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n , 6':' .,'... ' -~. ,. .~ c > .JáI .J ~~~ o cânceré umadasdoençasmaiscomunsegravesvistasnamedi- cinaclfuica.As estatísticasmostramquealgumasformasdecâncer atacammaisdeumterçodapopulaçãoe contribuemcom maisde 20% de todasas mortes,sendoa doençaresponsávelpor maisde 10%do custototalcom cuidadosmédicosnospaísesdesenvolvi- dos.O cânceré invariavelmentefatal,senãofor tratado.O diag- nósticoprecoceeo tratamentoimediatosãovitais,e aidentificação depessoasemrisco aumentadodecâncerantesde seudesenvolvi- mentoé umobjetivoimportantedaspesquisasdo câncer. Nestecapítulo,destacaremosqueo dlnceréfimdamentalmen- teumadoençagenética(boxe).Descreveremosos tiposdegenes implicadoseminiciar o câncereosmecanismospelosquaisadis- funçãodestesgenespoderesultarna doença.Descreveremosvá- rias síndromesdecâncerherdadoe demonstraremoscomo,o co- nhecimentodesuapatogeniailuminou abasedocânceremgeral. Tambémdescreveremosalgunsdosdesafiosespeciaisquetaissín- dromesapresentamparaa genéticamédicaea consultagenética. BIOLOGIA DO CÂNCER O câncernãoéumadoençaúnica,massimumnomeusadopara descreverasformasmaisvirulentasdeneoplasia,umprocesso dedoençacaracterizadoporumaproliferaçãocelulardescontro- lada,quelevaa umamassaou tumor(neoplasma).Paraum neoplasmaserumcâncer,entretanto,eletemqueadicionalmen- tesermaligno,oquesignificaqueseucrescimentonãoémais controladoeo tumorécapazdeinvadirostecidosvizinhosou seespalhar(disseminar-sepormetástase)parasítiosmaisdis- tantes,ouambos.(Ostumoresquenãofazemmetástasenãosão cancerosos,massãochamadosdetumoresbenignos,emboraseu tamanhoe localizaçãopossamtomá-Iostudo,menosbenignos, parao paciente.)Existemtrêsformasprincipaisdecâncer:os sarcomas,nosquaisOtumorsurgiuemtecidomesenquimal,tal comoosso,músculooutecidoconjuntivo;oscarcinomas,que seoriginamnotecidoepitelial,talcomoascélulasquerevestem o intestino,osbrõnquiosouosdutosmamários;easmalignida- deshematopoéticaselinfóides,taiscomoasleucemiaseoslin- fomas,queseespalhampelamedulaóssea,pelosistemalinfáti- coepelosangueperiférico.Dentrodecadaumdosgruposprin- cipais.ostumoressãoclassificadosdeacordocomolocal.o tipo detecido,oaspectohistológicoeograudemalignidade. A neoplasia,umacúmuloanormaldecélulas,ocorreemde- corrênciadeumdesequilíbrioentreaproliferaçãocelulareoatri- tocelular.Ascélulasproliferamàmedidaquepassampelociclo celularesofremmitose,enquantooatrito,devidoàmortecelu- GenéticaeCâncer ." A Base Genéticado Câncer I. Independentedocâncerocorreresporadicamenteem umapessoaourepetidasvezesemmuitaspessoasde umafammacomoumacaracterísticahereditária,ocân- ceréumadoençagenética. 2. Diferentestiposdegenesforamimplicadoseminiciaro processodocâncer.Elesincluemgenescodificantesde: * proteínasdasviasdesinalizaçãoparaaproliferação celular; * componentesdocitoesqueletoenvolvidosnamanu- tençãodainibiçãoporcontato; * reguladoresdociclomitótico; * componentesdamaquinariademortecelularpro- gramada; * .proteínasresponsáveispeladetecçãoepeloreparo demutações. 3. Diferentestiposdemutaçõessãoresponsáveisporcau- sarocâncer.Istoinclui: * mutaçõesativadorasdeganhodefunçãodeumale- 10deumproto-oncogene; * perdadefunçãodeambososalelosoumutaçãone- gativadominantedeumalelodeumgenesupressor tumoraI; * translocaçõescromossômicasquecausammáex- pressãodegenesoucriamgenesquiméricosqueco- dificamproteínasqueganharamnovaspropriedades funcionais. 4. Umaveziniciado,o câncerevoluipeloacúmulode danosgenéticosadicionaispormeiodemutaçõesousi- lenciamentoepigenéticodosgenesquecodificamama- quinariacelularquereparao DNAdanificadoeman- témanormalidadecitogenética. lar programada,removeascélulasdeumtecidopormeiodeum processonormaldefragmentaçãodo DNA esuicídiocelularcha- madodeapoptose (Fig. 16.1). BASE GENÉTICA DO CÂNCER OSprocessosdedivisãoemortecelularsãoreguladosporumagrande gamade genes.Amplas pesquisasrealizadasduranteasúltimas 'mJ\rOOf\ ~~~ : G~3-e1d.A"~ ~~ t~l_ l.:üCJ3 ".. GENI!.TICAE CÂNCER t 275 Aumentode aneuploidia. ~eu~:çv:::n, o " , ~~~:ç C\+ ~ono Ocromossômica~ .' ,.C'.{.,- '. ( _.,.~" ,,' ..~jr.,,'" ~ er ',' Pode incluirmutaçôes em genes de reparo do DNA Flg. J 6.1Estágiosda evoluçãodocâncer.Os grauscrescentesdeanomaliaestãoassociadosà perdaseqüencialde genessupressores tumoraisdevárioscromossomose àativaçãodeproto-oncogenes.comousemumdefeitoconcomitanteno reparodo DNA.Por exem- plo,o cânceresporádicocomdefeitosdereparono DNAé menoscomumqueoscânceressemreparoanormal,mas,quandopresente. podesedesenvolverjuntamentecomumaviadiferente,masparalela.levandoaopontofinalcomumda malignidade. RET SRC TelomerBse Fig.1,6.2Esquemageralparamecanismosdeoncogênesepelaa:ivaçãodc"proto.oncogeDe.mutaçãoouperdadegenessupressores tumorais.ativaçãodegenesantiapoptóticosouperdadegenespró'a~optóticos.O efeitodosgenesqueacentuamumprocessoé mos- tradocomo+, enquantoo efeitodosgenesquesuprimemumprocessoé mostradocomo.-. A divisãocelulare a proliferaçãosãoes- timuladas(+I pelos produtosdos proto-oncogenes.AlgurlSgijroessupressorestumoraisregulamdiretamentea funçãodos proto- oncogenes(genesprotetores-gatekeepers).Outrosatuammaisindire:amente.mantendoaintegridadeecorrigindoasmutaçõesduran- teareplicaçãodo DNAe adivisãocelular(genesdemanutenção- cJ"ta~ers).A ativaçãodeumgeneantiapoptóticopermiteumacúmu- 10excessivode células,enquantoa perdada funçãode genesapoptóticostemo mesmoefeito.A ativaçãodos oncogenesou genes antiapoptóticosé dominantee requerapenasumúnico alelo mutante.A açãodos genessupressorestumoraisé recessiva.Ouando ambososalelossãomutadosouperdidos.o crescimentocelularédesreguladooua integridadegenõmicaécomprometida,A perdade genespró-apoptóticospodeocorrerpelaperdadeambososalelosouporumamutaçãodominantenegativaemumalelo. décadasrevelaramqueasmlltaçõesnosgenesqllecontrolamapro- liferaçãoeamortesãoresponsáveispelocdncer.Namaioriados cânceres,asmutaçõesocorrememumaúnicacélulasomática,que entãosedividee continuasedesenvolvendonocâncer.Mais rara- mente,quandoocâncerocorrecomopartedeumasÚldromede câncerhereditário,asmutaçõesiniciaiscausadorasde câncersão herdadaspor meio dalinhagemgerrninativae, portanto,já estão presentesemcadacéluladocorpo.Porambososmecanismos,uma veziniciado,o câncerevoluipeloacúmuloadicionaldedanosge- néticospormeiodemutaçõesnosgenesquecodificamamaquina- riacelularquereparao DNA danificadoe mantéma normalidade citogenética.Osdanosaestesgenesproduzemumacascatapiorde mutaçõesemumnúmerocrescentedegenesquecontrolamaproli- feraçãocelulareo reparoaosdanosnoDNA.Destemodo,oclone originaldecélulasneoplásicaspodeevoluiremváriassublinhagens degrausvariadosde malignidade,cadaumacarregandoumcon- junto de mutaçõesque são diferentesdas mutaçõesde outras sublinhagens,masaelassesuperpãem.A Fig. 16.1ilustraumpara- digmageralque,emboramaisbemelucidadonocasodocâncerde cólon(vermaisadiantenestecapItulo),provavelmenteseaplicaa muitosdoscânceres,senãoamaioria.É ummodeloconceitualútil queforneceumaestruturaparaconsideraropapeldasmudanças genéticasnocâncer.comodestacaremosaolongodestecapItulo. É útil separarosgenesenvolvidosnocânceremduascategori- asdistintas:osoncogeneseosgenessupressorestumorais(Fig. Crescimento celular 8 e proliferação (+ t Oncogenes ativados Genes supressores tumcrais Exemplos Genes Genesde prolelores manutenção (galekeepers)(carelakers) RBI MSH2 TP53 MLHl ;..' ooii. 16.2).Os oncogenessãomaiscomumentealelos mutantes("ati- vados")deumaclassedegenescelularesnormaisconhecidoscomo protoooncogenes,mastambémpodemsergenestaiscomoosque codificam telomeraseou genesbloqueadoresde apoptose(ver adiante).Os oncogenesemgeralsedevema mutaçõesdeganho defimção(verCapo11)quefacilitamatransformaçãomalignapor mecanismostaiscomoo estímuloda proliferação,o aumentode suprimentode sangueparao tumore a inibição da apoptose.Os genessupressorestumorais,como o nomeindica, bloqueiam o desenvolvimentode um tumorregulandoo crescimentocelular. A perda de jl/nçãodas protelnas codificadas pelos genes supressoresrumoraislevaa umadivisãocelulardescontroladae aocrescimentocelularanormalou apoptosedeficiente. As mutaçõesocorremcontinuamenteduranteadivisãocelular (verCapo6), e osoncogenese osgenessupressorestumoraisem geralnãosãoinerentementemaismutáveisqueos outrosgenes. O quetornaasmutaçõesno câncerdiferentesdeoutrasmutações é a forteseleçãopositivaparaa proliferaçãocelularou sobrevida causadapelasmutações.Eexatamenteo fenótipodeumacélula cancerosa,suaproliferaçãodescontroladaeexcessiva,quepermite queumacélulamutantesedesenvolvaemumadoençaqueame- açaa vida.Em contraste,asmutaçõesque fazemcom que uma célula dentremuitaspercaa funçãooumorranãotêmefeitos fenotlpicosporquea perdada célula é mascaradapela grande maioriade célulassaudáveisem umórgãoou tecido. Mortecelular ~ programada \J-;:.. (+ ( G0 Gl'nesapoplóticos Genesantiapoptótioos FAS BCL2 Te/omerase 276 , GENÉTICAE CÂNCER Câncer nas Famílias Muitasfomlasdecâncertêmumaincidênciamaisaltaempa- rentesdepacientesquenapopulaçãoemgeral.Maisproeminente entreestasformasfamiliaresdecâncersãoosquase50distúrbi- osmendelianosnosquaisoriscodecâncerémuitoalto(Quadro 16.1),oqueindicaquealgumasmutaçõesdecânceremumúni- cogenepodemserfatoresquecontribuemdemodopredominante paraacausadadoença.Extensosestudosepidemiológicosmos- traram,entret.1nto,quealgumasfammastêmumriscoacimada médiadecâncer,mesmonaausênciadeumpadrãomendeliano óbvio.Porexemplo,umaincidênciaaumentadadecâncer,na faixadeduasatrêsvezes,foiobservadaemparentesdeprimei- rograudeprobandos,oquesugerequemuitoscânceressãoca- racterísticascomplexasqueresultamtantodefatoresgenéticos quantoambientais(verCapo15).Assim,umahistóriafamiliar decânceremumparentedeprimeiroou segundograudeum pacientedevefazercomqueo médicosuspeitedeaumentodo riscodecâncernopaciente. Emboraaspessoascomumafortepredisposiçãohereditáriaao câncerprovavelmenterepresentemmenosde5%detodosospa- cientescomcâncer,aidentificaçãodeumabasegenéticaparasua doençatemgrandeimportânciatantoparao tratamentoclfnico destasfarnfliasquantoparaacompreensãodocânceremgeral. Primeiro,osparentesdaspessoascomfortespredisposições,que commaisfreqüênciasedevemamutaçõesemumúnicogene, podemreceberaofertadetesteseconsultagenética,paraatran- qüilidadeapropriadaouo monitoramentomaisintensoe atera- pia,depéndendodosresultadosdostestes.Segundo,comoéocaso emmuitasdoençascomuns,acompreensãodasformashereditá- riasdadoençanosdáinformaçõescruciaissobreosmecanismos dadoençaquevãoalémdasprópriasformashereditárias.Seé precisoumasériedemutaçõesparaqueumamalignidadesede- senvolva(veraFig.16.1),seesperariaqueumamutaçãoherdada emqualquerumdosgenescríticostivesseumforteimpactona predisposiçãodosportadoresaocâncer,podendocontribuirpara umapartesubstancialdetodososcânceres.Osportadoresdetais genespoderiamcontribuirparaumavastamaioriadecânceresque nãosãoreconhecidoscomo"familiares". ONCOGENES Umoncogeneéumgenemutantecujofuncionamentoouexpres- sãoalteradaresultaemumaestimulaçãoanormaldadivisãoce- lulareproliferação.As mutaçõesativadoraspodemsernopró- priooncogene,emseuselementosreguladoresoumesmoemseu númerodecópiasgenômicas,levandoa um funcionamento desreguladoou hiperexpressãodo produtooncogênico.Os oncogenestêmumefeitodominantenonívelcelular.Istoé,quan- doativadoouhiperexpresso,umúnicoalelomutanteésuficien- teparamudaro fenótipodeumacéluladenormalparamaligno. SíndromesHereditáriasDevidas a OncogenesAtivados ADENOMATOSE ENDÓCRINA MÚLTIPLA,TIPO 2 A adenomatoseend6crinamúltipla, tipo 2 (MEN2), em seutipo maiscomumdevarianteA, é umdistúrbioautossômicodominante caracterizadopor umaaltaincidênciadecarcinomamedulardati- reóide(um tumorprodUtorde tirocalcitoninadecélulasparafoli- cularesdatireóide)queemgeral,masnemsempre,estáassocia- do aofeocromocitomaou aosadenomasparatireóideosbenignos, ~--- ou ambos,A variantemaisraratipoB. chamadadeMEN2B, a~ senta,além dos tumoresvistosnospacientescom MEN2A, UJn espessamentodosnervoseo desenvolnmentodetumoresneUl1lis benignos, conhecidoscomo neuromas,nasuperfícieda muCOsa da bocae doslábios.As mutaçõesresponsáveisporMEN2 são110 geneRET, quecodifica umreceptordetirosinacinasequeserve como receptorparadois ligandos,o fatorde crescimentoderiva- do da linhagemcelularglial (gdnf)e neurturina,eéo mesmogene implicado nadoençade Hirschsprung(verCapo15).Os recepto- res de tirosina cinase transduzemumsinal externo,tal comoa~ associação do ligando do receptor, sofrendo uma mudança conformacional, tal como uma dimerização. A mudança confonnacional no receptorativa umaatividade intrfnsecade cinasequefosforilaoutrasproteínascelulares,iniciandoassimuma cascatademudançasnasinteraçõesproteína-proteínaeDNA-pro- teína,bemcomo naatividadeenzimáticademuitasproteínas.Etn oposição àsmutaçõesdeperdadefimçãoemRET encontradasna doençadeHirschsprung,asmutaçõesRET'emMEN2A eMEN2B sãomutaçõesdepontoespecíficas,queativamoreceptorefazem com que ele fosforile tirosinasmesmonaausênciadeligaçãode gdnfou neurturina.As pessoasqueherdamumamutaçãoativadora em RETtêm umachancedeaproximadamente60%dedesenvol_ vercarcinomamedularsintomáticodatireóide,emboratestesmais sensfveis,taiscomo os testessanguíneosparatirocalcitoninaou catecolarninasurináriassintetizadasporfeocromocitomas,sejam anormaisem maisde 90% dosheterozigotosparaMEN2. CARCINOMARENALPAPILARHEREDITÁRIO Compreendendocercade 15%de todososneoplasmasdecélula renal, os carcinomasrenaispapilarescontêmhastesvasculariza- dasde tecidoconjuntivocircundandoascélidasneoplásicas.Em algumasfamflias,o carcinomarenalpapilaré herdadocomouma característicaautossômicadominantedecorrentedeumamutação nogeneparaM ET',outroreceptordetirosinacinase.ComoemREI' naMEN2, asmutaçõesemMET'no carcinomarenalpapilarhere- ditário (HPRC) são mutaçõesativadorasque fazemcom queo receptorfuncionecomo umatirosinacinaseativa,mesmonaau- sênciadeseuligandonormal,o fatordecrescimentodohepat6cito. CLONAlIDADEE ESPECIFICIDADE TISSUL'_, DA ADENOMATOSE ENDócRINA MÚLTIPLA T'?o 2 E DO CARCINOMA RENAL PAPILAR HEREDITARiO Emborasaibamosapartirdanaturezahereditáriadocarcinoma medulardatireóideedoHPRCqueasmutaçõesemRET'ouMET sãoacausasubjacentedoscânceres,nemtodasascélulaspara- folicularesdatireóideoucélulaspapilaresrenaistomam-sede fatocancerosas,oqueindicaqueosprópriosoncogenesnãosão suficientesparacausaradoença.Outrasmutaçõesgenômicase cromossômicasocorrem,taiscomoaperdadeumapartedocro- mossomoIpnoscarcinomasmedularestireoideanosnaMEN2A eatrissomiado7 devidaàduplicaçãodocromossomo7porta- dordeoncogeneMET ativadoemtecidodecarcinomarenalno HPRC.Esteseventossecundáriossurgememmúltiplossítiosnas célulasindividuais,cadaumdosquaisentãosedivideesede- '.senvolveemum.tumorqueseoriginadeumaúnicacélulaeé, portanto,ditocomosendocIonal. TantoRETquantoMET sãoexpressosemmuitostecidosdo corpoe sãonecessários,nocasodeRET',paraumdesenvolvi- mentoembrionárionormaldosgângliosautônomosedosrinse, nocasodeMET,paraodesenvolvimentonormaldofígado,dos músculosedaplacenta.Aindaétotalmentedesconhecidoporque ....... QUADRO 16-1 Slndromes de Câncer Fa~lIar com .Herança Mendellana Herança Autossômica Dominante - Oncogene Ath'ado CânceresAssociGllose Locali:açiio OutrasCaracter(sticas Gelle CromossômicaSlíldrome Neoplasia endócrina múltipla2 Carcinoma renal papilar hereditário Retinoblastoma familiar WAGR Von Hippel- Lindau Carcinoma nevóidede célulabasal Doençade Cowden Peutz-Jeghers Melanoma familiar Neurofibromatose. tipoI Neurofibromatose, tipo2 POlipose adenomatososa familiar Câncergástrico familiar .(-~ Tumor Primário Câncer medular da tire6ide Câncer de célula renal Feocromocitomatipo2A, hiperplasiada paratireóidetipo28, feocromocitoma, hamartomasdemucosa RET IOqll.2 GENÉTICAECÂ:';:Õ, I 277 FUllção Proposta Jl1 Produto Gênico Receptor transmemor>..narde tirosina cinase parafJtor neurotrófico derivado de linhagem celular gliaJ Receptor transmemoranarde fator de crescim~ntode hepat6cito HerançaAutossômlcaDominante- Perda deGeneSupressorTumoral RetinoblastomaOsteossarcoma RBI 13q14.3 Ciclocelulareregulador transcricional TumordeWilms Câncerrenal (célula clara) Câncerdecélula basaJdapele Câncerdemama, câncerde tireóide (folicular) Câncer gastrintcstinal Melanoma Ncurofibromas Ncuromas acústicos. rncningiomas Câncer colorretal Câncergástrico Síndromedegenes contíguosincluindo genitáliaambíguaeretardo mental Feocromocitomas,angiomas retinais,hemangioblastomas Cistosmandibulares, depressõcspalmarese plantares,meduloblastoma, fibromasovarianos Pólipos intestinais Câncer testicular, ovariano Câncer pancreático, nevi displásicos, mola.. atípicas Neurofibrossarcomas, tumores cerebrais Gliomas,ependimomas. mesotelioma Tumoresduodenaise gástricos, anomaliasderetina,osteomas demandíbulae Wmores desmóideos,meduloblastoma. glioblastoma(síndromede Turco!) MET 7q31 11'T1 llpl3 STKJ/ 19p13.3 CDKN2 9p21 CDK4 12q14 NFl 17qll.2 NF2 22q12.2 APC 5q21-q22 CDHI 16q22 Repressor de transcrioião Reguladordetransc,;;:!ode RNA Receptortransmemh:marde sinalização peJa mo!:...:ula hedgellOg Fosfatasedeproteín",e lipídios Cinase proteica de s~::;'I3I treonina Inibidor de CDK4 e CDK6. cinases que promoy~:na transição de G. pa."':!;}fase S do ciclo celular Cinase protcica que ~:~Jliza divisão celular Regulação de proteí::2.SG tipo RAS Ligaçãoentreproteí::;:._~da membranac citoes:u~leto celular . RegulaçãodeJ3-cateõ.:na.um componentedócit~5quel~to celular . E-caderina, envol\"idJ na adesão celular colltinlfa VHL 3p25 PTCH 9q22.3 PTEN IOq23.3 "278 I GENÉTICAE CÂNCER QUADRO 16-( (Contillllação) Síndromesde CâncerFamiliarcomHerançaMendellana Herança Autossômica Dominaute - Perda de Gene Supressor Tomora( (continuação) Tumor CânceresAssociadose Localização FunriioPropostado Primário OutrasCaraclerlsticas Gene Cromossômica ProdlltoGênico S{ndrome DesconhecidaNeoplasiaendócrina múltipla.tipo I Li-Fraumeni Ilhotapancreática Hiperplasiadaparatireóide. adenomashipofisários MENJ IIql3 HerançaAutossômicaDominante- PerdadeGenesdeReparodoDNA Sarcomas.câncer Tumorescerebrais.leucemias TP53 17p13.1 Fatorp53detranscriçãoq;-- demama respondeadanosnoDNApara induzir apoptose Síndrome linfoproliferativa auto-imune Linfomasde Hodgkine nã<>-Hodgkin HerançaAutossômicaDominante- InterferêncianaApoptose Intensalinfadenopatiae TNFRSF6 IOq24.I esplenomegalia,anemia (FAS) hemolíticae TNFSF6 trombocitopenia (FASL) Receptor quetransduz sinal apoptóticode ligando fas Ligandofaslq23 Linfoma HerançaAutossômieaRecessiva- IntegridadeAnonnal do Genoma Reparo do DNA Ataxia telangiectasia Bloom BLM Xeroderma pigmentoso(total desetegrupos complementares. designadosdeA a G. Todosos7 genesforam c1onados) AnemiadeFanconi (totalde8 grupos de complementação, A-H) Tumoressólidos Degeneraçãocerebelar, esterilidade lmunodeficiência.baixa estatura,anomalias pigmentares.sensibilidade aosol,infertilidade, instabilidadecromossômica ATM II q22-q23 15q26.1 DNA helicase? Câncerdepele Sensibilidadeaosol, hipogonadismo, retardomentalocasional e neurodegeneração XPB XPD XPA XPC XPF XPE XPG 2q21 19q13 9q22.3 3p25 16q13 Ilpll-pl2 13q33 ComponeDl"damaquinariade reparodeDNA envolvidana excisãoenoreparodedanos deluzultravioleta Leucemia Pancitopenia,hipoplasiado ossoradiallpolegar, instabilidadecromossômica, ocasionaisanomalias cardíacaserenais FANCA FANCC FANCD FANCE 16q24.3 9q22.3 3p25.3 IIpl5 Componentes da maquinaria de reparodoDNA asmutaçõesativadorasnalinhagemgerminativanestesdois proto-oncogenesresultamemcânceresparticularesdetipohis- tológicodistintorestritoatecidosespecíficos,poisoutrosteci- dosnosquaisOoncogeneéexpressonãodesenvolvemtumores. Talveznestestecidosnosquaisooncogeneéexpressoaativa- çãodeRETouMET nãoconfiraumavantagemdecrescimento. - Ativaçãode Oncogenesno CâncerEsporádico Muilo antesda descobertadasslndromesdecâncerhereditário decorrentes de herança autossômica dominante de proto- oncogenesativados,muitosoncogenesmutados,incluindoREI' c MEI', tinhamsidoidentificadosemcânceresesporádicos.Es- teSoncogenesforamdescobertosusando-seumpoderosoteste conhecidocomotransformaçãomediadapor D:'\A (Fig. 16.3). O DNA humano,extraídoe purificadodelinhagenscelularesde cãnceresporádico,foi introduzidoemumalinhagemcelularde camundongonã<>-tumorigênicaemcultura,paragerarcolônias decélulasque foramtransformadas, istoé,quetinhamadqui- ridopropriedadestumorigênicas.O DNA contendoumapartedo DNA tumorigênico,incluindoo oncogeneresponsável,foi iso- ladodeumacolônia decélulasdecamundongotransformadas, transferidonovamentepara as células de camundongonão- ~ DNA genômico detumor humano Colôniadecélulas transformadas Colôniadecélulas transformadas ~ 6--=' Colôniadecélulas transformadas .. Clonar e selecionar DNAhumanousandosondas darepetiçãoAlu Flg. 16.3Triagemde transformaçãomediadapor DNA.O DNA de altopesomoleculardeumalinhagemcelulartumoralé aplicadoa umacamadade célulasde camundongonão-transformadase as célulassãoinduzidasa captaro DNA.Aparecemalgumascolônias . decélulastransformadas.Umaúnicacolôniaé isolada.seuDNAé isolado.eo ProcessodeaplicaçãodoDNAàscélulasdecamundon- gonão-transformadasé repetido.Apósalgunsciclos.o únicoDNA humanodentrodeumacélulatransformadaseráo DNAcontendo umoncogeneativadopresentenalinhagemcelulartumoralorigill"L AsseqUênciasderepetiçãoespecfficasdehumanos(taiscomoAlu). POdemserusadasparaidentificare clonarasseqUênciasde DNA humanocontendoo oncogeneativadodeumabibliotecagenômica feitadeDNAdascélulastransformadasdecamundongo. ~- GENÉTICA E CÂNCER , 279 tumorigênicaseascolôniastransformadasforamidentificadas. Esteprocessofoirepetidoatéque,eventualmente,oúnicoDNA humanopresentenascélulastransformadaserao pequenoseg- mentocontendoo oncogenehumanoativadoderivadoinicial- mentedalinhagemcelulardecâncerhumano.Usandoarepeti- çãoA/u específicadehumanos(verCapo3) comosondade hibridização,oscientistaspuderamidentificareclonaro DNA genômicohumanocodificantedooncogenetransformantede umabibliotecafeitaapartirdacélulatransformadadecamun- dongo(verCapo4). Umdosprimeirosoncogenesativadosdescobertospeloteste detransformaçãofoiumgeneRASmutantederivadodeumali- nhagemcelulardecarcinomadebexiga.RAScodificaumade umagrandefamJJiadeproteínasdeligaçãodeguanosinatrifos- fato(GTP)(asprotelnasG). As proteínasG servemcomoin- terruptoresmoleculares"liga-desliga"queativamouinibemas moléculasseguintesquandoligadasaGTP, mastenninamseu efeitoquandoo GTP ligadoéclivadoemguanosinadifosfato (GDP) por umaativadeenzimáticaGTPase intrlnseca.O oncogeneativadoesuacontrapartenormalproto-oncogenedi- ferememapenasumúnicopardebases.A alteração,umamuta- çãodepontoemumacélulasomáticadotumor,levaàsfntesede umaproteínarasanormalqueécapazdesinalizarcontinuamen- te,mesmonaausênciadeGTP ligado,paraestimularo cresci- mentodalinhagemcelular,transformando-a,assim,emumtu- mor.As mutaçõesdepontoRASsãoobservadasemmuitostu- mores,eosgenesRASforamdesmonstradosexperimentalmen- tecomosendoo alvomutacionaldecarcinógenosconhecidos, umachadoqueapóiaumpapeldosgenesmutadosRASnode- senvolvimentodemuitoscânceres. Hojeemdia,maisde50oncogeneshumanos(e,portanto,seus prot<>-oncogenesnormais)já foramidentificadoscombasenos estudosdetransformaçãodeDNAcomDNA genômicodetumo- reshumanos.Osexemplosdealgunsdestesoncogenessãodados noQuadro16.I. Osváriospapéisdasmuitasclassesdeproto- oncogenesnaregulaçãodocrescimentosãoilustradosnaFig.16.4. ATI';AÇAo DE ONCOGENES POR TRA~SLOCAÇAO CROMOSSÓMICA A mutaçãogênicaé apenasum dos vários mecanismosquepo- dem induzir a ativaçãode proto-oncogenes(Quadro 16.2).Em algunscasos,umproto-oncogeneé ativadoporumamutaçãocro- mossômica,emgeralpor translocação(Quadro 16.3).Mais de40 translocaçõescromossômicasoncogênicasforamdescritas,prin- cipalmenteemleucemiasesporádicase linfomas,mastambémem algunsrarossarcomasde tecidoconjuntivo.Em algunscasos,os pontosdequebradastranslocaçõessãodentrodosíntronsdedois genes,produzindo,assim,uma proteínaquiméricacom proprie- dadesnovas(ganhodefunção),quesãooncogênicas.O exemplo maisbemconhecidoé a translocaçãoentreos cromossomos9 e 22queé vistanaleucemiamielóidecrônica(CML). Em outros,a translocaçãoativaumoncogenecolocando-oemseguidaaumforte promotorconstitutivoquepertencea outrogene.Dois exemplos bemconhecidossãoa translocaçãoentreoscromossomos8 e 14, no !infomadeBurkitt, e a translocaçãoenvolvendoo cromosso- mo 18,no linfomadecélulasB. . LeucemlaMlelólde Crônica.NaCML, aanomaliacito- genéticavista,ochamadocromossomoPhiladelphia(Ph'),éo produtodeumatranslocaçãoentreoscromossomos9e22(Fig. 16.5).A translocaçãomoveoproto-oncogeneABL,umatiro- sinacinase,desuaposiçãonormalnocromossomo9qparaa Câncerdemama Câncerdemama Câncerovariano BRCAJ I7q21 Reparodequebrasfamiliar,tipo I bifilamentaresnoDNA? Câncerdemama Câncerdemama Câncerpancreático,câncerde BRCA2 13q12 Reparodequebrasfamiliar,tipo2 mamaemhomens bifilamentaresdoDNA? Câncerhereditário Câncercolorretal Câncerendomelrial,ovariano, MSH2 2p22-p21 Reparodemaupareamentocolorretal hepatobiliare debexiga, MLHJ 3p21 debasesdoDNA. Mantémanã<>-polipose glioblastoma(síndromede PMSLl 2q31.J estabilidadederepetiçõesTurco!) PMSL2 7p22 simplesemtandemdoDNA MSH6 2pl6 280 , GEN~TICAECk';CER (>°0 OO e. ~ Proteínas e eitoplasmáticasde transdução desinal o O'" Flg. 16.4Transduçãodesinaise regulaçãodo crescimentopelos produtosdosprotc-oncogenes,classificadosporsualocalizaçãoe funcionamentonacélula.A desregulaçãode umproto-oncogene podelevara umatransformaçãomaligna I, Fatoresdecrescimen- to secretados,taiscomoo fatordecrescimentoembrionário(EGFI e o fatordecresCimentoderivadodeplaquetas(PDGFi.2, Recep- toresespecfficosparafatoresdecrescimentosecretados,taiscomo RET 3,Protelnascitoplasmáticasdetransduçãodesinal.taiscomo a proternaGcodificadapor RASea cinaseproteicacodificadapor ABL 4.Proternasnucleares,taiscomoo fatordetranscriçãocodi- ficadoporMYC quese ligaao DNAe modificaa transcrição. "regiãodo pontode quebra"do gene(BCR). um genede fun- çãodesconhecidano cromossomo22q.A justaposiçãodasse- qüênciasBCR e dasseqüênciasABL permitea síntesede uma proleínaquiméricaqueémaiorqueaproteínaabl normale tem um aumentode atividadede tirosinacinase.Embora a função dasproleínasahlebcr normaisaindanãoestejaclara.o aumento deatividadedetirosinacinasedanovaproteínacodificadapelo genequiméricoé o eventoprimáriocausadorda leucemiacrô- nica. Llnfoma de Burkltt. O linfoma de Burkitt é um tumorde células B da mandfbulaque tem uma dislribuição geográfica incomum:é o tumormaiscomumemcriançasda África equa- torial,maséraroemoutraspartes.Na maioriadostumoresdeste tipo, o proto-oncogeneMYC é translocadodesuaposiçãocro- mossômicanormalem 8q24 paraumaposiçãodistal ao locus de cadeiapesadade imunoglobulinaem l-lq32. Citogenelica- mente,isto é visto como umaaparentetranslocaçãobalancea- da 8;14.A translocaçãosupostamentecolocao acentuadorou outras seqüênciasativadoras de transcrição,normalmenteas; sociadas aos genes de imunoglobulina, perto do gene Mt.C Apoiando estahipótese estáO achadode queoutras1rans1oca: ções observadasem uma menorproporção dos casosde!infa- made Burkittenvolvema translocaçãodosgenesdecadeialeve de imunoglobulina nos cromossomos 22 ou 2 pertodo gene MYC (ver Quadro 16.3).Em ambos os casos,estastransloca; ções têmclaramenteum efeito importanteno geneMYC, per~ mitindo suaexpressãodesreguladae resultandoem umcresci.- mentocelular descontrolado. A função da proteínamyeain<b não é totalmenteconhecida, mas pareceser umfator detrans. crição com poderosos efeitos na expressão de vários genes envolvidos na proliferação celular, bemcomo naexpressão<b telomerase(ver discussão mais adiante). Llnfoma de Célula B Follcular. A apoptose,ou mortece. lular programada,é um processonormal, no qual ascélulassão induzidas a sofrer uma forma estereotipadade suicídio carac. terizadapor fragmentaçãode DNA celular e ativaçãode uma família de proteases de cisteína, conhecidas como caspases, dentrodascélulas. A apoptosetemum papelcrucial no desen. volvimento normal. É particularmenteproeminenteno desen. volvimentodo sistemaimune,no qual a grandemaioriadoslin- fócitos em desenvolvimentodeve ser destruídaparaseprote. ger contracélulas que poderiam reagir a antfgenosda própria pessoa.A hiperexpressãodeumaproteínaantiapoptóticanas linhagensdelinfócitospoderesultaremumagrandeexpansão daspopulaçõesde linfócitos, contribuindo, assim,paraapato- genia do linfoma, O primeiro geneapoptóticoimplicado no câncerfoi identifi. cadano linfoma esporádicodecélulasB. Em quasetodosos lin- famasdecélulasB dotipofOlicular,umgene,OBCU, situado em 18q21,foi encontradoativadopor umatranslocaçãocromos- sômica t(l4; 18), que coloca o gene sob um forte promotore acentuadordo genedecadeiapesadadeimunoglobulinasituado em 14q32,A proteínacodificada por BCL2 é uma proteínada membranainternamitocondrialcom poderosos efeitos antiapoptóticosnascélulasB. A expressãoprolongadae impró- pria destegeneativadapelo promotorde imunoglobulinaresul- taem umaintensaexpansãode célulasB, nãoem funçãodeum aumentodeproliferação, massim pelo fatoda apoptosenormal destascélulas estarinibida. TELOMERASESCOMOONCOGENES Um outrotipo deoncogenequefoi recentementedescobertoéo genecodificantedatclomerase,uma transcriptasereversares- ponsávelpor aumentaros telômerosnaspontasdos cromosso- mos.O DNA é umaestruturabifilamentar,com osdois filamen- Ias correndoemsentidosinversosem relação à estrutura QUADRO 16-2 Mecanismos de Ativação de Proto-oncogeiies . Mecanismo Tipo deGeneAtivado Resultado Mutaçãoreguladora Mutaçãoestrutural Aumentodeexpressãoousecreção Permiteautonomiadeexpressão Translocação. inserção relrOviral. amplificação gênica De Millcr D. ~f..BlumeS.. SoestM.. tI ai (1990,Oncogenes.malignanltransformation,andmodernmcdicinc.Am J Med Sei 300:59.69. .... Hiperexpressão ......... GENÉTICA E CÂNCER , 281 QUADRO 16-;3 "Trãnslo~ações C~omossômlcas Características em Malignidades Humanas Sel«:.clona~as S,-oplasia TranslocaçãoCromossômica % decasos Proto-oncogeneAfetado LinfomadeBurkitt t(8:t4)(q2-1:q32) 80% t(8:22)(q24;qll) 15% t(2:8)(qll;q24) 5% L<ucemiamielóidecrônica t(9;22)(q34;q!i) 90%-95% BCR -ABL L<ucemialinfocfticaaguda t(9;22)(q34;qll) 10%-15% BCR-ABL L<ucemialinfob!ásticaaguda 1(1;!9)(q23;p!3) genehomeoboxPRL L<ucemiapromielocílicaaguda 1(15;l7)(q22;qI t) receptordeácidoretinóico L<ucemialinfocíúcacrônica t(1I;I-l)(ql3;q32) 10%-30% BCL-I Li"fomafolieular 1(1-1;18)(q32;q21) BCL-2 B:1S~3doemCroceC. M.(1987)RoleafchromosometranslocalionsinhumanDcoplasia.Ce1l49:155-156;ParkM..vandeWoudeG.F.(1989)Oncogcnes:Gcnes 3ssQdatedwithneoplasticdisease./nScriverC. R..BeaudetA. L. . SlyW.5..ValleD.(cds)TheMolecu1arandMelabolicBasesarlnheriledDisease.6.-ed. M..:Gr.I\HiIl.NewYork,pp.251.276;NourseJ., MellenlinJ. D..Gali1iN.~rai (1990)Chromosomaltranslocalian1(1;19)resultsinsynlhesisafahomeobox fusionrnRNAIhalcodesforapotenlialclUmerictranscriplionfactor.CeU60:535-545;BorrowJ.,GoddardA.D.,SheerD.,SolomonE.(1990)Molecularana1ysis o(acutepromyelocyticleukemiabreakpointclusterregioo00chromosome17.Science249:1577.1580. íosfodiéster(verCapo3).Assim,umdosfilamentos(chamado de"filamentolagging")naforquilhadereplicaçãodeverepli- car-sedescontinuamente,porquea DNA polimerasesópode adicionaràponta3' deumfilamentodeDNA emcrescimento. Acélulafazasíntesedofilamentodescontínuosintetizandofrag- menlOSdeDNA apartirdaponta3' dosprimersdeRNAque sãocomplementaresaoDNA situadoem5' daforquilha.A re- plicaçãodo filamentoquandosuaponta5' estánotelômero, entretanto,éumproblema,porquenãoháDNA paraservircomo moldeparaosprimersdeRNAalémdapontadocromossomo. Nestascondições,a cadarodadadereplicação,o filamento laggingnãopodesereplicaratéapontadocromossomo,eote- lômeroficacadavezmaiscurto.A manutençãodostelômeros 5' ~::(/~ j 22 ",' I t~~;õ. 3' Genes de fator de'crescimento Receptores de fator de crescimenlo, proteínas de transduçãode sinal Oncogenes nucleares 3' 5' - ~- ~ _~:::C:a~ i!der(22)", Ph' ", 3' ~~"""'=- ~/~//:er(~) 3' Flg.16.5AtranslocaçãonocromossomoPhiladelphia.t(9;22I(q34;qm. OcromossomoPhiladelphia(Ph')éOcromossomoderivativo22,que trocoupartedeseubraçolongopor umsegmentodocromossomo9q quecontémo oncogeneABL.A formaçãodeumgenequiméricoBCR- ABLnocromossomoPh'éo eventogenéticocríticonodesenvolvimen- todaleucemiamielóidecrônica. .~ MYC duranteadivisãocelularéo trabalhode uma ribonucleoproteína especial,a enzimatelomerase,que usaseupróprio RNA como molde paraa adiçãode umDNA repetitivonos telômeros,Es- pécies diferentestêmrepetiçõesdiferentesem seustelômeros. Nos humanos, a telomeraseadiciona uma repetição de DNA hexamérica,TIAGGG (Fig. 16.6). Nas célulasgerminativashumanas,os telômeroscontêmcer- ca de 15kb de repeliçãohexaméricatelomérica,Duranteo de- senvolvimento,à medidaqueascélulassediferenciam,o funci- onamentodatelomerasedeclinae os telômerosseencurtam,le- vandofinalmenteaumaperdade aproximadamente35 paresde basesde DNA de repetiçãoteloméricaa cada divisão celular. Após centenasdedivisõescelulares,aspontasdoscromossomos ficarão danificadas,e os genessituadospertodos telômerospo- dem serdeletados.O danoaoDNA, porsuavez, faz comque as células paremde sedividir e entrememGodo ciclo celular por meio da via de p53 e Rbl (vera próxima seção).Foi sugerido que a senescênciacelular, a incapacidadedascélulas normais dividirem-seindefinidamenteemcultura,podeserumamanifes- taçãoda perdade funçãodatelomerase. Em contraste,aexpressãodatelomerasereaparecenascélulas transformadasem culturae em muitostumores,acentuando,as- sim, a capacidadedascélulastumoraisdeseproliferaremindefi- nidamente.Em alguns casos,o surgimentodaatividadede telomeraseresultademutaçõescromossômicasou genômicasque aumentamdiretamenteo funcionamentodo genede telomerase. Em outros.atelomerasepodeserapenasumdosmuitosgenescuja expressãoé alteradapor umoncogenetransformantede fator de transcrição,tal comoMYC. Em qualquer umdoscasos,o reaparecimentodaatividadedetelomeraseestásendousadocomo uminstrumentodiagnósticoparaocâncernascélulasobtidaspor biópsia ou aspiraçãocom agulhadelesõescancerosassuspeitas. Ainda mais importante,o papeldas telomerasesem acentuara proliferaçãocelularsugerequea inibiçãodatelomerasepodeser umnovoalvopotencialsignificativoparao tratamentodocâncer. GENES SUPRESSORES TUMORAIS Enquantoasproteínascontroladaspor oncogenespromovemo câncer,emgeralpor mutaçõesdeganhodefunçãoou peloau- mentoou expressãoimprópriadeumaleio dogene,existem muitos outrosgenesnos quaisas mutaçõescontribuemparaa malignidadepor ummecanismodiferente:a perdade íunçãode -- ._-- '282 GEN~TICA E CÂNCER A (TTAGGG)nTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAG3' 11I1 I I li 11 I li I1I I I 1111I I 1I (AATCCC).AATCCCAATCCCAATCCCAA5' TelOmero B ~rntese descontinuadeDNA("filamentolagging') Forqullhade (m??~)nm???ITAGGGTTAGGGTTAG 3' repllcação (AATCCC)nAATCCCAA5' ~Intese continuedeDNA("fllamentoleadlnlf) c Filamenlolagglngnãopodesereplicardescontinuamente A.. r ) I I1 I I I (TTAGGG)nTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAG3'.. 111111 11111111111111 ~ Fi (AATCCC).AATCCCAATCCCAA5' lamentoleadingreplica-secontinuamente D (TTAGGG)nTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAG 3' 11111111111 ~CAAUCCCAAUC~ Telomer""e A telomerase (TTAGGG)nTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAG3' p~ogr~ssivamentea!"plia 11111I11111 3 dorolamentolaggmg ~CAAUCCCAAUC~ usandoseupróprio Telomerase RNAcomomolde (TTAGGG)nTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAG 3' 11111111111 ~CAAUCCCAAUC~ Telomerase :.. E A slntesedescontinuadofilamentolaggingpodecontinuar I111 ,(TTAGGG)nTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG3'" I ."1111 Flg. 16.6Diagramada replicaçãodotelOmeroeo papeldatelomerase,A. A seqOênciade repetiçãohexaméricaencontradanaspontas teloméricasdecromossomoshumanos,B e C, Umaforqullhade repllcaçãoque tentareplicaro telOmero,O fragmentodeOkazaki(seta vermelha)permitea replicaçãodequasetodoo cromossomo,menosda parteterminaldo filamentolagglng,D e E, Telomerase.levando seuprópriomoldede RNA (5'-CUAACCCUAAC_3').ampliao filamentolaggingnapontado cromossomoe permitea replicação, ambos os aleios do gene.Tais genes são chamadosde genes Supressorestumorais (ver Fig, 16.2).Os genessupressorestu- moraissãoaltamenteheterogêneos.Alguns são verdadeirossu- pressorestumorais,no sentidode que estãodiretamenteenvol- vidos naregulaçãodo ciclo celularou nainibição do crescimen- topelocontatocélula-célula.Os supressorestumoraisdestetipo foram chamados de genesprotetores (gatekeepen),poisregu- lamdiretamenteo crescimentocelular.Outrosgenes,chamados de genesde manutenção (caretakers),estãoenvolvidosemre- parardanosaoDNA emantera integ'ridadegenOmica.A perda deambososalelosdosgenesqueestãoenvolvidosem reparar danos aoDNA ouquebrascromossOmicaslevamindiretamente ao câncer,poispermitemquemutaçõessecundáriasadicionais seacumulememproto-oncogenesou emoutrosgenessupresso- res tumorais.Os produtosde muitosgenessupressorestumoreis foram isolados e caracterizados(Quadro 16.4).Como os genes - .~ supressorestumoraise seusprodutossãopor naturezaproteto- rtScontrao câncer,espera-sequea compreensãodeleseventu- ~mentelevea métodosmelhoresde terapiaanticâncer. OsDoisEventosdeOrigemdoCâncer A existênciade mutaçõesgênicassupressorastumoreisque le- vavamaocâncerfoi originalmentepropostanadécada1960, quandosesugeriuquealgumasformasdecâncerhereditário podiamser iniciadasquandoumacélulaemumapessoa helerozigotaparaumamutaçãonalinhagemgerminativasofria umasegundamutaçãosomática,tornando,assim,acélula homozigotaparamutaçõesdeperdadefunçãoemumgene supressortumoraleoriginandoumtumor.A perdadeambosos alelosdeumgenesupressortumaraltambémtemumpapelim- portantenapatogeniademuitoscâncerescomunsesporádicos, embora,nestecaso,ambososalelossejaminativadospordois eventos somáticos queocorremna mesma célula. Esta hipótese dos"dois eventos" foi aplicadapelaprimeiravezparaexplicar dequemaneiracâncerestaiscomooretinoblastomapodemocor- rertantonasformashereditáriaquantoesporádica,mastemsido amplamenteaceitacomoummodeloimportanteemmuitoscân- ceresfamiliares,incluindo a poliposefamiliar do cólon; o cân- cerde mamafamiliar; a neurofibromatose,tipo I (NFI); o car- cinomahereditárionão-poliposedocólonea formararadecân- cerfamiliarconhecidacomo s{ndromedeLi-Fraumeni.Embora emcadaumdestesdistúrbiosaherançaautossomicadominante QUADRO 16-4 Produtos de Genes Supressores Tumorals Selecionados GeneSupressorTumoral ProdutoGênicoePosslvelFunção pIlO Regulaçãodociclocelular RBI TP53 pS3 Reguloção do ciclo celular BRCAI, BRCA2 Brcal,Brc02 Participanorespostaàsquebras bifilamentaresdoDNA NFI Neurofibromina ProtelnaotivadomdeGTPase NF2 Merlin Ligamol~culasdesuperfície celular00citoesqueleto DCC Dcc Receptordemol6:ulosdeorientação axona!(ne!rinas) VHL Vhl , Partedocomplexodealongomento transcricional MLHI, MSH2 Mlhl, Msh2 Reparodemaupareamentode nucleotrdeosentrefilomentos doDNA GEN~TICAE CÂNCER I 283 de umgenemuladoem geralsejaa regra,a perdade funçãode ambasascópiasdo genesupressortumoralresponsávelé neces- sáriaparao desenvolvimentodo tumor.A explicaçãodesteapa- renteparadoxoéqueascélulasheterozigotasparaumamutação aindatêm umacópia funcionalde um genesupressortumoral, queésuficienteparaproduzir um fenótipocelularnoomal.En- tretanto,umacélulanaqualumacópiajá estejaalteradaou per- didapelaherançadeumamutaçãonalinhagemgerminativaper- derásuacapacidadedesuprimiro desenvolvimentotumoralse, por acaso,perdero funcionamentodo outroalelo restante.Este "segundoevento"em geralé uma mutaçãosomática,emboraa perdadefunçãosemmutação,tal comoocorreno silenciamento transcricional,tambémtenhasido observadaem algumascélu- lascancerosas(veremseguida).O segundoeventopodecausar umtumorsemprequeocorreremumadasnumerosascélulasde um tecido.Por estemotivo,os tumoresiniciais nass{ndromes hereditáriasassociadasàperdadegenessupressorestumoreisem geralsurgemváriasvezesno mesmotecido.Em contraste,nas formas esporádicasde câncer decorrentesda perda de gene supressortumoral,provavelmenteapenasumaúnicacélula so- fre umeventotãoraroquantoduasocorrênciasnamesmacélu- la.Os cânceresgeralmentesãomonoclonais,e o tumororiginal surgeem um único local no tecidoafetado,emborapossafor- marmetástasesdepois. O modelodedois eventosé hoje amplamenteaceitocomo a basetantodoscâncereshereditárioscomoesporádicosquesur- gemdemutaçõesquecausamperdadefunçãodeambasascópi- DistúrbiosnosQuaiso GeneEstáMetado Familiar Retinoblastomo Esporádico Retinoblastoma,carcinomosde pequenac~luladopulmão SlndromedeLi-Fmumeni Câncerdepulmão,câncerdemoma Câncerdemama familiar Câncer de mama,câncer ovariano Neurofibromatose, tipoI Desconhecido Neurofibromatose, tipo2 Schwannomasesporádicose meningiomas Desconhecidos Câncercolorretal Van Hippel-Lindau Carcinomadecélulaclararenal Câncer hereditário não-polipose do cólon Câncer COIOITOIOI 284 , GENÉT:C.,ECÂNCER asdeumgcne;upre550rtumoraldentrodeumacélula.Recen- temente.ateoriatevedeserampliada,quandosedescobriuquc umsegundoeventonoalelonormalnemsempreénecessaria- menteumamutação.O silenciamentodevidoàmetilaçãoex- cessivadoD:-:A.a5Soci3doaumaconfiguraçãodecromatina ie.:hadaeperdadeacessodosfatoresdetranscriçãoaoDNA I,'erCaps.3 e 10),temsidovistocomosendoumimportante mecanismomolecularalternativoparaaperdadefunçãodeum genesupres,orrumoral.Comoumaalteraçãonofuncionamento deumgenede,idaàmetilaçãoétransmitidaestavelmentepor mitose,elasecomportacomoumamutação.Comonãohá mudançanopróprioDNA, entretanto,elaéchamadadeuma mudançaeplgenéticaemvezdenão-genética.O silenciamen- toepigenéticodaexpressãogênicaéumfenômenonormalque explicafenômenostãodiversosquantoainativaçãodoX (ver Caps.5e 10),o illlprilJlÍllggenômico(verCapo5)eamanu- tençãodeumrepertórioespecializadodeexpressãogênicano desenvolvimentoenamanutençãodadiferenciaçãodetecidos específicos(verCapo17). GenesSupressoresTumoraisemSíndromes deCâncerAutossômicasDominantes RE-:SOBLASTO~~'; O retinoblastoma.o protótipodasdoençascausadaspormuta- çãoemumgenesupressortumoral,éumrarotumormalignoda retinaemcrianças,comumaincidênciadecercadeI em20.000 nascimentosIFig. 16.7).Ao diagnósticodeumretinoblastoma emgeraldeveseseguiraremoçãodoolhoafetado,emboratu- moresmenores,diagnosticadosemestágioinicial,possamser tratadoscomterapialocal,demodoapreservaravisão. ~~~i ;'..!t I..t:;:t;-"" .~:i~, t~~; I t __ '" ..<A-\..~ .,- Fig. 16.7Retinoblastomaemumamenina,mostrandoumreflexo bróc:onoolho afetadoquandoa luzrefletediretamentedasupero fie: ;0 tumor.(Fotopor cortesiade B. L. Gallie.The Hospitalfor S!C':hildren,Toronto.) Cercade40%doscasosderetinoblastomasãodaformahe. reditária,naqualacriançaherdaumalelomutantenolocusde retinoblastoma(RBI) pelalinhagemgenninativa.Umamutação somáticaououtraalteraçãoemumaúnicacéluladaretinaleva11 perdadefunçãodo aIelonormalrestante.iniciando,assimo desenvolvimentodo tumor(Fig. 16.8).O distúrbioéherdado comoumacaracterísticadominante,poiso grandenúmerode retinoblastosprimordiaisesuarápidataxadeproliferaçãotorna muitoprovávelqueumamutaçãosomáticavenhaaocorrerelll umoumaisdosmaisde10"retinoblastos.Assim,osheterozigOlos parao distúrbioemgeralsãoafetadospormúltiplostumores freqüentementeatingindoambososolhos.Entretanto,apenetrãn: ciadoretinoblastoma,emboraalta,nãoécompleta,poisaocor- rênciadosegundoeventoéumaquestãodeacaso. Osoutros60%doscasosderetinoblastomanãosãohereditá. rios(esporádicos).Nestescasos,ambososalelosRBI emurna únicacéluladaretinaforaminativadospormutaçõessomáticas independentes.Comoesteéumeventoraro,emgeralháapenas umúnicotumorcIonal(oretinoblastomaéunilateral),eaidade médiadeinícioémaistardiaquenascriançascomaformahere- ditária(verFig. 16.8).Paraaconsultagenética,umoutroponto importanteéque15%dospacientescomretinoblastomaunila- teraltêmotipohereditário,masachanceédequesedesenvolva umtumoremapenasumdosolhos. As criançascomretinoblastomahereditáriotêmumrisco muitoaumentado(400vezes)dedesenvolvertumoresmesenqui- mais,tais comosarcomasosteogênicos,fibrossarcomase melanomas,noiníciodavidaadulta.O riscoémuitomaisalto seacriançativerrecebidoradioterapia. O geneRBI foimapeadonocromossomo13,nabandaI3q14. Emumapequenaporcentagemdepacientescomretinoblastoma, a mutaçãoherdadadeve-sea umadeleçãocitogeneticamente detectáveloutranslocaçãodestapartedo cromossomo13,um achadoquefoi instrumentalparasituaro geneRBI nestelocal. Setaismudançascromossômicastambémperturbaremosgenes adjacentesaoRBI, podemlevara característicasdismórficas, alémdoretinoblastoma. O geneRBI expressa-seemmuitosoutrostecidosalémda retina,emboraaperdadeRBI inicietumoresapenasnaretinae, maistardenavida,emumpequenonúmerodesltiossecundári- os (levandoa um sarcomaosteogênico,fibrossarcomae melanoma).O motivodestaespecificidadetissularédesconhe- cido.O produtodogeneRBI, descritocomopilO Rbl (uma proteCnacom110quilodáltonsdetamanho),tambémestáausente ou mutadoemváriaslinhagenscelularesderivadasdealguns outrostumoresdurantesuaprogressão(verQuadro16.4). A proteínapilO RbI éumafosfoproteCnaqueéhipofosfori- ladaeentãohiperfosforiladaemdiferentesestágiosdocicloce- lular.EmseuestadohipofosforiJado,elabloqueiaaprogressão dociclocelularnolimiteentreG, eS, inibindoassimaentrada nafaseS,ligando-sea- einativando- fatoresdetranscrição quepromovema síntesedeDNA. À medidaquepilO Rbl se tomaprogressivamentemaisfosforilada,elaliberaseusparcei- rosdeligaçãoàproteCna,permitindoaentradadacélulanafase S. É entãoprogressivamentedesfosforiladaduranteo cursodo ciclocelular,oquepermitequeelavoltea funcionarcomo.um bloqueioàentradana"faseS dopróximociclocelular.A perda dogeneRBI privaascélulasdeumimportantepontodecontro- lemitóticoepermiteumaproliferaçãodescontrolada.OgeneRBI éumprotótipodegenesupressortumoralprotetor(gatekeeper). Perda de Heterozlgose.Os geneticistasqueestudamos polimorfismosdeDNA naregiãopróximaaolocusRBI fizeram umadescobertagenéticaincomum,masaltamente.significativa, ,..- Mendellana Mutaçãonalinhagemgerminativa 1~Mutaçãosomática Tumores múltiplos Bilateral Inicio precoce GENÉTICAE CÂNCER 285 Esporádica Genenormal I ~ Mutaçãosomáticar Mutação somática Tumorúnico Unilateral Inicio tardio Flg. 16.8Comparaçãodas formasmendelianae esporádicade câncerestaiscomoo retinoblastomae apoliposefamiliardo c610n.Os mecanismosde mutaçãosomáticasãoapresentadosna Fig. 16.9.Vero textoparadiscussão. quandoanalisaramosalelosvistosnotccidotumoraldepacien- tescomretinoblastomaherditárioeesporádico.As pessoascom retinoblastomaqueeramheterozigotasemtecidosnormais,tais comoemsuascélulassanguCneas,tinhamtumoresquecontinham alelosdeapenasumdeseusdoiscromossomosI3 homólogos, revelandoumaperdadeheterozigose(LOH)parapartesde13q naregiãodogene.Noscasosfamiliares,osmarcadoresmanti- dosdocromossomo13eramaquelesherdadosdogenitorafeta- do,istoé,ocomumaleloRBI anormal.Assim,LOH representa osegundoeventodoaIelorestante.LOH podeocorrerpordele- çãointersticial,masexistemoutrosmecanismos,taiscomore- combinaçãomitóticaounão-disjunção(Fig. 16.9).LOH é o mecanismomutacionalmaiscomumpeloqualo alelorestante RBI normalé perdidonosheterozigotos.QuandoLOHnãoé vista,osegundoeventoemgeraléumasegundamutaçãogênica somáticaou,ocasionalmente,a inativaçãotranscricionaldeum alelonão-mutadopormeiodemetilação.LOH éumacaracterís- ticadeváriosoutrostumores,tantoherdáveisquantoesporádi- cos,egeralmenteéconsideradaumaevidênciadaexistênciade umgenesupressortumoral.mesmoquandoestegeneédesco- nhecido(Quadro16.5). SINDROME DE lI-FRAUMENI Existem"cãnceresfamiliares"rarosnosquaisháumahistória marcantedemuitasformasdiferentesdecâncer(incluindovári- ostiposdesarcomaósseoedetecidosmoles,cãncerdemama, tumorescerebrais,leucemiaecarcinomaadrenocortical),que . afetamváriosmembrosdafamniaemumaidadeincomumente jovem,herdadosdemodoautossômicodominante(Fig.16.10). Estefenótipoaltamentevariáveléconhecidocomoasíndrome deLi-Fraumeni(LFS).Comoo genesupressortumoralTP5.3 quecodificaaproteínap53estáinativadonasformasesporádi- casdemuitosdoscânceresencontradosnaLFS, TP53foiconsi- deradoumcandidatoparaogenedefeituosonaLFS. A análise doDNA deváriasfamíliascomLFS confirmouestahipótese. Osmembrosafetadosdemaisde70%dasfamniascomLFS de ~ fato possuíam uma forma mutantedo gene TP53 como uma mutaçãode linhagem germinativa.Assim. LFS é uma forma extremade um grupo de cânceresqueocorremtantona forma esporádicaquantona forma familiar. Como visto tambémno retinoblastoma,umadasduasmutaçõesnecessáriaspara inati- varo geneTP53 estápresentenalinhagemgerminativana LFS familiar. enquantona formaesporádicaambasasmutaçõessão eventossomáticos. A proteínap53é umaproteínadeligaçãoaoDNA queparece serumcomponenteimportantedarespostacelularaosdanosno DNA. Além de serumfatordetranscriçãoqueativaa transcri- çãodegenesqueparamadivisãocelularepermitemo reparode danosaoDNA, ap53pareceestarenvolvidanainduçãodaapop- tosenascélulasque sofreramdanosirreparáveisno DNA. Por- tanto,aperdadefunçãodep53permitequeascélulascomDNA danificado-sobrevivame sedividam,propagando.assim,muta- ções potencialmenteoncogênicas. NEUROFIBROMATOSE, TIPO I A NFI é umdistúrbioautossõmicodominanterelativamente comum,queafetaprimariamenteosistemanervosoperiférico eemgeralécaracterizadoporgrandesnúmerosdeneurofibro- mas(verCapo5).Emboraestescrescimentossejambenignos, umaminoriadepacientescomNFI tambémapresentaumain- cidênciaaumentadademalignidades,taiscomoneurofibrossar- coma.astrocitoma,cânceresdecélulasdeSchwanne CML infantil.O crescimentocelularanormalobservadonaNFI su~ gerequeogenenor~alpossafuncionarnaregulaçãodadivi- sãocelularnotecidoneural. OgeneNF/'foimapeadonobraçolongoproximaldoeromos- somo17porestudosdeligaçãofamiliaresubseqüentementefoi cIonadopelaaplicaçãodeváriasestratégiasdecIonagem posicionalapresentadasnoCapo8.A inspeçãodaseqüênciado geneNFl eseuprodutoproteicodemonstraramumahomologia significativaaproteCnasqueativamaatividadeGTPasedopro- dutooncogênicoRAS(vermaisatrás).Esteachadosugereforte- 286 I GENÉTICA E CÂ.';CER LocusA $ 1 RBI rb LocusB 1 $; Genótipo constitucional Perda cromossOmica $7 $: f7 $: $:-$7 f7 Flg. 16.9Os mecanismoscromossômicosque podemlevara umaperdade heterozigosede marcadoresde DNAnogenesupressortu. moral- ou pertodele- emumapessoaheterozlgotaparaumamutaçãoherdadanalinhagemgerminativa.ilustradonocasodogene do retinoblastomanocromossomo13q.Os eventoslocais,tais comomutação,conversãogênicaou silendamentotranscriclonal,entre- tanto.podemcausarperdade funçãodeambosos genesRBI semproduzirLOH. RBI + é o aleIo normale rbé o alelo mutante. menteque OprodutonormaldeNFI interagecom um membro da família gênicaRAS pararegulara atividadeproliferativa em célulasnormais.O genemutanteNFl pode,então,falhar no que diz respeitoaregularo crescimentonascélulasnormaisdasquais sederivamos neurofibromas,levandoa umcrescimentoimpró- prio e à formaçãode tumor. Este modelo sugerequeNFl sejaum genesupressortumo- ral. Por analogiacom outrasmutaçõesgênicas de supressores tumoraisherdadosde formadominante,seria necessáriaa per- da ou a inativação do alelo normal restanteno locus NF 1 para explicaro desenvolvimentodetumoresnospacientescom NFI. Emalgunscasosde tumoresmalignos de célula de Schwann e leucemia mielóide juvenil, mas nãoem todos, demonstrou-se LOH do aleio normal de NFl nos tecidos tumorais, mas não nos tecidosvizinhos. O achadodeLOH paraOgenenormalNFl em algunsdestestumoresnãoexclui o papeldemutaçõesmúl- tiplas em outros genes levando a uma divisão celular desregulada(ver Fig. 16.1). CÂNCERDEMAMAFAMILIARDEVIDOA MUTAÇOESEM BRCAI E BRCA2 O câncerdemamaécomum.Os estudosepidemiológicosbase- adosem populaçõesmostraramqueaté10%de todasasmulhe- res nos EUA desenvolverãocâncerde mamadurantea vida.O câncerde mamahá muito foi reconhecidocomotendoumforte componentegenético.O risco de umamulherdesenvolvercân- cer de mamaé aumentadoem atétrêsvezesse um parenteem primeiro grau for afetadoe em até 10vezesse mais de umpa- renteem primeiro grau for afetado.Estesriscosfamiliaresau- mentamaindamaisseo início dadoençanoparenteemprimei- ro grau afetadotiver sido aos 40 anosdeidade ou menos(Fig. 16.11).Emboraaté20%detodososcasosdecâncerde mama possamterumcomponentegenéticosignificativocomopartede um modo de herançapoligênicoou multifatorial(ver Capo15), umapequenaproporçãodecasosparecesedevera umapredis- posição mendeliana herdada dominantementeao câncer de Quadro 16-5 Exemplosde RegiõesCromossômlcasque ApresentamFreqüenteLOH RepetidaemTumoresParticulares GeneSupressor TumoralAssociadoRegiãoCromossômica Distúrbio(s) lq 3p 5q 13q 17p 18q Carcinomademama Carcinomadepequenacéluladopulmão Poliposefamiliardocólon;carcinomacolorretal Retinoblastoma;carcinomademama;osteossarcoma Carcinomacolorretal;carcinomademama CarcinomacoloITetal Desconhecido Desconhecido APC RBI TP53 DCC -- ~ 11 111 IV V CDCãncerdemama () Sarcoma GENÉTICAECÂNCER, 287 2 ~ Outrasneoplasiasmalignas Flg. 16.10 Umheredogramadasrndromede Li-Fraumeni.no qualocorreramcâncerde mama.sarcomae outrostumoresmalignos.São mostradasas idadesdediagnóstico.(Redesenhadode Li F.P. 119881Cancerfamilies:Humanmodelsof susceptibilityto neoplasia- the RichardandHlndaRosenthalFoundationawardlecture.CancerRes48:5381-5386.) mama.Estas fammascompartilhamcaracterísticasde câncer familiar(emoposiçãoaoesporádico):váriaspessoasafetadasna fanu1ia,idadeprecocede infcio edoençabilateralfreqüente. Os estudosde ligação genéticanas fammascom câncerde mamafamiliar deinício precocelevaramà descobertade muta- çõesem dois genesqueaumentama suscetibilidadeao câncer demama:BRCAI, nocromossomo17q21,eBRCA2. nocromos- somo13q12.3.Juntos,estesdoisloci sãoresponsáveispor cerca demetadee umterçodo câncerdemamafamiliar autossômico, respectivamente,maspormenosde5% detodosos cânceresde mamanapopulação.Hoje, muitosalelosmutantesde ambosos genesjá foramcatalogados.As mutaçõesemBRCAI e BRCA2 tambémestãoassociadasaumaumentosignificativonoriscode câncerovariano nasmulheresheterozigotas.As mutaçõesem BRCA2,masnãoemBRCAl. tambémsãoresponsáveispor 10% a20%detodososcasosdecâncerdemamamasculino,uma doençararaque afetamenosdeO,I%doshomens. Os produtosgênicosdeBRCAl e BRCA2 são proteínasnu- clearescontidasdentrodomesmocomplexomultiproteico.Este complexo foi implicado na resposta celular às quebras bifilamentaresdo DNA, talcomonormalmenteocorredurantea recombinaçãohomólogaou anormalcomo resultadode danos aoDNA. Como sepoderiaesperarde qualquergenesupressor tumoral,o tecidotumoraldasheterozigotasparamutaçõesem BRCAIeBRCA2demollstramLOHcomperdadoalelonormal. Penetrâncla das Mutações BRCA1 e BRCA2. A detecção pré-sintomáticade mulheresemriscode desenvolvercâncerdé mamacomoresultadodealgumdestesgenesdesuscetibilidadeé umobjetivoimportantedaspesquisasatuais,tantoem casosfa- miliaresquantonograndenúmerodecasosesporádicos.Parafins detratamentoe consultagenéticadapaciente,seriaextremamen- .0 1. tebenéficoconheceroriscoduranteavidaparao desenvolvimento decâncerdemamaempacientesportadorasde determinadasmutaçõesnosgenesBRCAI eBRCA2. comparadocomo riscona populaçãoem geral(Fig. 16.12).Os estudosiniciais mostraram um risco de mais de 80% de câncerde mamaaos 70 anosem mulheresheterozigotasparamutaçõesBRCAI e BRCA2.Estas estimativasforambaseadasno risco de desenvolvercâncerem parentesfemininosdentrodefamniasavaliadasporqueo câncer demamajá haviaocorridomuitasvezesnosmembrosfamiliares. Isto é,amutaçãoBRCAl ouBRCA2 eraaltamentepenetrantenas portadoras.Quandoestimativassimilaresderiscoforamfeitasem estudosbaseadosempopulações,entretanto,nosquaisasmulhe- resportadorasdeBRCAI e BRCA2 nãoforamselecionadaspor- queerammembrosdefamiliasnasquaisjá haviamocorridomui- toscasosdecâncerdemama,asestimativasderiscoforammeno- rese variaramde45%a60%aos70 anos.A discrepânciaentreos estudosbaseadosemfarm1iascommúltiplasocorrênciasda do- ençadecorrentesdaaltapenetrânciadosalelosmutanteseoses- tudosde mulheresidentificadaspor triagempopulacionale não porhistóriafamiliarsugerequeoutrosfatoresgenéticosouambi- entaispodemter um papelna penetrânciafinal das mutações BRCAI eBRCA2 emmulheresheterozigotasparaestasmutações. CÁ:-;CER DE CÓLON FA.\ULlAR Pollpose Familiar do' Cólon. O câncer colorretal, uma malignidadedoepitéliodocólonedoreto,éumadasformasmais comunsde câncer.Ele afetamais de 150.000pessoaspor ano apenasnosEUA e é responsávelporcercade 15%de todosos cânceres.Uma pequenaproporçãodecasosde câncerdecólon deve-seàcondiçãoautossômicadominantepoliposefamiliar do cólon(tambémconhecidacomopoliposeadenomatosafamiliar 288 I GENÉTICAECÀNCER Risco cumulativo de desenvorvercâncer demama 25 o Age29 Age39 Age49 Age59 Age69 Age79 Idadedaconsulente Idadedosparentesquandododiagnósticodecâncerdemama 20.29 50.59 30-39 --- 60-69 - 40.49 ---70-79 - Populaçâogeral Flg.16.11Riscosdecâncerdemama.Riscocumulati'.'o.comaida- de.deumaconsulentequedesenvolveucâncerdemamaquandoum parenteemprimeirograutevecâncerdemama.O riscoparaa consulenteaumentadiretamentecomsuaidadeeinversamentecom aidadenaqualo parenteemprimeirograufoiprimeirodiagnostica- docomcâncerderr.ama(AdaptadodeClausE.B..RischN..Thomp- sonW. D. 119941.A'Jtosomaldominantinheritanceof early-onset breastcancer.Implica!lonsforriskprediction.Cancer73 643.651.) ou FAP) e suasubvariante,a síndromedeGardner..-\FAP tem umaincidênciadecer~ade I em 10.000. Nos heterozigotosparaFAP, vários p61iposadenomatosos, queemsi sãocrescimentosbenignos,desenvolvem-senoc610n duranteasprimei"., duasdécadasde vida. Em quasetodosos casos,um ou mai>póhj'os tomam-semalignos.A remoçãoci- rúrgica do c610nIcok~tomia) impedeo desem'olvimentoda malignidade.Como estedistúrbioé autossômicodominame,os parentesde pessoasafetadasdevemserexaminadosperiodica- mentepor colonoscopia.O generesponsável.APC. foi isolado porclonagempo~icionalap6so locusdadoençasermapeadono cromossomo5q.tantuporestudosgenéticosnos familiaresafe- tados (ver Cal'. 8) quanto pela demonstração de perda de heterozigosenostum"resdoc610n.A síndromedeGardnertam- bémsedevea mutaçõe,.emAPC eé,ponamo,alélicaàFAP. Os paciemescom slndromcdeGardnertêm,alémdospóliposade- nomatososcom transformaçãomalignavistosna FAP, outras anomalias,incluindoosteomasdamandíbulaedesmóideos,que são tumoresquesurgemnosmúsculosdaparedeabdominal. O APC codifica uma proteínacitoplasmáticaque regulaa proteínabifuncionalconhecidacomo,B-catenina.A ,B-catenina servetantocomo ligaçãoemrea partecitoplasmáticadasmolé- . culastransmembranaresdeadesãocelular,taiscomoascaderinas, e o citoesqueletode actinaquantocomo ativadorada transcri- ção (Fig. 16.13).Sobcondiçõesnormais,quandoa camadaepi- telial colônicaestáintatae a proliferaçãocelularnãoé necessá- ria,a maioriadasJ3-cateninasestápresenteemumgrandecom- plexoproteicocom a E-caderina.O APC induz aproliferaçãoe a subseqüentedegradaçãode qualquerJ3-cateninanão-ligada, mantendoassimosníveisde,B-cateninanacélulabaixos.A per- da deAPC levaao acúmulode,B-cateninacitoplasmáticalivre, queé translocadaparao núcleoeativaatranscriçãodegenesde ~ proliferaçãocelular,incluindoMYC, o mesmogenequ~~ hiperexpressonofinfomadeBurkiu. CâncerHeredItárioNão-pollposedoCólon.Cercade2'i, a4%doscasosdecâncerdec610nsãoatribuíveisaumgrupode síndromesdecâncerfamiliarconhecidocomocâncerheredi~. rionão-poliposedocólon(HNPCC).O HNPCCécaracteriza.. doporherançaautossômicadominantedecâncerdec6lonque ocolTeduramea vidaadulta.masemumaidaderelativamente joveme semos p6liposadenomatososvistosnaFAP. Os heterozigotosmasculinosparaumgenemutanteHNPCCtêmum riscodecercade90%dedesenvolvercâncerdoc610ndurantea vida.Asmulheresheterozigotastêmumriscoumpoucomenor. decercade70%.mastêmaproximadamente40%deriscode câncerendometrial.Tambémexistemriscosadicionais,de10% a20%,decâncerdasviasbiliareseurináriasedeovário. . O HNPCC é um grupodecinco slndromesfamiliaressimila- res(HNPCCI atéHNPCC5) causadaspor mutaçõesem umdos cinco genesdiferentesdereparodeDNA responsáveisporrepa.' rar segmentosde DNA nosquaiso pareamentocOITetodebases deDNA (A comT, C com G) foi violado(verCaps. 6 e 8). Estes genes, conhecidos como MLH/, MSH2. PMSLl, PMSL2 e MSH6, sãolodosdesignadospor suasimilaridadede seqüência a umgrupodegenesmicrobianosquecodificamasenzimasres-. Riscocumulativodecâncerdemama 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Idadedoprobando 111 Portadorade mutaçãoem famíliascom altapenetrância Flg. 16.12Riscocumulativode câncerde mama.com a idade,de mulheresportadorasde mutaçãoem BRCAIou BRCA2.calculado usando-sedadosdefamCliascomaltapenetrânciaparaa mutação (barraswrmilf,as).O risco é comparadocom o risco de câncerde mamanapopulaçãoemgeral(barrasprelos).bemcomocomo riscO estimado(:!:52%)aos 70anosparacãncerde mamaem umapor- tadorademutaçãoBRCAIouBRCA2identilicadaportriagempopu- lacional(barrarosa)enãoemfamCliascomaltapenetrância.Vero texto.(AdaptadodeKingM.C.,RowellS..LoveS.M.1199311nherited breastandovariancancer.Whataretherisks?Whatarethechoices? lAMA269,1775-1980;FordD.,EastonD.F..StraltonM..i( 01119981 Geneticheterogeneityand penetranceanalysisof the BRCAIand BRCA2genesin breastcancerfamilies.TheBreastCancerLinkage Consortium.Am I HumGenet62,ó76-689;BrodyL. C.. BieseckerB. B.II9981BreastcancersusceptibilitygenesBRCAIandBRCA2.Me- dicineIBaltimore,.n208-226.) I População geral o Portadorademulação detectadaportriagem populacional ......... Citoplasmática -ce Cinasede I ~ APC serina-Ireoninar r: W ~ Degradação GENÉTICAE CÂNCER I 289 Flg. 16.13 Diagrama esquemáticoda interaçãodo produtodo geneAPC ej3-catenina.A j3-cateninaformaumcomplexocomamolécula deadesão celular E-catenina. A j3-catenina também existe livre no ciloplasma. onde é marcada pelo produto do gene APCpara degrada- çãoporfosforilaçãopor uma dnase deserina/treonina.ou entranonúcleoeativaatranscriçãodegenesoncogênicos.taiscomoo MYC. ponsáveispeloreparodemaupareamentoentreos filamentos complementaresdeDNA. Emboratodososcincogenesestejam implicadosnoHNPCC emfamOiasdiferentes,MUf/ eMSH2 juntossãoresponsáveisporcercade60%a 70%doHNPCC, enquantoosoutrosforamencontradosemapenasalgunspoucos pacientesraroseestãoassociadosaumgraumenordedeficiên- ciadereparodemaupareamento.OsgenesHNPCC sãoprot6- tiposdegenessupressorestumoraisdemanutenção(carctaker). Comoemoutrosgenessupressorestumorais.opadrãodeherança autossômicadominantedeHNPCCsurgepelaherançadeumalelo mutanteseguidodemutaçãoouinativaçãodoalelonomla1restante emumacélulasomática.Nonívelcelular.ofen6tipomaismarcan- tedascélulasquenãotêmambososalelosdestesgeneséumau- mentoenormedemutaçõesdepontoenainstabilidadedossegmen- tosdeDNA contendorepetiçõesdeseqüênciassimples,taiscomo (dA),oupolimorfismosdemicrossatélite(verCal'.6).O DNA microssatéliteétidocomosendoparticulannentevulnerávelaomau pareamentoporqueodesalinhamentodofilanlentosendosintetiza- donofilamentomoldepodemocorrermaisprontamentequando cunasrepetiçõesdeDNA emt:mdemsãosintetizadas.Tal instabi- lidade.chamadadefen6tipoerrode replicaçãopositivo(ou RER+),ocorreemduasordensdemagnitudedefreqüênciamaior nascélulasquenãotêmambasasc6piasdeumgenedereparode maupareamento.O fen6tipoRER+ é facilmentevistonoDNA comotrês,quatrooumesmomaisalelosdeumpolimorfismode microssatéliteemumúnicoDNA tumoraldeumapessoa(Fig. 16.14).Avalia-sequeascélulasqnenãotêmambasasc6piasdeum genedereparodemaupareamentopodemlevar100.000mutações dentroderepetiçõessimplespelogenoma.Mutaçõesoncogênicas secundáriasàinstilbilidadederepetiçãopodemocorreremqualquer númerodegenes:pelomenosdoisdestesgenesforamisoladose caracterizados.O primeiroéAPC. cujafunçãonormalepapelna FAPjá foramdescritos.O segundoéogenequecodificaoreceptor defatorbeta11transformantedecrescimento(fGF-J3!I).TdF<-l3lI, umacinasedeserinaltreoninaquetemumaatividadedecontrolede crescimentopelafosforilaçãodemoléculassinalizadorasseguintes. temumtrechode 10adeninasquecodificamtrêslisinasemsua seqüênciacodificante.A deleçãodeumaoumaisdesl.1Sadeninas emambososalelosdogeneocorrecomaltafreqüêncianascélulas I ~ RER + eresultaemmudançadematrizdeleiturae perdadefunção destereceptor.ComoilustradodemodogeralnaFig. 16.1,asmuta- çõesoncogênicasdecorrentesdeinstabilidadederepetiçãopodem produzirmuitasdasmutaçõesquepermitemque umacélulanor- malsetometotalmentemaligna,acélulacancerosametastática. LINFOMA HEREDITÁRIO COM PERDA DE EXPRESSÃO DE GENES SuPRESSORES TuMORAIS PRÓ-APOPTÓTICOS A síndrome linfoproliferativa auto.imune.(ALPS) é umarara condiçãoautossômicadominantecaracterizadapor intensalinfa- denopatiaeesplenomegalia,particulannentenainfância,edesen- volvimentodefenômenosauto-imunes,taiscomotrombocitopenia Marcador n"1 N T Marcador n"2 N T Marcador n"3 N T ~~ -- ~-< --< ~!!!!!!!!!!! ~- !!!!!!!!!!!!!!!--o( ~-< ~-< .~!!!!!!!!!!!!!! Flg.16.14Eletroforeseemgeldetrêsmarcadorespolimórficosde microssatélitesdiferentesemamostrasnormal(N)etumoral(TI deumpacientecomumamutaçãoemMSH2einstabilidadede microssatélite.Emboraomarcadorn.'2nãoapresentediferença entreostecidosnormaletumoral.agenotipagemcommarcado- resn.~I e 3revelaalelosextras. algunsmenorese algunsmaiores queosalelospresentesnotecidonormal(si'aswrmill,as). *20 i 151 .... ....... G 10 8.!!! a: 5 100 W 00 ro 100 i a o Iwa: 10 O li! I I I I I 290 I GENtTICAE cANC.~ mediadaporanticorpooua::emiahemolftica.Emboraasmanifes- taçõesdestacondiçãosejamprimariamenteasde aUlo-imunida- de,oslinfomasdecélulaB edeHodgkinforamdescritoscomuma freqüênciaaumentadade 14e50 vezes,respectivamente. Na ALPS, a anomaliaprimáriaestáno mecanismode apop- tosedo linfócito mediadopelo receptorfase seu ligando. fas- ligando.Tanto fas-ligandoquantofas são homotrfmeros.As mutaçõesdominantesnegativas(verCapo12)em um alelo de ambososgenesquecodificamestasmolécu]ascausamperdade funçãodoreceptorou seuligando.resultandoemdeficiênciade sinalizaçãoapoptóticae intensaexpansãodelinfócitosT imatu- ros.conhecidoscomocélulasduplo-Degativas(porquenãotêm tantoosmarcadoresdesuperfíciecelulardeT -helperrr4] quanto deT-supressor[T8]).Não sesabeexatamentecomoestedefeito naapoptosedelinfócitosT podelevaraumaumentodefreqUên- cia deváriostiposde linfomas,maspodeserem funçãode um aumentoacentuadodonúmerodecélu]asquepodemservircomo alvosparamutaçãoe, portanto,transformaçãomaligna. SíndromesdeInstabilidadeCromossômica Quatrosíndromesrarasautossômicasrecessivasde instabilidade cromossômicamencionadasnoCap.9,ataxiateJangledasia,ane- mia deFanconi,SÚldromedeBloeme xerodennaplgmentoso. estãoassociadasa umriscoaumentadodemalignidade,particu]ar- menteleucemia,ou. no casodo xerodermapigmentoso.cânceres depelenasáreasexpostasaosol(verQuadro9.6).Clinicamente.as radiografiasdevemserusadascomextremacautela,oununca,em pacientescomataxiatelangiectasia,anemiadeFanconiesíndrome deBloom.Além disso.aexposiçãoàluzdosoldeveserevitadaem pacientescomxerodermapigmentoso. EmboraasuscetibiJidadeadanoscromossômicosedeDNA pelos raiosX. pelaluz u]travioletaou poralgunsagentesquímicose a suscetibilidadeà malignidadevistl nestassíndromesnãoestejam totllmenteexplicadas.osgenesparamuitosdelasforamisoladose demonstrou-sequecodificavamproteínasintimamenteenvolvidas noreparodeDNA enamanutençãodaintegridadecromossômicae genômica.Assim.osgenesquesãodefeituososnassíndromesde instlbiJidadecromossômicapodemservistoscomogenessupres- sorestumoraisdemanutenção(caretaker)(verQuadro16.1). Emboraas sCndromesde instlbilidade cromossômicasejam distúrbiosrarosautossômicosrecessivos,os heterozigotospara estesdefeitosgênicossãomuitomaiscomunse tambémpodem terumriscoaumentldodemalignidade.As mulheresheterozigo- tasque sãoparentesde homozigotoscom ataxiatelangiecta.~ia podemterumriscodetercâncerde mamadequatroa seisvezes maior.secomparadascomesposascontrole,porexemplo.Seeste achadofor definitivamenteconfirmado.tomarápossCvelidentifi- car. pré-clinicamente.umaclassede pessoascom umaenorme predisposiçãogenéticaa pelo menosumdoscâncerescomuns. Perda de Genes Supressores Tumorais em Câncer Esporádico MUTAÇOESTP53EMCÂNCERESESPORÁDICOS EmboraaLPS,queécausadapelaherançademutaçõesnali- nhagemgerminativaemTP53.sejaumasíndromefamiliarrara, asmutaçõessomáticasquecausamumaperdadefunçãode ambososalelosdeTP53sãoumadasalteraçõesgenéticasmais COmunsvistlsnocãnceresporádico.As mutlçõcsdogeneTP53 ouadeleçãodosegmentodocromossomo17p(bandapI3.1)que incluiTP53.ouambos,sãofreqüenteerepetidamentevistlsem umaamplagamadecânceresesporádicos.incluindodelIIatna, ovário.bexiga,cervical.esofagiano,colorretal,peleecarcino- maspulmonares,glioblastomadocérebro.sarcomaosteogênico ecarcinomahepatocelular.O papelcentraldep53comosUPressor tumoraJfoidestlcadopeladesignaçãode"MoléculadoAno"pela revistaSeienee.em1993. BRCAI E BRCA2NO CÂNCER DE OVÁRIOE MAMA ESPORÁDICOS As mutaçõesemBRCAJ eBRCA2foramencontradasemumape. quenaporcentagemdepacientescomcâncerdeováriooudemama semhistóriafamiliar.Em algunscasos.asmutaçõeseramconstitu- cionais, masnenhumahistória familiareraaparente.Em outros,a análisedoprópriotumorrevelouurnamutaçãosomáticaemumaJeJo deBRCAJ ou BRCA2 juntamentecomLOH paraaregiãogcnômi- ca correspondentecontendoo outro ale]onormal.A hibridização comparativa(verCapo4) foi ummétodoparticularmentepoderoso usadopara triarLOH em tecidode tumorde mamalIersustecido normalda mesmamulher.LOH foi encontradaem váriasregiões cromossômicas,incluindo Ip.3p, I1p. 13q.16qe17p,oquesugere quepodemexistir muitos genesimportantesparaa progressãodo tumordemama.Emborao genenocromossomo17pprovavelmente sejao TP53. os outrosgenesnãoforamidentificados. CÂNCERHEREDITÁRIONAO-POLlPOSEDECÓLONE GENES DEPoLlPOSEADENOMATOSAFAMILIARNO CÂNCERDECÓLON ESPORÁDICO Em contrastecomabaixafreqUênciacomaqualBRCAJ eBROO sãoencontradosmutadosnamaioriadoscânceresdemamaespo- rádicos,há uma ampla evidênciaque apóiaum grandeen\'olvi- mentodos genesresponsáveispelo câncerde cólon familiar, tais comoHNPCC e FAP, nocâncerdecólon esporádico(Fig. 16.15). Em quase70% dos pólipos adenomatososdaspessoassemFAP. o modelodedois eventosparaatumorigênesefoi confirmadopelo achadodaperdadeambasascópiasdeAPC no adenoma,masnão nos tecidosnormais vizinhos. Nos 30% restantes,nosquaisAPC énormal.asmutaçõesemp.cateninaquebloqueiamsuafosCori- laçãoe degradaçãoforamencontradasemquasemetade.O fenó- tipo RER+, com a associada mutação ou silenciamento transcricionalde ambosos ale]osdeum ou mais dosgenesdere- parode mau pareamento,foi relatadoem até 12% do câncerde cólon esporádiconaspessoassemurnahistória familiaróbviade HNPCC. As mutaçõesativadorasde um membro da farnfliado geneRAS (KRAS), bemcomoa perdadeambasascópiasdeTP53. tambémsão vistas freqUentementeno câncerde cólon esporádi- co.A perdadeexpressãodeumgeneem 18q2I. chamadodeDCC (paradeletado no carcinoma de cólon), é observadaem mais de 70% doscasosde câncercolorretal.Este genecodifica um recep- torparamoléculasenvolvidasna orientlção axonalduranteode- senvolvimento normal do sistemanervoso. Em outros 15% de cânceresde cólon esporádicos.o geneSMAD4. queestáenvolvi- do nasinalização posterioraoreceptorTGF 1311.estámutado. Tão importantequanto os defeitos no reparo demau parca- . me!1tosão no HNPCC e algunscânceresdecólon esporádicos.a maioriadoscânceresdecólon esporádicostêmo fenótipoRER +. . Estestumoresgeralmentetêmmutaçõescromossômicasegen6- micas que refletem defeitos seja no reparo de quebras bifilamentaressejana manutençãoda fidelidadedecomoos cro- mossomos se alinham no fuso mitótico durante a mitose. Os defeitos no primeiro geram translocaçõcs cromossômicas.en- quanto as anomalias na última podem levar à não-disjunçãoeà ~ GENtTICAECÂNCER , 291 Mutação APC Mutaçãono geneRAS Outras perdas cromossOmlcas.". . TGF!! receptor11 Mutaçõesdereparodemaupareamento MutaçõesemoutrosIcei Flg. 16.15Estágiosda evoluçãodo câncerde c610n.servindocomoummodelomaisgeralparaaevoluçãodo câncer(verFig. 16.\I. Osgrauscrescentesde anomaliaestãoassociadosà perdaseqOencialde genessupressorestumoralsde várioscromossomose à ativaçãodo proto-oncogeneRAS, comou semOdefeitoconcomitanteno reparode maupareamento.A ordemde eventosem geral écomomostradaaqui, masnemsempre.Por exemplo,o cânceresporádicocomreparoanormaldemaupareamentoé menosco- mumqueoscânceressemreparoanormal,mas,quandopresente,podefuncionarjuntamentecomumaviaumpoucodiferente,mas paralela.levandoà malignidadecomoopontofinalcomum.(AdaptadodeKlnzlerK.W.,Vogelsteln8.11996jLessonsfromheredltary colorectalcancer.Celi 87:159-170.) aneuploidia.Em resumo,existemmuitosmodosparaqueadivi- sãocelulare o crescimentosedesregulem,e muitosoutrossem dúvidaestãopor serdescobertose elucidados. PROGRESSÃO TUMORAL POR EVOLUÇÃO CLONAL Nassíndromesdecâncerfamiliar.o padrãode herançaindicaque umdefeitoemumúnicogene,herdadonalinhagemgerminativa,é capazdeiniciarumprocessoemváriasetlpasquelevaaocâncer. Emboramuitosdestesmesmosgenessejamencontradosmutados noscânceresesporádicos.taiscâncerespodemlevardécadaspara sedesenvolverapontodeseremclinicamenteevidentese,portan- to,émuitomaisdiffcil determinarqualdestasmutaçõesdefatoini- ciouo processomaligno.Além disso.os paradigmasusadospara explicarassíndromeshereditáriasdecâncer,nasquaiso desenvol- vimentodemalignidaderequeraativaçãodeumproto-oncogenc,a perdadefunçãodeambososalelosdeumgenesupressortumoraJ oua desregu]açãodeprocessosapoptóticos,sãonecessariamente muitosimplistas.A formaçãodeumtumoré claramenteum pro- cessoem váriasetapas.que envolveumasucessãode mudanças genéticasnapopulaçãodecélulastumoraisemevolução(verFig. 16.1).Asetlpasparaamalignidadetambémpodemseguirumaúnica vialinearporquemudançasgenéticasdiferentes.ativadaspor de- feitossejanoreparodoDNA sejanamanutençãodaintegridadedo genoma,podemocorrercomoramificaçõesdesublinhagensmalig- nasdurantea evoluçãoe a progressãodotumor. MudançasCitogenéticasnoCâncer ANEUPLOIDIAE ANEUSSOMIA As mudançascitogenéticassãomarcosdocâncer,particularmen- tenosestágiosmaisavançadosou malignosdo desenvolvimen- todo tumor.Tais alteraçõescitogenéticassugeremque um e]e- mentoimportanteda progressãodo câncer inclui'defeitos'nos genesenvolvidosnamanutençãodaestabilidadecromossôn1ica enaintegridadeesegregaçãomitóticaprecisa. . Inicialmente.amaioriadosestudoscitogenéticosdaprogressão tumoraJfoi feitl nasleucemias.poisascélulastumoraiserampassí- veisdesercultivadasecariotipadaspormétodospadrão.Por exem- plo,quandoa CML, como cromossomo9;22Philadelphia,evolui ......... de umafasecrônicatipicamenteindolenteparauma gravecrise b]ástica que ameaçaa vida. podem haver várias anomalias citogenéticasadicionais.incluindomudançasnuméricasou estru- turais. tais como uma segundacópia do cromossomo 9;22 translocadoouumisocromossomopara17q.Nos estágiosavança- dosdeoutrasformasdeleucemia,outrastranslocaçõessãocomuns. A hibridizaçãogenômicacomparativa(CGH) (verCap.4) per- mitiu queoscitogeneticistasdecâncerestudassemostecidostu- moraisquantoàsmuuçõesgenômicasecromossômicassemque tivessemdefazerculturasdascélulastumoraisparacariotipagem. Quandoascélulastumoraispuderamsercariotipadas,o cariótipo espectral(verCaps.4 e 9) tambémrevelouumagamamaiorde anomaliasdo queaquelasvisíveispelos métodosanterioresde cariotipagemeidentificaçãocromossômicaporbandeamcnto(ver Fig. 9.5.elleartecolorido).Uma vastagamadeanomaliasé vista emtodososcânceres.Algumasanomaliassãovistasapenasoca- sionalmenteemalgumasamostrasdetumore podemseranoma- liasaleatórias.enquantooutrassãoencontradasrepetidamentenos cânceresdo mesmotipohistológico.Isto sugerequeestlS mutl- çõesestãoenvolvidasdealgummodonaevoluçãodamalignida- de.Outrasmudançassãoenconuadasapenasemmetásusesdeum câncer.masnãonotumorprimáriooriginal.Um focodaspesqui- sasde cânceré a definiçãocitogenéticae molecu]ardestasano- malias.muitasdasquaisjá sesabequeestãorelacionadasaproto- oncogenesougenessupressorestumoraise.supostamente,permi- temumaexpressãoacentuadadeproto-oncogenesourepresentam perdadealelosdegenessupressorestumorais. AMPLIFICAÇÂOG~NICA Além de translocaçõese outrosrearranjos,umaoutraanomalia citogenéticavistaemmuitoscânceresé a amplificação gênica, um fenômenono qual existemmuitascópias adicionaisde um segmentodogenomapresentenacélula.A amplificaçãogênicaé comumemmuitoscânceres.incluindoo neuroblastoma,o earci- nomadecélulaescamosadacabeçaedopescoço.o câncer c<ilorretal e os glioblastomas 'malignos do cérebro. Os segmentos amplificadosdo DNA são prontamentedetectadospor CGH e surgemcomodoistiposdemudançascitogenéticasnaanálisecro- mossômicarotineira:osdiminutosduplos (cromossomosaces- sórios muitopequenos)e as regiõesde coloração homogênea (HSRs), quenormalmentenãosãobandeadasecontêmmúltip]as cópiasamplificadasdeumsegmentoemparticulardo DNA. Ain- 292 I GE!'ItTICAEcA:-;Cõ~ da é poucocompreendidocomoe porqueocorremos diminutos duplosc asHSRs. ma,;.a~-sequeasregiõesamplificadasinclu- emcópiasextrasdepro.o-oncogenes,taiscomoosgenesqueco- dificammyc.TaSeo recertordefatordecrescimentoepitelial,que estimulamo crc>cimenwcelularou sãobloqueadoresde apopto- se.ou ambos.Por cxemplo,a amplificaçãodo proto-oncogene MYCN quecodifican-m)'cé umimportanteindicadorclínico de prognósticonocãoceriniantilretinoblastoma(Fig. 16.6).MYCN é amplificadomaisde200'ezes em40% dosestágiosavançados do neuroblastoma.A despeitode um tratamentoagressivo,ape- nas30%dospacientescema doençaavançadasobrevivempor 3 anos.Em contraste,a amplificaçãoMYCN é encontradacm ape- nas4% do neuroblastomadeestágioinicial, e a sobrevidapor 3 anoséde90%.A amplificaçãodosgenescodificandoosalvosdos agentesquimioterápicostambémfoi implicadacomo um meca- nismodedesenvolvimentode resistênciaa drogasem pacientes previamentetratadoscomquimioterapia. CÂNCER E AMBIENTE o riscodecâncermostraumavariaçãosignificativaentrepopu- laçõesdiferentese dentroda mesmapopulaçãoem ambientes diferentes.Porexemplo,o câncergástricoé quasetrêsvezestão comumentreosjaponesesno Japão quantoentreos japoneses quevivemnoHaval ouemLos Angeles.Assim,parecequeuma proporçãoconsiderá,'eldo risco devedependerda exposiçãoa mutágenos e carcinógenos do ambiente. A natureza dos carcinógenosambientais.a avaliaçãodo risco adicionalassoci- adoàexposiçãoeosmeiosdeprotegera populaçãodetaisame- açassãoassuntosdegrandepreocupaçãopública. O temadestecapituloéqueo cânceré umadoençagenética, masnãohácontradiçãoemconsideraro papeldo ambientena carcinogênese.Os agentesambientaisatuamcomo mutágenos quecausammutaçõessomáticas.As mutaçõessomáticas,porsua vez, sãoresponsáveispejacarcinogênese.De acordocom algu- masestimativasbaseadasprincipalmenteemdadosdos resulta- dosdasbombasde Hirosh.imae Nagasaki,até75% do risco de câncerpodeserdeorigemambienta!. Radiação Sabe-sequearadiaçãoionizantecausaumaumentoderiscode câncer.OsdadosdossobreviventesdeHiroshimaeNa83Sakjt outraspopulaçõesexpostasmostramumlongoperíododeJatênci.a. nafaixade5anosparaaleucemia,masdeaté40anosparaalg~
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