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1 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 Introdução Tumorigênese e carcinogênese são sinônimos. Existem vários mecanismos hoje correlacionados com algumas proteínas do ciclo celular, algumas proteínas de fase de proliferação que fazem o desenvolvimento do câncer. Já foram descobertas muitas estratégias até uma célula se tornar cancerígena. Através do conhecimento do ciclo celular e de como como essa célula pode fazer a tumorigênese é que as novas drogas estão sendo desenvolvidas (muitas já estão no mercado, em uso). A partir do momento que se sabe que o desenvolvimento do câncer se dá por várias vias, tem que começar a bloquear essas vias. Então, muitas vezes é um medicamento que bloqueia uma via, mas a outra via ainda está aberta. Então, todos os caminhos têm que ser fechados, como se fosse uma barreira para que aquelas células parem de reproduzir células malignas. • O ciclo celular compreende uma sequência complexa de eventos que garante a transmissão correta, para as células filhas, de uma cópia completa do genoma. • Proteínas chave associam-se e formam complexos ativos que conduzem as várias fases do ciclo celular. Alterações nessas proteínas podem mudar o fenótipo de uma célula normal para tumoral. Fases • M: mitose. Finaliza com a citocinese; • G1: intervalo entre a mitose e o início de replicação do DNA; • S: replicação de DNA; • G2: pré-mitótica. Crescimento celular contínuo e síntese proteica; • G0: repouso. Células metabolicamente ativas, mas sem proliferação. Sequência de eventos • Ligação de fator de crescimento (FC) a receptor específico; evento normal para que haja ativação. • Ativação do receptor ativa proteínas transdutoras de sinal; • Transmissão de sinal até o núcleo; • Ativação de proteínas regulatórias nucleares; • Iniciação e progressão do ciclo celular. Pontos de checagem Para o ciclo conseguir seguir adiante, todos esses mecanismos vão ser necessários. • Final de G1 e G2 e mitose; esses pontos de checagem são importantes para que todo o ciclo seja levado de uma forma normal. • Impede início de eventos subsequentes até que o anterior seja executado com sucesso; não tem como passar para uma fase sem completar a fase inicial; vai barrar. Ex. Se a fase G1 não terminou completamente, não tem como passar para a fase S. • Reparo ou apoptose; quando ocorrem erros nesses reparos. • Se erros: câncer, anomalia cariotípica. CCaso a célula não receba os estímulos necessários para romper o ponto de restrição, ela entra em G0 (fase de repouso). Existem os controladores positivos e os negativos. Carcinogênese 2 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 Controladores positivos CDKS (QUINASES DEPENDENTES DE CICLINA) • Responsáveis pela progressão do ciclo. ❖ Presentes durante todo o ciclo. ❖ Ativadas quando ligadas às ciclinas e desativadas quando as ciclinas são degradadas em proteasomas. ❖ Fosforila e ativa proteínas específicas. • Ciclinas: ❖ Sintetizadas conforme necessidade durante as fases do ciclo e degradadas após a utilização. ❖ Atuação: Ligam-se às CDks. Controladores negativos Como atuam? Vão atuar inativando as funções dos controladores positivos, quando há um problema durante o ponto de checagem. Ele é um método de barreira. Não dá para seguir em frente quando há um problema. Eles fazem o caminho inverso. CDKS (INIBIDORES DE CDKS) ❖ Específicas: p12, p16, p18, p19 – Cic D – CDK4 e Cic D CDK6 em G1. ❖ Inespecíficas: p21, p27, p53 e p57 sobre vários tipos de complexo ciclina-CDK. COMPLEXO UBIQUITINA ❖ Degrada ciclinas e outras proteínas, caso tenha algum problema. FOSFATASES ❖ Desfoforila CDKs e ciclina CKDs, tornando os inativos. Então, existem vários controladores negativos. Se um falhar, o outro está ali atuando. No nosso organismo, tudo favorece para que as coisas funcionem corretamente. Quando ocorre uma falha tanto dos controladores positivos quanto dos negativos, vão ocorrer as células tumorais. Gráfico: mostra que a concentração de ciclina depende da atividade da CDK. Então, quanto mais CDK (os picos ocorrem nos processos da mitose), aumenta a quantidade de ciclina para poder se ligar • A regulação da concentração de ciclinas determina a atividade de CDKs. Estímulo mitogênico Atividade dos complexos ciclina- Cdks ao longo do ciclo celular Fat. de crescimento- EGF/EGFR → ERK/MAPK → Sínteses proteica → transcrição gênica → ciclinas D (D1, D2, D3) → CDKs 4/6 → ciclinas E1, E2, A, B e CDKs. Ciclina D, CDk 4/6: muito importantes. Hoje tem medicamentos para câncer de mama que são direcionados para elas. A CDK2 e a CDK1 ainda não. O entendimento do comportamento dessas CDKs, vai conseguir fazer alguns tipos de bloqueio nas vias, para que, caso ocorra algum erro no metabolismo, essas vias não fiquem livres na promoção das células da neogênese/ carcinogênese. Fase G1 • Coordenada após a formação do complexo ciclina D - CDK4/6; • Ponto de restrição no final de G1: ❖ Verifica disponibilidade de fatores de crescimento; ❖ Fatores apropriados → cél. entram na fase S; ❖ Fatores inapropriados→ células em estágio inativo (G0); CHECAGEM EM G1: PROTEÍNA P53 A proteína P53 é a chave da resposta ao dano do DNA. Os danos do DNA podem ocorrer e acontecem em todas as células do corpo, isso durante toda a vida. Um exemplo é a radiação UV, que vai se acumulando durante a vida. As pessoas que tomam muito sol, a pele tem um envelhecimento mais precoce, porque tudo é dano ao DNA. A P53 é guardiã do genoma. Ela tem a checagem em G1 e é induzida em resposta ao DNA danificado. 3 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 Quanto mais DNA danificado, mais ativa a proteína P53. Outra função é de ser protetor para evitar que as células neoplásicas se repliquem. Quando a P53 está presente, ela evita que tenha uma disseminação dessas células neoplásicas. Mutação no gene P53 → Evita o bloqueio em G1 → Replicação de DNA danificado → Aumento de mutações e instabilidade no genoma → Câncer. • Oncogenes e genes supressores de tumor (ex: P53) têm sido associados a diferentes tipos de neoplasias, sendo o gene p53 o que com maior frequência apresenta alterações. Quando ocorre alterações nele, tem o desenvolvimento de neoplasias. Imagem: via do p53 ativada com níveis elevados. Normalmente, tem interação com as proteínas celulares. Vai levando a ativação de exonucleases e o reparo do DNA. Em algumas situações, quando não ocorre o reparo, a célula entra em apoptose. Não conseguiu reparar? então ela morre, eliminando as células anormais e suprimindo a teratogênese. No momento do reparo do DNA, tem manutenção e estabilidade genética. Outra forma de agir é através da ativação transcricional, atuando no ciclo celular. A parada do ciclo celular, caso ocorra uma mutação presente, a célula vai entrar em senescência. Nesse momento, ocorre a supressão da carcinogênese. Então, existem, basicamente, 3 mecanismos nos quais a p53 está ativando, protegendo e evitando que tenha formação de células neoplásicas. Dentre as vias mais importantes, se destacam a inibição da replicação do DNA, funcionando como uma molécula de check point da progressão da célula no ciclo celular da fase G1 para a fase S e também da fase G para a fase M. Dessa forma, é garantida a manutenção da integridade do genoma e o controle da proliferação celular. Adicionalmente, a p53 também está envolvida na apoptose, embora uma via de apoptose independente da p53 tenha sido identificada. CHECAGEM EM G1: PROTEÍNA RB • Protéina retinoblastoma (pRB): supressora de tumor; expressa em praticamente todas as células. Ela é um regulador universal do ciclo de divisão celular. O gene do retinoblastoma é também um gene supressor detumor, assim como o p53. Ele foi descoberto por meio dos estudos do próprio retinoblastoma em crianças. Protetor! • CDK4/6 (fosforilam pRb que se desliga de E2F (fator de transcrição) → progressão do ciclo celular G1-S. CDK4/6 são proteínas que precisam ser bloqueadas (medicamentos). Então o que precisa? Bloquear CDK4 e CD6, para evitar que haja o desligamento e o ciclo siga. Vai acontecer uma confusão na proteína do retinoblastoma que não vai funcionar com guardião. E aí vai ter progressão do ciclo celular em G1-S. • Mutação pRb → perda do controle do ciclo → tumores. Transição G1-S • E2F → Ciclina E → complexo ciclina E/CDK2; Ainda não tem medicamentos atuantes. • Ciclina A → complexo ciclina A/CDK2 → duplicação de DNA → replicação da célula com dano de DNA. Fases G2 - M • CDC25C → CDK1 → complexo CDK1/ciclina B; • Quinases ATM, ATR/CHK1, CHK2 → silenciam CDC25C → ciclo não prossegue 4 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 • P53 inibe CDK1/ciclina B. Os pontos de checagem são sempre nas transições. Se houve o dano ao DNA, tem que começar a bloquear para que não chegue à fase de síntese e não replique. Caso chegue na fase de síntese, é muito mais difícil fazer o bloqueio. Carcinogênese • O desenvolvimento e a progressão do câncer, deriva da expansão clonal de uma única célula somática, que adquire uma série de alterações genéticas e epigenéticas, resultando na alteração da atividade de múltiplos genes. Alterações policlonais (vários clones de genes diferentes), fala mais contra um processo neoplásico. Alterações monoclonais (expansão clonal de uma única célula somática), resulta na alteração de atividade de múltiplos genes. • Interação entre fatores exógenos e endógenos, levam ao aumento do estresse oxidativo, que pode resultar em danos ao DNA (O DNA precisa do estresse oxidativo, seja o que for, pode ser tabagismo, obesidade, radiação UV...) e atuam como importante fator de risco para a iniciação e progressão da doença. • A manutenção da capacidade das células em responder aos insultos extremos e ao estresse celular é fundamental para prevenir o desenvolvimento e progressão do câncer. • As alterações genéticas adquiridas durante a expansão clonal resultam na perda da homeostase celular e tecidual, com alteração progressiva nos mecanismos de controle da proliferação, diferenciação, morte celular e instabilidade genômica. O gráfico pega os fatores exógenos e endógenos e vai avaliar os eventos genéticos, a amplificação gênica, deleções, mutações e translocações. Isso tudo vai levar à ativação dos oncogenes. Lembrar que existem os eventos genéticos, hipermetilação de DNA e acetilação de histonas. Isso tudo leva à uma inativação do gene supressor de tumor, ativação dos oncogenes e inativação. O oncogene ativa e inativa o gene supressor de tumor. Epitélio normal (redução da morte celular) → hiperplasia → carcinoma in situ → carcinoma invasivo → carcinoma metastático. Desde que haja esse aumento da proliferação celular, isso tudo vai dar instabilidade genômica. • Ao longo do processo de tumorigênese, as células adquirem seis funções (fenótipos): Todas as células, mesmo as células normais, podem exibir qualquer um dos fenótipos, mas a partir do momento que elas exibem todos eles simultaneamente, deixa de ser uma célula normal. Para a célula modificar (passar de uma célula normal para uma célula maligna), ela precisa desses fatores: 1. Autossuficiência em sinais proliferativos; 2. Insensibilidade a sinais antiproliferativos; os sinais estão acontecendo, mas em algum momento ela não presta atenção a eles, ignora a presença e continua proliferando. 3. Evasão da apoptose; 4. Potencial replicativo ilimitado; ela começa a produzir muito, como se não tivesse um mecanismo de controle, indefinidamente 5. Manutenção da angiogênese; a angiogênese é necessária. A célula para se reproduzir precisa sangue e o2. Então, não tem como ela se reproduzir desde que não haja angiogênese. Ao mesmo tempo a angiogênese é necessária para a presença das metástases. Muitas drogas hoje são anti-angiogênicas. Exemplo: o câncer de colo tem alguns anticorpos monoclonais que tem um efeito anti-angiogênese. 6. Potencial de invasão e metástase: O microambiente do tumor tem que estar favorável. Nas neoplasias benignas basicamente não tem todas essas funções juntas, podendo ter uma ou outra. Para 5 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 ser uma neoplasia maligna, ela tem que ter todas as 6. As benignas não têm capacidade de metástase. Alguns tumores podem crescer de uma forma ilimitada e ter capacidade de invasão mesmo sendo benigno, mas não é o comum. O tumor desmoide não é maligno, mas pode fazer massas enormes dentro do abdome do paciente. Às vezes precisa tirar uma parte do tumor, mesmo sendo benigno, para não causar obstrução intestinal e outras complicações. Teoria da semente do solo: a célula cancerígena depende de um órgão secundário para sobreviver. Ela explica porque alguns cânceres primários se difundem para outros órgãos. Ex.: paciente tem um tumor no fígado, faz a biópsia e a histoquímica mostra que a metástase veio do colo. Quando ele faz a colono, vê que não tem uma lesão no colo. Então provavelmente o microambiente do colo não foi favorável para a proliferação do tumor e esse tumor foi se abrigar no fígado, porque o microambiente do fígado era melhor. Isso não é comum, mas pode acontecer e mostra que o potencial de invasão vai depender de cada tumor. Não é comum de acontecer, ter metástase de um sítio e procurar o sítio primário e não ter nada. Está ocorrendo uma grande quantidade de drogas que vão agir justamente nesse microambiente, pra deixá-lo inóspito para o tumor. Muito comum em mieloma múltiplo, porque o microambiente da medula óssea é bem interessante para neoplasia porque tem sangue, suprimento de oxigênio. Então são vistas muitas drogas lenalidomida, Palidomida, que vão agir no microambiente tumoral. Já na quimioterapia tem umas bombas dentro da célula que podem jogar essa quimio para fora da célula e isso é uma das maneiras do câncer burlar o processo de quimioterapia. As drogas vão agir nesses 6 fenótipos tentando evitar e bloquear o ciclo celular do DNA danificado. • Ao nível molecular, as alterações que resultam na aquisição das diferentes funções, em ganho de vantagens proliferativas e formação de metástase devem ocorrer em 3 classes de genes: ❖ Oncogenes; ❖ Genes supressores de tumor (Principais genes do retinoblastona e o P53); ❖ Genes de reparo de DNA. Oncogênes Identificação e mecanismo de ativação • A ideia de que os tumores se desenvolvem em decorrência de alterações genéticas se originou no século XX, no início 1900: Então sabe-se que tem o componente genético no desenvolvimento dos tumores, apesar de que nem todo tumor é hereditário, mas a genética é necessária; • Theodor Bovari, em 1914, propôs que o desenvolvimento do câncer era decorrente de alterações no número e na combinação de cromossomos: Os cânceres hematológicos são os que mais tem alterações cromossômicas, então não é apenas a alteração do cromossomo, tem diversas alterações no ciclo celular e tem que ter o dano no DNA. Caso não tenha dano, dificilmente vai replicar a células de forma incompleta e gerar o tumor. Apesar de que pode ocorrer sim, alguns erros inatos em pontos de checagem, aberturas de vias e os fatores exógenos que vão contribuir. ❖ A aneuploidia é comumente observada nos tumores sólidos humanos. ❖ Causa ou consequência do processo de transformação maligna? • O conceito de que os genes alterados poderiam ser os agentes causais em câncer, ou seja, oncogênicos, foi o resultado de estudos com retroviroses; • 1911 Peyton Rous:❖ Reconheceu os retrovírus como oncogênico; ❖ Demonstrou que o filtrado de sarcoma de galinhas continha um fator transformante, que, quando injetado, era capaz de causar sarcomas em galinhas normais; ❖ Verificou-se posteriormente que a sequência denominada src, responsável pelo desenvolvimento do sarcoma de Rous era similar a sequências também presentes no genoma de outros vertebrados; ❖ Devido ao seu modo de atuação dominante no processo de tumorigênese, a maioria dos oncogenes foi identificado por ensaio de 6 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 transformação celular: Então o que se sabe é que as retroviroses tem essa correlação com o desenvolvimento do tumor. OS PROTO-ONCOGENESES E GENES SUPRESSORES DE TUMOR • São genes celulares normais altamente conservados durante a evolução; • O termo “oncogênese”, refere-se a forma ativada de proto-oncogenes; • Os oncogêneses podem ser classificados com base em sua função: ❖ Receptores com atividade da tirosina-quinase (RTK): são alvos de muitas medicações contra o câncer, como por exemplo, tumores de tireoide, rim, pulmão. ❖ Proteínas adaptadoras, segundos mensageiros ou pequenas proteínas com atividade GTpásica; ❖ Proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPKs); ❖ Fatores de transcrição. A conversão de proto-oncogenes em oncogenes pode ocorrer por diversos mecanismos genéticos: Translocação, amplificação genética e mutação. Mecanismos genéticos Mutação • As mutações ativam os proto-oncogenes através de alterações estruturais nas proteínas por eles codificadas; • Tipos de mutações que levam a ativação dos proto-oncogenes: ❖ Substituição de base (substituição pontual do tipo missense → é a mais comum). Resulta na troca de um único aminoácido dentro da proteína; ❖ Deleções; ❖ Inserções. As mutações nos oncogenes ras têm sido associadas ao desenvolvimento de cerca de 25% de todos os tumores humanos. Ras é um tipo de oncogênese. Muitos medicamentos tentam agir nessas mutações do ras. Ex. O câncer de colón já tem algumas medicações que podem ser usadas nessa via. No câncer de pulmão, por exemplo, tem mutações na tirosina-quinase, mas o principal são mutações no ras, não tendo droga ainda para ele. Por isso, vem-se desenvolvendo com uma tentativa maior de conseguir mais drogas alvos ao ras, o que vai conseguir bloquear muitas neoplasias e ter um controle das metástases. A maior parte dessas medicações hoje atuam na doença metastática. Ex. paciente com câncer de pulmão: será feito todas as dosagens das mutações presentes naquele tumor. Vai abrir um mapa e ver as possibilidades e, com isso, direcionar a droga com a mutação que foi encontrada. Não tem ainda uma indicação de usar essas drogas em algumas doenças iniciais. Então, a gente sabe que a mutação ocorreu, mas a gente não pesquisa, porque a maior parte dos tratamentos que foram desenvolvidos foram em relação a doença metastática. Na oncologia, a droga é testada primeiro no estágio 4 ... quando ela mostra seu efeito, começa o estudo para usar nos estágios 3, 2... Amplificação gênica • Responsável pela geração de alterações cromossômicas detectadas pela cariotipagem de células tumorais; • Responsável por um aumento no nível de transcrição dos genes amplificados: • Pode conferir uma vantagem de crescimento para as células, fazendo com que cresçam de forma mais rápida; • A amplificação dos proto-oncogenes a seguir são encontrados em uma grande variedade de tumores: MYC, ERBB e RAS. MYC • MYC: presente em 20 a 30% de CA de mama e ovários; • N –MYC: neuroblastomas em estágio avançados. Indica uma progressão tumoral. ERBB Tem muitas neoplasias com a presença do ERBB, como por exemplo câncer de mama, glioblastomas, tumores de cabeça e pescoço, pulmão. • C ERBB 1: codifica o receptor para o fator de crescimento epidérmico (encontrados em 50% dos glioblastomas (tumores cerebrais). Então, vamos agir aí nesse receptor de fator de 7 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 crescimento, principalmente em tumores de cabeça e pescoço e os de pulmão (carcinomas escamocelulares), pois todos esses têm um crescimento epidérmico avançado. • C ERBB 2: correlacionado com tumores em estágios avançados e pior prognóstico. RAS • Esporadicamente amplificados em vários tipos de carcinomas: em torno de 25% dos cânceres em humanos. Rearranjos cromossômicos Translocações e inversões • São mais comuns em neoplasias malignas hematológicas do que tumores sólidos; • São o resultado da quebra na dupla fita de DNA seguida pela troca recíproca de fragmentos entre dois ou mais cromossomos; • Um número limitado de translocações resulta na ativação de oncogenes por meio da desregulação da transcrição gênica ou por alteração na proteína final; Exemplos clássicos do mecanismo de translocação: ❖ Ativação dos oncogenes CMYC no linfoma de Burkitt: pacientes fazem lesões bem grandes; ❖ Ativação do gene ABL na formação do cromossomo Filadélfia, que é resultado da translocação recíproca entre os cromossomos 9 e 22 nas leucemias mieloides crônicas; O hematimibe atua no cromossomo Filadélfia. Quadro informativo dos tipos de oncogenes que existem em relação aos tumorigêneses, para ver quantos são e o que temos de medicamentos. • BCL2: linfomas e leucemias têm medicamento; • BRAF: colorretal e melanoma - medicamentos específicos → sinalização intracelular; • EGFR: que é o receptor de ativação de tirosina quinase para mama, pulmão, glioblastoma, cabeça e pescoço e colón; • ERBB 2: câncer de mama e ovário; • K-RAS E N-RAS: pâncreas, colorretal e pulmão; • MET: rim; Pi3k: mama; RET: tireoide; Esses são os genes que se tem medicamentos específicos para atuar neles e no sítio que eles estão. Genes supressores de tumor Identificação e mecanismos de inativação ❖ Nos genes supressores de tumor, as mutações e eventos epigenéticos, levam a redução da atividade das proteínas codificadas por esses genes com inativação e perda de função. Modelo de dois passos para a inativação de um gene supressor de tumor (Knudson, em 1971): ❖ O desenvolvimento do retinoblastoma tanto da forma esporádica quanto da forma familial está associada a ocorrência de dois eventos mutacionais, que resultam na inativação do gene supressor de câncer RB1; ❖ Nos casos familiais, mutação germinativa de um dos alelos é acompanhada por mutação somática, resultando na inativação ou na perda de alelo selvagem do gene RB1; ❖ Nos casos de retinoblastoma (tumor de infância) da forma esporádica, ambos os alelos do gene RB1 são inativados por eventos somáticos; ❖ O primeiro evento (primeiro passo) são mutações puntiformes ou pequenas deleções e inserções seguido por grandes deleções (segundo passo), levando a perda do alelo selvagem. Então, existem algumas formas de inativar os genes supressores de tumor, e o exemplo mais clássico é o gene do retinoblastoma, que pode ocorrer de uma forma familiar ou de uma forma aleatória. 8 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 EXEMPLOS DE GENES SUPRESSORES DE TUMOR • APC- FAP - polipose adenomatosa familial. A indicação desses pacientes é fazer uma colectomia total, pois grande possibilidade de o paciente desenvolver câncer de colo no futuro. • CDH1; • VHL: associado regulação da transcrição. Ocorre nos tumores de rim, principalmente naqueles casos da síndrome von hippel lindau. • TP53 muito comum em mama, sarcoma e adrenal; • WT1 familiar: é um tumor de rim que ocorre na infância; Então, nesses casos de supressão, vamos ver muitos casos de síndromes que vão levar ao câncer. Via da MAPK: via importante no desenvolvimento. Ela vaia atuar no ERC e fatores de transcrição, levando a inativação das proteínas doretinoblastoma e a proliferação. Então, a célula vai perder o ponto de checagem nessa fase g1 e quando chegar na fase S vai estar toda desorganizada. Os fatores de crescimento que vão ativar essa via. Outras vias: Via PT3K e PKC. Existem medicações que atuam nessas vias. O estresse oxidativo leva a ativação do BRCA1, que é relacionado a câncer de mama e ovário. Inativação do p53 → correlação com o câncer. Às vezes usa as medicações que agem em uma via, mas existem outras vias. Por isso faz combinações de medicações, para que uma potencialize a ação da outra e consiga bloquear o máximo possível dessas vias, até evitar que ela chegue na fase S de uma forma inadequada, com dano ao DNA. Ativação da via de sinalização das proteínas quinases ativadas por mitógenos Não é pra decorar isso tudo!!! • Quando mutada nos códons 12, 13 ou 61, a proteína ras permanece em seu estado ativado e passa constantemente a ativar via MPAK/MEK1/2; Mutações no oncogênese K-ras estão presentes em: • 90% tumores de pâncreas; • É um evento inicial no processo de desenvolvimento do melanoma; • Frequentemente observadas nas leucemias; Mutações no oncogênese BRAF (B-raf), principalmente envolvendo a substituição de valina por ácido glutâmico no códon 600, foram observados em: • Melanoma, carcinoma de tireoide e de cólon; Mutações no oncogênese BRAF são observadas em: • 80% das lesões benignas de pele (nevos); • É um evento inicial no processo do desenvolvimento do melanoma; • Nos tumores de tireoide, as mutações BRAF estão associadas a um fenótipo mais agressivo e a um pior prognóstico da doença. O BRAF é muito importante para o melanoma! Tem que fazer a dosagem do braf pra saber o tipo de medicamento que será usada. Câncer familial • Lembrar que o câncer é uma doença genética; • Os tumores de forma esporádica correspondem a 90% de todos os outros tipos de tumores; 9 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 • Menos de 10% é familial ou hereditário. ❖ Mutações germinativas ocorrem com menor frequência e conferem suscetibilidade aumentada a um indivíduo de desenvolver esses tumores; SÍNDROMES DE CÂNCER HEREDITÁRIO • Associadas ao desenvolvimento de tumores colorretal (FAP - polipose adenomtose familiar – o paciente tem pólipo no intestino todo; HNPCC – câncer colo retal hereditário não poliposo) e de mama e ovário; • Existe a síndrome de lint que é quando o paciente tem o câncer de cólon não poliposo e de mama e ovário associado. Família que teve paciente que fez o CA de cólon e CA de mama no passado, tem que investigar, pois ele pode ter alguma síndrome, como a síndrome de Lint; • Síndromes menos frequentes ou raras, como síndromes de LiFraumeni e a neoplasia endócrina múltipla (MEN-1 e MEN-2) são muito comuns em cânceres de tireoide. Pacientes que fazem pólipos e nódulos benignos. Esses pacientes fazem muitas lesões polipoides cutâneos. Pode também estar associada a tireoide e a alguns sarcomas, algum tumor desmoide. • Uma grande parcela das síndromes de câncer hereditário é decorrente de mutações germinativas em genes envolvidos no reparo de DNA e na estabilidade genômica como os genes TP53, ATM, BRCA1, BRCA2, MSH1 E MSH235; • A necessidade do acúmulo de alterações genéticas e epigenéticas para o desenvolvimento dos tumores esporádicos também se aplica aos tumores da forma familiar. Então, às vezes tem a presença do gene mutado, mas mesmo assim tem que ocorrer o acúmulo de alterações genéticas, porque nem todo paciente que tem aquela mutação genética vai desenvolver câncer. Por isso que tem os fatores exógenos; • A predisposição hereditária ao câncer é altamente heterogênea: muito variável, depende de muita coisa. Ex.: a predisposição hereditária ao câncer de mama está associada a mutações em pelo menos 13 genes. Resumo • Os oncogenes e os genes supressores de tumor, codificam para proteínas que participam das diferentes vias de transdução e de sinal celular; • Integram vias de sinalização celular comuns, que controlam o ciclo celular, apoptose, angiogênese e diferenciação celular e integridade genômica; • Alterações que resultam na ativação de oncogênese e na inativação de genes supressores de tumor, podem levar a iniciação e progressão tumoral com aumento da proliferação e redução da morte celular. • Ilustração sobre morte celular; • P53 ativando e mantendo a ativação. Não tem nenhum tipo de alteração. Então, todo o processo de apoptose/morte celular ocorre tranquilamente. Biologia das metástases A invasão das metástases é resultado de um processo neoplásico que envolve as seguintes etapas: ❖ Perda de moléculas de adesão e transição epitélio mesenquimal (TEM): a molécula que adere a célula neoplásica, perde essa molécula de adesão e a célula tende a se desprender; ❖ Ruptura da membrana basal; ❖ Dissociação das células de tumor de origem; ❖ Invasão vascular; ❖ Transporte vascular de êmbolos e células tumorais; ❖ Extravasamento de células neoplásicas; ❖ Estabelecimento de células tumorais nos sítios metastáticos. 10 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 Para que haja a metástase, a célula não vai só “passear”. Se ela não se estabelecer, não haverá metástase. A TEM é caracterizada pela perda de polaridade epitelial e aquisição do fenótipo mesenquimal. É estimulada a partir do recrutamento de fibroblastos, granulócitos, macrófagos, linfócitos e células mesenquimais para o estroma do tumor. A TEM leva ainda à redução de expressão de E- caderinas com a liberação de d-catenina e ativação de GTPases, resultando numa maior capacidade migratória. • Invadopódios são estruturas relacionadas às adesões focais, que aparecem como protusões citoplasmáticas com atividade de destruição da matriz pericelular. • Formação de invadopódios → recrutamento de MT1-MMP → degradação da membrana basal → invasão de vasos sanguíneos. É um processo que leva um certo tempo, lento. Vai formando o estroma tumoral, o tumor vai perdendo a adesão focal dele, formando os invadopódios, recrutando membrana até conseguir invadir a corrente sanguínea. A dissociação das células do tumor de origem ocorre através da migração celular, que envolve uma sequência coordenada de eventos relacionados ao rearranjo do citoesqueleto e a montagem e desmontagem de adesões entre a célula e a matriz extracelular. Dissociação das células do tumor de origem A migração celular envolve uma sequência coordenada de eventos relacionados ao rearranjo do citoesqueleto e a montagem e desmontagem de adesões entre a célula e a matriz extracelular. Pode ocorrer a migração individual: presença de células isoladas. Hoje, existe a biópsia líquida, chamada assim porque é feita a partir da análise de células no sangue, que capta essas migrações individuais na corrente sanguínea. Por exemplo, na paciente citada da proteína P3K, do câncer de mama, a mutação foi pega na corrente sanguínea e não no tumor. Coleta de sangue → presença da mutação em células tumorais isoladas na corrente sanguínea. Pode ocorrer também a migração coletiva: presença de ilhotas, cordões, até chegar às massas sólidas celulares. Existe todo um processo até se ter uma lesão neoplásica presente numa tomografia. Leva- se algum tempo até que as células isoladas formem ilhotas, cordões e massas sólidas que irão aparecer nos exames de imagem. Migração individual • Migração mesenquimal: Formação de filopódios e lamelipódios → adesão a integrinas na membrana extracelular → ativação de GTPases da família Rho → ativação de citoesqueleto de actina → propulsão celular. • Migração leucocitária/amebóide: ❖ Frequente em neoplasias do sangue, neuroendócrinos, carcinomas e melanomas. ❖ Formação de células arredondadas com movimentosamebóides reguladas por Rho (interruptores moleculares) e seu efetor Rho- kinase. Quando há a formação do Rho há uma desregulação, uma vez que se trata de interruptor molecular, causando a migração de forma amebóide. Migração coletiva • Células unidas por junções com assimetria de movimento; • Frequente no câncer de mama, pulmão, próstata, melanoma, rabdomiossarcomas e carcinomas epidermóides. • Frente de movimentação: células aderem e degradam a matriz por proteólise – MT1-MMP, MMP2 e ativador do plasminogênio tipo uroquinase (uPA). • Moduladores FGF, TFG-β e interleucina 1-α. Já existem medicamentos que atuam nesses moduladores, evitando essa migração coletiva. Algumas sendo usadas para doenças em estágio inicial e algumas utilizadas na doença metastática. Nessa segunda, apesar de a doença já estar espalhada, se consegue evitar que ela se espalhe para novos sítios metastáticos. 11 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 Invasão vascular • Formação de uma rede vascular que suporte a migração e invasão de células tumorais aos vasos → angiogênese (neoangiogênese) - formação de novos vasos para ajudar na propagação. A célula não consegue ir sozinha, precisando desta rede para facilitar. Ou seja, muitas vezes ao redor do tumor vai existir uma rede de novos vasos para ajudar as células tumorais na sua “rota”, nutrindo o tumor. Como se fosse uma rede de “rios afluentes”. • Fatores envolvidos: VEGF, EGF, FGF, PGDF. São fatores de angiogênese e de proliferação. A droga atua então para inibir essas proteínas/fatores, um antiVEGF. Toda vez que se atua diretamente nesses fatores, a angiogênese é evitada, consequentemente o tumor não conseguirá se propagar para outros órgãos. • Secreção pelas células tumorais de fatores quimioatraentes: CCR7, ligantes CCL 19 e 21 no sistema linfático. • Uma vez atraída, a célula migra em direção aos vasos. Uma puxando a outra. Transporte vascular de êmbolos e células tumorais O transporte vascular poderá ocorrer também através de êmbolos e células tumorais. Por exemplo, existem tumores de cólon que quando é avaliada toda a anatomia patológica encontram-se êmbolos tumorais em vaso. Estes êmbolos podem ocorrer a depender da carga tumoral da doença. Existem, porém, diferenças entre a trombose causada por êmbolos tumorais e aquelas causadas por êmbolos sanguíneos. Uma trombose causada por êmbolo tumoral não é tratada com anticoagulante, mas com quimioterapia ou com alguma terapia alvo para aquele câncer. Sendo assim, não se pode pensar que por estar com sinais de trombose será iniciado o tratamento com anticoagulação. Isso é comum em tumores de rim, quando esses êmbolos saem pela veia renal chegando até a veia cava inferior. Podendo ocorrer também êmbolo tumoral na veia porta em tumores hepáticos, tanto primários quanto metastáticos. É mais comum ocorrer na veia porta do que em veias tão calibrosas como a veia cava inferior, até pela proximidade da própria veia. O êmbolo tumoral não indica, por si só, doença metastática. É chamada de doença micrometastática. Porque, de uma forma ou de outra, já está na corrente sanguínea, mas não atingiu nenhum órgão alvo. • Diferentes tumores disseminam para sítios secundários específicos. • As metástases não são explicadas por peculiaridades anatômicas da vascularização das regiões onde o tumor se localiza. • Stephen Paget em 1889 propôs a teoria da “semente e do solo”. Onde sugere-se que a célula cancerígena depende de um órgão secundário para sobreviver. Isso explica por que alguns cânceres conseguem se difundir melhor pra certos órgãos. É necessário ter um bom solo e a semente para que o tumor possa crescer. Extravasamento das células neoplásicas • Uma vez estabelecido o sítio secundário (mecanismo de comando), as células saem do leito vascular para colonizar o novo órgão. Ou seja, buscando mecanismos que facilitem o microambiente tumoral, nos quais ela se abrigará. MECANISMOS ENVOLVIDOS • Produção de angiopoietina pelas células tumorais; • Adesão ao endotélio dependente de integrinas e plaquetas. • Facilitação da implantação tumoral no novo sítio pelo PDGF (fator de crescimento derivado de plaquetas). Por isso, em algumas situações, no paciente que operou um câncer, cirurgias linfonodectomias podem ser necessárias. Tem-se o objetivo de avaliar se os linfonodos ao redor daquela neoplasia estão sendo acometidos ou não. Muitas vezes, a presença do acometimento que vai direcionar o tratamento. Porque, se o tumor saiu do órgão central e foi para o linfonodo peritumoral/periórgão, possivelmente existirão células malignas na corrente sanguínea ... pode ter extravasado a célula neoplásica. 12 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 Por isso que se indica em alguns casos a quimioterapia ao redor, a quimioterapia adjuvante, para coibir que essa célula neoplásica circulante consiga chegar a um sítio secundário e ali ela se desenvolver na geração da metástase. Então, normalmente, quando a célula estabelece esse sítio secundário ela vai sair do leito vascular para colonizar outro órgão. Hoje já se sabe de forma mais apurada os sítios secundários de predileção de alguns tipos de câncer, o que é necessário até para traçar uma estratégia de tratamento, já sabendo inclusive que órgãos deverão ser investigados, os sítios para os quais aquela célula tumoral possa ter migrado. Estabelecimento nos sítios metastásicos A célula, portanto, não vai só migrar, mas se estabelecer. • Resistência a anoiquis (morte celular determinada pela falta de adesão), porque se ela não se aderir ela vai morrer. • Adaptação às baixas tensões de oxigênio (expressão tumoral de Hif-1): acontece muito nos tumores renais, nas síndromes de von Hippel-Lindau. • Angiogênese e crescimento tumoral tem tensões mais altas de oxigênio: A célula que não conseguir fazer a angiogênese em tensões mais altas de oxigênio vai morrer. É como se fosse uma autoagressão, uma vez que ao criar a angiogênese ela vai aumentar a quantidade de sangue e, portanto, de oxigênio (altas tensões), pois os neovasos tem um maior teor de oxigênio. Então, ela própria construiu uma verdadeira armadilha para ela. Vai sobreviver, portanto, aquela que conseguir suportar essas altas tensões de oxigênio. Além da migração, é importante que a célula consiga se estabelecer (necessidade) nos sítios metastáticos. Considerações finais • A tumorigênese envolve o acúmulo de alterações genéticas e epigenéticas, que conferem às células tumorais diversas funções e potencial replicativo ilimitado. • A ativação de oncogenes com atividade tirosina-quinase, como HER-2 da família do EGFR, que funcionam como receptores para fatores de crescimento, ou de oncogenes com atividade GTPásica, como os oncogenes da família RAS, levam à ativação da via de sinalização RAF/MAPK/MEK e conferem vantagens proliferativas para as células tumorais. • Produtos de oncogenes como BCL-2, BAX e CMYC, e de genes supressores de tumor como TP53 atuam no controle da apoptose e, quando alterados, promovem a sobrevida celular e o aumento da taxa proliferativa. Existem atualmente diversas drogas promissoras dirigidas a alvos moleculares, incluindo inibidores de tirosina-quinase para EGFR e HER-2 (usado no câncer de mama). Inibidores dirigidos para outras moléculas-alvo como RAS, RAF, MAPK e PI3K/AKT já estão em estudos clínicos ou pré-clínicos. Hoje a biologia do câncer é necessária para o entendimento nas neoplasias e para o tratamento. Se estudam as possíveis mutações que aquele tumor possa apresentar justamente para que se possa atuar nessas mutações. Então, hoje, se consegue através de medicamentos, que tem efeitos colaterais muito mais brandos/amenizados do quea quimioterapia, inibir a proliferação dessas células malignas. Alguns medicamentos irão agir na angiogênese, outros em algumas vias de proliferação (antiproliferativo), outros são antiangiogênese. Cada medicamento terá uma ação específica na tentativa de coibir o crescimento e a geração de novas células metastáticas, porque não adianta reduzir o tumor metastático e não evitar o surgimento em outros sítios. Podem existir, porém, os escapes, porque a droga pode agir num determinado sítio de metástase e não agir em outro. Ou seja, o tumor vai regredir num sítio e não reduzirá no outro. Exemplo: Paciente com câncer de mama que tem metástase no fígado e no pulmão. Muitas vezes a droga age na metástase hepática, reduzindo significativamente o tumor hepático, mas não reduz o do pulmão, ou às vezes, deixa um leve crescimento ocorrer na célula pulmonar. Ocorreu provavelmente algum clone tumoral diferente, onde o clone do fígado respondeu ao tratamento, que provavelmente é diferente do clone tumoral do pulmão, prejudicando 13 Beatriz Machado de Almeida Carcinogênese – Aula 3 o tratamento. Se o crescimento for muito pequeno no pulmão, que não esteja causando nenhum tipo de transtorno, você pode manter o tratamento e fazer um exame de imagem mais precoce para avaliar com mais parcimônia e mais controle, sempre alerta, se o hepático vai continuar reduzindo e como o pulmonar irá se comportar. Isso é o que pode ser feito, especialmente naqueles pacientes em que se tem um arsenal de drogas reduzido. Dúvida: Angelina Jolie fez mastectomia bilateral por conta de exame atestando a mutação do BRCA1. Essa é uma conduta orientada a todos os pacientes ou é uma decisão individual própria do paciente? O médico aconselha, porque alguns pacientes não vão querer fazer a cirurgia, e o médico não vai obrigar. Vai para o aconselhamento genético com oncogeneticista, a família precisa também ser avaliada, construindo um heredograma. Nesses casos a paciente será orientada a fazer a mastectomia, mas a decisão será dela. No caso específico de Angelina, ela provavelmente foi orientada, com indicação de que havia alta probabilidade ter o câncer de mama e de ovários, e optou por seguir a orientação com a mastectomia e a ooforectomia. Pontos mais importantes • Oncogênese - principalmente o P53 (gene principal, importantíssimo, guardiã do genoma); • Surgimento e ocorrência das metástases. • Atuação das drogas; • Ligação da oncologia com imunologia e biologia na pesquisa.
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