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VICTORIA CHAGAS 1 CARCINOGÊNESE VICTORIA CHAGAS 2 CARCINOGÊNESE ❖ ESTÁGIO DE INICIAÇÃO (IRREVERSÍVEL) Ela se caracteriza pela ocorrência de uma mutação inicial em uma célula normal, conferindo a esta vantagens de crescimento e sobrevivência em relação às vizinhas e direcionando-a para um perfil tumoral Para o desenvolvimento do câncer é preciso um acúmulo de diversas alterações genéticas e evasão do sistema imune. Quatro classes de genes reguladores normais são os principais alvos do dano genético: 1) Proto-oncogenes: Promotores de crescimento (RAS, MYC) 2) Genes supressores de tumor: Inibidores crescimento (p53, pRb) 3) Genes que regulam a apoptose: Morte celular programada 4) Genes envolvidos no reparo do DNA Apesar de geneticamente modificadas, ainda não é possível identificar como tumor clinicamente ❖ ESTÁGIO DE PROMOÇÃO (REVERSÍVEL) Nele, as células geneticamente alteradas, ou seja, "iniciadas", sofrem o efeito dos agentes cancerígenos classificados como oncopromotores (aumenta alterações cromossômicas) A célula iniciada é transformada em célula maligna, de forma lenta e gradual. Para que ocorra essa transformação, é necessário um longo e continuado contato com o agente cancerígeno promotor. Ex.: fatores que promovem a transformação → alimentação, exposição excessiva e prolongada a hormônios, cigarro, inflamação crônica e drogas. ❖ ESTÁGIO DE PROGRESSÃO (IRREVERSÍVEL) Envolve a multiplicação descontrolada e irreversível das células alteradas. O câncer já está instalado e evoluindo até o surgimento das manifestações clínicas As células cancerosas irão se estabelecer, crescendo e interagindo com células do microambiente tumoral. As ações de mediadores inflamatórios promovem a evasão dos mecanismos apoptóticos, o aumento da sobrevivência celular e vantagens replicativas, além de serem intimamente relacionadas com os processos de angiogênese e metástase. VICTORIA CHAGAS 3 ❖ CARACTERÍSTICAS DO TUMOR O acúmulo de mutações da origem às características da célula cancerosa, as quais são: 1) Autossuficiência nos sinais de crescimento: O crescimento dos cânceres se torna autônomo e não é regulado por indícios fisiológicos 2) Insensibilidade aos sinais inibidores de crescimento: Genes de supressão tumoral 3) Evasão da morte celular: sobrevivem em condições que normalmente levaria a apoptose 4) Potencial replicativo ilimitado: Torna as células cancerosas imortais 5) Angiogênese: Sustenta o crescimento das células cancerosas 6) Capacidade de invasão e disseminação: Invasão de tecidos locais e disseminação 7) Reprogramação das vias metabólicas: Alteração para glicólise aeróbica 8) Evasão do sistema imune HETEROGENEIDADE TUMORAL: diferentes tipos de células tumorais que levam a lesões morfológicas e fenotípicas distintas, com diferentes morfologias celulares, expressão gênica, metabolismo, microambiente, proliferação e possibilidade de lesões metastáticas (relacionado a resistência a terapia) MICROAMBIENTE TUMORAL: composto pelo parênquima (constituído por células neoplásicas ou transformadas) e pelo estroma (constituído por tecido conectivo, vasos sanguíneos e células inflamatórias) EFEITO WARBURG: mesmo com oxigênio em abundância, as células tumorais mudam seu metabolismo para glicólise - a quantidade de ATP produzida é menor, porém o crescimento é mais rápido - as células tumorais convertem glicose em ácido lático → precisa dos esqueletos de carbono para a biossíntese de outros componentes necessários à proliferação VICTORIA CHAGAS 4 EVASÃO DO SISTEMA IMUNE: células cancerosas que são altamente imunogênicas serão eliminadas, por isso diminuem a expressão de HLA1 ou MHC1 1. AUTOSSUFICIÊNCIA NOS SINAIS DE CRESCIMENTO As células cancerosas utilizam uma série de estratégias para impulsionar sua proliferação: o FATOR DE CRESCIMENTO: - Todas as células normais requerem estímulo de fator de crescimento para se proliferar - Muitas células cancerosas adquirem a autossuficiência sendo capaz de sintetizar os mesmos fatores de crescimento aos quais são responsivas (ação autócrina) - Interagem com o estroma e envia sinais para as células de suporte para sua ativação o RECEPTORES DE FATOR DE CRESCIMENTO - Proteínas receptoras mutantes liberam sinais mitogênicos (mitógeno= substância que estimula a proliferação celular) contínuos para as células, mesmo na ausência de fatores de crescimento. - Superexpressão dos receptores podem tornas células cancerosas hiper-responsivas a níveis que normalmente não deflagariam a proliferação. o PROTEÍNAS TRANSDUTORAS DE SINAL A JUSANTE - Mutação de genes codificadores de componentes das vias de sinalização a jusante dos receptores do fator de crescimento - Essas proteínas sinalizadoras acoplam-se ao fator de crescimento ativado e o transmitem ao núcleo, seja por meio de segundos mensageiros ou de cascata de fosforilação e ativação das moléculas de transdução de sinal • RAS: proto-oncogene mutado com mais frequência em tumores humanos; membro de uma família de pequenas proteínas G que ligam a GTP e GDP. → NORMAL: oscilam entre um estado transmissor de sinal e um quiescente - É inativa quando ligada a GDP - O estímulo do fator de crescimento troca o GDP por GTP e RAS fica ativa. - RAS torna-se inativo novamente em pouco tempo pela atividade da GTPase que hidrolisa GDP em GTP. → MUTADA: afeta a hidrólise de GTP, nisso a RAS é capturada em sua forma ativada e a célula é forçada a um estado de contínua proliferação. • ABL: proto-oncogene com atividade de tirosina quinase. - Sua atividade é deprimida por domínios reguladores negativos internos. VICTORIA CHAGAS 5 - Na leucemia mielógena crônica uma parte do gene ABL transloca-se do cromossomo 9 para o 22 onde se fundo com parte do gene BCR formando a proteína híbrida BCR- ABL → mantém o domínio da tirosina quinase, os autoassociados do domínio BCR, uma propriedade que desencadeia a atividade constitutiva da tirosina quinase → ativa todos os sinais que estão a jusante de RAS o FATORES DE TRANSCRIÇÃO NUCLEAR - Todas as vias de transdução de sinal entram no núcleo e causam impacto sobre muitos genes que levam ao processo mitótico. - A sinalização das oncoproteínas (RAS e ABL alteradas) é inadequada e continua estimulando os fatores nucleares de transcrição que impulsionam a expressão dos genes promotores de crescimento. - Grande número de proteínas (MYC, MYB, JUN, FOS e REL) funciona como fatores de transcrição reguladores da expressão dos genes promotores de crescimento, como as ciclinas • MYC: Família de genes reguladores e proto-oncogenes (ativador da G1) - Proto-oncogene envolvido com mais frequência nos tumores - Pode ativar ou reprimir a transcrição dos outros genes - Inclui os genes promotores de crescimento (CDKs) e genes inibidores de CDK (CDK1s) - - Desregulações de MYC promovem a proliferação do tumor por meio de aumento da expressão dos genes que promovem a progressão através do ciclo celular e reprimem genes que tornam lenta ou impedem a progressão através do ciclo celular - Regulador-chave do metabolismo intermediário, fazendo a regulação crescente dos genes que promovem a glicólise aeróbica (efeito de Warburg) e maior utilização de glutamina, duas alterações metabólicas características das células cancerosas 2. INSENSIBILIDADE AOS INIBIDORES DE CRESCIMENTO Corresponde à perturbação do controle do ciclo celular na transição da fase G1 → S Os principais alvos são Rb (proteína retinoblastoma) e inibidoresdas cinases dependentes de ciclinas (CDK), que controlam o ciclo celular em G1/S e ativam a proliferação • CÉLULA NORMAL E CÉLULA DOENTE INIBIDA VICTORIA CHAGAS 6 • CÉLULA CANCEROSA 3. EVASÃO A APOPTOSE Mais comum: inativação do supressor de tumor p53 (50% dos tumores sólidos) que deflagra a apoptose quando não é possível o reparo ao DNA Superexpressão de oncogenes As caspases podem ser inibidas por uma família de proteínas chamadas de inibidores das proteínas da apoptose (IPAs) Aumento da FLIP → inativa caspase 8 → interrompe apoptose Retira FAZ e APAF1 Ativa receptores anti-apoptóticos 4. POTENCIAL REPLICATIVO ILIMITADO Aumento da atividade da telomerase → crescimento celular descontrolados Em 85-95% dos cânceres, a manutenção dos telômeros se deve à regulação crescente da enzima telomerase VICTORIA CHAGAS 7 5. ANGIOGÊNESE Mesmo com as vantagens do crescimento, o diâmetro dos tumores não pode aumentar além de 1-2mm, a não ser que estejam vascularizados → é a distância máxima no qual oxigênio, nutrientes e resíduos podem se difundir a partir dos vasos sanguíneos São caracterizados por vasos tortuosos, parede fina e alto metabolismo. Células cancerosas (e os grandes tumores benignos) podem estimular: 1) Neoangiogênese: Novos vasos brotam de capilares preexistentes 2) Vasculogênese: Células endoteliais são recrutadas da medula óssea INDUTORES: VEGF (fator de crescimento endotelial), p53 (induz síntese) e alguns fatores secretados pelas células inflamatórias e do microambiente tumoral como TGFCX - Estímulo fisiológico: HIPÓXIA (estimula a produção de citocinas e VEGF) INIBIDORES: TPS-1 (inibidor de trombospodina) → induzido pela p53 A base molecular da alteração angiogênica envolve maior produção de fatores angiogênicos e/ou perda de inibidores de angiogênese, controlado pela hipóxia. 6. INVASÃO E DISSEMINAÇÃO (METÁSTASE) Consiste na invasão do MEC e disseminação vascular e realojamento das células tumorais 3 vias de disseminação: linfática (paredes mais fracas; + comuns em carcinomas), sanguínea (+ comum em sarcomas e + perigosas) e cavitária. • INVASÃO DO MEC: - Degradação do MEC (MMP’s – enzimas proteolíticas liberadas pelo tumor e citocinas) - TEM → transição epitelial mesenquimal (mudança de fenótipo) → leva a perda ou expressão reduzida de marcadores específicos das células epiteliais (células perdem o contato célula-célula diminuindo junções aderentes como as e-caderinas e ganham propriedades de células tronco) - Etapas: 1. Afrouxamento das células tumorais 2. Degradação da membrana basal (digeridas por proteases) e tec. Conjuntivo 3. Alterações na fixação das células tumorais as proteínas do MEC 4. Locomoção VICTORIA CHAGAS 8 • DISSEMINAÇÃO VASCULAR - Quando na circulação são vulneráveis a destruição pelas células imunes - Algumas agregam aos leucócitos circulantes (plaquetas) - CTC’S → células tumorais circulantes) → 1 em 1000 conseguem circular. - Por meios de mecanismos semelhantes a invasão do MEC, invade órgãos - Extravasam a circulação a parte da fixação a membrana basal endotelial - Local de extravasamento e a distribuição das metástases no órgão geralmente podem ser previstos pela localização do tumor primário e sua drenagem vascular ou linfática O tropismo do órgão pode se relacionar com: liberação de exossomos que vão para a corrente sanguínea criando ciclo de citocinas que atraem células tumorais (quimiotaxia); expressão de moléculas de adesão que se expressam nos órgãos-alvos e capacidade de colonizar local com estroma receptivo (induzir angiogênese). Células hibernantes em G0 não morrem na quimioterapia e pode voltar tempos depois → REINSCIDÊNCIA GENES DA INICIAÇÃO DA METÁSTASE: - TWIST, HMP, IL-11, COX-2, VEGF, RANKL 8. EVASÃO DO SISTEMA IMUNE Os antígenos tumorais são apresentados na superfície celular pelas moléculas MHC1 e são reconhecidas por CD8+ e CTLs → um dos mecanismos é diminuir o MHC1 MECANISMOS DE ESCAPE: 1. Crescimento seletivo de variantes negativas dos antígenos - Eliminação de subclones durante a progressão do tumor fortemente imunogênicos 2. Imunossupressão - Os tumores ou os produtos tumorais podem ser imunossupressores - Alguns tumores expressam FasL, que pode engajar Fas nas superfícies celulares imunes e induzir a célula imune a entrar em apoptose 3. Resistência a TCD8 e NK 4. Mascaramento do antígeno - Muitas células tumorais produzem uma cobertura mais espessa de moléculas glicocálices → bloquear o acesso de células imunes às moléculas apresentadoras de antígenos, impedindo o reconhecimento do antígeno e a morte 5. Regulação decrescente de moléculas coestimuladoras - As moléculas coestimuladoras são necessárias para iniciar fortes respostas das células T. Muitos tumores reduzem a expressão dessas moléculas
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