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A Genética do Câncer Autor: Rafael Pereira de Freitas 1 Sumário I. O câncer é um grupo de doenças caracterizado pela proliferação celular; II. Mutações em vários tipos de genes contribuem para o câncer; III. As mudanças epigenéticas estão frequentemente associadas com o câncer; IV. O câncer colorretal surge em decorrência de mutações sequências de vários genes; V. Mudanças no número e na estrutura do cromossomo estão frequentemente associadas com câncer; VI. Os vírus que estão associados com alguns cânceres. 2 I. O câncer é um grupo de doenças caracterizado pela proliferação celular; 3 Introdução • O câncer é um grupo heterogêneo de distúrbios caracterizados por células que não respondem aos controles normais e acabam roubando os nutrientes de tecidos saudáveis. 4 5 Formação do tumor ● Em uma célula do câncer, um ou mais sinais são comprometidos, o que faz com que as células prolifere em uma taxa absolutamente alta; ● À medida que perdem sua resposta a controles normais, essas células gradualmente perdem seu formato e limites regulares, consequentemente formando uma massa distante de células anormais. 6 Formação do tumor ● Se as células do tumor permanecem localizadas, o tumor é considerado BENIGNO; ● Se as células invadem outros tecidos, o tumor é considerado MALIGNO; ● As células que se deslocam para outros locais do corpo, onde estabelecem tumores secundários sofrem METÁSTASE. 7 Evidências genéticas do câncer As observações iniciais sugeriram que o câncer poderia resultar de um dano genético. 1. Muitos agentes, como a radiação ionizante e substâncias químicas; 2. Alguns cânceres estão associados com anomalias cromossômicas específicas; 3. Alguns tipos específicos de cânceres tendem a ocorrer em determinadas famílias. 8 Modelo de multietapas de Knudson para o câncer ● Em 1971, Alfred Knudson propôs um modelo para explicar a base genética do câncer; ● Estudos sobre retinoblastoma; ● Propôs que o retinoblastoma resulta de dois defeitos genéticos separados; ● Knudson sugere que o câncer é o resultado de um processo de várias etapas que requer várias mutações; ● “Hipótese dos dois eventos”. 9 10 Evolução clonal dos tumores ● O câncer começa quando uma única célula sofre uma mutação que faz com que ela se divida em uma taxa rápida e anormal; ● A célula prolifera, dando origem a um clone de células; ● mutação adicional que surge em algumas das células do clone; ● Foi descoberto que os genes que regulam o reparo do DNA sofreram mutação nas células de cânceres avançado. 11 12 Papel dos fatores ambientais no câncer ● A maioria dos cânceres não é herdada; ● O papel dos fatores ambientais no câncer é sugerido por diferenças na incidência de cânceres específicos pelo mundo; ● Resultados dos estudos mostram que populações migratórias incorporam a incidência de câncer de seu país de chegada; ● Japão e Havaí; ● Fatores ambientais podem interagir com predisposições genéticas ao câncer. 13 14 II. Mutações em vários tipos de genes contribuem para o câncer; ● Alterações genéticas contribuem para o câncer; ● Foram identificados mais 350 genes humanos suscetíveis a mutação que podem causar câncer; ● Estimam-se que muito mais genes podem sofrer mutações. 15 Oncogenes e genes supressores de tumor ● Moléculas que estimulam ou inibem a divisão celular: ● Freio / Acelerador ● Oncogene; ● Genes supressores de tumor. 16 17 18 ● Mutação nos genes que controlam o ciclo de divisão: ○ Processos que regulam a divisão apenas quando necessário. ● Vias de transdução de sinal: ○ Moléculas fora da célula produzem respostas intracelulares; ○ Provoca uma cascata de reações intracelulares; ○ Os efeitos podem causar câncer. 19 Mutações em vários tipos diferentes de genes contribuem para o câncer 20 Genes de reparo do DNA ● O câncer surge a partir do acúmulo de mutações em uma única célula. ● Possíveis fontes das altas taxas de mutação: 1) Taxa de erros durante e após a replicação; 2) Eficiência que esses erros são reparados - DNA polimerases e outras proteínas. ● Defeitos nos genes do sistema de reparo estão associados com vários tipos de cânceres, como colorretal, endometrial e gástrico. 21 Genes que regulam a telomerase ● Ativação inadequada da enzima telomerase contribui para o progresso do câncer; ● Mutação nas sequências que regulam a expressão do gene da telomerase: a enzima é expressa e a célula se divide indefinidamente; ● Contribui para o desenvolvimento do CA mas não para o seu progresso. 22 Genes que promovem a vascularização e disseminação dos tumores ● Angiogênese: novos vasos levando oxigênio e nutrientes para os tumores; ● Genes são superexpressos; ● Inibidores estão inativos ou sub-expressos. 23 24 III. As mudanças epigenéticas estão frequentemente associadas com o câncer; ● Mudanças epigenéticas são alterações na estrutura da cromatina, que afetam sua expressão gênica - observado em muitos cânceres; ● Duas linhas de evidências: 1) genes codificadores de mudanças epigenéticas sofrem frequentes mutações em alguns cânceres; 2) mudanças epigenéticas são importantes no câncer; ● estrutura da cromatina em células normais X em células cancerosas; 25 ● Células cancerosas com alterações na metilação e estrutura do DNA; ● Tipos gerais de alterações epigenéticas observadas em células cancerosas: 1) Hipometilação e a transcrição de oncogenes e instabilidade cromossômica; 2) Hipermetilação das ilhas CpG e a inibição de genes supressores de tumor; 3) Modificação anormal das histonas nas células de câncer; ● Processos epigenéticos podem ser sensíveis à terapia medicamentosa. 26 27 IV. O câncer colorretal surge em decorrência de mutações sequências de vários genes; Câncer Colorretal ● Acúmulos de sucessivos de defeitos genéticos; ● Células que revestem o cólon e o reto ● Esporádica ● Predisposição genética 28 POLIPOSE ADENOMATOSA FAMILIAR Câncer Colorretal ● Tumores Benignos ( PÓLIPOS) 29 Tumores Malignos Estágio Avançado : Invasão do tumor na cama muscular, levando a metástase e sua proliferação na corrente sanguínea Câncer Colorretal ● Colonoscópio ○ Responsável pela identificação dos genes; ○ Responsável pela visualização dos tumores. 30 31 32 33 V. Mudanças no número e na estrutura do cromossomo estão frequentemente associadas com câncer; Mudanças no número e na estrutura do cromossomo estão frequentemente associados com câncer ● A maioria dos tumores têm células com mutações cromossômicas; ● Leucemia mielocítica crônica; ● As mutações gênicas individuais. 34 Três tipos de rearranjos cromossômicos associados com determinados tipos de câncer: ● Deleções; ● Inversões; ● Translocação. 35 Leucemia Mielocítica Crônica 36 Linfoma de Burkitt 37 38 VI. Os vírus que estão associados com alguns cânceres. Retrovírus e câncer ● Retrovírus podem causar CA por mutações e rearranjo de genes do hospedeiro. PROTO-ONCOGENES ONCOGENES ● Alteram a expressão gênica dos hospedeiros ○ Estimular níveis elevados da transcrição de proto-oncogenes 39 40 41 ● HPV produz verrugas e outros tipos de tumores benignos ● São conhecidos mais de 100 tipos ○ Cerca de 30 são sexualmente transmitidos e causam verrugas genitais ● HPV causam o câncer de colo uterino ao produzir proteínas que inativam a RB e a p53 ● Prevenção ○ Vacina ○ Papanicolau Ciclo Celular 42 Papilomavírus humano e câncer do colo uterino Obrigado! 43
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