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NEOPLASIAS: AGENTES CARCINÓGENOS CONCEITOS IMPORTANTES ATÉ AQUI... • Células sofrem alteração não letal/ mutação • Expansão clonal de uma célula precursora • Alteração nos genes regulatórios (proto- oncogene, supressores, indutores de apoptose, genes de reparo do DNA no ciclo) • Alteração de genes de reparo Célula neoplásica – características Autossinalização para proliferação, insensibilidade a inibidores de crescimento, inibição por contato, metrô do Brás (células neoplásicas empurram outras células para crescer), evasão da apoptose, defeitos no reparo do DNA, replicações ilimitadas- células não envelhecem → atividade das telomerases → fazendo telômeros sempre , angiogênese persistente (contribui para energia , faz levar a perda de peso em dissecções de massas tumorais , deve-se deixar uma margem de segurança, para que não fique nenhuma célula neoplásica ali no local, potencial de invasão e metástase – enzimas que destroem MEC e sinalizações parácrinas ou endócrinas. Diferenciação Stem cell → perda de diferenciação morfológica e funcional em graus variáveis → precisa perder componentes de que é dela e superespecialização que possui, assim essa consegue produzir alguns componentes para que sobreviva frente a mutação na qual sofre →quanto menos diferenciado for a célula desse tumor mais agressivo é ... → quanto pior o grau de diferenciação, mais difícil fica de identificar as proteínas expressas para identificar de onde é a origem do tecido. Anaplasia → formação retrógada ou formação inversa. Se modifica a tal ponto, que para entender o que ela virou é difícil . Morfologia – lâmina patológica Pleomorfismo – variação na forma e tamanho, anormalidades nucleares, desproporção núcleo x citoplasma, células tumorais gigantes, mitoses atípicas, perda de polaridade. • Em casos de displasia severa pode considerar um carcinoma in situ. • Células que chegam a 1 g é possível identificar na patologia. Pessoas sobrevivem com massas tumorais de até 1kg. • Para certos genes causadores de câncer, são necessários dois “eventos” para provocar a divisão celular e produzir o câncer -Alfred Knudson, em 1971 • Nos tumores de caráter hereditário, uma mutação é herdada na linhagem germinativa e outra mutação, desta vez somática, é adquirida ao longo da vida. • Nos tumores esporádicos, as duas mutações são somáticas e adquiridas ao longo da vida. • Isso explica como alguns tipos de câncer podem ser tanto esporádicos quanto hereditários, como a polipose adenomatosa familiar, o câncer de mama e o retinoblastoma. • Essa hipótese esclarece também como algumas doenças hereditárias não se manifestam em todos os indivíduos da família, uma vez que a segunda mutação ocorre ao acaso. Mutações no gene BRCA – risco de câncer → de mama e de ovário , caso Angelina Jolie. Erros durante a replicação do DNA ou induzidos por exposição a mutágenos (raios UV, radiações γ) • Reparo do mau pareamento (MLH1, MSH2) • Reparo por excisão de bases (XPA, XPB) • Reparo por excisão de nucleotídeos (Xeroderma Pigmentoso) CARCINÓGENOS QUÍMICOS • Os carcinógenos químicos possuem grupos eletrófilos altamente reativos que danificam diretamente o DNA, levando a mutações e eventualmente ao câncer. Tipos: diretos (agentes alquilantes e acilantes) e indiretos (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos→ queima de combustíveis fosseis e queima do tabaco. • Os agentes de ação direta não necessitam de conversão metabólica para se tornarem carcinogênicos, enquanto os agentes de ação indireta não são ativos até se converterem em um carcinógeno final por vias metabólicas endógenas. Portanto, os polimorfismos de enzimas endógenas, como o citocromo P-450, podem influenciar a carcinogênese. • Exemplos de carcinógenos humanos são os agentes de ação direta (p. ex., agentes alquilantes usados para quimioterapia), agentes de ação indireta (p. ex., benzopireno, corantes azo, aflatoxina) e promotores tumorais. • Os promotores tumorais atuam estimulando a proliferação celular. A proliferação aumentada pode ocorrer por meio de efeitos diretos de promotores de tumores em células-alvo ou pode ser secundária a lesão tecidual e reparo regenerativo. Caminhos seguidos por carcinógenos químicos. Os carcinógenos diretos induzem mutações e provocam câncer quando os sistemas reparadores do DNA falham. Os indiretos dependem de transformação metabólica no organismo. Quando se tornam ativados, comportam-se como os carcinógenos diretos na gênese do câncer. MECANISMO DE AÇÃO O principal mecanismo de ação dos carcinógenos químicos consiste na formação de compostos covalentes com o DNA, que aumentam a probabilidade de ocorrerem erros de inserção de bases durante a replicação por se ligarem ao DNA. Quando se ligam, esses compostos passam a ser chamados de adutos do DNA. Vale ressaltar que as ligações covalentes são ligações fortes. Ao tentar se duplicar, a DNA polimerase acaba encontrando dificuldade em copiar a fita do DNA pela presença desses compostos ligados a ele, gerando erros na leitura. O metabolismo de carcinógenos é feito por grande variedade de enzimas, entre as quais as do citocromo P-450 que são as mais importantes. Ademais, os compostos carcinogênicos químicos podem promover mutações nos genes que codificam as proteínas RAS e p53 e causam problemas estudados anteriormente. Por tudo o que foi comentado, pode-se concluir que substâncias químicas diversas são capazes de provocar tumores, dependendo de fatores tanto do indivíduo como do ambiente. Figura. Esquema geral de eventos na carcinogênese química. Observe que os promotores causam expansão clonal da célula iniciada, produzindo assim um clone pré-neoplásico. A proliferação adicional induzida pelo promotor ou por outros fatores causa acúmulo de mutações adicionais e emergência de um tumor maligno. CARCINÓGENOS FÍSICOS RADIAÇÃO IONIZANTE E RADIAÇÃO NÃO-IONIZANTE. A radiação excitante, principalmente a ultravioleta, é capaz de formar dímeros de timina (fotoprodutos) em que duas timinas formam pontes de hidrogênio entre si. A radiação ionizante pode ser eletromagnética (raios X e gama) ou particuladas (alfa e beta, prótons e nêutrons). Podem causar translocações, quebras, mutações puntiformes e, principalmente, deleções. Capazes de ativar oncogenes (principalmente RAS) e/ou inativar genes supressores de tumor, podendo atuar sinergicamente com outros carcinógenos. Ionizantes são mais agressivos. Radiação ionizante teria uma ação sistêmica e a não-ionizante mais localizada RESUMINDO: • A radiação ionizante causa quebra do cromossomo, translocações cromossômicas e, menos frequentemente, mutações pontuais, que podem afetar os genes associados ao câncer e, assim, coordenar a carcinogênese. • Os raios UV da luz solar induzem a formação de dímeros de pirimidina dentro do DNA, o que causa mutações que podem dar origem a carcinomas de células escamosas e melanomas da pele. Formação de dímero de timina por radiação ultravioleta (UV) e reparo do DNA. A. Molécula de DNA de dupla fita. B. Formação de dímero de timina por radiação UV. C. Início de reparo por ação de uma endonuclease que cliva as ligações fosfodiéster de nucleotídeos. D. Remoção da sequência contendo o dímero por uma exonuclease. E. Preenchimento da porção removida por DNA polimerase. F. Ligação do segmento copiado por uma ligase. CARCINÓGENOS BIOLÓGICOS São organismos ou vírus capazes de adicionar um fragmento genético no DNA da célula infectada, causando uma mutação por inserção. O principal vírus é o HTLV-1 (leucemia de células T humano tipo 1). O HTLV-| causa leucemia de células T, que é endêmica no Japão e no Caribe. O material genético adicionado por esse vírus, sefor um oncogene viral, levará a uma mutação. Os vírus oncogênicos de RNA são retrovírus. Estes são vírus de RNA de fita simples que, após penetrarem em células e por ação de uma transcriptase reversa, são convertidos em DNA de fita dupla (provirus) e se integram ao genoma celular para produção posterior de proteínas virais. Os cinco vírus de DNA são o HPV, Epstein-Barr (EBV), herpes-vírus do sarcoma de Kaposi (KSHV, também chamado herpes-vírus humano 8 [HHV-8]), o poliomavírus chamado vírus das células de Merckel e o vírus da hepatite B (HBV). Há dois modos de comportamento de uma infecção por vírus de DNA oncogênico: Permissivo (transcrição de seus genes precoces e tardios ou não permissivo (a célula não permite a replicação viral). Os genes tardios, responsáveis pela codificação de proteínas do capsídeo, não são expressos. Todavia, os genes precoces são transcritos, a célula permanece viável e o DNA viral integra-se ao genoma da célula hospedeira. Nas verrugas benignas, o genoma do HPV mantém- se sob a forma epissomal não integrado, enquanto nos cânceres, o genoma do HPV integra-se aleatoriamente ao genoma do hospedeiro. As proteinas virais produzidas pelos genes virais são a E6 (inibe a p53) e a E7 (inibe a p21 e a RbE2F). Essas inibições possibilitam o surgimento de neoplasias. Legenda da imagem: Efeitos transformadores das proteínas E6 e E7 do HPV. O efeito das proteínas E6 e E7 do HPV é imortalizar as células e remover as restrições sobre a proliferação celular. Outro exemplo é o Epstein-Barr (EBV), um membro da família de herpes-vírus, que foi o primeiro vírus ligado a um tumor humano, o linfoma de Burkitt. O linfoma de Burkitt é um tumor agressivo, endêmico em certas partes da África, e ocorre esporadicamente em outros lugares. Em áreas endêmicas, as células tumorais estão presentes em praticamente todos os pacientes afetados e que possuem o genoma do EBV. Possível evolução do linfoma de Burkitt induzido por EBV. Por fim, o vírus da Hepatite B também é capaz de promover mutações e causarem tumores. A proteína produzida pelos genes virais é chamada de HBx. A HBx pode, direta ou indiretamente, ativar uma variedade de fatores de transcrição e várias vias de transdução de sinal, e pode interferir na função da p53. RESUMINDO: VÍRUS DE RNA ONCOGÊNICOS • O HTLV-I causa leucemia de células T, que é endêmica no Japão e no Caribe. • O genoma do HTLV-I codifica uma proteína chamada Tax que estimula a proliferação de células T, potencializando a sobrevivência celular e interferindo no controle do ciclo celular. Embora essa proliferação inicialmente seja policlonal, as células T em proliferação apresentam risco maior de mutações secundárias que levam, consequentemente, a uma leucemia monoclonal. VIRUS DE DNA ONCOGÊNICOS • O HPV está associado a verrugas benignas, bem como ao câncer do colo do útero. • A oncogenicidade do HPV está relacionada com a expressão de duas oncoproteínas virais, E6 e E7, que se ligam aos supressores de tumor p53 e RB, respectivamente, neutralizando sua função. • A E6 e E7 do HPV de alto risco (que originam o câncer) apresentam maior afinidade por seus alvos do que as E6 e E7 do HPV de baixo risco (que causam verrugas benignas). • O EBV está envolvido na patogenia dos linfomas de Burkitt, linfomas em pacientes imunossuprimidos, linfoma de Hodgkin, tumores de células T e tumores NK incomuns, carcinoma nasofaríngeo, subconjunto de carcinoma gástrico e, raramente, sarcomas. • Certos produtos dos genes do EBV contribuem para a oncogênese através de vias normais de proliferação das células B. O comprometimento concomitante da competência imune permite a proliferação sustentada de células B, levando eventualmente ao desenvolvimento do linfoma. VÍRUS DA HEPATITE B E HEPATITE C • Entre 70% e 85% dos carcinomas hepatocelulares em todo o mundo são causados por infecção pelo HBV ou HCV. • Os efeitos oncogênicos do HBV e do HCV são multifatoriais, mas o efeito predominante parece ser a inflamação crônica mediada imunologicamente, com lesão hepatocelular, estímulo da proliferação de hepatócitos e produção de espécies reativas de oxigênio que podem danificar o DNA. • A proteína HBx do HBV e a proteína do núcleo (core) do HCV podem ativar uma variedade de caminhos de transdução de sinal que também podem contribuir para a carcinogênese.
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