SP1 - Oncologia

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Natália T5
SP1 - Oncologia
Ideia Central -
Ciclo celular e suas alterações
Problemas -
• Papanicolau com células escamosas atípicas, classificação de
Bethesda: ASC-H
• Necessidade de colposcopia
Possibilidade de infecção por HPV no colo do útero
• Necessidade de biópsia colpodirigida, com classificação de
lesão intraepitelial, NIC II-III, que evoluiu para conização ci-
rúrgica do colo do útero
• Desconhecimento de Mirtes das formas de transmissão e pre-
venção do HPV, e anormalidades do ciclo celular
Hipóteses -
• O papanicolau é uma das formas de rastreamento das altera-
ções cervicovaginais, sendo que a classificação de Bethesda se
refere a um tipo de alteração celular especificamente ginecoló-
gica. As alterações celulares são decorrentes de erros no ciclo
celular, devido a uma falha na divisão celular ou na seletivida-
de (controle), desencadeando displasia, hiperplasia, hipertro-
fia, metaplasia, atrofia...
• A solicitação de colposcopia é devido ao resultado de células
escamosas atípicas no colo uterino identificadas no papanico-
lau. A partir desta, identificou-se lesão intraepitelial NIC II-III,
que significa uma classificação de neoplasia intraepitelial, di-
vidida em 3 graus, leve, moderada e grave, sendo esta classifi-
cada como moderada a grave, necessitando de conização cirúr-
gica.
• O HPV é um vírus que possui mais de 200 subtipos, sua
transmissão pode se dar por contato sexual/íntimo. Os tipos
mais predominantemente relacionados ao câncer de colo de
útero são o 16 e o 18, sendo prevenidos pela Vacina e por uso
de preservativo, bem como pela realização do exame de papa-
nicolau.
Perguntas -
1º Fechamento
1) Compreenda o ciclo celular normal (fases, controle, fatores
que interferem).
2) Compreenda os mecanismos da carcinogênese.
3) Relembre o conceito dos termos relacionados à lesão celular
(metaplasia, displasia, hiperplasia, hipertrofia, atrofia...)
4) Compreenda o mecanismo da metástase.
5) Diferencie tumor sólido de não sólido.
2º Fechamento
1) Descreva etiologia, fisiopatologia, epidemiologia, sinais e
sintomas, prognóstico, diagnóstico, tratamento, fatores de ris-
co, prevenção e metástase do câncer do colo de útero.
2) Descreva etiologia, fisiopatologia, epidemiologia, sinais e
sintomas, prognóstico, diagnóstico, tratamento, fatores de ris-
co, formas de transmissão e prevenção do HPV.
3) Entenda as classificações de rastreio para câncer de colo de
útero apontadas no caso (Bethesda e NIC).
4) Compreenda os significados dos achados do caso e indica-
ção de colposcopia, biópsia colpodirigida e conização cirúrgi-
ca.
5) Classifique as nomenclaturas dos tumores benignos e malig-
nos e qual suas prevalências.
Respostas -
1) O ciclo celular é responsável pelo processo de crescimento
de um tecido, de um órgão ou de todo um organismo pluricelu-
lar e, se dá, basicamente, pela multiplicação do número de su-
as células, e não pelo crescimento destas, já que uma das pro-
priedades celulares é manter um volume caracteristicamente
constante.
É caracterizado por multiplicação ou proliferação celular, que
ocorre por duplicação de células preexistentes, responsável pe-
la reposição de células mortas e pela regeneração de partes da-
nificadas de tecidos ou órgãos.
Têm-se também a origem de células gaméticas, a meiose, que
não é simplesmente outro tipo de divisão celular, mas o proces-
so pelo qual uma célula preexistente dá origem a células dife-
rentes dela própria e diferentes entre si. A meiose, então, gera
uma fase haploide da vida dos organismos, enquanto a fusão
de dois gametas, chamada fecundação ou fertilização, restabe-
lece a fase diploide, por resultar em uma célula diploide, que
inicia um novo organismo.
O ciclo celular compreende os processos que ocorrem desde a
formação de uma célula até sua própria divisão em duas célu-
las-filhas, todas iguais entre si. O ciclo pode ser dividido em
duas grandes etapas:
• aquela compreendida entre duas divisões sucessivas, em que
a célula cresce e se prepara para nova divisão, denominada in-
térfase
• a etapa da divisão propriamente dita, pela qual se originam
duas células-filhas. Esta etapa se caracteriza pela divisão do
núcleo, chamada cariocinese ou mitose, seguida pela divisão
do citoplasma, ou citocinese (Figura 9.1).
Ainda que a mitose constitua morfologicamente a etapa mais
espetacular do ciclo celular, é na intérfase que ocorre a dupli-
cação dos componentes da célula-mãe, bem como, em especi-
al, a duplicação do DNA, pré-requisito essencial para que a di-
visão ocorra.
Nas células eucariontes, a duplicação do DNA está situada em
um período intermediário da intérfase e não ocupa toda essa
fase. Essa descoberta possibilitou a divisão da intérfase em três
períodos sucessivos, ou a divisão do ciclo em quatro fases dis-
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tintas, que foram chamadas G1, S, G2 e M. A sequência cíclica
dessas fases está ilustrada nas Figuras 9.1 e 9.2. No período S
ocorre a duplicação ou síntese do DNA, daí o nome dessa fase.
A abreviatura G provém do termo inglês gap (intervalo). O pe-
ríodo G1 é o intervalo de tempo que transcorre desde o fim da
mitose (M) até o início da síntese de DNA (S), por isso tam-
bém considerado período pós-mitótico ou pré-sintético. O pe-
ríodo G2 é o intervalo entre o término da síntese de DNA e a
próxima mitose, também denominado período pós-sintético ou
pré-mitótico.
Duração dos períodos do ciclo:
A célula tem de crescer até alcançar um tamanho adequado e
constante antes de dividir-se. Em função disso, aproximada-
mente 95% do ciclo são gastos em intérfase, mas o tempo mé-
dio total dessa fase é variável de tipo celular para tipo celular.
A duração varia também com as condições fisiológicas em que
a célula se encontra, como idade celular, disponibilidade de
hormônios e de fatores de crescimento, temperatura, pressão
osmótica, pressão hidrostática e pressão de oxigênio externas,
e mesmo com o ritmo circadiano (ritmo de cerca de um dia)
que ocorre nos organismos. Existem também notáveis diferen-
ças quanto à duração do ciclo celular segundo o organismo que
se está observando. Em geral, o ciclo dura aproximadamente
12 h em tecidos de mamíferos com crescimento muito rápido,
e 24 h, em outros com crescimento mais lento. Por sua vez, em
organismos unicelulares, como leveduras, o tempo de geração
é bem mais curto, e o período de aproximadamente 1 h e meia
é suficiente para a formação de duas novas células.
A fase G1 é a de duração mais variável na maioria das células
de animais e plantas. Na verdade, esse período pode variar in-
dividualmente de célula a célula, pois é o que mais sofre influ-
ência de fatores extracelulares. Também é o período em que
vários inibidores e mutações são capazes de bloquear a prolife-
ração.
Depois que as células entram na fase S, fatores extracelulares
não determinam mais os eventos do ciclo celular, os quais pas-
sam a depender de controles disparados de modo intracelular.
Portanto, as demais etapas do ciclo, incluindo a mitose, têm
tempos de duração mais constantes. A mitose dura mais ou
menos 1 h, sendo mais longa em células de tumores e em célu-
las transformadas; G2, em geral, tem duração de 2 a 4 h, e esse
tempo também aumenta nas células tumorais; o período S dura
de 7 a 8 h. Embora essas fases sejam mais constantes, a dura-
ção de cada uma delas varia entre espécies e, também, entre di-
ferentes estágios de desenvolvimento de um mesmo organis-
mo.
Em função das variações no tempo de proliferação, as células
animais podem ser classificadas em três grandes categorias:
• células que se dividem continuamente
• células que, ordinariamente, não se dividem, mas que podem
fazê-lo em resposta a estímulos
• células terminalmente diferenciadas.
No primeiro grupo se incluem as células embrionárias, as célu-
las de tecidos de renovação rápida, como as do epitélio que re-
veste o intestino delgado ( as quais se renovam, no homem, de
3 em 3 dias), as dos folículos capilares, as do sistema linfático
e as da medula óssea, nas quais se formam as células do san-
gue. Todos essestecidos são extremamente sensíveis a agentes
ou tratamentos químicos ou físicos (fármacos ou radiações)
que afetam a replicação do DNA, razão pela qual são os pri-
meiros a ser lesados nos tratamentos pela quimioterapia do
câncer ou na radioterapia em geral. Nesse grupo estão também
incluídas as células que têm proliferação mais lenta, como as
da camada basal da epiderme, as quais, por esse motivo, não
manifestam lesões tão rapidamente.
O segundo grupo compreende células que podem permanecer
sadias por longos períodos em um estado não proliferante, um
estado de dormência ou quiescência com relação ao crescimen-
to, ao qual se denomina período G0 (G-zero), representado na
Figura 9.2. Essas células são desprovidas de fatores de cresci-
mento e, portanto, mantêm um baixo metabolismo, com baixa
velocidade de síntese de macromoléculas; apresentam geral-
mente tamanho reduzido e têm o conteúdo de DNA não dupli-
cado. Desse estado, alguns tipos celulares em G0 podem entrar
na fase proliferativa mediante um estimulo apropriado. Nu-
trientes, hormônios de crescimento ou um estímulo mecânico,
como a lesão provocada por uma intervenção cirúrgica, podem
ser estímulos suficientes para que essas células reingressem no
ciclo de divisão celular. Nesses casos, o reingresso no ciclo ce-
lular sempre se dá na fase Gi, em um momento pouco anterior
ao de transição da fase GifS, chamado de ponto de restrição
(ponto R), que seria um ponto crítico a ser vencido pela célula
para que a fase S possa ser iniciada (Figura 9.2).
Algumas células que mostram competência para responder a
estímulos e reassumir a capacidade de divisão são: hepatóci-
tos, fibroblastos da pele, células renais, células do músculo li-
so, de pâncreas, de ovário, de pulmão, células endoteliais, cé-
lulas da glândula adrenal e células ósseas.
Por último, há tecidos cujas células, ao cessarem suas divisões
e se tornarem diferenciadas, perdem permanentemente a capa-
cidade reprodutiva, não podendo ser novamente chamadas ao
ciclo. É o caso dos neurônios e das células da musculatura es-
quelética e cardíaca. Essas células permanecem indefinidamen-
te no período G0 e são consideradas como terminalmente dife-
renciadas. No caso de perda celular por lesão, como em um
ataque cardíaco, por exemplo, essas células jamais serão natu-
ralmente substituídas por outras células cardíacas.
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Eventos bioquímicos da intérfase:
Enquanto a síntese de DNA é periódica na intérfase, ocupando
quase exclusivamente o período S, as sínteses de RNA e de
proteínas ocorrem continuamente durante toda a intérfase. A
maior taxa de síntese de RNA é detectada em G1 e no começo
de S, quando 80% dos RNA sintetizados são representados pe-
lo RNA ribossômico (rRNA). Por sua vez, os RNA extranu-
cleolares são sintetizados em picos durante os períodos G1 e
G2
• Quanto à síntese de proteínas, embora contínua, resulta em
proteínas qualitativamente diferentes que são sintetizadas em
quantidades também diferentes a cada período da intérfase.
Poucas são as proteínas sintetizadas continuamente em toda a
intérfase. Esse é o caso de apenas algumas enzimas e das tubu-
linas, as quais não aumentam abruptamente em nenhuma etapa
específica, já que são recicladas entre o citoesqueleto e as fi-
bras do fuso durante a divisão celular. Também é o caso de
uma família de proteínas denominada ciclina (veja adiante),
que se acumula continuamente durante a intérfase. A síntese
da maioria das enzimas segue um padrão descontínuo, caracte-
rístico de cada enzima, cuja síntese se dá em etapas específicas
(aquelas enzimas mais estáveis) ou em picos (as instáveis).
Período G1 -
O período G1 caracteriza-se pelo reinício da síntese de RNA e
proteínas, que estava interrompida durante a mitose (período
M). Com essas sínteses, a célula cresce continuamente durante
essa etapa, como continua fazendo durante S e G2
• Cerca de 80% do RNA sintetizado em G1 é rRNA. Embora
algumas proteínas tenham picos de síntese ao longo de G1, a
maioria delas, do total existente na célula, é sintetizada conti-
nuamente durante toda essa fase.
Conquanto seja lógico supor que, nessa fase, a célula esteja se
preparando para entrar na fase de duplicação do DNA, os pas-
sos dessa preparação não foram especificamente identificados,
uma vez que os eventos moleculares de G1 ainda são pouco
conhecidos. Contudo, a síntese de algumas enzimas imprescin-
díveis para a fase imediatamente subsequente do ciclo, a fase
S, como as enzimas catalisadoras da síntese de trifosfatos de
desoxirribonucleosídios, enzimas da síntese das DNA-polime-
rases e enzimas ativadoras dos genes que codificam as proteí-
nas histonas, deve ocorrer nesse período, pois elas aumentam
em quantidade no início da fase S.
Grande relevância do período G1 deve-se ao seu papel contro-
lador de uma importante decisão celular: continuar proliferan-
do ou retirar-se do ciclo e entrar em um estado quiescente
(G0). Essa decisão é determinada primariamente por sinais ex-
tracelulares (fatores de crescimento, no caso de eucariontes su-
periores, e nutrientes, por exemplo, no caso de leveduras), que
desencadeiam várias respostas intracelularmente. Essas respos-
tas são, por sua vez, monitoradas por controladores internos do
ciclo, constituídos por diversos componentes proteicos, que
agem induzindo ou impedindo a progressão do ciclo.
Um dos pontos críticos de controle estaria ao final de G1 e foi
detectado inicialmente em leveduras, em que recebeu o nome
de start (em português, início). Em células animais, este ponto
de regulação é chamado de ponto de restrição ou ponto R (Fi-
gura 9.2), e seria transposto apenas quando proteínas sintetiza-
das em G1 fossem acumuladas até que alcançassem uma quan-
tidade crítica, permitindo então à célula transpor o ponto R e
iniciar S. Uma vez que tenha passado pelo ponto R, a célula
está comprometida a entrar na fase S e prosseguir até o final
do ciclo de divisão, mesmo na ausência de estímulos adicio-
nais. Outro mecanismo de controle que ocorre em G1 é a inter-
rupção temporária do ciclo nesta fase, induzida pela presença
de danos ao DNA, para que os mecanismos de reparo operem
antes da fase de replicação. Em células de mamíferos, o sinal
de parada em G1 é dado por uma proteína conhecida como p53
(consulte, também, o Capítulo 16), cujos níveis intracelulares
aumentam em resposta a eventuais danos no DNA, impedindo
que a célula prossiga e replique o DNA danificado. A trans-
missão desses danos às células-filhas, que pode estar relaciona-
da com a perda de funções da p53, resulta em acúmulo de mu-
tações e instabilidade do genoma, que contribuem para o de-
senvolvimento de câncer. Em diversos tipos de câncer huma-
no, são observadas mutações da p53, com perda de sua função
sinalizadora.
Período S -
O início da síntese do DNA marca o início do período S e. na
grande maioria dos casos, é um ponto de não retorno do ciclo,
que leva necessariamente à divisão celular. Durante o período
S, a célula duplica seu conteúdo de DNA (Figura 9.4), elabo-
rando réplicas perfeitas das moléculas de DNA que contém.
Esse processo denomina-se replicação. Toda célula eucarionte
diploide inicia seu ciclo em G1 com uma quantidade de DNA
igual a 2C. Durante o período S, essa quantidade duplica, pas-
sando de 2C para 4C, e assim permanece até a fase do ciclo em
que é igualmente repartida para as duas células-filhas, as quais
voltam a ter, novamente em G1, a quantidade 2C idêntica à da
célula de origem (Figura 9.4).
Células eucariontes têm um genoma enorme, que deve ser du-
plicado com alta fidelidade uma única vez a cada ciclo celular,
e isso deve ser feito dentro de pouco tempo, nas poucas horas
ocupadas pelo período S. Soma-se a isso o fato de que, em cé-
lulas eucariontes, o DNA nuclear apresenta-se na forma de fi-
bras de cromatina (descrita no Capítulo 8), formando um com-
plexo com proteínas histonas. Portanto, é a cromatina que deve
sofrer duplicação no período S, o que exige que não só o con-
teúdo de DNA seja duplicado, mas também a quantidade de
histonas. Contrariandoo que acontece com todas as demais
proteínas celulares, as histonas são as únicas proteínas cuja
síntese está confinada à fase S, ocorrendo simultaneamente
com a síntese de DNA.
É neste período, também, que os primórdios de novos centrío-
los (chamados pró-centríolos) são observados, formando-se
perpendicularmente a cada membro do par de centríolos exis-
tente nas células.
Período G2 -
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No período G2 ocorrem os preparativos necessários para a
próxima mitose, mas nem todos são conhecidos. Sabe-se, po-
rém, que, antes de a célula passar pelo ponto de transição
G2/M, é criticamente fundamental que a replicação tenha sido
completada e que possíveis danos do DNA tenham sido com-
pletamente reparados. Um dos mais bem definidos pontos de
checagem do ciclo celular ocorre, então, em G2, no qual a cé-
lula permanece até que todo o seu genoma seja completamente
replicado e reparado antes de ser igualmente repartido e trans-
mitido a cada célula-filha. Existem mecanismos sensores, de
natureza molecular ainda desconhecida, que detectam qualquer
anormalidade na replicação e envíam sinais negativos para o
sistema de controle do ciclo, bloqueando a ativação das molé-
culas que desencadeiam a entrada em mitose.
Neste período, ainda são sintetizadas as proteínas não histôni-
cas, que se vão associar aos cromossomos durante a sua con-
densação na mitose. Também ocorre o acúmulo de um comple-
xo proteico citoplasmático, o dímero denominado complexo ci-
clina-Cdk (Cdk, do inglês cyclin-dependent kinases) que tem
importância no controle de todo o ciclo. Ele é considerado o
regulador geral da transição de G2 para M, induzindo a entra-
da em mitose e sendo responsável por quatro eventos típicos
dessa fase: condensação cromossômica, ruptura do envoltório
nuclear, montagem do fuso e degradação da proteína ciclina.
Detalhes sobre o complexo ciclina-Cdk e seus mecanismos de
ação serão vistos mais adiante, no item Controle genético do
ciclo celular. Ainda durante G2, ocorre a síntese de RNA, prin-
cipalmente daqueles extranucleolares, e continua a síntese ge-
ral de proteínas iniciada no período G1. Esses processos sinté-
ticos só se interrompem no período seguinte, a mitose.
Período M (Mitose) -
• Divisão do núcleo seguida pela divisão citoplasmática
A divísão celular é o período em que a célula reparte igual-
mente o seu conteúdo, já duplicado na intérfase, em duas célu-
las, denominadas células-filhas. Esse período inclui essencial-
mente dois processos: a partilha exata do material nuclear, cha-
mada, no sentido estrito, de mitose ( do grego mitos, fio, fila-
mento) ou cariocinese ( kario, núcleo, e kinesis, movimento), e
a divisão citoplasmática ou citocinese (kitos, célula). Em senti-
do amplo, no entanto, costuma-se identificar a mitose como a
própria divisão celular. Para facilitar seu estudo, a mitose é
subdividida em quatro etapas: prófase, metáfase, anáfase e
telófase.
Prófase -
A prófase (pro, primeira) caracteriza-se pela condensação gra-
dual das fibras de cromatina, inicialmente com 30 nm de diâ-
metro e muito alongadas no núcleo, que vão progressivamente
tornando-se mais curtas e espessas, até formar cromossomos.
Estes chegam a alcançar um nível de condensação aproximada-
mente 1.000 vezes superior ao estado em que a fibra cromatíni-
ca se apresenta na intérfase. O processo torna os cromossomos
visivelmente individualizados e nitidamente compostos por se-
us dois elementos longitudinais idênticos, as cromátides, as
quais carregam o material genético duplicado na intérfase ante-
rior. A condensação cromossômica é fundamental para evitar o
emaranhamento ou rompimento do material genético durante
sua distribuição às células-filhas.
A condensação é induzida pelo complexo ciclina-Cdk, que,
quando ativado, fosforila as condensinas. As condensinas (pro-
teínas participantes) fosforiladas, por sua vez, ligam-se à cro-
matina e promovem a condensação progressiva das fibras, até
formar os cromossomos. Várias evidências indicam que a fos-
forilação das histonas Hl e H3, pelo complexo ciclina-Cdk (o
que depende da atividade da quinase denominada Aurora B),
também contribui para o processo de condensação. Em conse-
quência da condensação progressiva e também da ação da ci-
clina-cdK, que fosforila componentes do complexo de transcri-
ção, a cromatina vai se tornando inativa, deixando de transcre-
ver RNA, até que, finalmente, as sínteses de mRNA e de
rRNA param e a de tRNA se reduz consideravelmente.
Com a interrupção da transcrição de rRNA, novas moléculas
constituintes da região fibrilar do nucléolo deixam de ser sinte-
tizadas. As já existentes (transcritos nascentes) vão progressi-
vamente sendo completadas e vão se associando a elementos
da região do componente fibrilar denso (CFD) do nucléolo.
Enquanto fatores de transcrição permanecem ligados às regi-
ões organizadoras do nucléolo (NOR) durante a mitose, algu-
mas subunidades da RNA pol 1 dissociam-se temporariamente
das NOR e deixam o centro fibrilar (CF) do nucléolo. No final
da prófase, quando a cromatina torna-se mais condensada, fa-
tores de processamento do
rRNA (como, por exem-
plo, fibrilarina e B23, res-
pectivamente do CFD e do
componente granular, CG)
e os RNA pré-ribossômi-
cos parcialmente processa-
dos (prérRNA), que ha-
viam se associado ao CFD,
deixam simultaneamente o
nucléolo. Estes passam ao
citoplasma e se dispersam,
ou cobrem a superfície dos
filamentos cromossômicos
em condensação e perma-
necem próximos a estes
constituindo uma região
pericromossômica. Assim,
os nucléolos se desorgani-
zam nesta fase e voltam a
se organizar na telófase.
Enquanto isso, no citoplas-
ma, centrossomos agem na
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formação do fuso. Nesta fase existem dois centrossomos no ci-
toplasma, em função de já terem sido duplicados na intérfase,
os quais migram para polos opostos da célula. À medida que
se afastam, entre eles são polimerizados microtúbulos, usando
moléculas de tubulina liberadas na desmontagem do citoesque-
leto da célula interfásica. Feixes de microtúbulos irão constitu-
ir as fibras do fuso.
Com a ruptura do envoltório nuclear, alguns microtúbulos se
prendem aos cinetócoros, que, na altura dos centrômeros dos
cromossomos, agora se apresentam maduros. Estes passam a
ser chamados de microtúbulos cinetocóricos (Figura 9.12). São
eles os responsáveis por direcionar os cromossomos para a re-
gião equatorial da célula.
Metáfase -
Na metáfase (meta, metade), os cromossomos atingem um
avançado estado de condensação e, portanto, é o momento em
que as duas cromátides se tomam realmente visíveis ao mi-
croscópio óptico. O início desta fase é definido pela comple-
mentação do alinhamento dos cromossomos na região equato-
rial da célula, formando a denominada placa metafásica (Figu-
ra 9. l lB ). Os cromossomos são mantidos nessa posição por
um curto período de tempo por forças que estão igualmente
distribuídas entre os dois polos celulares exercidas pelos mi-
crotúbulos do fuso.
O fuso, assim, é constituído de dois hemifusos. Estes se com-
põem de três tipos de fibras: as polares, que partem dos cen-
trossomos localizados nos dois polos opostos e que se interdi-
gitam na região central da célula, sem alcançar o polo oposto;
as cinetocóricas, que ligam cada cromossomo aos dois polos
opostos; e as fibras livres, mais curtas e não ligadas aos polos
ou aos cinetócoros, de origem e função desconhecidas.
Nessa fase, a superfície dos cromossomos, com exceção dos
centrômeros, fica recoberta por uma camada de espessura irre-
gular, a região pericromossômica, constituída por componentes
de processamento de rRNA. Do antigo envoltório nuclear,
acredita-se que a maioria dos complexos de nudeoporinas solú-
veis e as laminas estejam distribuídas no citoplasma e que to-
das as proteínas transmembranosas tenham sido deslocadas pa-
ra os túbulos do retículo endoplasmático (RE).
Anáfase -
Na anáfase (ana, movimento) começam os eventos finais da
mitose, quando ocorre a ruptura do equilíbrio metafásico, com
a separação e a migração das cromátides-irmãs,que passam a
ser chamadas de cromossomosfilhos (Figura 9.llC). Essa libe-
ração das cromátides-irmãs, que permite sua segregação, de-
corre da degradação da coesina centromérica por uma protease
chamada separase.
Durante a migração, os microtúbulos das fibras cinetocóricas
encurtam, por perda de dímeros de tubulinas nas extremidades
polares, e assim aproximam os cromossomos-filhos dos polos.
Concomitantemente, moléculas de tubulina são adicionadas à
extremidade distal (livre) dos microtúbulos polares, que, ao
crescerem, aumentam a distância entre os polos.
Ao mesmo tempo e, aparentemente, com ajuda de outras pro-
teínas motoras, como a dineína, ocorre deslizamento entre as
fibras polares do fuso, que estão interdigitadas na porção cen-
tral.
Quanto aos elementos do antigo nucléolo (proteínas de proces-
samento inicial e tardio do rRNA, snoRNA, pré-rRNA parcial-
mente processados), tanto permanecem associados aos cromos-
somos na região pericromossômica, como, os que passaram ao
citoplasma, nesta fase se empacotam em estruturas de 0,1 a 3
µ,m de diâmetro (em inglês, nucleolar-derived foci - NDF).
Ainda, como uma consequência do fato de a mitose ser aberta,
cada célula em divisão tem de refazer o envoltório nuclear e
restabelecer a identidade do núcleo, o que se inicia no final da
anáfase.
Telófase -
A telófase (telas, fim) inicia-se quando os cromossomosfilhos
alcançam os respectivos polos, o que se caracteriza pelo total
desaparecimento dos microtúbulos cinetocóricos.
Ocorrem, então, a reconstituição dos núcleos e a divisão cito-
plasmática, levando à formação das células-filhas. A descon-
densação da cromatina, acompanhada da reaquisição da capa-
cidade de transcrição, a reorganização dos nucléolos e a re-
constituição do envoltório nuclear são os principais eventos da
reconstrução nuclear, que se processam em sentido essencial-
mente inverso ao ocorrido na prófase.
Esses eventos ocorrem pela inativação do complexo ciclina-
Cdk, que foi responsável por iniciar a mitose fosforilando de-
terminadas proteínas celulares. Sua inativação permite que as
fosfatases entrem em atividade, desfosforilando essas proteí-
nas, e resultando no término da mitose.
As etapas consideradas chaves para a reconstituição do envolt-
ório nuclear em cada polo da célula são: a destinação de mem-
branas para a superfície da cromatina, a fusão de membranas e
a incorporação de complexos de poro. Uma pequena GTPase,
a proteína Ran, tem papel importante no recrutamento e depo-
sição de proteínas (tais como nucleoporinas e proteínas da
membrana nuclear interna) sobre os cromossomos, preparando
a remontagem do envoltório nuclear. A Ran controla também a
fusão de membranas. Várias outras proteínas envolvidas no
processo de fusão de membranas de outras organelas, como as
de retículo endoplasmático (RE) e complexo de Golgi, pare-
cem também estar presentes. Para que se dê a reconstituição
do envoltório nuclear, estudos muito recentes têm mostrado
que túbulos mitóticos do retículo endoplasmático (forma re-
centemente descoberta) começam a se reorganizar em lâminas
achatadas depois que as extremidades desses túbulos se asso-
ciam diretamente com a cromatina.
Várias nucleoporinas têm se mostrado essenciais para esta re-
associação, mas seus papéis exatos ainda não foram determina-
dos. Uma vez que a cromatina esteja completamente encerrada
pelas membranas contínuas contendo os complexos de poros,
as várias proteínas nucleares anteriormente dispersadas são re-
importadas por meio dos complexos de poros, levando à ex-
pansão do envoltório e ao crescimento do núcleo. Entre essas
proteínas estão as laminas solúveis que, ao serem desfosforila-
das, voltam a se polimerizar e a reorganizar a lâmina nuclear.
Estas mudanças são necessárias para a progressão do ciclo ce-
lular e da transcrição.
Os componentes que transcrevem as moléculas de rRNA são
desfosforilados, e a transcrição é reativada com a queda dos ní-
veis de ciclina-cdk. Então, ocorre a reorganização do(s) nuclé-
olo(s). Esta resulta de dois processos: (a) retomada da transcri-
ção de moléculas precursoras dos rRNA, a partir do DNA das
regiões organizadoras de nucléolos, que, durante a condensa-
ção, estavam presentes nas constrições secundárias dos cro-
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mossomos; e (b) reagrupamento dos componentes imaturos do
antigo nucléolo, que se haviam dispersado pelo citoplasma e
constituído, na anáfase, os NDF. Agora, estes podem ser iden-
tificados como corpos pré-nucleolares na superfície de cada
cromossomo, enquanto decresce o número de NDF e a região
pericromossômica se fragmenta. Na telófase final, os compo-
nentes de processamento de rRNA iniciais e tardios se realo-
cam, por ordem, nas regiões do CFD e do componente granu-
lar do nucléolo, respectivamente. Em função da despolimeriza-
ção gradativa dos microtúbulos polares ainda restantes, o siste-
ma microtubular mitótico se desmonta, à medida que a divisão
citoplasmática avança.
Controle genético do ciclo celular -
Com função determinante no controle do ciclo celular foi iso-
lada e caracterizada uma família de enzimas quinases de pro-
teínas, denominadas quinases dependentes de ciclina ou, da si-
gla em inglês, Cdk. Uma quinase de proteína tem como ativi-
dade básica a fosforilação de proteínas-substrato, o que consis-
te em transferir um grupo fosfato do doador ATP, ou GTP, para
aminoácidos aceptores desse fosfato, como serinas ou treoni-
nas. As Cdk são ativadas e inativadas ao longo do ciclo, pro-
movendo, em consequência, padrões cíclicos de fosforilação
de proteínas que desencadeiam ou regulam os principais even-
tos do ciclo. A atividade das Cdk oscila em resposta à associa-
ção com proteínas regulatórias denominadas ciclinas.
Elas são periodicamente sintetizadas, ao longo de todo o perío-
do interfásico, e degradadas rapidamente no final da mitose.
Os níveis de Cdk, por sua vez, mantêm-se constantes ao longo
de todo o ciclo celular. As ciclinas compreendem uma família
de proteínas presente em todos os organismos, da levedura ao
homem. Elas têm em comum uma sequência conservada de
100 aminoácidos, chamada box, necessária para ligar-se e ati-
var a Cdk. Nas células humanas, até o momento, foram carac-
terizadas cerca de 10 ciclinas diferentes (denominadas A, B, C,
D, E e assim por diante) e pelo menos 11 Cdk (Cdk 1 a Cdk 1
1). Elas atuam em diferentes combinações, em pontos específi-
cos do ciclo.
As Cdk desempenham sua função quinase apenas quando es-
tão associadas às ciclinas, constituindo dímeros; são os com-
plexos ciclina-Cdk. Na ausência de ciclinas, as Cdk são inati-
vas. No dímero, a Cdk é a subunidade enzimática com ativida-
de quinase de proteínas e a ciclina, uma proteína regulatória
que ativa a capacidade quinase da Cdk para fosforilar proteí-
nas-alvo específicas. Assim, a atividade do complexo ciclina-
Cdk é controlada pelo padrão cíclico de acúmulo e degradação
da ciclina. A montagem cíclica do dímero ciclina-Cdk, sua ati-
vação e posterior desmontagem são processos centrais que di-
rigem o ciclo celular.
Em todas as células eucariontes, três momentos do ciclo são
estratégicos para seu controle, sendo cada um deles regulado
por diferentes classes de ciclinas: as ciclinas de GifS ( ciclinas
E em vertebrados), formam complexos com Cdk no final do
G1 e comprometem a célula com a duplicação de
seu DNA; as ciclinas de S (ciclinas A em vertebra-
dos), que se ligam a Cdk no início da fase Se são
necessárias para iniciar a duplicação do DNA; as
ciclinas de M (ciclinas B em vertebrados), que se
complexam com Cdk e promovem os eventos da
mitose. A maioria das células expressa mais uma
classe de ciclinas, as ciclinas de G1 (ciclinas D em
vertebrados), que promovem a transposição do
ponto de restrição R ou start, no final do período
G1
• Nos vertebrados, essas ciclinas formam quatro di-
ferentes tipos de complexos com diferentes Cdk.
As ciclinas D complexam-se com Cdk4 e Cdk6, as
E com Cdk2, as ciclinas A com Cdkl e Cdk2, en-
quanto as ciclinas B o fazem com Cdkl. Na literatu-
ra, esses complexossão referidos, respectivamente,
como G1-Cdk, G1/S-Cdk, S-Cdk e M-Cdk, nomen-
clatura utilizada também neste capítulo.
Os diferentes complexos ciclina-Cdk permanecem inativos até
que, atingido o estágio do ciclo pelo qual são responsáveis, são
ativados. A ativação resulta da fosforilação de um aminoácido
específico próximo ao sítio ativo da Cdk, por ação de uma pro-
teína conhecida como Cak, quinase ativadora de Cdk.
Outro modo de controle da atividade do complexo ciclinaCdk
ocorre pela ação de uma proteinoquinase denominada Wee l,
que fosforila dois aminoácidos presentes no sítio ativo da Cdk,
inibindo sua atividade, com consequente inativação do com-
plexo. A atividade do complexo é restaurada pela desfosforila-
ção desses dois aminoácidos por uma fosfatase conhecida co-
mo Cdc25. Esta, por sua vez, é ativada quando outra proteína,
a polo-quinase (PLK, polo-like kinase), fosforila alguns de se-
us sítios ativos. Além disso, o próprio complexo ciclina-Cdk,
que sofreu ativação, também contribui para a fosforilação da
Cdc25. O complexo ciclina-Cdk também fosforila e inibe a
Wee 1. Assim, por um mecanismo de retroalimentação positi-
vo, o complexo ciclina-Cdk é capaz de ativar seu próprio ativa-
dor, ao mesmo tempo em que inibe seu próprio inibidor. Esse
processo atua no final do G2, fazendo com que todos os com-
plexos M-Cdk da célula sejam rapidamente ativados e possam
desencadear os eventos que dão início à mitose.
O controle que os complexos G1-Cdk e G,JS-Cdk exercem -
O complexo G1-Cdk é responsável pela decisão da célula de
entrar ou não em divisão e é ativado por fatores extracelulares,
como será discutido mais adiante, neste capítulo. Na transição
de G1 para S, por outro lado, é ativado o complexo GifS-Cdk,
que estimula a duplicação do centrossomo e desencadeia a fos-
forilação de outras proteínas celulares, incluindo as várias en-
zimas e polimerases que são necessárias para a síntese do
DNA, comprometendo a célula a iniciar a fase S.
A ação do complexo S-Cdk -
O complexo S-Cdk, ativado no final do G1, fosforila o comple-
xo ORC (de reconhecimento da origem), visto anteriormente,
neste capítulo. A fosforilação e consequente ativação desse
complexo desencadeiam a replicação do DNA. Depois de
Natália T5
ocorrida a replicação, o S-Cdk promove a dissociação de algu-
mas proteínas presentes no complexo pré-RC (préreplicativo),
o que causa a desmontagem do complexo, garantindo que cada
origem de replicação seja lida uma única vez. A atividade do
S-Cdk permanece alta durante todo o período G2 e início da
mitose.
Se houver erros, o dano do DNA aumentado leva ao acúmulo
da p53, que ativa a p21 para suprimir a CDK-S, suprimindo a
passagem para o próximo período.
Como o complexo M-Cdk controla a mitose -
A síntese da ciclina de M aumenta durante todo o
período G2 e início de M, o que causa um rápido
aumento dos níveis do complexo M-Cdk. Este
complexo permanece inativo até o final do G2,
quando é ativado pela fosfatase Cdc25, tornando-
se apto para atuar como proteinoquinase e desen-
cadear os eventos da mitose. No entanto, a
própria fosfatase Cdc25 só atua quando é ativada
pela quinase PLK, a qual, por sua vez, ainda que
se acumule no início da fase G2, só é fosforilada
e, portanto, ativada no final de G2, imediatamen-
te antes da mitose.
O complexo M-Cdk ativo induz a condensação
cromossômica, a fragmentação do envoltório nu-
clear e a reorganização do citoesqueleto, para a
montagem do fuso. No início da mitose, o M-
Cdk fosforila proteínas presentes no complexo
das condensinas, bem como as histonas Hl e H3,
ativando essas proteínas e fazendo com que
atuem na condensação cromossômica. A desmon-
tagem do envoltório nuclear, por sua vez, ainda
que envolva mudanças em todos os seus compo-
nentes, como descrito anteriormente neste capítu-
lo, resulta principalmente da fosforilação de resí-
duos específicos de serina presentes nas laminas
da lâmina nuclear, o que provoca a separação dos
filamentos de laminas em dímeros individuaís. O
M-Cdk fosforila todos os tipos de laminas, levan-
do à desorganização da lâmina nuclear. Em con-
sequência, as membranas nucleares se fragmen-
tam em vesículas, que se dispersam. As laminas,
no entanto, não são as únicas proteínas-alvo do
M-Cdk nesse processo. A fosforilação de uma ou
mais proteínas intrínsecas da membrana nuclear
interna tem papel primordial na dissociação de seus compo-
nentes.
Ainda na mitose ocorre modificação da dinâmica da arquitetu-
ra celular para a formação do aparelho mitótico, quando os
componentes do citoesqueleto, como os filamentos de actina e
os microtúbulos, são alvos potenciais das enzimas quinases. A
desmontagem dos microtúbulos do citoesqueleto ocorre quan-
do o M-Cdk fosforila as MAP (proteínas associadas aos micro-
túbulos), reduzindo a estabilidade dos microtúbulos. Ao mes-
mo tempo, fosforila e
ativa as catastrofinas,
que são proteínas moto-
ras que fazem o desmon-
te dos microtúbulos. O
equilíbrio cíclico entre
estas duas atividades do
M-Cdk causa, por um la-
do, o desmonte dos mi-
crotúbulos do citoesque-
leto e, por outro, a utili-
zação das moléculas de
tubulina livres para poli-
merizar os microtúbulos
do fuso de divisão.
Outro evento que envol-
ve a atividade quinase
do M-Cdk ocorre na
transição da metáfase
para a anáfase, quando
Natália T5
se dá a separação das cromátides-irmãs, com consequente mi-
gração dos cromossomos-filhos. Essa transição é desencadea-
da quando o M-Cdk ativa uma ligase de proteína-ubiquitina, o
complexo promotor de anáfase (em inglês, anaphase-promo-
ting complex, APC) ou ciclossomo, responsável por ubiquiti-
nar várias proteínas regulatórias, ou seja, ligar várias molécu-
las de ubiquitina a proteínas-alvo e, assim, marcá-las para se-
rem degradadas por proteólise nos proteossomos 26S (Capítu-
lo 10). Uma das principais proteínas-alvo do APC é a securina,
que inibia inicialmente a proteína separase. Com a destruição
da securina, a separase degrada o complexo coesina, que unia
as duas cromátides pelos centrômerosirmãos, causando a sua
separação em cromossomos-filhos, os quais migram agora pa-
ra os polos opostos da célula.
Além de ser responsável pela separação das cromátides-irmãs,
o complexo APC também liga cadeias de ubiquitina às ciclinas
mitóticas, seu outro alvo importante. A consequente degrada-
ção da ciclina M inativa o complexo M-Cdk e permite que as
fosfatases desfosforilem os muitos substratos das Cdk que ha-
viam sido fosforilados no início da mitose. Isso leva à desmon-
tagem do fuso, à descondensação cromossômica e à restaura-
ção do envoltório nuclear e, portanto, leva a célula a sair da
mitose e a progredir para a intérfase do próximo ciclo. Assim,
os estágios finais da mitose são governados por dois principais
mecanismos regulatórios: desfosforilação dos substratos das
quinases Cdk e ligação de ubiquitinas aos substratos do APC.
P21 P27 e P57 - proteínas que inibem a CDK.
CKIs inibindo as CDKs.
O ciclo celular é influenciado por fatores de crescimento e ou-
tros sinais extracelulares -
Como discutido anteriormente neste capítulo, a proliferação
das células eucariontes superiores é controlada por várias sub-
stâncias que foram denominadas fatores de crescimento. O pri-
meiro desses fatores descoberto foi um peptídio que estimula o
crescimento de nervos, mais especificamente produz uma hi-
perplasia de gânglios simpáticos de embriões de galinha. Esse
fator, denominado de fator de crescimento do nervo (NGF -
nerve growth factor), foi inicialmente extraído de culturas de
células de camundongo. Posteriormente, outros fatores peptídi-
cos foram descobertos, tais como o fator de crescimento epi-
dérmico (EGF - epiderma! growth factor), o fator de cresci-
mento de fibroblastos (FGF -fibroblast growth Jactor), o fator
de crescimento derivado de plaquetas (PDGF - platelet derived
growth factor) e o fator de crescimento semelhante à insulina
(IGF - insulin-like growth factor).
Em células animais em proliferação, os fatores de crescimento
agem fundamentalmente controlando a progressãode G1-S,
impulsionando-as a atravessar o ponto R no final de G1 e a
continuar, então, o ciclo de divisão. Se não forem estimuladas
nessa etapa do ciclo, as células são incapazes de passar o ponto
R e entram no estágio denominado de
G0, no qual a proliferação é interrom-
pida, tornando-se quiescentes. Por ou-
tro lado, as células que estão em G0,
se estimuladas pelos fatores de cresci-
mento, retornam à atividade prolifera-
tiva, entrando novamente em ciclo a
partir de G1. Os fatores PDGF e FGF
tornam as células em G0 "competen-
tes" para deixar esse estágio. Na pre-
sença de EGF, as células progridem
nas primeiras etapas de G1 , e, na pre-
sença de IGF, conseguem transpor o
ponto de restrição, no final de G1, tor-
nando-se comprometidas com a divi-
são. Assim, FGF e PDGF são fatores
de competência, enquanto EGF e IGF
são fatores de progressão. Eles agem,
portanto, sinergisticamente para pro-
mover a transição G0- G1-s-G2 - M.
Muitos outros fatores, além dos fatores
de crescimento, estão envolvidos na re-
gulação do ciclo celular, agindo como
sinais inibitórios de proliferação. Estes
incluem agentes que danificam o
DNA, fatores ambientais adversos ou
mesmo contatos celulares. Esses sinais
antiproliferativos agem, em geral, pela
indução de proteínas que se ligam ao
complexo ciclina-Cdk, as já menciona-
das inibidoras de Cdk, o que resulta na
inatividade do complexo e, portanto,
no bloqueio do ciclo. Outros reguladores do ciclo celular in-
cluem as proteínas codificadas pelos chamados genes supres-
sores de tumor que agem, como os próprios inibidores de Cdk,
interrompendo a progressão do ciclo e cuja inativação leva ao
desenvolvimento de tumores.
A título de exemplo, em alguns tecidos, a atividade mitótica é
inibida por substâncias de natureza proteica chamadas calonas.
As calonas são normalmente produzidas pelos tecidos, e sua
presença impede a proliferação excessiva das células, regulan-
do o ritmo de crescimento dentro dos limites normais.
Assim, observa-se que, em eucariontes, a maquinaria central
do ciclo celular é controlada por uma rede de sinalização de
pontos de controle (checkpoints) que continuamente estão ave-
riguando nas células a existência de aberrações e disparando
Natália T5
respostas de reparos que sejam necessários. A dinâmica entre
esses dois atores protege os organismos multicelulares da pro-
liferação não programada e do câncer.
Resumo -
A alternância dos estágios de intérfase e de divisão na vida das
células corresponde ao chamado ciclo celular, que é o processo
básico de gênese de novas células. Compreende os fenômenos
que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria
divisão em duas células-filhas. A intérfase representa o perío-
do compreendido entre duas divisões. Três fases consecutivas
são geralmente descritas na intérfase: G1, S e G2. Em G1, a fa-
se mais variável em duração, as células apresentam intensa ati-
vidade de síntese de RNA e de proteínas, e nela ocorre um
marcante aumento do citoplasma das células recém-formadas.
No período S, a célula duplica seu conteúdo de DNA e seu
centrossomo, enquanto em G2 ocorre discreta síntese de RNA
e de proteínas que são essenciais para a mitose. Nesse período,
ocorre o acúmulo e a ativação dos complexos ciclina-Cdk, que
são reguladores críticos da mitose em todas as células euca-
riontes. A duplicação do DNA, na fase S, faz-se de modo semi-
conservativo, ou seja, as cadeias da dupla hélice de DNA se se-
param, e, a partir de cada uma delas, uma nova cadeia é sinteti-
zada, replicando a molécula original. Nas células eucariontes,
essa duplicação inicia-se em numerosos pontos, ao longo da
molécula de DNA, e progride até encontrar novas regiões em
duplicação. Esses segmentos, ou unidades de replicação, são
denominados de réplicons. Em cada réplicon, a cadeia nascen-
te é iniciada por um curto segmento nucleotídico de RNA, cha-
mado primer de RNA, que, ao final, é removido e substituído
por um segmento de DNA. Tendo passado pelas fases da intér-
fase, o núcleo entra em um processo de divisão ou mitose. A
mitose é dividida, didaticamente, em fases que descrevem as
principais alterações morfológicas e a movimentação dos cro-
mossomos durante o processo. Na prófase, os cromossomos
iniciam seu processo de condensação, os nucléolos desorgani-
zam-se e formam-se feixes de microtúbulos a partir dos cen-
trossomos, constituindo o fuso mitótico. A fragmentação do
envoltório nuclear marca o final da prófase, quando se estabe-
lece o contato entre microtúbulos e os cinetócoros. Na metáfa-
se, a condensação cromossômica atinge o maior grau, os cro-
mossomos dispõem-se em uma placa na região equatorial da
célula, presos a microtúbulos do fuso e por eles ligados aos po-
los opostos da célula. Na fase seguinte, anáfase, os centrôme-
ros de cada cromossomo se separam, e as cromátides-irmãs
(agora cromossomos-filhos) são movidas para os polos opos-
tos, com a participação das fibras do fuso e de proteínas moto-
ras. Na telófase, os cromossomos-filhos chegam aos polos, e
ocorre a reconstituição dos núcleos, com a descondensação
dos cromossomos, a reorganização dos nucléolos e a desagre-
gação do fuso mitótico. Após a reconstituição dos núcleos-fi-
lhos, completa-se a divisão do citoplasma (citocinese), origi-
nando, assim, duas células-filhas independentes. A duração do
ciclo celular é variável quando se consideram células de dife-
rentes tecidos de um organismo, ou quando se consideram es-
pécies diferentes. Em um mesmo organismo, a principal causa
dessa variação é a duração do período inicial da intérfase: o
G1. As fases S e G2 e a própria mitose têm duração mais ou
menos constante para as células de diferentes tecidos de uma
mesma espécie. Tecidos proliferativos apresentam células com
ciclo celular curto, ao contrário de tecidos não proliferativos,
cujas células apresentam ciclo celular longo. Essas variações
são influenciadas por fatores extracelulares chamados fatores
de crescimento, os quais, quando presentes, induzem as células
a entrar nas etapas de G1 que as conduzem, inexoravelmente,
às fases S, G2 e à mitose. Também existem certas substâncias
que são inibidoras da atividade mitótica. A proliferação, no en-
tanto, é rigorosamente controlada por produtos gênicos, em es-
pecial os complexos ciclina-Cdk, responsáveis pela regulação
das funções de proteínas celulares envolvidas com eventos do
ciclo celular, sobre as quais atuam, principalmente, efetuando
fosforilações e desfosforilações reversíveis, e, desse modo,
controlando a passagem por pontos cruciais de avanço do ciclo
celular.
2) As células normais de todo organismo vivo coexistem em
perfeita harmonia citológica, histológica e funcional, harmonia
esta orientada no sentido da manutenção da vida. De acordo
com suas características morfológicas e funcionais, determina-
das pelos seus próprios códigos genéticos, e com sua especifi-
cidade, as células estão agrupadas em tecidos, os quais formam
os órgãos.
Os mecanismos que regulam o contato e a permanência de
uma célula ao lado de outra, bem como os de controle do seu
crescimento, ainda constituem uma das áreas menos conheci-
das da biologia. Sabe-se que o contato e a permanência de uma
célula junto à outra são controlados por substâncias intracito-
plasmáticas, mas ainda é pouco compreendido o mecanismo
Natália T5
que mantém as células normais agregadas em tecidos. Ao que
parece, elas se reconhecem umas às outras por processos de su-
perfície, os quais ditam que células semelhantes permaneçam
juntas e que determinadas células interajam para executarem
determinada função orgânica.
Sabe-se também que o crescimento celular responde às neces-
sidades específicas do corpo e é um processo cuidadosamente
regulado. Esse crescimento envolve o aumento da massa celu-
lar, duplicação do ácido desoxirribonucléico (ADN) e divisão
física da célula em duas células filhas idênticas (mitose). Tais
eventos se processam por meio de fases conhecidas como G1 -
S - G2 - M, que integram o ciclo celular.
Nas células normais, restriçõesà mitose são impostas por estí-
mulos reguladores que agem sobre a superfície celular, estímu-
los estes que podem resultar tanto do contato com as demais
células como da redução na produção ou disponibilidade de
certos fatores de crescimento. Fatores celulares específicos pa-
recem ser essenciais para o crescimento celular, mas poucos
deles são realmente conhecidos.
É certo que fatores de crescimento e hormônios, de alguma
forma, estimulam as células para se dividir. Entretanto, eles
não têm valor nutriente para as células nem desempenham um
papel conhecido no metabolismo. Presumivelmente, apenas
sua capacidade de ligar-se a receptores específicos de superfí-
cie celular os capacita a controlar os processos celulares.
O mecanismo de controle do crescimento celular parece estar
na dependência de fatores estimulantes e inibidores e ele nor-
malmente estaria em equilíbrio até o surgimento de um estímu-
lo de crescimento efetivo, sem ativação do mecanismo inibi-
dor. Tal estímulo ocorre quando há exigências especiais como,
por exemplo, para reparo de uma alteração tissular. As células
sobreviventes se multiplicam até que o tecido se recomponha
e, a partir daí, quando ficam em íntimo contato umas com as
outras, o processo é paralisado.
Em algumas ocasiões, entretanto, ocorre uma ruptura dos me-
canismos reguladores da multiplicação celular e, sem que seja
necessário ao tecido, uma célula começa a crescer e a dividir-
se desordenadamente. Pode resultar daí um clone de células
descendentes, herdeiras dessa propensão ao crescimento e divi-
são anômalos, insensíveis aos mecanismos reguladores nor-
mais, que resulta na formação do que se chama tumor ou neo-
plasia, que pode ser benigna ou maligna. A carcinogênese refe-
re-se ao desenvolvimento de tumores malignos, estudada com
base nos fatores e mecanismos a ela relacionados.
O organismo humano encontra-se exposto a múltiplos fatores
carcinogênicos, com efeitos aditivos ou multiplicativos. Sabe-
se que a predisposição individual tem um papel decisivo na
resposta final, porém não é possível definir em que grau ela in-
fluencia a relação entre a dose e o tempo de exposição ao car-
cinógeno e a resposta individual à exposição.
Independentemente da exposição a carcinógenos, as células so-
frem processos de mutação espontânea, que não alteram o de-
senvolvimento normal da população celular como um todo. Es-
tes fenômenos incluem danos oxidativos, erros de ação das po-
limerases e das recombinases e redução e reordenamento cro-
mossômico. Há também que se considerar a vigilância imu-
nológica como mecanismo de correção ou exclusão das células
mutantes.
Os fenômenos de mutação espontânea podem condicionar uma
maior ou menor instabilidade genômica, que pode ser crucial
nos processos iniciais da carcinogênese, como conseqüência
de aneuploidia e amplificações genéticas.
Em síntese, a carcinogênese pode iniciar-se de forma espontâ-
nea ou ser provocada pela ação de agentes carcinogênicos (quí-
micos, físicos ou biológicos). Em ambos os casos, verifica-se a
indução de alterações mutagênicas e não mutagênicas ou epi-
genéticas nas células.
A incidência, a distribuição geográfica e o comportamento de
tipos específicos de cânceres estão relacionados com múltiplos
fatores, incluindo sexo, idade, raça, predisposição genética e
exposição a carcinógenos ambientais. Destes fatores, os am-
bientais são, provavelmente, os mais importantes. Os carcinó-
genos químicos (particularmente aqueles presentes no tabaco e
resultantes de sua combustão e metabolismo), bem como deter-
minados agentes, como os azocorantes, aflatoxinas e benzeno,
foram claramente implicados na indução de câncer no homem
e animais.
Certos vírus de ADN do grupo herpes e papiloma, bem como
vírus de ácido ribonucléico (ARN) do tipo C, foram também
implicados como agentes produtores de câncer em animais, po-
dendo ser igualmente responsáveis por alguns cânceres no ho-
mem.
O tempo para a carcinogênese ser completada é indeterminá-
vel, podendo ser necessários muitos anos para que se verifique
o aparecimento do tumor. Teoricamente, a carcinogênese pode
ser interrompida em qualquer uma das etapas, se o organismo
for capaz de reprimir a proliferação celular e de reparar o dano
causado ao genoma. Seria redundante salientar que a suspen-
são da exposição a agentes carcinogênicos é condição sine qua
non para a interrupção da carcinogênese. A Figura 2.1 busca
sintetizar as diversas etapas da carcinogênese.
1.1 - Oncogênese física -
A energia radiante, solar e ionizante, é o mais importante car-
cinógeno físico. Cânceres de mama, ossos e do intestino são
menos suscetíveis à carcinogênese por este tipo de radiação.
O mecanismo da carcinogênese pela radiação reside na sua ca-
pacidade de induzir mutações. Essas mutações podem resultar
de algum efeito direto da energia radiante ou de efeito indireto
intermediado pela produção de radicais livres a partir da água
ou do oxigênio. As radiações na forma de partículas (como
partículas alfa e nêutrons) são mais carcinogênicas do que a re-
tenção eletromagnética (raios X, raios gama).
Raios ultravioleta (RUV) - A radiação ultravioleta natural, pro-
veniente do sol, pode causar câncer de pele. Há que se conside-
rar dois tipos de RUV: os RUV-A (320-400nm) e RUV-B
(280-320nm). Os RUV-B são carcinogênicos e sua ocorrência
tem aumentado muito com a destruição da camada de ozônio.
Por sua vez, os RUV-A não sofrem influência da camada de
ozônio e causam câncer de pele em quem se expõe a doses al-
tas e por um longo período de tempo.
Dois mecanismos podem estar envolvidos na indução do cân-
cer por raios ultravioleta: lesão do ADN pela formação de dí-
meros de pirimidina e imunossupressão.
Radiação ionizante - As radiações eletromagnéticas e na forma
de partículas são todas carcinogênicas e a sua ação perniciosa
Natália T5
é evidenciada em várias circunstâncias:
- Os mineiros que trabalham com elementos radioativos apre-
sentam risco aumentado de câncer de pulmão. - A incidência
de certas formas de leucemia esteve e está acentuadamente au-
mentada em sobreviventes das bombas atômicas lançadas so-
bre o Japão e do acidente atômico ocorrido em Chernobyl.
1.2 - Oncogênese química -
A oncogênese química é um processo seqüencial, dividido em
duas fases: a iniciação e a promoção.
A primeira etapa (iniciação) consiste de um fator iniciador ou
carcinogênico que causa dano ou mutação celular. A mutação
dos ácidos nucléicos é o fenômeno central da etapa de inicia-
ção da carcinogênese. As células “iniciadas” permanecem la-
tentes até que sobre elas atuem agentes promotores.
A segunda etapa (promoção) estimula o crescimento da célula
que sofreu mutação, e pode acontecer a qualquer momento,
após a transformação celular inicial. Os fatores de promoção
podem ser agentes químicos (p. ex. asbesto), processo infla-
matório, hormônios, fatores que atuam no crescimento celular
normal. É importante destacar que o agente promotor não tem
ação mutagênica nem carcinogênica e que, para conseguir efei-
to biológico, deve persistir no ambiente. Isto significa que seus
efeitos revertem-se, caso a exposição a ele seja suspensa, sen-
do esta a grande diferença existente entre ele e o agente carci-
nogênico, decisiva para as ações preventivas do câncer
1.3 - Oncogênese biológica -
Diversos vírus de ADN e de ARN produzem cânceres em ani-
mais, e alguns foram implicados na gênese do câncer humano.
Entre os vírus de ADN, encontram-se os do papiloma humano
(HPV), de Epstein-Barr (EBV) e o da hepatite b (HBV).
Os vírus agem pela incorporação do seu ADN (ou, no caso dos
retrovírus, do ADN transcrito de seu ARN pela enzima trans-
criptase reversa) ao da célula hospedeira, que passa a ser utili-
zada para a produção de novos vírus. Durante este processo,
ou mesmo anos após ele, pode haver a inativação de antionco-
genes celulares pelas proteínas virais (dando-se a imortaliza-
ção da célula pela inibição da apoptose) ou a ativação de pro-
to-oncogenes humanos ou virais (que estimulam a replicação
celular).Diversos estudos demonstram que apenas essas altera-
ções genômicas, isoladamente, não são capazes de induzir a
transformação maligna de uma célula. Para que esta aconteça,
são necessárias mutações adicionais, muito facilitadas pelas
freqüentes mitoses que ocorrem nas células infectadas.
Diversos outros agentes biológicos são suspeitos de promove-
rem a carcinogênese, entre eles o Helicobacter pylori, uma das
bactérias mais prevalentes no homem, responsável pela gastri-
te crônica.
Acredita-se que os agentes carcinogênicos biológicos atuem
como promotores da proliferação celular, criando condições
propícias para mutações por erros de transcrição do ADN.
1.4 - Oncogenes -
A descoberta de que os oncogenes causadores de tumores es-
tão relacionados aos genes normais levantou várias questões
sobre o papel destes genes no crescimento e desenvolvimento
(diferenciação) das células normais e tumorais. Parece certo
que etapas da iniciação e promoção de um tumor e a própria
existência de uma neoplasia maligna depende da expressão
(manifestação do efeito) aumentada de oncogenes, ocasionada
por amplificação (aumento do número de cópias do gene), por
expressão alterada de genes repressores ou por mutações críti-
cas em áreas de determinado oncogene.
A estimulação da proliferação celular normal é quase sempre
desencadeada por fatores de crescimento que se ligam aos re-
ceptores dispostos nas membranas celulares. O sinal recebido
por esses receptores é transmitido para o citoplasma e, por fim,
para o núcleo. Os fatores de crescimento (FC) são polipeptí-
dios que regulam a proliferação celular, bem como outras fun-
ções celulares, como a deposição e resolução de proteínas da
matriz extracelular, a manutenção da viabilidade celular, a di-
ferenciação celular, a quimiotaxia, a ativação de células da res-
posta inflamatória e o reparo tecidual. Os FC também são im-
plicados na patogênese de determinadas doenças. A secreção
anormal de FC resulta em doenças caracterizadas por resposta
celular proliferativa ou por fibrose. A expressão aumentada de
FC pode estar envolvida numa variedade de doenças, incluin-
Natália T5
do a aterosclerose, fibrose pulmonar, mielofibrose e neoplasi-
cas.
__________________________________________________
A carcinogênese é um processo de múltiplas etapas resultante
do acúmulo de múltiplas alterações genéticas que coletivamen-
te dão origem ao fenótipo transformado. Muitos cânceres sur-
gem de lesões precursoras não neoplásicas, que as análises mo-
leculares demonstraram que já possuem algumas das mutações
necessárias para estabelecer um câncer plenamente. Presumi-
velmente, essas mutações proporcionam vantagens seletivas às
células da lesão precursora.
Como se discutiu anteriormente, neoplasias malignas têm vá-
rios atributos fenotípicos, como crescimento excessivo, invasi-
vidade local e capacidade de formar metástases distantes.
Além disso, é bem estabelecido que, durante algum tempo,
muitos tumores se tornam mais agressivos e adquirem maior
potencial maligno. Esse fenômeno é referido como progressão
tumoral e não é representado simplesmente pelo aumento de
tamanho do tumor. Cuidadosos estudos clínicos e experimen-
tais revelam que a malignidade em crescimento muitas vezes é
adquirida de modo incremental. Em nível molecular, a progres-
são tumoral e a heterogeneidade associada resultam, mais pro-
vavelmente, de múltiplas mutações que se acumulam indepen-
dentemente em diferentes gerações de células, gerando subclo-
nes com diferentes características (Fig. 5-17), como capacida-
de de invadir, taxa de crescimento, capacidade metastática, ca-
riótipo, responsividade hormonal e suscetibilidade a drogas an-
tineoplásicas. Algumas das mutações podem ser letais; outras
podem estimular o crescimento celular, afetando os proto-on-
cogenes ou os genes supressores de tumor. Assim, até mesmo
o mais maligno dos tumores tem origem monoclonal, no mo-
mento em que se torna clinicamente evidente que as células
que o constituem podem ser extremamente heterogêneas.
Durante a progressão, as células tumorais são submetidas a
pressões de seleção imune e não imune. Por exemplo, as célu-
las que são altamente antigênicas são destruídas pelas defesas
do hospedeiro, enquanto aquelas com reduzidas necessidades
do fator de crescimento são positivamente selecionadas. Um
tumor em crescimento, portanto, tende a ser enriquecido por
subclones que “superam as expectativas” e são competentes
em sobrevivência, crescimento, invasão e metástase. Finalmen-
te, a experiência mostrou que, quando os tumores recorrem
após a quimioterapia, o tumor recorrente quase sempre é resis-
tente ao regime dos medicamentos, se este for readministrado.
Essa resistência adquirida também é uma manifestação de sele-
ção, uma vez que os subclones que acaso sofram mutações (ou
talvez alterações epigenéticas), conferindo sobrevivência com
resistência a drogas, são responsáveis pelo recrescimento do
tumor. Assim, a evolução genética e a seleção podem explicar
duas das mais perniciosas propriedades dos cânceres: a tendên-
cia a se tornarem (1) mais agressivos e (2) menos responsivos
à terapia com o tempo.
Características do câncer -
Essa perspectiva serve como base para uma consideração mais
detalhada da patogenia molecular do câncer e dos agentes car-
cinogênicos que infligem dano genético. Nos últimos 30 anos,
descobriram-se centenas de genes associados ao câncer. Al-
guns, como o TP53 geralmente sofrem mutação; outros, como
o ABL, são afetados somente em certas leucemias. Cada gene
do câncer tem uma função específica, cuja desregulação contri-
bui para a origem ou a progressão da malignidade. É melhor,
portanto, considerar os genes relacionados ao câncer no con-
texto de várias alterações fundamentais na fisiologia celular, as
chamadas características do câncer, que em conjunto ditam o
fenótipo maligno. Seis delas são ilustradas na Figura 5-18:
• Autossuficiência nos sinais de crescimento
• Insensibilidade aos sinais inibidores de crescimento
• Evasão da morte celular
• Potencial ilimitado de replicação
• Desenvolvimento de angiogênese sustentada
• Capacidade de invadir e metastatizar
Acrescente-se a essa lista duas características “emergentes” de
câncer, reprogramação do metabolismo de energia e evasão ao
sistema imune, e duas características capacitantes, instabilida-
de genômica e inflamação promotora de tumor.
As mutações em genes que regulam algumas ou todas essas ca-
racterísticas são observadas em cada câncer; consequente-
mente, essas características formam a base da discussão a se-
guir sobre as origens moleculares do câncer.
As células cancerosas utilizam uma série de estratégias para
impulsionar sua proliferação e se tornar insensíveis aos regula-
dores do crescimento normal. Para apreciar esses fenômenos, é
relevante rever brevemente a sequência de eventos que carac-
terizam a proliferação celular normal. Sob condições fisiológi-
cas, a proliferação celular pode ser facilmente resolvida nas se-
guintes etapas:
1. Ligação de um fator de crescimento ao seu receptor específi-
co na membrana celular.
2. Ativação transitória e limitada do receptor do fator de cres-
cimento, que por sua vez ativa várias proteínas transdutoras de
sinal no folheto interno da membrana plasmática.
3. Transmissão do sinal transduzido através do citosol para o
Natália T5
núcleo por meio de segundos mensageiros ou de uma cascata
de moléculas de transdução de sinal.
4. Indução e ativação de fatores reguladores nucleares que ini-
ciam e regulam a transcrição do DNA.
5. Entrada e progressão da célula em um ciclo celular, acaban-
do por resultar em divisão celular.
Os mecanismos que dotam as células com a capacidade de se
proliferar podem ser agrupados de acordo com o seu papel na
cascata de transdução de sinal induzida por fator de crescimen-
to e na regulação do ciclo celular. De fato, cada uma das etapas
listadas é suscetível à corrupção em células cancerosas.
Fatores de crescimento -
Todas as células normais requerem estimulação por fator decrescimento para se submeter à proliferação. Os fatores de
crescimento mais solúveis são feitos por um tipo de célula e
agem sobre a célula vizinha para estimular a proliferação (ação
parácrina). Normalmente, as células que produzem fator de
crescimento não expressam o receptor cognato. Essa especifi-
cidade impede a formação de circuitos de feedback positivo
dentro da mesma célula.
• Muitas células cancerosas adquirem autossuficiência de cres-
cimento pela aquisição da capacidade de sintetizar os mesmos
fatores de crescimento aos quais são responsivas. Por exemplo,
muitos glioblastomas secretam fator de crescimento derivado
de plaquetas (PDGF) e expressam o receptor PDGF, e muitos
sarcomas produzem tanto o fator de transformação de cresci-
mento a (TGF-a) como o seu receptor. Circuitos autócrinos se-
melhantes são bastante comuns em muitos tipos de câncer.
• Outro mecanismo pelo qual as células cancerosas adquirem
autossuficiência é por interação com o estroma. Em alguns ca-
sos, as células tumorais enviam sinais para ativar as células
normais no estroma de suporte, o qual por sua vez produz fato-
res de crescimento que promovem o crescimento tumoral.
Receptores do Fator de Crescimento e Tirosina Quinases Não
Receptoras -
O grupo subsequente na sequência de transdução de sinal é o
de receptores do fator de crescimento, sendo identificados vá-
rios oncogenes que resultam de superexpressão ou mutação
dos receptores do fator de crescimento. Proteínas receptoras
mutantes liberam sinais mitogênicos contínuos para as células,
mesmo na ausência do fator de crescimento no ambiente. Mu-
tações mais comuns são as de superexpressão dos receptores
do fator de crescimento, que podem tornar as células cancero-
sas hiper-responsivas a níveis do fator de crescimento que nor-
malmente não deflagrariam a proliferação. Os exemplos mais
bem documentados de superexpressão envolvem a família do
receptor do fator de crescimento epidérmico (EGF). ERBB1, o
receptor EGF, é superexpresso em 80% dos carcinomas de cé-
lulas escamosas do pulmão, 50% ou mais dos glioblastomas e
em 80-100% dos tumores epiteliais de cabeça e pescoço.
Proteínas Transdutoras de Sinal a Jusante -
Um mecanismo relativamente comum, pelo qual as células
cancerosas adquirem autonomia de crescimento, é o de muta-
ções em genes codificadores de vários componentes das vias
de sinalização a jusante dos receptores do fator de crescimen-
to. Essas proteínas sinalizadoras acoplam-se ao fator de cresci-
mento ativado e o transmitem ao núcleo, seja por meio de se-
gundos mensageiros ou de cascata de fosforilação e ativação
das moléculas de transdução de sinal. Dois membros importan-
tes nessa categoria são RAS e ABL. Cada um deles é discutido
brevemente a seguir.
Proteína RAS: RAS é o proto-oncogene mutado com mais fre-
quência nos tumores humanos. De fato, aproximadamente 30%
de todos os tumores humanos contêm versões mutadas do gene
RAS e a frequência é até maior em alguns cânceres específicos
(p. ex., adenocarcinomas de pâncreas e cólon).
• RAS é membro de uma família de pequenas proteínas G que
ligam nucleotídeos de guanosina (guanosina trifosfato [GTP] e
difosfato de guanosina [GDP], semelhante às grandes proteí-
nas G trimoleculares.
• Proteínas RAS normais oscilam entre um estado transmissor
de sinal excitado e um estado quiescente. As proteínas RAS
são inativas quando ligadas à GDP; a estimulação de células
por fatores de crescimento, como EGF e PDGF, leva à troca de
GDP por GTP e a alterações subsequentes de conformação que
geram RAS ativa (Fig. 5-19). Mas esse estado emissor excita-
do de sinal tem vida curta porque a atividade intrínseca da gua-
nosina trifosfato (GTPase) do RAS hidrolisa GTP para GDP,
liberando um grupo fosfato e retornando a proteína ao seu esta-
do ligado à GDP quiescente. A atividade de GTPase da proteí-
na RAS ativada é magnificada drasticamente por uma família
de proteínas ativadoras de GTPase (GAPs), que age como
freios moleculares impedindo a ativação descontrolada de
RAS por favorecerem a hidrólise de GTP para GDP.
• A RAS ativada estimula os reguladores a jusante da prolifera-
ção por duas vias distintas que convergem no núcleo e o inun-
dam com sinais de proliferação celular. Embora os detalhes
das cascatas de sinalização (algumas das quais são ilustradas
na Fig. 5-19) a jusante de RAS não sejam discutidos aqui, um
ponto importante é que a ativação das mutações desses “men-
sageiros” para o núcleo pode simular os efeitos promotores de
crescimento de RAS ativada. Por exemplo, BRAF, que se situa
na chamada via RAF/ERK/MAP quinase, sofre mutação em
mais de 60% dos melanomas. Também ocorrem mutações de
PI3 quinase na via PI3K/AKT com muita frequência em al-
guns tipos de tumor. De fato, parece que as mutações ativado-
ras de RAS, assim como suas moléculas sinalizadoras a jusan-
te, são muito comuns em ampla variedade de tumores.
A proteína RAS é ativada com mais frequência por mutações
pontuais em resíduos de aminoácidos que estão dentro da bol-
sa de ligação à GTP ou na região enzimática essencial para
hidrólise de GTP. Ambos os tipos de mutações interferem na
hidrólise de GTP, que é essencial para inativar RAS. RAS é en-
tão capturada em sua forma ativada ligada à GTP, e a célula é
forçada a um estado de contínua proliferação.
ABL: Além de RAS, várias tirosina quinases associadas a não
receptores funcionam como moléculas transdutoras de sinais.
Nesse grupo, ABL é a de maior definição em relação à carci-
nogênese.
• O proto-oncogene ABL tem atividade de tirosina quinase que
é deprimida por domínios reguladores negativos internos. Na
leucemia mielógena crônica e em certas leucemias agudas,
uma parte do gene ABL transloca-se de seu domicílio normal
no cromossomo 9 para o cromossomo 22, onde se funde com
parte do gene (BCR) da região do grupo do ponto de interrup-
ção. A proteína híbrida BCR-ABL mantém o domínio da tiro-
sina quinase, os autoassociados do domínio BCR, uma proprie-
dade que desencadeia a atividade constitutiva da tirosina qui-
nase. É interessante que ocorre um diálogo entre as vias BCR-
ABL e RAS, uma vez que a proteína BCR-ABL ativa todos os
sinais que estão a jusante de RAS.
Natália T5
Fatores de Transcrição Nuclear -
Finalmente, todas as vias de transdução de sinal entram no nú-
cleo e causam impacto sobre um grande banco de genes res-
pondedores que orquestram o avanço ordenado das células
através do ciclo mitótico. Na verdade, a consequência final da
sinalização através das oncoproteínas, como RAS ou ABL, é
inadequada e continua a estimulação de fatores de transcrição
nucleares que impulsionam a expressão dos genes promotores
do crescimento. Assim, a autonomia do crescimento pode ser
uma consequência de mutações que afetam os genes regulado-
res da transcrição do DNA. Grande número de oncoproteínas,
incluindo os produtos dos oncogenes MYC, MYB, JUN, FOS
e REL, funciona como fatores de transcrição reguladores da
expressão dos genes promotores de crescimento, como as cicli-
nas. Destes, o gene MYC está envolvido com mais frequência
nos tumores humanos.
A proteína MYC pode ativar ou reprimir a transcrição dos ou-
tros genes. Aqueles ativados por MYC incluem os vários ge-
nes promotores de crescimento, incluindo as quinases depen-
dentes de ciclinas (CDKs), cujos produtos impulsionam as cé-
lulas para dentro do ciclo celular (discutido a seguir). Os genes
reprimidos por MYC incluem os inibidores de CDK (CDK1s).
Assim, desregulações de MYC promovem a tumorigênese por
meio de aumento da expressão dos genes que promovem a pro-
gressão através do ciclo celular e reprimem genes que tornam
lenta ou impedem a progressão através do ciclo celular. MYC
também é um regulador-chave do metabolismo intermediário,
fazendo a regulação crescente dos genes que promovem a glic-
ólise aeróbica (o chamado efeito de Warburg, descrito poste-
riormente) e maior utilização de glutamina, duas alterações
metabólicas características das células cancerosas.
Ciclinas e Quinases Dependentes de Ciclina -
O resultado final detodos os estímulos promotores de cresci-
mento é a entrada de células quiescentes no ciclo celular. Os
cânceres podem se tornar autônomos se os genes impulsiona-
dores do ciclo celular se tornarem desregulados por mutações
ou amplificação.
Alterações nas Proteínas de Controle do Ciclo Celular em Cé-
lulas Cancerosas -
Com esse histórico é fácil avaliar que as mutações que desre-
gulam a atividade de ciclinas e CDKs favorecem a proliferação
celular. De fato, todos os cânceres parecem ter lesões genéticas
que incapacitam o ponto de controle G1-S, provocando a reen-
trada das células na fase S.
• Os contratempos que aumentam a expressão de ciclina D ou
CDK4 parecem ser um evento comum na transformação neo-
plásica. Os genes da ciclina D são superexpressos em muitos
cânceres, incluindo os que afetam a mama, o esôfago, o fígado
e um subgrupo de linfomas e tumores de plasmócitos. A ampli-
ficação do gene CDK4 ocorre em melanomas, sarcomas e glio-
blastomas. Também ocorrem mutações que afetam as ciclinas
B e E e outras CDKs, mas são muito menos frequentes que
aquelas que afetam a ciclina CDK4.
• As CDK1 frequentemente são incapacitadas por mutação ou
silenciamento de gene em muitas malignidades humanas.
Consideração final importante em uma discussão sobre os si-
nais promotores do crescimento é que a produção aumentada
de oncoproteínas por si só não leva à proliferação sustentada
de células cancerosas. Há dois mecanismos embutidos, a se-
nescência celular e a apoptose, que se opõem ao crescimento
celular mediado por oncogene. Como se discutirá posterior-
mente, os genes que regulam esses dois mecanismos de freio
devem ser desabilitados para permitir a ação sem oposição dos
oncogenes.
Resumo -
Proto-oncogenes: genes celulares normais cujos produtos
promovem a proliferação celular.
Oncogenes: versões mutantes ou suprexpressas de proto-on-
cogenes que funcionam de maneira autônoma sem necessi-
dade de sinais promotores de crescimento normais.
As oncoproteínas promovem a proliferação descontrolada
de células por meio de vários mecanismos:
• Expressão independente de estímulo do fator de cresci-
mento e de seu receptor, estabelecendo um circuito autócri-
no de proliferação celular.
 Receptor PDGF-PDGF em tumores cerebrais.
• Mutações em genes codificadores dos receptores do fator
de crescimento ou tirosinas quinases que levam à sinaliza-
ção constitutiva.
 Membro da família de receptor EGF, incluindo
HER2/NEU (mama, pulmão e outros tumores).
 A fusão da tirosina quinase ABL com a proteína BCR em
certas leucemias gera uma proteína híbrida com atividade
de quinase constitutiva.
• Mutações em genes codificadores das moléculas de sinali-
zação.
 RAS geralmente sofrem mutação nos cânceres humanos
e normalmente oscilam entre um estado de repouso ligado à
Natália T5
GDP e um estado ativo ligado à GTP; as mutações blo-
queiam a hidrólise de GTP para GDP, levando à sinalização
não verificada.
• Superprodução ou atividade desregulada dos fatores de
transcrição.
 A translocação de MYC em alguns linfomas leva à supe-
rexpressão e à expressão desregulada de seus genes-alvo
que controlam o ciclo e a sobrevivência celular.
• Mutações que ativam os genes da ciclina ou inativam os
reguladores negativos das ciclinas e as quinases dependen-
tes de ciclina.
 Complexos de ciclinas com CDKs impulsionam o ciclo
celular por meio da fosforilação dos vários substratos. As
CDKs são controladas por inibidores; as mutações nos ge-
nes codificadores das ciclinas, CDKs e inibidores de CDKs
resultam em progressão descontrolada do ciclo celular. Tais
mutações são encontradas em ampla variedade de cânceres,
incluindo melanomas, cânceres de cérebro, pulmão e pân-
creas.
Insensibilidade aos Sinais Inibidores do Crescimento -
Isaac Newton teorizou que toda ação tem uma reação oposta
equivalente. Embora Newton não fosse um biólogo do câncer,
sua formulação se aplica ao crescimento celular. Enquanto os
genes codificam proteínas que promovem o crescimento celu-
lar, os produtos dos genes supressores de tumor aplicam freios
à proliferação celular. A quebra de tais genes torna as células
refratárias à inibição de crescimento e simula os efeitos promo-
tores de crescimento dos oncogenes. A discussão a seguir de-
screve os genes supressores de tumor, seus produtos e possí-
veis mecanismos pelos quais a perda de sua função contribui
para o crescimento celular desregulado.
Gene RB:
Governador do Ciclo Celular É útil começar com o gene do re-
tinoblastoma (Rb), o primeiro gene supressor de tumor a ser
descoberto e, de fato, um representante prototípico. Como
ocorre em muitos avanços na medicina, a descoberta dos genes
supressores de tumor se deu no estudo de uma doença — nesse
caso, retinoblastoma, um tumor incomum da infância. Aproxi-
madamente 60% dos retinoblastomas são esporádicos e os re-
manescentes são familiares, sendo a predisposição ao desen-
volvimento do tumor transmitida como característica autossô-
mica dominante. Por conta de ocorrência familiar e esporádica
de um tumor idêntico, Knudson, em 1974, propôs sua agora fa-
mosa hipótese de duas mutações (two-hit), que em termos mo-
leculares pode ser expressa como segue:
• Duas mutações (hits) são necessárias para produzir retino-
blastoma. Elas envolvem o gene RB que foi mapeado para o
lócus cromossômico 13q14. Ambos os alelos normais do lócus
RB devem ser inativados (por isso, dois hits) para o desenvol-
vimento de retinoblastoma
• Em casos familiares, as crianças herdam uma cópia defeituo-
sa do gene RB na linhagem germinativa; a outra cópia é nor-
mal. O retinoblastoma desenvolve-se quando o gene RB nor-
mal se perde nos
retinoblastos em
consequência de
mutação somática.
Como, nas famíli-
as com retinoblas-
toma, é necessária
apenas uma única
mutação somática
para a expressão
da doença, a trans-
missão familiar se-
gue um padrão de
herança autossô-
mico dominante.
• Em casos esporá-
dicos, ambos os
alelos RB normais
se perdem por mu-
tação somática em
um dos retinoblas-
tos. O resultado fi-
nal é o mesmo:
uma célula retinia-
na que perdeu am-
bas as cópias nor-
mais do gene RB
se torna cancero-
sa.
Embora a perda de
genes RB normais
tenha sido descoberta inicialmente em retinoblastomas, agora é
evidente que a perda homozigótica desse gene é uma caracte-
rística bastante comum de vários tumores, incluindo câncer de
mama, câncer de pulmão de células pequenas e câncer de bexi-
ga. Os pacientes com retinoblastoma familiar também estão
em risco bem maior de desenvolvimento de osteossarcomas e
alguns dos sarcomas de tecido mole.
Neste ponto, algum esclarecimento de terminologia é válido:
Natália T5
uma célula heterozigótica no lócus RB não é neoplásica. Os tu-
mores se desenvolvem quando a célula perde sua cópia de ge-
ne RB normal e, assim, se torna homozigótica para o alelo mu-
tante.
Em tese, os sinais anticrescimento podem impedir a prolifera-
ção celular por vários mecanismos complementares. O sinal
pode causar divisão das células para entrar em G0 (quiescên-
cia), onde eles permanecem até que pistas externas estimulam
sua reentrada no pool proliferativo. De modo alternativo, as cé-
lulas podem entrar em um pool pós-mitótico diferenciado e
perdem o potencial replicativo. A senescência não replicativa,
mencionada anteriormente, é outro mecanismo de escape de-
corrente do crescimento celular contínuo. E, como último re-
curso, as células podem ser programadas para a morte por
apoptose. Como se verá, os genes supressores de tumor pos-
suem todos esses “truques” em sua caixa de ferramentas para
impedir células obstinadas de se tornarem malignas.
• Os genes supressores de tumor codificam proteínas que
inibem a proliferação celular mediante regulação do ciclo
celular. Ao contrário dos oncogenes, ambas as cópias do ge-
ne devem estar disfuncionais para que ocorra o desenvolvi-
mento tumoral.
• Em casos com predisposição familiar ao desenvolvimento
de tumores, as pessoas afetadas herdam uma cópia defeituo-
sa (não funcional) de um gene supressor de tumor e perdem