dos níveis de nicotina das unhas 
dos dedos do pé com o risco de desenvolvimento de câncer de pulmão, independente do 
histórico de hábito de fumar dos pacientes. Assim, após analisar as unhas de 210 homens que 
desenvolveram câncer de pulmão, concluíram que este novo biomarcador foi visto como um 
novo predidor de câncer de pulmão. 
35 
 
1.6 O câncer de pulmão em não-fumantes 
 Estatísticas globais estimaram que 15% dos cânceres de pulmão desenvolvidos em 
homem e 53% daqueles desenvolvidos em mulheres não são atribuídos ao fumo, 
contabilizando 25% de todos os casos de câncer de pulmão no mundo (300.000 mortes por 
ano). Se considerada uma categoria separada, o câncer de pulmão em não-fumantes ocuparia a 
posição de sétima causa mais comum de óbitos por câncer no mundo, antecedida pelos 
tumores de cérvix, pâncreas e próstata (Sun e col., 2007). As mulheres são aquelas que mais 
desenvolvem o câncer de pulmão não associado ao fumo em relação aos homens. Assim, 
apesar de o uso do tabaco causar a maioria dos casos de câncer de pulmão nas mulheres, este 
fato não explica todos os casos. Estudos mostram que uma em cada cinco mulheres que 
desenvolveram esta neoplasia nunca fumou (Kligerman & White, 2011). 
 É importante ressaltar que se considera como não-fumante o indivíduo que apresenta, 
durante sua vida, exposição ao tabaco de menos de 100 cigarros (Sun e col., 2007). 
 Os carcinógenos ainda pouco conhecidos ou, talvez, os mecanismos pouco 
compreendidos que causam tumores em não-fumantes parecem atuar especificamente nas 
regiões periféricas do aparelho respiratório (Sun e col., 2007). 
 Estudos epidemiológicos têm identificado uma série de fatores de risco não associados 
ao fumo tais como ambientais, genéticos, hormonais e, inclusive, virais; outro fator que 
estaria associado ao desenvolvimento da neoplasia pulmonar seria a exposição a substâncias 
inorgânicas tais como os asbestos, o arsênico, o cádmio, a sílica, o níquel, a fuligem e o 
asfalto. 
Pessoas que trabalham na construção civil ou em indústrias químicas estão 
frequentemente mais expostas a estes materiais e o risco é aumentado com os anos de 
exposição. O risco de desenvolvimento de tumores de pulmão devido a essas substâncias é 
ainda maior para os fumantes (Alberg e col., 2005; Boffetta, 2006; NCI, 2008; Subramaniam 
36 
 
e Govindan, 2007). Recentemente, foi visto que homens chineses, não-fumantes, 
desenvolveram câncer de pulmão devido principalmente à exposição à sílica, à fumaça da 
combustão do diesel e à tinta de parede (Tse e col, 2011). Porém, a relação entre câncer de 
pulmão e silicose já foi previamente considerada em estudos anteriores (Hueper, 1955). 
 Embora o papel do radônio como fator de risco ambiental seja discutível, há estudos 
que buscam avaliar a sua associação com o câncer de pulmão na tentativa, inclusive, de 
reduzir o nível deste gás no interior das residências (Ashok e col., 2011; Bissett & 
McLaughlin, 2010; Méndez e col., 2011; Turner e col., 2011). 
O radônio é um gás radioativo produzido pelo decaimento natural do urânio presente 
nas rochas e no solo. Embora quimicamente inerte, gera produtos ativos duranteseu 
decaimento que se ligam, uns aos outros que, quando inalados, podem se aderir ao epitélio 
respiratório. O decaimento resulta, também, na emissão de partículas alfa que atuam 
diretamente no DNA. O radônio está presente ubiquamente em baixos níveis no ar 
atmosférico e pode acumular-se dentro de habitações, entrando por rachaduras no chão, nas 
paredes e fundações. Regiões próximas a minas de urânio apresentam os níveis mais altos de 
radônio e pessoas que trabalham nestas minas, por estarem mais expostas, apresentam risco 
mais elevado de desenvolver câncer de pulmão. 
 A associação da exposição aos vapores provenientes do óleo de cozinha e da queima 
do carvão às altas taxas de desenvolvimento de câncer de pulmão em mulheres chinesas não-
fumantes, levou a estudos que incluíram esses fatores como outras formas ambientais de risco 
de desenvolvimento dessa patologia. A cozinha tradicional chinesa envolve o cozimento dos 
óleos a altas temperaturas resultando em altos níveis de emissões de fumaça, geralmente em 
ambientes mal ventilados. As substâncias voláteis geradas têm apresentado propriedades 
mutagênicas e PAH, tanto quanto aldeídos e outros mutágenos (Hechet e col., 2010; Metayer 
e col, 2002; Zhao e col, 2006). 
37 
 
 A maior proporção de câncer de pulmão em mulheres do que em homens não-
fumantes sugeriu uma possível dependência aos hormônios sexuais no desenvolvimento do 
câncer de pulmão (Gasperino, 2011). Vários estudos mostraram um importante papel 
biológico dos estrógenos pela promoção direta da proliferação celular. Os receptores de 
estrógenos ER-alfa e ER-beta são expressos no tecido pulmonar saudável humano. A 
expressão do primeiro em carcinomas de não-pequenas células é associada à baixa prognose e 
a do segundo, com alta prognose e melhora na sobrevivência (Kawai e col, 2005; Schwartz e 
col, 2005). Além disso, os estrógenos podem alterar, potencialmente, a metabolização de 
carcinógenos como PAH, promovendo a carcinogênese (Siegfried, 2001; Verma e col., 2011) 
ou atuarem, diretamente, como carcinógenos (Miki e col., 2011; Yager & Liehr, 1996). 
 Embora o câncer de pulmão seja comumente considerado uma doença causada por 
exposição ambiental aos carcinógenos, os fatores genéticos também influenciam em sua 
patogênese. Somente 10-20% dos fumantes desenvolve este tipo de tumor, sugerindo que os 
indivíduos apresentam diferenças na susceptibilidade aos fatores ambientais (Sun, Schiller e 
Gazdar, 2007). 
 Matakidou e colaboradores (2005) mostraram que a história familiar aumentava em 
1,5 vezes o risco de desenvolvimento de câncer de pulmão. Bailen-Wilson e colaboradores 
(2004) foram os primeiros a identificarem, em um estudo com 52 famílias, um locus gênico 
associado a maior susceptibilidade ao câncer de pulmão no cromossomo 6q23-25. Wang e 
colaboradores (2011) associaram os cromossomos 5p15-33 e 6p21-33 ao risco de câncer de 
pulmão. 
 Tem sido mostrado que 15-25 % dos cânceres humanos apresentam uma etiologia 
viral. No caso do câncer de pulmão, dois vírus têm sido associados: o vírus do papiloma 
humano (HPV) e o retrovírus ovino Jaassieke (JSRV) (Buonomo e col., 2011; Cheng e col, 
2001; Koshiol e col., 2011; Leroux e col, 2007; Martineau e col., 2011). 
38 
 
1.7 A matriz extracelular 
 As células que constituem os organismos multicelulares interagem com seu 
microambiente: outras células, do mesmo tipo ou de tipos diferentes, e a matriz extracelular 
cujos constituintes são produzidos pelas próprias células. 
 As diferentes células dos organismos formam diferentes matrizes, diferentes 
microambientes onde ocorrem interações célula-célula e célula-matriz, em sentido 
bidirecional. A matriz, então, mostra-se não somente como um suporte e arcabouço para a 
sobrevivência das células, mas como algo dinâmico, interativo. Assim, estes diversos 
microambientes podem constituir macroambientes (tecidos) igualmente diversos, com 
funcionalidades e delimitações próprias (órgãos). 
 Desta maneira, a matriz extracelular provê uma barreira física essencial entre as 
células e os tecidos, tanto quanto uma base para o crescimento celular, a migração, a 
diferenciação e a sobrevivência. Ela sofre contínuo remodelamento durante o 
desenvolvimento e em certas condições patológicas tais como o reparo tecidual e o câncer 
(Timpl & Brown, 1996). Enzimas que atuem remodelando, provavelmente estarão afetando, 
também, a funcionalidade de células e tecidos. 
 
1.7.1 A constituição da matriz extracelular 
 As macromoléculas que constituem a matriz extracelular são produzidas localmente 
pelas células, que auxiliam na organização de seus elementos através da orientação dos 
citoesqueletos. Na maioria dos tecidos conjuntivos, as macromoléculas da matriz são 
secretadas, principalmente, pelos fibroblastos (Alberts e col., 2006). 
 A matriz extracelular é constituída por duas principais classes de macromoléculas: os 
glicosaminoglicanos (GAG), que são cadeias de polissacarídeos normalmente encontradas 
ligadas covalentemente a proteínas, formando proteoglicanos; e as proteínas fibrosas, 
39 
 
incluindo o colágeno, a elastina, a fibronectina e a laminina, que exercem funções adesivas e 
estruturais (Alberts e col., 2006). 
 As moléculas de proteoglicanos no tecido conjuntivo formam uma substância 
altamente hidratada, resistente a forças de compressão ao mesmo tempo em que permite a 
rápida difusão dos nutrientes, metabólitos e hormônios entre o sangue e as células dos tecidos. 
As fibras colágenas fortalecem e auxiliam a organizar a matriz e a elastina confere resistência 
(Alberts e col., 2006). 
 
1.7.1.1 Os glicosaminoglicanos (GAG) 
 Os glicosaminoglicanos são cadeias polissacarídicas não-ramificadas compostas de 
unidades dissacarídicas repetidas. Essas moléculas são chamadas de GAG porque um dos dois 
açúcares no dissacarídeo é sempre um amino-açúcar (N-acetilglucosamina ou N-
acetilgalactosamina) o qual, na maioria das vezes, é sulfatado. O segundo açúcar é 
normalmente um ácido urônico (glucorônico ou idurônico). Os grupos sulfato ou carboxil 
ocorrem na maioria dos açúcares e por isso são carregados negativamente. As altas 
densidades de cargas negativas atraem cátions (principalmente de sódio), fazendo com que 
uma grande quantidade de água seja absorvida pela matriz, o que permite suportar forças de 
compressão (Alberts e col., 2006). 
Quatro principais grupos de GAG são distinguidos, de acordo com seus açúcares, o 
tipo de ligação entre eles e o número e a localização dos grupos sulfato: hialuronana, 
condroitin sulfato, dermatan sulfato, heparan sulfato e o queratan sulfato. 
 
 
 
40 
 
1.7.1.2 Os glicosaminoglicanos de heparan sulfato e os proteoglicanos de 
heparan sulfato 
 Os glicosaminoglicanos de heparan sulfato formam uma família constituída de 
complexos polissacarídicos caracterizados por uma unidade dissacarídica repetitiva de ácido 
urônico (tanto idurônico quanto glucorônico) ligado a uma glucosamina. Estes GAG ligam-se 
e reúnem-se às proteínas da MEC (como a laminina, a fibronectina e o colágeno tipo IV), 
contribuindo significativamente para a auto-organização da MEC e sua integridade. 
 A complexidade estrutural dos glicosaminoglicanos de heparan sulfato (HSGAG) 
ocorre como consequência das diferentes modificações sofridas pelas unidades dissacarídicas 
individualmente, dentro da cadeia polissacarídica (Esko & Lindahl, 2001; Tumbull e col., 
2001). Há 48 unidades dissacarídicas possíveis de serem formadas, que podem formar uma 
cadeia completa de HSGAG composta de 10-100 unidades (Conrad, 1998). 
Uma das consequências dessa imensa diversidade estrutural, é que os HSGAG são 
capazes de ligarem-se e interagirem com uma ampla variedade de moléculas bioativas, como 
fatores de crescimento, quimiocinas, citocinas, morfógenos, fatores de coagulação, proteases e 
seus inibidores (Bernfield e col., 1999; Capila & Linhardt 2002; Folkman e col.,1988; 
Lindahl & Li, 2009; Vlodavsky e col., 1987; Vreys & David, 2006; Whitelock & Iozzo 2005). 
Como exemplos, podem ser citados os fatores de crescimento de fibroblastos 1 e 2 (FGF 1 e 
2), o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), o fator de crescimento transformador β 
(TGF- β), o fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF), o fator de crescimento 
relacionado a queratina (KGF), o fator de crescimento de hepatócitos (HGF) (Bernfield e 
col., 1999; Kreuger e col., 2006; Sasisekharan & Venkataraman, 2000). Desta maneira, 
aqueles localizados na superfície das células, lhes permitem um mecanismo de reter uma 
grande variedade de efetores extracelulares. 
41 
 
 Diversos estudos indicam que a função e o fenótipo celulares são altamente 
influenciados pelos HSGAG (Sasisekharan e col., 2002). O heparan sulfato está presente na 
interface célula-tecido-órgão. Pelo fato de atuarem como regiões de docking para as diversas 
moléculas bioativas nas superfícies celulares e na matriz, são observados papéis regulatórios 
cruciais em processos fisiológicos normais, como a morfogênese, o reparo tecidual, a 
vascularização, tanto quanto em condições patológicas, como na inflamação e no câncer 
(Bernfield e col., 1999; Conrad, 1998; Iozzo & San Antonio, 2001; Kjellen & Lindahl, 1991; 
Liu e col., 2002). 
In vivo, os heparan sulfatos são usualmente encontrados ligados covalentemente a 
várias proteínas centrais sendo, assim, denominados proteoglicanos de heparan sulfato 
(HSPG). Os proteoglicanos de heparan sulfato são macromoléculas ubíquas encontradas na 
superfície das células e associados à matriz extracelular de uma grande variedade de células 
de tecidos de vertebrados e invertebrados (Iozzo & San Antonio, 2001; Kjellen & Lindahl, 
1991). 
Os proteoglicanos de heparan sulfato são encontrados de variadas formas: os 
sindecans (quatro isoformas), transmembranares, que apresentam as cadeias de HS situadas 
próximas às regiões extracelulares e ocasionalmente cadeias de condroitin sulfato próximas à 
superfície celular (Bernfield e col., 1999); o glipican (seis isoformas), associado à membrana 
plasmática por âncora de GPI, apresentando diversas cadeias de HS próximas à membrana e 
uma adicional próxima à extremidade de seu ectodomínio (Fransson e col., 2004); a agrina, 
um HSPG associado à MEC, abundante na maioria das membranas basais, principalmente na 
região sináptica (Cole & Halfter, 1996); o perlecan, também associado a MEC, com uma 
variada distribuição tecidual e uma estrutura modular bastante complexa (Iozzo, 1998). 
Os sindecans e os glipicans, pelo fato de se associarem à membrana plasmática, atuam 
como co-receptores, atuando junto às moléculas bioativas ao possibilitar a formação de um 
42 
 
complexo receptor/ligante funcional na superfície celular (Bernfield e col., 1999; Iozzo & San 
Antonio, 2001; Kjellen & Lindahl, 1991). 
Os avanços no conhecimento de como ocorre a biossíntese dos glicosaminoglicanos de 
heparan sulfato mostram que a estrutura do polissacarídeo e sua localização podem 
determinar se esses complexos polissacarídeos irão regular positivamente, negativamente ou 
não terem nenhum efeito sobre os processos biológicos. Atualmente, considera-se que a 
célula, ao regular dinamicamente a estrutura do HSGAG de sua superfície e da matriz, pode 
responder ao seu microambiente de maneiras completamente diferentes (Fuster e Esko, 2005, 
Sasisekharan e col, 2002). 
Similarmente, pela importância que os HSPG apresentam na fisiologia celular e 
tecidual, é provável que sua clivagem altere a integridade dos tecidos e proveja um 
mecanismo pelo qual as células possam destacar-se uma das outras, respondendo rapidamente 
às mudanças no microambiente. Observa-se que a degradação está envolvida em processos 
biológicos essenciais tais como a gravidez e o crescimento dos neuritos (Parish e col., 2001; 
Vlodavsky & Friedman, 2001; Vlodavsky e col., 1999). Os fragmentos de heparan sulfato 
gerados são capazes de modular a atividade dos fatores de crescimento que estavam 
associados à cadeia de HS como já foi observado em relação ao bFGF, ao VEGF e enzimas 
como a trombina e a lipase lipoprotéica (Bar-Shavit e col., 1993; Fuks e col., 1993; Korner e 
col., 1993; Rapraeger e col, 1991; Vlodavsky e col., 1993; Yayon e col., 1991). 
 
1.7.1.3 Papel dos glicosaminoglicanos na biologia tumoral 
Os glicosaminoglicanos são capazes de facilitar a formação de complexos ligante-
receptor, diminuindo a concentração de ligante efetiva para a ativação do receptor (Kim e col., 
2011). Desta maneira, os GAG atuam como co-receptores. Os GAG também facilitam o 
estoque de ligantes para futura mobilização e a proteção desses ligantes da degradação (Esko, 
43 
 
1999; Esko & Lindahl, 2001; Fuster & Esko, 2005). No microambiente tumoral, os fatores de 
crescimento liberados pelas células tumorais podem exercer efeitos autócrinos e parácrinos 
nas células vizinhas e endoteliais do hospedeiro. 
Diversos estudos apontam que os HSPG atuam como inibidores da invasão celular 
pela promoção de interações célula-célula e célula-matriz e pela manutenção da integridade 
estrutural e auto-organização da MEC. Outros estudos indicam que, uma das características da 
transformação maligna é, principalmente, a regulação negativa da biossíntese dos HSGAG 
(Timar e col., 2002; Sanderson, 2001). A proliferação das células tumorais depende dos 
proteoglicanos de heparan sulfato (Fuster & Esko, 2005). 
O glipican 1, HSPG ancorado à âncora de GPI, é superexpresso nas células do tumor 
de pâncreas e medeia as respostas mitogênicas ao FGF2 e ao HB-EGF (fator de crescimento 
semelhante ao EGF ligador de heparina) ao facilitar a formação de complexos ligante-receptor 
(Kleeff, 1998). Nos cânceres de pâncreas, mama, ovário e fígado, as células tumorais regulam 
os genes que modulam a sulfatação dos HSPG da superfície celular de maneira que aumenta 
sua capacidade de ligação aos fatores de crescimento e a ativação de receptores tirosina 
quinases. Na síndrome de Simpson-Golabi-Behmel, deleções ou mutações pontuais no gene 
que codifica o glipican 3 causa uma síndrome de supercrescimento congênita e pacientes 
apresentam um risco elevado de desenvolver certas malignidades (DeBaun e col., 2001; 
Susuki e col., 2010). Assim, em algumas células, os HSPG podem ter um efeito oposto, 
atuando como supressores tumorais. 
 Com relação às interações célula-matriz, a formação de adesões focais promove a 
invasão das células endoteliais por facilitar o espalhamento na matriz extracelular. Durante 
este processo, os HSPG da superfície tumoral atuam em conjunto com as integrinas 
(Bernfield, 1999; Bogensieder & Herlyn, 2003; Culp e col., 1989; Kim e col., 2011; Kusano e 
col., 2004; Saoncella e col., 1999; Tumova e col., 2000; Vlodavsky & Friedmann, 2001; 
44 
 
Vlodavsky e col., 1994; Woods e col., 1993), permitindo a formação da rede de alimentação 
do tumor. 
O sindecan 4 é frequentemente regulado positivamente em várias neoplasias. Esse 
proteoglicano liga-se à fibronectina e à laminina e aumenta a funcionalidade das integrinas β1 
durante o espalhamento das células tumorais pela matriz (Beauvais & Rapraeger, 2004; 
Saoncella e col., 1999). O sindecan 1 é encontrado superexpresso em muitos tumores 
humanos (Beauvais e col., 2004; Fuster & Esko, 2005;Yang e col, 2011) e reduzido em outros 
(Sanderson, 2001), sempre associado na promoção de metástases. Beauvais e colaboradores 
mostraram a sua atuação com as αVβ3 integrinas o que resulta no espalhamento e migração 
das células. Diversos estudos apontam que o shedding de sindecan 1 apresenta uma 
importante função pró-tumorigênica (Beauvais e col., 2004; Ritchie e col., 2011; Sanderson & 
Yang, 2008). 
 Em alguns tumores, a regulação negativa do HSPG nas células pode promover o 
crescimento independente de ancoragem (Kato e col., 1995) e aumento de potencial invasivo 
(Beauvais& Rapraeger, 2004; Sanderson, 2001). Assim, a atividade dos HSPG é dependente 
do contexto no qual se enquadra o microambiente. 
 
1.8 A heparanase 
1.8.1 Histórico 
 Em 1975, Höök e colaboradores fizeram a primeira descrição de atividade heparanase 
relatando a atividade endoglicosidase de degradação de heparan sulfato em tecido hepático de 
rato. 
Em 1984, Nakajima e colaboradores, para caracterizar a endoglicosidase degradadora 
de HS, analisaram os produtos da clivagem e revelaram que esta endoglicosidase é uma 
endoglucoronidase, sendo denominada heparanase. 
45 
 
 A proteína heparanase codificada pelas células de mamíferos foi primeiramente 
clonada por Vlodavsky e colaboradores (1999) e Hullet e colaboradores (1999), de células da 
placenta humana e de uma linhagem de hepatoma. Logo após, o mesmo gene foi clonado em 
estudos realizados por outros grupos (Fairbanks e col., 1999; Kussie e col., 1999; Toyoshima 
& Nakajima, 1999). 
 Após a clonagem da heparanase humana, a proteína foi clonada da galinha 
(Goldshmidt e col., 2001), do rato (Podyma-Inoue e col., 2002), do camundongo (Miao e col, 
2002), do bovino (Kizaki e col., 2001; Kizaki e col., 2003) e da topeira cega subterrânea 
Spalax (Nasser e col., 2005). A homologia da heparanase humana é maior entre as demais 
espécies de mamíferos, principalmente a bovina e do Spalax (Nasser e col., 2005). 
Nasser e colaboradores clonaram diversos variantes de splicing da heparanase, 
codificados pela topeira cega subterrânea Spalax e por células humanas (Nasser e col. 2005; 
Nasser e col., 2007). 
Apesar de várias outras endoglicosidases capazes de degradar o heparan sulfato - ou 
seja, proteínas com atividade heparanase - terem sido descritas, a heparanase é a única 
enzima conhecida capaz de desassociar o HS de forma específica, gerando produtos de 
tamanhos específicos, associada ao gene HPSE (Fux e col., 2009). A criação do camundongo 
knockout para o gene HPSE mostrou que apenas um gene codificava a proteína heparanase 
com atividade enzimática (Zcharia e col., 2009). 
 
1.8.2 Propriedades moleculares e bioquímicas 
1.8.2.1 Aspectos genéticos 
O cDNA da heparanase humana contém um open reading frame de 1629 bp que 
codifica 543 aminoácidos (Vlodavsky e col., 1999). A organização do gene da heparanase foi 
46 
 
descrita por Dong e colaboradores e está localizado no cromossomo 4q21.3 (Baker e col., 
1999; Dong e col., 2000). 
Dong e colaboradores foram também responsáveis pela identificação de um variante 
de splicing nas regiões não traduzidas do gene. Acredita-se que as formas resultantes do 
splicing alternativo são responsáveis por regular a forma selvagem (Nasser e col., 2008). 
Estudos já relataram três formas splicing variantes: o T5, o T4 e o Skip 10 (Barash e col., 
2010). 
A heparanase humana resultante de splicing variante 5 (T5) foi clonada de um tecido 
renal de um paciente acometido por carcinoma de células renais (Nasser e col. 2007; Sato e 
col., 2008). 
Foi observado no câncer de pulmão e na leucemia mielóide crônica que o splicing 
variante T5 encontrava-se em altos níveis e era desprovido de atividade enzimática o que se 
levou a pensar na possibilidade de sua atuação conjunta com outras enzimas degradadoras da 
matriz extracelular. Além disso, esta forma é secretada e facilita a fosforilação de Src (Barash 
e col., 2009). Este mesmo estudo mostrou que xenotransplantes tumorais produzidos a partir 
de células transfectadas com T5 e heparanase se desenvolviam mais, apresentavam mais vasos 
sanguíneos maduros do que os controles. 
 As descobertas acerca da existência de splicing variantes levaram à identificação de 
um SNP associado com a expressão da heparanase e o risco aumentado de doença enxerto 
versus hospedeiro (GVHD) (Barash e col., 2010; Ostrovsky e col., 2010; Ostrovsky e col., 
2009). Os SNP associados à heparanase também estão relacionados às malignidades 
hematológicas (Ostrovsky e col., 2007). 
 A ocorrência normal dos SNP associados ao gene HPSE já foi avaliada a nível 
populacional. Ostrovsky e colaboradores estudaram este aspecto em quatro populações 
47 
 
israelitas judias. Esta descoberta poderá prover informações da associação deste fato com o 
desenvolvimento de diversas patologias, incluindo o câncer. 
 
1.8.2.2 Estrutura e processamento 
A partir da tradução do RNA mensageiro obtido com a transcrição do gene HPSE, 
obtém-se uma pré-pró-enzima. A clivagem do peptídeo sinal da pré-pró-enzima no retículo 
endoplasmático gera uma forma latente (pró-enzima) de 65 KDa, que é secretada (Nasser, 
2008; Vreys & David, 2007). A ativação da heparanase é um processo que ocorre em duas 
etapas: secreção e endocitose. 
A endocitose sujeita a heparanase à enzima catepsina L, responsável pelo 
processamento da forma inativa. O processamento proteolítico da heparanase ocorre 
intracelularmente dentro dos endossomos tardios e lisossomos (Gingis-Velitski e col., 2004; 
Goldshmidt e col., 2002a, b; Nadav e col., 2002; Vreys e col., 2005; Zetser e col., 2004). O 
requerimento para um ambiente de baixo pH para o processamento eficiente é consistente 
com o fato desta reação ocorrer dentro de organelas intracelulares ácidas. 
A forma ativa é um heterodímero, do tipo barril TIM, que é característico de outras 
endoglicosidases. Consiste de uma subunidade N-terminal de 8 KDa (Gln
36
-Glu
109
) associada 
não-covalentemente com uma subunidade de 50 KDa C-terminal (Lys
158
-Ile
543
) que são 
subsequentemente produzidas após a proteólise da pró-enzima com excisão do segmento de 
ligação de 6 KDa (Faibanks e col., 1999; Levy-adam e col., 2003; McKenzie e col., 2003). 
O heterodímero juntamente com um domínio C-terminal de 130 aminoácidos é 
responsável pela ligação e clivagem do heparan sulfato (Fux e col., 2009). Como os resíduos 
ativos requeridos para a clivagem do HS estão contidos na subunidade de 50 KDa, é 
presumível que a ligação da subunidade de 8 KDa produza alguma mudança conformacional 
no sítio ativo que facilita a catálise (McKenzie e col., 2003). 
48 
 
A proteína é N-glicosilada em seis regiões e estudos de inibição mostraram que elas 
são importantes para a ligação ao receptor de estrogênio, ao transporte para o complexo de 
Golgi e para a secreção da enzima (Simizu e col., 2004a). 
 
1.8.2.3 Atividade da heparanase 
A atividade endoglicosidase máxima da heparanase ocorre entre os pH 5.0 e 6.0 e a 
enzima é inativada em pH>8.0 (Gilat e col., 1995). O interior pouco vascularizado, hipóxico 
dos tumores malignos deve constituir o ambiente acídico requerido para a degradação dos 
heparan sulfatos do microambiente pela heparanase (Marchetti e col., 2003). A heparanase 
apresenta pouca atividade ao pH fisiológico, mas as funções não-enzimáticas devem estar 
preservadas (Gilat e col., 1995). Os sítios de clivagem estão situados em regiões de baixa 
sulfatação (Fux e col., 2009). 
O remodelamento da matriz pela clivagem do HS pela heparanase resulta na liberação 
das moléculas bioativas ancoradas e de fragmentos de aproximadamente 4-7 KDa que 
modulam a ligação dos ligantes a seus receptores (Fux e col., 2009; Sanderson e col., 2004). 
A quantidade de heparanase requerida para o remodelamento de HS parece ter grande 
importância já que foi visto que baixos níveis da enzima aumentam a ligação de FGF2 e 
subsequente aumento da cascata ERK/FAK, enquanto níveis muito altos são inibitórios 
(Reiland e col., 2006). 
 
1.8.3 Regulação da expressão da heparanase 
1.8.3.1 Metilação do promotor e regulação dos fatores de transcrição 
 Estudos utilizando linhagens tumorais mostraram que a promoção de hipermetilação 
em regiões do promotor da heparanase estava associada com a inativação do alelo afetado 
assim como a hipometilação, conseguida pelo uso de drogas demetilantes, restaurava tanto a 
49 
 
expressão de mRNA e de proteína quanto a atividade da enzima (Miao e col., 1999; Ogishimae col., 2005; Ogishima e col., 2005; Shteper e col., 2003). 
 Os dados destes estudos indicaram que a metilação do promotor da heparanase exerce 
um papel na regulação de sua expressão. Nos tecidos tumorais, este modo de regulação deve 
estar modificado, resultando em hipometilação, aumento da expressão do gene e 
favorecimento da metástase e da angiogênese. 
A regulação positiva da transcrição da heparanase pela modulação dos níveis dos 
fatores de transcrição capazes de ligarem-se ao seu promotor parece acontecer de forma 
comum nos sistemas estudados (Ogishima e col., 2005a,b; Shteper e col., 2003). Os fatores de 
transcrição SP1 e Ets são associados com a regulação dos níveis de heparanase basais (Jiang e 
col., 2002) enquanto que o Egr1 está envolvido na regulação da transcrição induzida da 
heparanase (de Mestre e col., 2003, de Mestre e col.2005). 
 
1.8.3.2 Regulação pela proteína p53 
 A proteína p53 é um fator de transcrição que regula uma grande variedade de 
promotores celulares (Goh e col. 2011). 
Sob condições normais, o promotor da heparanase precisa ser rigidamente regulado e a 
repressão transcricional, pelo menos em parte, é produzida pela ligação da proteína supressora 
p53 via recrutamento de histonas desacetilases. Os variantes da p53 foram incapazes de se 
ligarem ao promotor e falharam na repressão (Baraz e col., 2006). 
 O gene da heparanase é suprimido pela p53 selvagem em condições normais. A p53 
selvagem liga-se ao promotor da heparanase e inibe sua atividade, enquanto que a p53 
mutante falha ao exercer seu efeito inibitório (Baraz e col., 2006). Desta maneira, a mutação e 
inativação da p53 nas células tumorais resultariam na indução da expressão da heparanase. 
 
50 
 
1.8.3.3 Regulação pelo TNF-α e pelo INF γ 
 O fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) e o interferon gama (IFN γ) foram vistos 
como indutores da expressão e atividade da heparanase em células endoteliais cultivadas 
(Edovitsky e col., 2006) e linfócitos T (Sotnikov e col., 2004). 
 Os dois fatores foram associados, também, à indução de expressão de heparanase local 
em ratos acometidos pela hipersensibilidade do tipo retardado (DTH). A administração de 
siRNA ou de um inibidor da heparanase amenizou a resposta inflamatória característica desta 
doença (Edovitsky e col., 2006). 
 
1.8.3.4 Regulação pelo estrogênio 
A presença de elementos responsivos aos estrógenos funcionais no promotor da 
heparanase sugere um mecanismo de controle hormonal. Foram identificados quatro 
elementos de resposta ao estrogênio no promotor da heparanase (Elkin e col., 2003). 
 O hormônio estrogênio induz a transcrição do mRNA da heparanase em células 
tumorais de mama positivas para o receptor de estrogênio, não nas negativas. Foi mostrado 
que, quando é utilizado um inibidor de estrógeno, o efeito desta molécula é abolido, indicando 
que a via clássica do receptor de estrogênio está envolvida (Elkin e col., 2003). 
 
1.8.3.5 Regulação pelos níveis de glicose 
 A expressão da heparanase é regulada positivamente nas células endoteliais expostas a 
altos níveis de glicose, enquanto que a incubação destas células com altos níveis de glicose e 
insulina não aumentam a expressão da heparanase (Han e col., 2007). 
 A expressão de heparanase glomerular é regulada positivamente em ratos e 
camundongos que sofrem de diabetes induzida pela estreptozotocina (van den Hoven e col., 
2006). 
51 
 
1.8.4 O papel não-enzimático da heparanase 
As atividades não-enzimáticas são mediadas, principalmente, pelo domínio C-
terminal, responsável por gerar cascatas de sinalização celular (Fux e col., 2009). Cohen e 
colaboradores relacionaram que isto deve prover, inclusive, uma proteção anti-apoptótica para 
células tumorais. 
Várias proteínas de superfície foram vistas como ligadoras à heparanase e, desse 
modo, relacionadas ao seu papel não-enzimático: proteoglicanos de HS, como o sindecan-1; a 
proteína relacionada ao receptor de baixa densidade 1 (LRP1); e o receptor de manose-6-
fosfato, conhecido como fator de crescimento semelhante à insulina 2 (IGFR2) (Barash e col., 
2010; Fux e col., 2009). 
 A noção de papel independente da atividade enzimática foi ratificada pela 
identificação e descrição de seu domínio C-terminal como um determinante de sua função na 
sinalização celular (Fux e col., 2009; Nardella e col., 2004). Baseando-se no modelo 
tridimensional da heparanase, concluiu-se que a região chamada de barril TIM era 
responsável pelas funções enzimáticas e o domínio-C pelas funções não-enzimáticas. Porém, 
foi observado que o domínio C é necessário para que a heparanase seja uma enzima ativa, 
possivelmente pela estabilização da estrutura – logo a função – do barril TIM (Fux e col., 
2009). Além disso, o domínio C também é responsável pela secreção da heparanase (Fux e 
col., 2009; Lai e col., 2008; Simizu e col., 2007). 
Fux e colaboradores transfectaram células de glioma com o domínio-C e com o barril-
TIM e observaram que as primeiras geraram tumores xenotransplantados seis vezes maiores 
do que o controle e indistinguíveis dos transfectados com a heparanase completa; já as 
segundas, geraram tumores comparáveis ao controle. Desta maneira, sugeriram que, em 
alguns sistemas tumorais, como os gliomas, a heparanase facilitava a progressão do tumor 
52 
 
primário indiferente a sua atividade enzimática enquanto que em outros, como no mieloma, a 
função enzimática é dominante (Fux e col., 2009, 2007). 
 
1.8.5 Papel da heparanase em condições fisiológicas e patológicas 
 Fisiologicamente, a heparanase não é amplamente expressa pelas células do 
organismo. Entretanto, estudos identificaram alguns tipos celulares que expressam heparanase 
de maneira constitutiva cuja atuação estaria relacionada às funções celulares específicas. 
Porém, embora existam estudos a respeito do papel da heparanase nos tecidos em condições 
normais, ainda muito pouco se sabe a respeito da contribuição desta proteína nas células e 
tecidos em condições fisiológicas. 
Porém, embora seja limitada a expressão de heparanase nos tecidos humanos, na 
topeira Spalax ela é encontrada altamente expressa nos tecidos (Nasser e col., 2005). 
A expressão da heparanase é alta no tecido placentário, onde está envolvida na 
implantação dos trofoblastos (Goshen e col., 1996; Haimov-Kochman e col., 2002). Estudos 
apontam a heparanase como sendo molécula participante na implantação do embrião e no seu 
desenvolvimento (Dempsey e col., 2000). É interessante destacar que, durante a 
embriogênese, a proteína é preferencialmente expressa pelas células dos sistemas nervoso e 
vascular em desenvolvimento (Moretti e col., 2006; Nasser e col., 2008). 
A heparanase é encontrada em altos níveis nas plaquetas (Dempsey e col., 2000; 
Parish e col., 2001; Vlodavsky e col., 2001) e cogita-se que sua agregação às células tumorais 
facilita a desagregação da matriz após degranulação (Freeman & Parish, 1998). Os órgãos 
linfóides e as células sanguíneas expressam heparanase. A atividade da heparanase foi 
detectada em células do sistema imunológico ativadas incluindo células B e T, macrófagos, 
neutrófilos, mastócitos mediando o extravasamento e o tráfico aos sítios inflamatórios (Vaday 
& Lider, 2000). 
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 A heparanase é expressa pelos queratinócitos (Dempsey e col., 2000; Parish e col., 
2001; Vlodavsky e col., 2001). Esta proteína está envolvida no reparo das lesões teciduais, no 
remodelamento tecidual e no crescimento capilar (Zcharia e col., 2005; Zcharia e col., 2005). 
 A heparanase é expressa pela glândula lacrimal, epitélio da córnea, epitélio 
pigmentoso da retina e coróide, pelo cristalino e alguns tecidos não-oculares. Além disso, é 
constituinte das lágrimas (Berk e col., 2004; Zhang e col., 2010). Os fragmentos produzidos 
parecem contribuir com a ligação da lacritina ao sindecan 1 (Ma e col., 2006). 
A liberação local de heparanase estimula a morfogênese