Genética do Câncer

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AGENDA 
• Introdução 
• Base genética do cancer 
• Neoplasias hereditárias 
• Aplicação da genômica – diagnóstico, prognóstico e 
terapia 
INTRODUÇÃO 
• Neoplasia: processo patológico caracterizado por uma 
proliferação celular descontrolada que resulta numa massa 
ou tumor (neoplasma) 
• Câncer: formas mais agressivas de neoplasia 
• Tumores → massa compacta de células anormais em 
crescimento contínuo. Pode ser benigno ou maligno 
(invadir tecidos vizinhos, disseminar em locais distantes → 
câncer) 
• A integridade de um tecido depende do controle/ 
equilíbrio entre proliferação e morte celular. Isso 
depende da sinalização intra e extra celular. Quando esse 
equilíbrio é perdido ocorre a formação de tumor. 
• O que é câncer? 
➔ Coleção de distúrbios que compartilham a 
característica comum de crescimento celular 
descontrolado. 
➔ Proliferação celular anormal e invasiva 
➔ O câncer é, em essência, uma doença genética 
• A revista com maior fator de impacto atualmente é a 
cancer jornal for clinicians 
• O câncer não é uma doença única, mas pode ser encontrado 
em muitas formas e graus de malignidade. Podem ser 
classificados de acordo com o tecido primário: 
Carcinoma: tumores do tecido epitelial 
Adenocarcinoma: tecido glandulares 
Sarcoma: tumores do tecido conjuntivo 
Linfoma: tumores do tecido linfático 
Leucemia: tumores dos órgãos hematopoiéticos 
Glioma: tumores das células da glia do sistema nervoso 
central 
Teratoma: tumor misto 
QUAL A IMPORTÂNCIA DO CÂNCER EM 
SAÚDE? 
INCIDÊNCIA 
• 8 milhões de mortes/ano estão relacionadas com câncer 
(13% todas as mortes no mundo) 
• Uma a cada 4 mortes está relacionada com câncer 
• 80 bilhões de dólares por ano são gastos com cuidado de 
saúde nos EUA devido ao câncer 
BASE GENÉTICA DO CÂNCER 
CONSIDERAÇÕES GENÉTICAS 
• Alterações genéticas do controle do ciclo celular são a 
base da carcinogênese 
• Produzir câncer em animais e cultura celular → 
danificando os genes do controle do ciclo, percebeu a sua 
influência no câncer 
• Maioria dos eventos genéticos ocorrem em células 
somáticas 
➔ pode ser influenciados por carcinógenos 
➔ não são hereditários (mutações somáticas) – acúmulo 
de mutações 
• Mutações em células germinativas → predisposição ao 
câncer 
➔ Câncer familiares são mais raros 
➔ Um alelo mutante é o primeiro passo para 
desenvolvimento do tumor 
 
 
 
• O câncer possui um modelo de herança complexo → um conjunto de genes atuam para poder desenvolver um câncer 
MUTAÇÕES GÊNICAS “CONDUTORAS OU ATIVADORAS” E “PASSAGEIRAS” 
• Sequenciamento do genoma e expressão de RNA possibilitam entendimentos das origens do câncer The Cancer Genome Atlas 
(mutações, modificações epigenética e perfis de expressão) 
• Existem dois tipos de mutações: 
a. Mutações Passageiras: maioria parece ser aleatórias, não é recorrente em tipos específicos de câncer, ocorre a medida do 
desenvolvimento do câncer 
b. Mutações Condutoras: mutações muito frequentes, recorrente em tecidos específicos, desenvolvimento ou progressão do 
câncer 
• Os conhecimentos elementares do aspecto genético possibilitam: identificação de mutações condutoras, genes envolvidos nas 
diferentes etapas da carcinogênese, desenvolvimento de novas terapias e silenciamento gênico 
ESPECTRO DAS MUTAÇÕES GÊNICAS CONDUTORAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Cromossomo Philadelphia: ocorre translocação entre o 
cromossomo 9 e o cromossomo 22. Isso produz o 
cromossomo Philadelphia (produto gênico) que forma uma 
proteína quimérica com atividade aumentada → faz com que 
o controle do ciclo celular seja perdido e a taxa de proliferação 
celular aumente. É uma das principais causas da Leucemia 
Mieloide Crônica. Um dos fármacos usados no tratamento 
faz justamente o sequestro dessas proteínas. 
- A translocação t(9q;22q) resulta na fusão do proto-
oncogene ABL do cromossomo 9 com o gene BCR do 
cromossomo 22. A proteína de fusão é uma molécula 
híbrida que permite que a célula escape do controle do 
ciclo celular, contribuindo para o desenvolvimento dessa 
leucemia 
 
AS FUNÇÕES CELULARES DOS GENES 
CONDUTORES 
• Classe de genes condutores mutados no câncer: 
GENES ESPECÍFICOS NA PROLIFERAÇÃO CELULAR 
OU APOPTOSE 
GENES ESPECÍFICOS NA INTEGRIDADE DO DNA OU 
EXPRESSÃO GÊNICA 
Regulação do ciclo celular 
Integridade do genoma (reparo do DNA, mutação, estabilidade 
telomérica, segregação cromossômica) 
Proteínas checkpoint do ciclo celular 
Expressão gênica: metabólitos anormais que afetam vias gênicas 
Sinalização da proliferação celular (FT, tirosina quinase e 
receptores, fator de crescimento, etc) 
Expressão gênica; modificações epigenéticas do DNA 
(metilação do DNA, metilação e acetilação de histonas, 
remodelagem do nucleossomo) 
Diferenciação e sobrevivência da linhagem 
Expressão gênica: alterações pós-transcricionais (miRNA, 
splicing aberrante de RNAm) 
Apoptose 
Expressão gênica: estabilidade/ turnover de proteínas 
 
 
 
 
 
 
 
PROTO-ONCOGENES E ONCOGENES (TERMO MAIS ATUAL) 
• Genes normais: regulam o crescimento celular e a 
diferenciação normal 
• 1 alelo mutante é suficiente para ativação 
• Exemplos: 
1. Receptores de fatores de crescimento 
(ERBB) 
2. Transdução de sinais (ABL1, RASM RAF) 
3. Reguladores transcricionais (JUS, FOS, 
ERBA) 
4. Regulares negativos de apoptose (BCL2) 
• Proto-oncogenes (normal) → oncogenes ou 
oncogenes ativados = genes anormais com níveis 
excessivos de atividade 
 
TELOMERASE COMO ONCOGENE 
• Importância na replicação do DNA – telomerase 
(transcriptase reversa) 
• A cada divisão celular a atividade das 
telomerases declinam 
• Telômeros diminuem (cerca de 35 pares de base 
por divisão)→ levam a apoptose 
• Células cancerígenas são imortalizadas por 
aumento da atividade das telomerases 
➔ Mutações nos genes TERT e TERC: faz 
com que a telomerase fique ativa e não 
perca a sua ação em células cancerígenas, 
isto é, faz com que as células não sofram 
apoptose, favorecendo a proliferação celular e desequilíbrio na diferenciação celular 
 
 
 
➔ Translocação ativa os genes ERT e TERC (insere promotor) 
GENES SUPRESSORES TUMORAIS 
• Genes normais reprimem a divisão celular e ativam a apoptose. A ausência ou deficiência da proteína supressora de tumor 
leva ao descontrole do ciclo celular. Por deleção ou mutação pontual, sua função pode ser perdida ou alterada 
• Divididos em: 
1. Genes protetores (qatekeepers): regulam diretamente o ciclo celular (RB1, TOP53, WT, APC) 
2. Genes de manutenção (caretakers): reparam danos no DNA e evitam instabilidade gênica (BRCA1, BRCA2, MMR) 
→ Proteínas que regulam ou inibem a progressão do ciclo celular: CDKN2A (p16) 
→ Receptores de hormônios secretados: TGFb 
→ Proteínas do checkpoint: p53, pRb, CDKN2A, ARF 
→ Proteínas que promovem a apoptose: p53 
• Para que tenha uma inatividade desses genes (perda da expressão proteica) é preciso que os dois alelos estejam 
comprometidos, o que é diferente dos oncogenes (precisa de apenas 1 alelo alterado para que já tenha alteração) 
TP53 – FATOR DE TRANSCRIÇÃO P53 
• O gene TP53 codifica um fator de transcrição uclear, 
denominado p53, qe intervém no ciclo celular, 
interrompendo-o na fase G1 quando há qualquer dano na 
sequência de DNA, a fim de que esse dano seja reparado. 
Se o dano não for reparado, o gene induzirá a ativação do 
mecanismo de apoptose 
• Nas células normais, o nível da p53 ativada é muito baixo, 
devido à atividade de outra proteína nuclear humana 
chamada MDM2 (denominação originada da proteína 
murídea Mdm2, de murine doble minute 2), que é um 
importante regulador negativo da proteína p53. Para 
funcionar como fator de transcrição, a p53 tem de ser 
ativada por fosforilação e depois por acetilação, mas a 
MDM2 liga-se à p53, impedindo a fosforilação e os 
passos seguintes de sua ativação. Além disso, a MDM2 
desloca-se continuamenteentre o núcleo e o citoplasma, e 
nesse processo exporta a p53 continuamente do núcleo, para 
ser degradada pelo proteossomo no citoplasma 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Perda do controle do dano de DNA: quando as células são tratadas com agentes que danificam o DNA, algumas param em G1 e 
outras em G2. O sinal desse dano é percebido e transmitido, causando ativação da p53 por proteinoquinases e acetilases, o que 
suprime o efeito inibidor da MDM2 
• Perda do controle da apoptose: se o dano for grave (ativação de oncogene ou inativação de um gene supressor de tumor), a célula 
inicia a apoptose ou morte celular programada. Os tumores que afetam os tecidos parecem surgir de uma única célula geneticamente 
anormal que escapou do programa da apoptose. A morte celular programada reduz o número de mutações transmitidas à próxima 
geração, inclusive a qu ocorrem nos genes causadores de câncer 
➔ Existe também evidência de que a proteína p53 provoca o aumento da permeabilidade das mitocôndrias, resultan do na 
liberação da enzima mitocondrial citocromo c, que desencadeia a apoptose. Como fator de transcrição, a p53 também ativa a 
rota da apoptose, promovendo a transcri ção, entre outros, do gene BAX e inibindo a transcrição de BCL2 
• Qualquer tipo de estresse pode causar aumento da atividade da p53, como redução de oxigênio, dano do DNA e redução de 
trifosfatos de nucleotídeos. Isso leva a modificação pós-traducional da p53 e de outras proteínas por acetilação, fosforilaçõa, etc. 
Por consequência, ocorre aumento dos níveis de atividade da p53 ativando por transcrição os genes da via de apoptose (morte 
celular mediante a síntese de BAX, APAF1, miRNA34), via de angiogênese e metástase (inibição da angiogênese e da metástase 
mediante síntese de maspin) e da via de interrupção/ reparo ( interrupção mediante síntese de p21, GADD45, 14-3-3alfa, 
miRNA34). A p53 pode influenciar em muitos outros genes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FATORES EPIGENÉTICOS E CÂNCER 
METILAÇÃO DO DNA 
• Está relacionada ao silenciamento de genes, ocorrendo em 70 a 80% nas ilhas CpG (regiões ricas em citosina e guanina) que 
estão localizadas nos promotores de genes supressores de tumor. 
• As células cancerosas apresentam também alterações na metilação do DNA, sendo esta menos frequente do que nas células 
normais. Por outro lado, os promotores de alguns genes tornam-se hipermetilados nas células cancerosas. Essas mudanças 
resultam, aparentemente, na liberação da transcrição de genes que estariam silenciosos nas células normais, como os proto-
oncogenes, que poderiam se transformar em oncogenes. Concomitantemente, essas alterações resultam na transcrição de genes 
que normalmente regulariam funções eficientes de reparo do DNA, controle do ciclo celular e diferenciação celular. 
• Situadas perto dos sítios de início de transcrição – importância na regulação gênica 
• DNA metilado: inativação do cromossomo X, papel do desenvolvimento embrionário, imprinting genômico (< 1 % genes), 
sequências repetitivas (proteção – movimento dos transposons) → repressão da transcrição 
ACETILAÇÃO DAS HISTONAS 
➔ As histonas modificadas funcionam como sítios de fixação para proteínas modificadoras do DNA e o DNA metilado 
liga-se às proteínas remodeladoras da cromatina 
ATIVAÇÃO DA TRASNCRIÇÃO → MUTAÇÃO → PODE ATIVAR ONCOGENES NO CÂNCER 
• Histona acetiltransferase (HAT) – acetilação das hitonas 
• Aumento da expressão afrouxa a associação de DNA e histonas 
• Quinases – fosforilam aa específicos da histona 
 
 
 
• Acentuassomo recruta a HAT e expõe a região promotora 
REPRESSÃO DA TRANSCRIÇÃO →MUTAÇÃO → REPRESSÃO DE GENES SUPRESSORES TUMORAIS 
• Histona desacetilases (DAC) – desacetilação 
• Histona metiltransferase – metilação 
INTERFERÊNCIA POR MICRO RNA 
• miRNA atuam em RNAs → degradam esses RNAs que estão aumentados, silenciamento de genes → TECIDO NORMAL 
• quando há uma alteração nos miRNA pode-se tirar de cena genes supressores tumorais → CÂNCER 
 
• TERAPIA COM miRNA → podem ser usados para degradas oncogenes 
CONSIDERAÇÕES AMBIENTAIS 
• Os principais fatores de risco para o desenvolvimento do câncer são substâncias químicas, radiações e vírus. A maioria das 
substâncias mutagênicas são carcinogênicas 
• Alterações genéticas do controle do ciclo celular são a base da carcinogênese 
• A frequência e as consequências das mutações podem ser alteradas por fatores ambientais 
 
 
 
 
• Tabagismo: câncer de pulmão, boca, laringe, faringe, 
esôfago, pâncreas, rim bexiga e colo de útero 
➔ Talvez o carcinógeno mais significativo em nosso 
ambiente seja a fumaça do tabaco, que contém 
diversos produtos químicos causadores de câncer. 
Os epidemiologistas estimam que cerca de um terço 
das mortes por câncer humano está associado ao 
tabagismo. Além do câncer, o tabaco pode causar 
outras doenças pulmonares, como a asma, o 
enfisema pulmonar e a doença pulmonar obstrutiva 
crônica. 
• Alcoolismo + tabaco: aumente do risco de câncer da 
cavidade bucal, es6ofago, faringe e laringe supraglótica 
• Hábitos alimentares: alimento riscos e gordura e 
alimento em conserva e defumados → câncer e mama, cólon (intestino grosso), reto, próstata, esôfago e estômago 
• Fatores ocupacionais: benzeno (carvão e tintas e colas) → leucemias 
• Radiação solar: radiação ultra-violeta natural (sol) → câncer e pele 
• Infecções (vírus, platelmintos) 
FATORES QUE DIMINUEM OS RISCOS DE CÂNCER 
➔ Aprender a reconhecer os sinais de alerta sobre o câncer 
➔ Fazer exercícios regularmente Ingestão frequente de fibras e vegetais crucíferos (brócolis, couve-flor, espinafre, etc.) 
➔ Limitar a exposição à luz solar 
➔ Limitar a ingestão de lipídeos 
➔ Não beber álcool ou fazê-lo com moderação 
➔ Não fumar Evitar o sobrepeso ou a obesidade 
VÍRUS E CÂNCER 
• 15% dos cânceres estão associados a 
vírus → exemplo Human Papilloma 
Virus (HPV), é um vírus de DNA→ 
aumenta a produção de proto-
oncogenes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NEOPLASIAS HEREDITÁRIAS 
• Maioria de paciente com câncer (90%): a mudança genética ocorre durante a vida, mutação localizada nas células somáticas, 
dois eventos de mutação, nenhum padrão genealógico 
• O câncer hereditário atinge a minoria dos pacientes com câncer (10%): todas as células carregam mutação “linha 
germinativa”, segunda mutação observada no tumor, presença de hereditariedade, cânceres múltiplos no mesmo indivíduo, 
cânceres jovens 
• Algumas das características clínicas associadas ao câncer hereditário incluem: idade precoce na época do diagnóstico, múltiplas 
neoplasias em um mesmo indivíduo, muitos membros de uma mesma família apresentando igual tipo de neoplasia ou neoplasias 
relacionadas, e múltiplas gerações afeta 
• > 300 síndromes no OMIM (online mendelian inheritance in man) 
• Neopladia de hrença multifatorial X neoplasias de herança monogênica (decorrente de um único gene mutante com alta 
penetrância) 
 
 
 
CÂNCER DE MAMA – BRCA1 E BRCA2 (SUPRESSORES TUMORAIS) 
• Codificam proteínas nucleares contidas em um mesmo complexo multiproteico, as quais são responsáveis pela manutenção da 
integridade genômica, regulando o reparo do DNA, a transativação transcricional e o ciclo celular. Esses genes são ativados nas 
fases G1 e S do ciclo celular. Quando mutados, predispõem ao aparecimento de câncer de mama e de ovário, que tanto podem ter 
caráter esporádico quanto hereditário 
• 5 a 10% é hereditário 
• 10 a 15% é familiar 
• 80 % é esporádico (2/3 as mutações do BRCA1 e 2) 
• BRCA1 1500 mutações 
• BRCA2 1800 mutações 
NEOPLASIAS DE HERANÇA MULTIFATORIAL 
• Participação de vário genes (poligênico) no distúrbio genético 
• Cada gene e/ou fator ambiental tem pequeno efeito no fenótipo: genes individuais seguem os princípios mendelianos 
• Padrão de herança da DOENÇA = não mendeliano 
• Mais frequente nas famílias do que na população geral (agregação familiar):os familiares de indivíduos afetados compartilham 
maior proporção de informações genéticas e exposições ambientai do que na população 
APLICAÇÃO DA GENÔMICA – DIAGNÓSTICO, PROGNÓSTICO E TERAPIA 
• Testes genéticos do câncer na prática para rastreio 
1. Terapia de supressão do gene tumoral (TSGT), objetivando matar a célula ou alterar seu padrão de cres cimento, 
comportamento, capacidade de invasão e disseminação metastática 
2. Terapia do gene suicida, que consiste na transdução de um gene que transforma uma pró-droga atóxica em uma substância 
tóxica. Algumas pesquisas estão analisando a capacidade de genes da E. coli em ativar certos quimioterápicos. Alguns genes 
do vírus da herpes também parecem ser úteis na fosforilação do ganciclovir, causando inibição da síntese de DNA. Essa 
estratégia tem sido aplicada no tratamento de tumores cerebrais localizados, metástases hepáticas, me tástases peritoneais e 
mesoteliom 
3. Terapia genética imunomoduladora, que consiste em um método para induzir uma resposta imune contra as lesões 
metastáticas. Injeta-se na pele do paciente uma suspensão de células tumorais irradiadas gene ticamente modificadas, que 
estimulam uma resposta imune sistêmica contra antígenos tumorais específicos 
• Atualmente, são poucas as terapias que utilizam os conhecimentos epigenéticos no tratamento do câncer; por exemplo, as que se 
utilizam de nucleosídeos análogos aos do DNA, como a substância azacitidina, um análogo a nucleosídeos que se incorpora no 
DNA em replicação inibindo a metilação e reativando os genes previamente silenciados. Essa terapia está em estudo, em especial 
para doenças em que ocorre hipermetilação de genes, como as síndromes mielodisplásicas e as leucemias