INTEGRADO CANCER

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Seminário Integrado 
Medicina XXVII - XXVIII
Elementos transponíveis no Cancer
Docentes: Gladys Daniela Rogge Renner
 Valéria Cristina Rufo Vetorazzi
UNIVILLE – Universidade da Região de Joinville
Curso de Medicina
XXVII – Émelli Celestino ° Jair Neto ° Lucas Patrício ° Renata Pegoraro
XXVIII – Beatriz Born ° Danielly Tosatti ° Lauanny Gerber ° Luana Veiga ° Manoela Selbach ° Rafaela Rossi
Disciplinas de Biologia Celular e Genética
Transposable Elements in Cancer
Temas abordados
O que são? ° Os principais tipos ° 
Mobiloma
01
O que são? ° A epigenética ° Seu funcionamento ° 
Os Retrotransposons
02
O que é? ° Oncogênese ° Angiogênese ° 
P53 e proteínas reguladoras ° 
Tumorigênese
03
Vínculo molecular e genético ° Principais acometimentos ° 
Retrotransposons e o Câncer
04
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O Mobiloma
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Presente em vários seres, o mobiloma é o conjunto de elementos genéticos móveis em um genoma, incluindo aqueles que degeneraram-se e já não são mais móveis.
ALU
Pertence aos SINES - são os elementos transponíveis mais abundantes no genoma humano. 
04
SINE
Elementos Nucleares Curtos Intercalados – 
Retrotransposons não autônomos. 
05
LINE – LINE 1
Elementos Nucleares Longos Intercalados – Retrotransposons Autônomos – Transcriptase Reversa e Endonuclease (não LTR);
17% do genoma humano.
06
Mobiloma em Procariotos
 1940 - Os Plasmídeos e Prófagos.
01
Mobiloma em Vírus
2008 – Os mimivírus e os Virófagos. 
02
Mobiloma em Eucariontes
Transposons – Retrotransposons
ALU – SINE – LINE – L1 em humanos.
1940 – Bárbara Clintock - Milhos
03
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Entendendo o Mobiloma
 LINE – 1 
Estrutura
LINE 1 (ou L1)
Elemento Intercalado Longo 1
A maior atividade de DNA móvel em humanos pode ser atribuída as proteínas L1;
É uma sequência de 6kb com suas ORFs de proteínas essenciais – codificam ORF1p (ou P40) e ORF2p;
A primeira kilobase de uma sequência L1 codifica um promotor bidirecional para RNA polimerase (hipometilação – câncer);
Existem os quadros de leitura (ORFs) 1 e 2;
ORF1p codifica uma proteína de ligação ao RNA;
Na imagem ao lado são indicadas as localizações dos domínios da endonuclease (EN) e da transcriptase reversa (RT) na ORF2;
Line 1 termina com uma cauda de poliadenilação (pA) – lado 3’;
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Imagem retirada do artigo proposto – Figura 1
https://en.wikipedia.org/wiki/LINE1 Acesso em 06/06/2020 às 16:27 
 LINE – 1 
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Funcionamento
Hipometilação das primeiras kilobases de L1 – ativação de RNA polimerase;
Feitio de RNA L1 intermediário 
NÚCLEO
3. Montagem e tradução da ribonucleoproteína 
CITOPLASMA
3’ – 5’
4. A ação da endonuclease expõe um 3’OH da fita de DNA alvo para iniciação;
5. A transcriptase reversa alonga essa fita usando o RNA L1 como modelo 
Competição com ALU
NÚCLEO
Imagem retirada do artigo proposto – Figura 2
 Artigo Complementar 
Mecanismos de Defesa Contra a Retrotransposição de L1
Epigenética – Regulação de Metilação na área promotora - MeCP2 (ína que metila ilhas de CpG), HMT (Metilação de Histonas) prote, HDAC (Desacetilação de Histonas), DNMT (Metilação do DNA);
Supressão Tumoral - SOX2, SRY, P53 (fatores de transcrição);
Silenciamento de RNA L1 – microRNA-128 inativa-o;
Inativa a mobilidade de L1 - Mutação das enzimas cinases necessárias para a fosforilação de ORF1p;
Proteína ATM – ativada pelas quebras da L1 endonuclease. Fosforila substratos (P53, BRCA1) ativando o processo de verificação de dano celular e parada no ciclo celular.
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Guardian of The Human Genome: Host Defense Mechanisms against LINE-1 Retrotransposition
Guardião do Genoma Humano: Mecanismos de Defesa do Hospedeiro Contra a Retrotransposição LINE-1
A Tumorigênese
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Entendendo a Tumorigênese
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Do latim tumor (inchação) e génesis (origem), significa origem do tumor – canceroso ou não.
Os tumores são constituídos por uma população celular muito heterogênea.
Câncer - formado a partir de uma única célula cujo DNA foi danificado, acumulando mutações.
A célula cancerosa se prolifera continuamente, destacando-se do local inicial, gerando as metástases, muitas vezes em órgãos distantes.
As células malignas secretam moléculas que estimulam o crescimento dos vasos sanguíneos capilares, promovendo uma angiogênese (neoformação vascular).
A célula cancerosa
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Imagem retirada do artigo proposto – Figura 3
Aneuploide: 
Célula com o material genético alterado, apresentando um número cromossômico diferente do normal da espécie.
Citoplasma basófilo:
Em razão da riqueza de ribossomos.
Retículo Endoplasmático e Complexo de Golgi:
Pouco desenvolvidos.
Mitocôndrias e lisossomos:
Pouco numerosos.
Citoesqueleto reduzido:
Aumenta a motilidade e facilitar a migração dessas células.
Aumento da quantidade de proteínas transportadoras de glicose.
Antioncogenes
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Não se conhece o mecanismo de ação de todos os genes supressores de tumores ou antioncogenes, porém alguns codificam proteínas que mantêm as células em G0 = fora do ciclo mitótico e incapazes de formar tumores.
São recessivos, isto é, o efeito cancerígeno só aparece quando eles estão ausentes ou são defeituosos nos dois cromossomos do genoma.
Gene supressor p53: a ausência de um alelo desse gene determina a síndrome de Li-Fraumeni.
O p53 normal é responsável pela verificação de moléculas de DNA defeituoso e pelo estimulo a apoptose.
Outros exemplos de genes supressores são os genes BRCA1 e BRCA2, que predispõe mulheres aos tumores das glândulas mamárias.
Oncogenes 
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O oncogene ras é o mais frequente e codifica a proteína Ras (família G) que, quando defeituosa, permanece ativada de modo permanente, enviando sinais constantes para a célula se dividir.
Em condições normais, controlam a proliferação celular no desenvolvimento embrionário e na regeneração dos tecidos destruídos, chamados de proto-oncogenes.
Quando alterados codificam proteínas nas ocasiões em que não são necessárias ou formam proteínas modificadas, originando tumores, passando a ser denominados oncogenes.
Os oncogenes codificam proteínas que promovem a multiplicação desordenada das células, que se convertem em malignas.
São dominantes e resultam de mutações somáticas (defeito no DNA), basta uma cópia do oncogene no genoma para causar a transformação da célula normal em cancerosa.
A maioria dos tumores tem mutações tanto em oncogenes como em genes supressores de tumores e, provavelmente, também em outros genes.
A
B
C
D
Mecanismo de ação dos oncogenes
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Oncogenes codificam fatores de crescimento em grande quantidade mesmo quando não são necessários, causando uma proliferação celular indesejável.
Os oncogenes podem se expressar pela síntese de receptores defeituosos, que emitem sinais constantes para a célula se dividir.
Há oncogenes que codificam proteínas do citoplasma e estimulam a proliferação como se o receptor da membrana celular tivesse sido ativado.
E
Oncogenes que codificam proteínas atuantes como fatores nuclearesde transição do DNA funcionam de modo contínuo, resultando em um estímulo excessivo e constante para a proliferação celular.
Oncogenes codificam proteínas que inibem a apoptose, fazendo com que células defeituosas fiquem no organismo e deem sequência à proliferação.
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Cdks, ciclinas e o APC/C são reguladores das transições do ciclo celular, determinando se a célula avança ou não no ciclo celular.
 Pistas positivas, como fatores de crescimento, aumentam a atividade de Cdks e ciclinas, enquanto as negativas, como danos ao DNA, diminuem ou bloqueiam a atividade.
A p53 trabalha para garantir que as células não transmitam seu DNA danificado pela divisão celular.
Primeiro, ela para o ciclo celular no ponto de checagem G1 desencadeando a produção de proteínas inibidoras de Cdk (CKI). Estas se ligam aos complexos Cdk-ciclinas e bloqueiam sua atividade, ganhando tempo para o reparo do DNA.
A segunda função é ativar as enzimas de reparo do DNA. 
Se o dano ao DNA não é reparável, a p53 vai desempenhar sua terceira função: ativar a morte celular programada para que o DNA danificado não seja transmitido.
P53 e proteínas reguladoras
Mutação da P53
O gene supressor de tumor p53 foi mapeado para o cromossomo 17. O p53 mutante não pode mais se ligar ao DNA de maneira eficaz e, como consequência, a proteína p21 não é disponibilizada para atuar como o “sinal de parada” da divisão celular. Assim, as células se dividem incontrolavelmente e formam tumores.
A maioria das mutações da p53 no câncer são mutações sem sentido, levando à expressão da proteína p53 mutante de comprimento total (mutp53).
Quando a p53 está defeituosa, as mutações se acumulam rapidamente, levando ao câncer. 
Aproximadamente 50% de todos os tumores malignos humanos apresentam mutação ou deleção do gene p53, além disso, esses tumores com p53 defeituoso são mais invasivos e provocam muitas metástases.
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 Artigo Complementar 
P53 - gene mais frequentemente mutado no câncer humano.
Ganho de função do p53 - muitas proteínas p53 mutantes, além de revogar as funções supressoras do tumor, ganham novas funções oncogênicas que contribuem para tumores mais agressivos.
Acúmulo do p53 em tumores – a p53 mutante se torna estável e se acumula em altos níveis nos tumores, o que é essencial para seu GOF (ganho de função).
Fatores de estabilização - proteínas chaperones (Hsp90), proteínas da família co-chaperone BAG, isoformas curtas MDM2, etc.
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P53 Mutante no Câncer
Mutant p53 in Cancer: Accumulation, Gain-of-Function and Therapy
P53 mutante no Câncer: Acumúlo, Ganho de Função e Terapia
Line-1 e o Câncer
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Principais Pontos
ORF1 e ORF2
HISTÓRICO
TIPOS DE CÂNCER
FASE CELULAR
1992 – Nos exames foi encontrada uma inserção de L1 de 750pb que interrompeu um éxon codificador da APC (supressor de tumores de cólon);
2016 – Em outro paciente foi encontrada uma inserção de L1 no mesmo éxon da APC, em outra posição, com 1,4kb. Foi uma das 27 inserções de L1 nesse tumor, as outras estavam em regiões intrônicas ou intergênicas.
O Primeiro Paciente Reconhecido
Hipometilação no promotor L1 – instabilidade genômica;
90% cânceres de mama e ovário, 90% cânceres de pâncreas, 60% cânceres trato gastrointestinal tubular, 50% câncer de pulmão e 40% câncer de próstata, cólon, carcinoma espinocelular, carcinoma hepatocelular;
Tumores de trato gastrointestinal (cólon) são mais propensos a atividade de L1;
O motivo de sua predileção por algumas neoplasias não é bem compreendida.
Presença em Cânceres X Predileção
Epigenética e Ambiente Celular – juntos podem induzir as variações de loci L1 herdados, na determinação de ORF1p;
ORF1p e ORF2p – podem atuar como biomarcadores de cancer para triage de prognóstico.
Características Importantes
A retrotransposição de L1 é restringida nas células presas nas fases G1, S, G2 ou M do ciclo celular. A célula precisa estar em divisão para que L1 se retrotransponha;
Não se sabe claramente se as inserções dão a CAUSA do câncer ou se são EFEITOS SECUNDÁRIOS de sua progressão.
L1 e a Fase Celular
LINE 1
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Ilustrando o Câncer 
A Ação da P53 Normal – Ação da P53 Mutada
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https://en.wikipedia.org/wiki/Transposable_element acesso em 10/06/2020 às 12:35
https://en.wikipedia.org/wiki/LINE1 acesso em 09/06/2020 às 19:50
https://www.pnas.org/content/114/28/7194 acesso em 08/06/2020 às 18:50
https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-cellbio-101011-155822 acesso em 01/06/2020 às 19:35
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3013285/ acesso em 02/06/2020 às 13:50
https://en.wikipedia.org/wiki/Alu_element acesso em 03/06/2020 às 19:48
https://www.youtube.com/watch?v=2RG9caushI0 acesso em 10/06/2020 às 19:50
https://www.youtube.com/watch?v=oQJ-TyiT81E acesso em 12/06/2020 às 20:03
https://en.wikipedia.org/wiki/Retrotransposon acesso em 09/06/2020 às 14:30
http://tga.blv.ifmt.edu.br/media/filer_public/fa/0b/fa0bc9ab-8966-439a-a0b9-3716c90da16b/junqueira_e_carneiro_-_biologia_celular-biologia_celular_e_molecular_-_9ed.pdf acesso em 07/06/2020 as 17:34
 
Referências Bibliográficas
Obrigado!
 
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