Neoplasia - Genes supressores TUMORAIS

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

*
*
Genes supressores TUMORAIS
*
*
Genes Supressores de Tumor
Cerca de 30 identificados,
Desempenham papel crítico em uma variedade de vias regulatórias do crescimento
Inativaçao em canceres humanos
*
*
• Genes supressores de tumor: são genes que atuam inibindo a proliferação celular e desenvolvimento de tumores.
 Se um gene supressor de tumor é
 Mutato Inativado
 
	 Pode levar a transformação celular
*
*
O Que são Genes Supressores do Tumor
Responsáveis pelo controle inibitório da replicação celular
O gene supressor de tumor, ou mais corretamente, a proteína que ele codifica
Tem atuação na reprimir efetivação do ciclo celular na sua regulação ou promover a apoptose, algumas vezes ambas as condições 
*
*
O Que são Genes Supressores do Tumor
As funções de gene supressor tumoral pode ser devididas em várias categorias, incluindo as seguintes:
1- Repressão de genes que são essenciais para a continuação do ciclo celular. Se estes genes não são expressados , o ciclo não continua ,inibindo a divisão celular. 
2-Aparecimento no ciclo celular que tem dano de DNA . Enquanto há dano de DNA na célula ela não pode se dividir. Se o dano é reparado, o ciclo celular pode continuar
*
*
O Que são Genes Supressores do Tumor
3- Se o dano não pode ser reparado, a célula deve iniciar apoptose (morte celular programada) para remover a ameaça. 
4- Proteínas de reparo de DNA são geralmente também classificadas como genes supressores tumorais, com a mutação destes genes aumentam o risco de câncer, como exemplo mutações no HNPCC, , MEN1 e BRCA. Além disso , o aumento da taxa de mutações no reparo de DNA leva a aumento de lnativação de outros genes de reparo tumoral e a ativação de oncogenes. 
*
*
Descritos inicialmente em 1960 por Henry Harris. 
Harris uniu células neoplasicas com células normais e observou que algumas células híbridas eram normais
Harris supoz que células normais contêm produtos gênicos que suprimem a proliferação incontrolada. 
*
*
*
*
Categorias de Genes Supressores de Tumor
Genes “Gatekeeper” (GENES PROTETORES)
Inibem a proliferação ou promovem a morte de células com DNA danificado
Genes “Caretaker”(GENES DE MANUTENÇÃO)
Mantém a integridade do Genoma pelo reparo de dano de DNA
*
*
Supressores de Tumor:Categoria funcional e Associação de Tumor
*
*
Rb (retinoblastoma)
p53
APC (Adenomous Polyposis Coli)
*
*
Genes supressores de Tumor Síndromes Cancer Familial
A maioria das síndromes de câncer familial são correlacionadas com Genes Supressores de Tumor
Retinoblastoma, FAP, Li-Fraumeni, Familial Mama-Ováro, Melanoma, Esclerose Tuberosa...
Sómente 3 síndromes relacionadas a Oncogenes
RET (associada a MRN2), MET (carc papilar renal), CDK4 (Sarcomas)
Poucas relacionadas a síndromes de reparo de DNA
XP, AT, Bloom, Fanconi, Werner, HNPCC
*
*
Rb
*
*
Câncer Familial - Rb 
Retinoblastoma (Rb) causado por gene RB mutato
Retinoblastoma Esporádico
– 60% dos casos de retinoblastoma
– Desenvolvem em cças sem história
familial
– Ocorre em um olho
Retinoblastoma Hereditário
– 40% dos casos de retinoblastoma
– Ocorre tipicamente mais cedo que os
casos esporádicos
– Tumores múltiplos envolvendo 
ambos os olhos
*
*
*
*
Modelo Alfred Knudson 2-alvos
São requeridas duas mutações para o desenvolvimento do retinoblastoma.
• Retinoblastoma esporádico
– Cça nasce com dois alelos de tipo selvagem (RB+/RB+).
– Ambos os alelos devem sofrer mutações para produzir doença (RB/RB).
– Probabilidade de ambas as mutaçõs ocorrerem na mesma célula é baixa, sómente uma forma de tumor (e.g., um olho).
• Retinoblastoma Hereditário 
– Cça nasce com alelos heterozigóticos (RB/RB+).
– Sómente uma mutação é nescessária para produzir doença (RB/RB).
– Mutações resultando em perda de hererozidodidade (LOH) ocorrem mais provavelmente em células que se reproduzem em células que estão se dividindo rápidamente , e neoplasias múltiplas ocorrem (e.g., ambos os olhos).
*
*
“The data presented here and in the literature are consistent with the hypothesis that at least one cancer, retinoblastoma, can be caused by two mutations…. One of these mutations may be inherited as a result of a previous germinal mutation…. Those patients that inherit one mutation develop tumours earlier than do those who develop the nonhereditary form of the disease; in a majority of cases those who inherit a mutation develop more than one tumour.”
A. Knudson
PNAS 1971, p.823
*
*
# Em 1971 Knudson propos que na forma hereditária de RB uma segunda mutação ocorre expontâneamente no Gene Normal.
 # Em outras palavras, enquanto RB é hereditário dominante, ele é recessivo ao nivel celular( na sua expressão) .
*
*
*
*
Por que os portadores de tumores de linhagem
 germinativa do locus RB desenvolvem principalmente
 retinoblastomas?
Pode ser que RB seja um evento crítico para 
desenvolvimento de retinobastomas , e um evento 
acesório no desenvolvimento e outros tumores
Porque a mutação Rb não é mais frequente nos 
cânceres humanos?
Talvez porque as vias que o RB controlam
Envolvendo proteinas quinases dependentes das 
Cilcinas D podem ser provocados por mutação de 
outros genes que controlam fosforilação de RB, 
simulando efeitos de perda da RB
*
*
Análise Mutational Confirmando o Modelo de Knudson “two-hit”
Ex. Ocorrem múltiplos tumores em pacientes com retinoblastoma hereditário onde são observados a mesma mutaçãode linha germinativa mas mutações diferentes afetam o outro alelo
The loss of the Rb gene is the rate-limiting step in these tumours
*
*
Não-hereditario vs Hereditario Retinoblastoma
Caracteristica
Tumor
História familial
Idade ao diag.
Aumento de risco de um segundo primário
Nao hereditário 
Unilateral
Nenhuma 
~2 anos
Não
Hereditário
Usualmente bilateral
20% dos casos	
<1 ano
Osteosarcoma, outros sarcomas, melanoma, outros 
*
*
Mecanismo de açao Rb
A proteína Rb evita a célula de entrar em fase do ciclo celular
Como ?…
Rb liga a fator de transcriçao denominado E2F, imibindo que o E2F ligue a promotores de proto-oncogenes.
e.x: c-myc e c-fos.
Estes fatores de transcriçao são nescessários para a mitose, assim:
E2F
DIVISÃO CELULAR
c-myc
Rb therefore sequesters E2F and prevents S-phase induction
Rb
*
*
*
*
Proteina p53
► A proteina p53 (uma fosfoproteína nuclear) é uma reguladora da transcripção que é ativada em resposta a dano DNA. 
Situada no braço curto do cromossoma 17
A p53 selvagem ativada serve a dois propósitos
Repara dano de DNA Interrompe a progressão do ciclo celular antes da fase S ( permanecendo em G1) até o dano do DNA ser reparado 
E sob algumas circunstâncias, induz a apoptose.
se acha em valores muito baixos em tecidos normais 
cumpre função de supressor tumoral mediante a inibição da proliferação celular
Chamada de Gardiã do Genoma
*
*
Funções do P53 :
p53 tem várias propriedades anti-cancer px:
	Ela pode ativar proteinas de Reparo de DNA
Ela pode interromper o ciclo celular no ponto de regulação G1/S pelo reconhecimento de dano de DNA
Ela pode iniciar a apoptose se o dano no DNA não é reparado. 
*
*
 Gene p53
p53 pode perder sua função por
Mutação non-sense ou mutação miss-sense
Complexo de p53 normal e p53 mutado inativando a função do alelo normal
Ligando p53 normal a oncoproteína viral 
*
*
Mutação Missense
Alteração de um códon muda um AA da proteína
 
Mutação Nonsense
Formação de códon de parada (TAA, TAG, ou TGA)
Proteína truncada
*
*
Proteina p53
Em muitas células tumorais se encontram valores elevados da p53, na verdade se trata de uma forma alterada ( proteína p53 mutante ), 
que não
possui ação supressora mas desenvolve efeito inverso (oncogene)
► Na ausência de gene p53 funcional, a via de apoptose não se torna ativada, e o ciclo celular prossegue mesmo na ausência de reparo de DNA. 
Esta progressão eleva a freqüência de outras mutações.
	p73 has recently been discovered and appears to work by similar mechanisms.
	Other tumor suppressor genes include NF-1, NF-2, VHL, and WT-1.
*
*
Sitio da ação da p53 no ciclo celular                                                      Se a célula em G1 exibe um defeito genético, a proteína produzida pelo gene p53 não permite que ela entre em fase S e copie seu DNA. A célula anormal de G1 deve então entrar na morte celular programada. Isto previne que células com anormalidades genéticas possam pela sua divisão sofrer expansão clonal e evolução. 
*
*
*
*
p53
bax
apoptose
p21
Cyclina D/CDK4
RB-E2F
“ARREST”
Crescimento
Inibição por agentes infecciosos como HPV
Associada a Rb pela proteína E7
*
*
p53 Hereditaridade e formação de tumor Síndrome de Li-Fraumeni 
Refere-se a uma predisposição hereditária rara para o desenvolvimento de câncer em muitos órgãos por mutação de linha germinativa de p53
O indivíduo afetado apresenta uma mutação de linha germinativa de um alelo de p53, mas para o tumor se manifeste é necessária mutação de ambos os alelos
Mais um exemplo da hipótese de “two-Hit”
Pesoas com LFS exibem alto risco de desenvolver câncer, com com alta ocorrência particularmente em
Mama, cérebro, leucemia aguda, sarcomas, de parte mole e ósseos, e carcinoma de adrenal cortical
cancer geralmente ocorre em indivíduos jovens . Câncer ocorre várias vêzes através da vida de um indivíduo afetado
*
*
p53 Frequencia de alterações
Câncer de pele não-melanoma 	 80 %
Pulmão				 	 70 %
Cabeça-pescoço 	 	 	 60 %
Colon				 	 60 %
Ovario				 	 60 %
Bexiga urinária 			 60 %
Estomago 			 	 45 %
Esofagos			 	 40 %
Em carcinomas
*
*
IMPLICAÇÕES PARA TERAPIA
O intento da terapia do câncer humano é destruir especificamente as células neoplásicas, enquanto preservam as células normais. 
 
Há evidências que os tipos de agentes utilizados na correntemente na clínica induzem as células tumorais a apoptose
A mutação p53 é acompanhada pela inabilidade da célula de caminhar a apoptose, que é iniciada por uma variedade de fatores, incluindo progressão inapropriada do ciclo celular, hipóxia, quimioterapia, e radiação. 
Estes achados ajudam a explicar a freqüente inabilidade no tratamento de tumores relacionados a mutação p53, que incluem 50% dos cânceres humanos cânceres
*
*
Outros Genes Supressores
*
*
Gene APC
Implicado na Polipose Adenomatose Familial e na maioria dos cânceres coloretais esporádicos
APC liga e inibe a função de Beta-catenina
Beta-catenina, ativa certos fatores de transcrição que ativam vários genes incluindo myc e Ciclina D
Gene APC mutante é incapaz de ligar Beta-catenina e “diminuir” e regular a sua função
*
*
WNT - híbidro de int e Wg (wingless – aptero (drosófila)) 
*
*
gene supressor tumor : APC
APC = Adenomous Polyposis Coli
APC inativado em FAP: Familial Adenomous Polyposis
Fenótipo: centenas a milhares de tumores benignos (pólipos) no cólon que invariavelmente evolui para cancer
Acompanha a hipótese de Knudson “two-hit”
APC também está mutato em uma vasta maioria de cânceres colo-retais esporádicos
Função: uma chave reguladora da via de sinalização Wnt.
*
*
Fenótipo FAP
Polipos e colon normal
*
*
Sequência Adenoma / Carcinoma
Múltplas etapas
Perda de 
APC
Epitélio 
Normal
Adenoma
Incial
Cancer
Hiper-
proliferação
Adenoma
Intermediário
Adenoma 
Tardio
K-ras
mutação
Chrom 18
perda
P53
perda
Adenoma
Normal
Cancer
*
*
*
*
Mutação APC e condições relacionadas
Familial adenomatous polyposis (FAP) é causada pela mutaçao de gene APC. 
Mais de 800 mutações no gene APC tem sido identificados em familias com FAP
A maioria das mutações resultam em proteína APC anormalmente curta e não-funcional
APC mutato nao pode suprimir o “over” crescimento celular que leva a formaçao de pólipos, que podem se tornar cancerosos
A mutaçao mais comum em FAP é a deleção de 5 bases do gene APC
*
*
A forma Hereditária Serve Para a Compreensão das Formas Esporádicas
*
*
*
*
Gene WT-1
Está deletado no tumor de Wilms Hereditário
Ele codifica para proteínas com ligação DNA, que represam fatores de PDGF e abl2, que promovem crescimento
Perda de expressão de Gene WT-1, tambem ocorre em muitos carcinomas de mama
*
*
*
*
*
*
*
*
Genes de Reparo
*
*
Genes de Reparo do DNA
Uma terceira classe de genes envolvidos na reparação do DNA
O genoma contem grosseiramente 3x10 nona pares de base, distribuídas em 10 elevada a 14 células no corpo
Como o DNA é constantemente agredido, é surpreendente de que o câncer surja em cerca de apenas 1/3 da população
Os genes de reparo exercem função controladora na integridade da informação genética
*
*
Genes de Reparo do DNA
Diferem de genes supressores de tumor
TSG envolvidos diretamente na inibiçao do crescimento ou diferenciação
Genes de Reparo do DNA são envolvidos indiretamente na inibição do crescimento e diferenciação
*
*
Genes Supressor deTumor
Inativados
Implicados em um amplo espectro de canceres humanos
: Genes Reparo de DNA e cancer:
	
Muitas vias de proteínas de reparo de DNA tem um papel passivo no regulação do crescimento
Inativaçao de genes podem aumentar o indice de mutações em outros genes incluindo proto-oncogenes ou outros genes supressores de tumor
*
*
Genes de Reparo do DNA 
Considerados como “Genes Asistênciais”
A perda das suas funções não são por si só oncogenicos, mas defeitos hereditários torna o indivíduo suscetível a acúmulo progressivo de mutações em outros genes no DNA
Quando estas mutações atingem protooncogenes ou genes supressores de tumor pode advir câncer
*
*
Genes de Reparo do DNA 
Tipicamente a instabilidade genomica ocorre quando ambas as cópias dos genes de reparo do DNA estão perdidas
Deste modo tem aspecto semelhantes as genes supressores de tumor
Mas, trabalhos mostram que um subconjunto desses genes podem promover câncer de maneira haplóide
Reparo de excisão de nucleotídeos, reparo de pareamento errôneo, e reparo de combinação.
 Contribem para diferentes tipos de cânceres 
*
*
Reparo por excição de nucleotídeo (NER)
Xerodermia pigmentosa
Autossômica recessiva
Apresentam risco para desenvolver de pele ( principalmente basocelulares, carcinomas epidermóides, melanomas)
Radiação ultravioleta provoca ligação cruzada com residuos de pirimidina, evitando a replicação nomal do DNA
O dano é reparado por excição de nucleotídeos
Diversas proteínas estão envolvidas a perda hereditária de qualquer uma delas pode levar ao Xeroderma pigmentoso
*
*
*
*
Doenças Hereditárias com Defeitos no Reparo do DNA por Recombinação Homóloga
Ataxia-Telangectasia (15% morrem de doenças malignas- alterações neurais
Síndrome de Bloom – defeitos do desenvolvimento
Anemia de Fanconi- aplasia de medula óssea
Associadas a outras síndromes
Tem hipersensibilidade a agentes que lesionam o DNA 
Radiação ionizante
Agentes de ligação cruzada ao DNA
*
*
*
*
*
*
*
Roles in DNA Repair and Genetic Stability
*
*
*
*
Supressores da apoptose
Envolvido nos carcinomas incluem o bcl-2 , que inibe a apoptose
Bcl-2 (B-cell lymphoma 2)
Na maioria dos linfomas B
O crescimento ocorre mais pela diminuição da morte celular do que pelo aumento da proliferação. 
O gene bax e bad aceleram a morte celular e se opõe a bcl-2.
*
*
PROTEÍNAS CELULARES APOPTOSE-RELACIONADAS ENVOLVIDAS NA PROGRESSÃO DE MALIGNIDADE
... p53
... pRb 
... Fas
... Mdm2
... c-myc
... c-Jun
... Bcl-2 family
*
*
FAMILIA Bcl-2
- Bcl-2
 Bcl-XL
 Mcl-1
*******************
 p35 (Baculovirüs)
BHRF1 (Ebstein-Barr Virüsü)
 LMW5 HL (“African Swine Fever Virus”)
 p19 (E1B) (Adenovirüs)
- Bax
- Bcl-XS
 Bak
 Bad
***************
????
Anti-apoptoticos
Pro-apoptoticos
*
*
p53
bax
apoptose
p21
Cyclina D/CDK4
RB-E2F
“ARREST”
Crescimento
*
*
Epigenética
Epigenetica pode ser definido como uma influência hereditária na atividade gênica sem envolver mudança na sequênvia de DNA, modificandoo fenótipo celular
Mecanismos comuns podem incluir, mas não limitados a: 
-Metilação DNA
 -Modificação Histona /histona variantes
 -Regulação de RNAs não-codificados
*
*
Epigenética 
Estas alterações podem permanecer através das divisões celulares por todo o restante da vida da célula
Pode também ser transmitida por multiplas gerações.
 However, there is no change in the underlying DNA sequence of the organism; instead, non-genetic factors cause the organism's genes to behave (or "express themselves") differently
*
*
Epigenética 
O melhor exemplo das alteraçoes epigenéticas na biologia de eucariotas é o processo de diferenciação celular
Durante a morfogenese, células tronco totipotentes , tornam-se as várias celulas de linhagem pluripotentes do embrião que em seu turno formam as células diferenciadas. 
*
*
Marca Epigeneticas
	Modificaçao de sequencia primária
 CpG metilação
	Modificação do amino terminal de histonas:
 Metilaçao de lisinas/argiminas
 Acetilaçao/ubiquitinação de lisinas
 Fosforilaçao de Serine
*
*
Expressão de Genes modificados por hipermetilação em cânceres humanos
- A lista de genes descritos e que podem ser inativados por metilação do DNA, cresce rapidamente e incluem genes envolvidos em várias etapas. Ex.:
A- Cascata de sinais de trandução
B- Regulação do ciclo celular. C-Angiogenese.
D-Apoptose. E- Reparo de DNA. 
*
*
ALTERAÇÕES EPIGENETICAS
Modificações em expressão genica
Hereditavel
Estável
Potencialmente reversivel
Comparado a genética
Mutações, deleções
Não reversiveis
*
*
*
*
Dano Genético - Clássico -
A
A
A
C
C
C
T
T
T
T
T
G
G
G
G
G
A
A
C
C
A
A
A
C
C
C
T
T
T
T
T
G
G
G
A
G
A
A
T
C
Carcinogeno danifica base
Não há reparo
Replicação
Ocorre seleção
Céluas dom mutação se multiplicam 
Campo clonal se stabelece
*
*
EXPRESSÃ0 DO GENE
Região promotora
Gene
Fator de Transcricão
 
RNA Polimerase
RNA
Proteinas
*
*
Where epigenetics happen!
Promoter Region
Gene
CpG Island
= CpG
CpG dinucleotides are under-represented in the genome, but over-represented in promoter regions
*
*
Epigenética e regulação genica 
*