BASE GENÉTICA CANCER AULA 5

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
Prof. Geraldo Sampaio
*
Ciclo celular normal e pontos de checagem:
-os eventos do ciclo celular ocorrem em uma ordem fixa
-Deve ativar enzimas no tempo correto e desativá-las logo após o término do processo
-deve assegurar que cada estágio do ciclo tenha terminado antes de iniciar o próximo
de tamanho: crescimento da célula antes da replicação
G1
G2
de tamanho:verificar
 a replicação DNA
Estapas da Proliferação Celular:
Estímulo mitogênico: ligação do fator de crescimento-receptor
Ativação do receptor de fator de crescimento  ativa proteínas transdutoras de sinal
Transmissão do sinal pelas proteínas de transdução de sinal  para o núcleo 
Indução e ativação de fatores de transcrição  iniciam trasncrição DNA
Progressão G1-S  divisão celular
*
Caminhos da célula durante a divisão celular
*
Controle do Ciclo Celular
Proteíno-quinases: ativadas ciclicamente → fosforilação → transferência de um grupo fosfato do ATP → aa na proteína alvo 		 (treonina, serina) 
Ciclinas: varia de concentração de maneira cíclica durante o ciclo celular (↑ intérfase e ↓ mitose) → não possuem atividade enzimática por si. -função: ativar as Cdk
Quinases dependentes de ciclinas: (Cdk) → são ativadas após fosforilação pelas ciclinas → conduzem o ciclo celular pela fosforilação de proteínas alvo para progressão das células no ciclo celular
Regulação das CDK pela degradação das ciclinas
Ciclina D
Cdk4
Ciclina D-Cdk4
Cdk2
Ciclina A
Ciclina A-Cdk2
*
Controle do Ciclo Celular
Proteínas Inibidoras de Cdk: 
-se algum estágio do ciclo celular for retardado o sistema controle atrasa a ativação do estágio seguinte → ação de proteínas que podem parar o ciclo celular nos pontos de checagem → inibidores de Cdk) bloqueiam a montagem ou atividade dos complexos de Ciclina-Cdk
-famílias Cip/Kip: p21, p27 e p57 e INK4/ARF : p16 e p14 
-Ponto de checagem G1: regulado pela proteína p53 → estimula a transcrição de um gene responsável por uma proteína inibidora de Cdk → p21 → liga-se ao complexo ciclina-Cdk de fase S → bloqueando sua ação
Como a p53 bloqueia o Ciclo Celular
*
Controle do Ciclo Celular
Decisões no Ponto de Checagem G1:
-Parar ou Continuar divisão: diferente da pausa em G1-S para acertos da célula como reparo
-a célula pode progredir para completar um outro ciclo celular
-pode parar temporariamente até atingir condições corretas
-ou retirar-se do ciclo totalmente e entrar em G0 (dias , semanas ou anos): Ex.: células nervosas e músculo esquelético não sofrem divisão → entram em G0 → desaparecimento de Cdk e ciclinas
-células hepáticas: sofrem divisão uma vez a cada 1-2 anos
-células epiteliais do intestino: dividem-se mais de 2 vezes por dia
-Após G1: avança ciclo celular rápido: 12-24horas
*
Proliferação Celular: Fatores de Crescimento
Proliferação Celular: controlada, cada célula sofre divisão apenas quando necessário → 	crescimento ou 	reposição 
Sinal químico estimulador → Fator de Crescimento
Ligam-se a receptores específicos da membrana celular → estimulam o crescimento e divisão celular
	 Exemplos:
PDGF: fator de crescimentos de plaquetas
FGF: fator de crescimento de fibroblastos
EGF: fator de crescimento epidérmico
HGF: fator de crescimento de hepatócitos
*
Proliferação Celular Estimulada pelos Fatores de Crescimento
*
Proliferação Celular Normal x Descontrolada (Oncogene)
*
BASE MOLECULAR DO CÂNCER
*
Base Genética do Câncer
Mutações gênicas
Proliferação celular descontrolada
 Oncogenes
 Genes supressores de tumor
- Genes de reparo do DNA
*
MUTAÇÕES GÊNICAS E CÂNCER
A-	Genes que controlam o ciclo celular e apoptose:
Proto-oncogenes : ativação do ciclo celular 
	 proliferação celular
Genes supressores: bloqueio do ciclo celular: perda de função 
	 proliferação celular
B-	Genes de reparo do DNA: 
	 mutações em genes celulares (oncogenes e genes supressores)  INSTABILIDADE GENÔMICA
*
CLASSES DE GENES ASSOCIADOS COM O CÂNCER
*
Décadas 70-80: estudo citogenético em tumores sólidos  identificação de cromossomos e regiões cromossômicas  diferentes alterações
Perda:
	 deleção
	 monossomia
Ganho: 
	duplicação, amplificação 	trissomia, poliploidia
Relocação: 
	 translocação
	 inversão
	inserção
t(9;22): LMC
t(8;14): Linfoma de Burkitt
t(11;22): sarcoma de Ewing
t(3;8): adenoma pleomorfo
*
CULTURA CELULAR E BANDA G
*
LESÕES RETARDAM PROGRESSÃO 			DO 	CICLO CELULAR
Danos DNA
Bloqueio do 
ciclo celular
(Checkpoint)
Reparo do DNA
Apoptose
Proteína ATM
Identifica lesão no DNA
Sinal p/ p53 → Ativar Genes Reparo DNA
*
Esquema geral para mecanismos de oncogênese:
 -pela ativação de proto-oncogene, 
-mutação ou perda de genes supressores tumorais, 
-ativação de genes anti-apoptóticos ou perda de genes pró-apoptóticos
*
O QUE SÃO ONCOGENES?
Proto-oncogene: genes promotores do crescimento e diferenciação celulares  contraparte normal de um oncogene (sem mutação).
		Mutação Dominante  Ganho de função
Oncogene: genes mutados cuja expressão alterada estimula a proliferação celular de forma anormal.
	
*
Quais são as funções dos produtos dos oncogenes?
componentes da maquinaria que coordenam o ciclo celular: estimulam 
a proliferação celular: 
fatores de crescimento
receptores
transdutores de sinais
fatores de transcrição
*
Oncogenes frequentemente alteram a função das vias dos fatores de crescimento
Fatores de crescimento: super produção  crescimento continuado. Ex.: TGF-a, 
PDGF, HGF, FGF
Receptores: mutação ou amplificação de genes que codificam receptores aumenta a sinalização. Ex.: ErbB-1,2, c-MET
Transdução de sinal: mutações em genes que codificam mensageiros secundários.
Ex.: Ras, Raf, ABL  induz ativação constitutiva e promove o crescimento. 
Fatores de transcrição : mutação induz ativação constante de genes imediatos e crescimento celular.
Ex.: Jun, Fos, c-MYC
*
COMO OS ONCOGENES TORNAM-SE ATIVADOS E CAUSAM CÂNCER EM CÉLULAS HUMANAS? 
Mutação de Ponto: proteína estrutural e 	funcionalmente aberrante
Aberrações Cromossômicas (Rearranjos 	Cromossômicos): proteína quimérica ou 	expressão elevada 
Amplificação Gênica: super expressão de 	proteína estruturalmente normal
Inserção de DNA viral: inserção de oncogenes-virais 
*
MUTAÇÃO DE PONTO: ONCOGENE H-RAS
Mutação do aminoácido 12: glicina  valina (câncer bexiga, mama, cólon) 
Causa mudança na conformação da proteína ras que não pode converter GTP  GDP, que permanece ativado induzindo a proliferação celular  progressão para o câncer
*
MODELO DE AÇÃO DO GENE RAS
*
REARRANJOS CROMOSSÔMICOS
Espressão desregulada de proto-oncogenes
Translocação cromossômica: 
	Leucemia mielóide crônica: t(9;22)(q34;q11)  proteína quimérica (truncada) abl/bcr  atividade de quinase aumentada
*
REARRANJOS CROMOSSÔMICOS
 
	 Linfoma de Burkitt: 
	t(8;14): gene c-myc é ativado  expressado em níveis elevados  contribue para o câncer
*
 AMPLIFICAÇÃO
Aumento do número de cópias (dezenas-centenas de vezes) de oncogenes (erros de replicação do DNA): c-Myc, Her-2/Neu, CCND1
Double minutes (DM): DNA circular extracromossômico
Regiões Homogeneamente Coradas (HSR): intracromossômico
*
GENES SUPRESSORES DE TUMOR
Regulam negativamente o crescimento celular e desenvolvimento do tumor: quando mutados ou deletados o controle do ciclo celular é perdido. 
		Padrão Recessivo  Perda de Função 
 
Experimentos com fusão celular: 
	células normais x células tumorais  
	células tumorais híbridas voltam ao estado normal.
*
Funções Bioquímicas dos Genes Supressores de Tumor
Produção de moléculas de superfície: proteínas transmembranas 	transmissão de sinais negativos 		inibição por contato: DCC (inibição por contato)
Moléculas que regulam a transdução
de sinais: enzimas que impedem a fosforilação das proteínas da membrana relacionadas com a emissão de sinais para o núcleo: NF1 (inativa ras)
Moléculas que regulam a transcrição nuclear: p53 e RB 
*
RETINOBLASTOMA – RB – 13q14
Primeiro gene supressor de tumor descoberto  tumor de retina
Atuam recessivamente: ambas as cópias devem ser perdidas para a perda da função celular
 Teoria de Knudson: “Dois Eventos de Mutação” 
 primeiro alelo herdado com mutação (1o. Evento) 
 alelo normal perdido ou mutado na infância (2o. Evento) células da retina
Perda de Heterozigose (LOH): perda do alelo (frequentemente por deleção ou monossomia)
RB: controla a entrada do ciclo celular  regula o ponto de restrição G1 S
*
Ação do produto do gene RB1:
*
 Hipótese de dois Eventos Mutacionais
*
Tumor maligno de retina
Incidência: 1:20.000
*
*
*
Retinoblastoma bilateral
Hereditário (40%)
Mutação da linhagem germinativa
Início precoce 
Retinoblastoma unilateral
Esporádico (60%)
Mutação somática
Início tardio
*
GENE TP53 – GUARDIÃO DO GENOMA
TP53 : (17p13) segundo principal gene supressor de tumor descoberto
Mutado em ~ 50 % dos tumores humanos
Mutagênese aumentada: quando a célula perde TP53 ela também perde o controle do ciclo celular que é necessário para reparo do DNA lesado  aumento de células com mutações
Perda da apoptose: importante ativador da morte celular programada  muitas células falham em entrar em apoptose em resposta a lesões no DNA. 
*
p53 E ESTABILIDADE GENÔMICA
lesão do DNA
*
PAPEL DO TP53 E INTEGRIDADE DO GENOMA
*
Atuação da p53 no ciclo celular
mutação herdada do TP53 : Síndrome de Li-Fraumeni (sarcomas, osteossarcomas, tumores de mama, cérebro, córtex adrenal e leucemia).
*
 CÂNCER HEREDITÁRIO CAUSADO POR 
 MUTAÇÕES EM GENES SUPRESSORES 
Polipose adenomatosa do cólon (FAP): APC (5q21)
Câncer hereditário cólon não-poliposo (HNPCC): MSH2, MLH1 (2p16, 3p21)
Câncer de mama e ovário: BRCA1 (17q21)
Câncer de mama de início precoce: BRCA2 (13q12)
Síndrome de Li-Fraumeni: TP53 (17p13)
Retinoblastoma: RB1 (13q14)
Ataxia telangiectasia: ATM (11q22)
Tumor de Wilms: tumor renal – WT1 (11p13)
Mutação da linhagem germinativa
5-10% tumores sólidos
Tumores múltiplos e bilaterais
Início precoce
*
CÂNCER DE MAMA
 	20% mulheres até 50 anos e ~10% até 80 anos	
Prevalência (EUA): 180.000 casos novos/ano e 46.000 óbitos/ano
5-10% - forma hereditária da doença
Início precoce (pré-menopausa) e bilateral
Associado a risco elevado de câncer de ovário
 metade: mutações em BRCA1 (17q21) e BRCA2 (13q12-13)
BRCA1 e BRCA2 –proteínas nucleares
 abundantes na fase S do ciclo celular: reparo de quebras duplas (reparo recombinacional)
 BRCA1 ou BRCA2 defeituosos – desenvolvimento de câncer de mama ou ovário
*
O Câncer desenvolve por evolução clonal
Desenvolve de uma única célula alterada (cerca de 10 ou mais mutações → seleção)
Iniciação: alteração genética de uma célula (mutação)  vantagem de crescimento ou sobrevivência
Promoção do tumor: agentes como hormônios ou trauma, ou mudanças que aumentam a evolução clonal, estimulam o crescimento celular.
 Evolução Clonal: base para o desenvolvimento do câncer (anos). Evolução continuada de mais células malignas que crescem ou sobrevivem melhor  desenvolvimento e progressão tumoral. 
Progressão tumoral: desenvolvimento do câncer requer pequenos múltiplos passos (mutação e seleção). Cada passo confere a célula uma vantagem adicional de sobrevivência ou crescimento (necessidade reduzida para fatores de crescimento ou resistência a apoptose)
*
Câncer de Cólon desenvolve por progressão de múltiplos passos
Iniciação: pode ser causada por carcinógenos da dieta (nitrosaminas)  mutação de APC
células iniciadas  vantagem proIiferativa: uma via de fator de crescimento pode ser constantemente ligada por mutação no gene K-Ras  células crescem sobre as vizinhas (hiperplasia  adenoma) 
Mutações adicionais  seleção de células com vantagem proliferativa e de sobrevivência: inativação do gene TP53  permite uma taxa mais rápida de mutagênese (adenoma inicial  adenoma tardio)
Outra mutação converte adenoma em carcinoma: mutação na produção de proteases  invasão de outros tecidos. 
Ex. -18 (DCC), -17 e outros cromossomos
APC
K-Ras
TP53, DCC