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PROBLEMA 4 CARCINOGÊNESE ❖ É um processo complexo, multifásico e dependente de fenômenos genéticos e epigenéticos; - Esses fenômenos culminam no surgimento de clones de células imortalizadas que adquirem a capacidade de se multiplicar autonomamente, de invadir os tecidos vizinhos e de dar metástases. ❖ O desenvolvimento de um câncer, em qualquer órgão, é um processo darwiniano, no qual alterações genéticas e epigenéticas originam clones celulares que, ao adquirirem vantagem de proliferar, sobreviver, destruir e invadir os tecidos, formam tumores. ❖ Os tumores são monoclaonais, ou seja, formados por um clone que venceu a barreira do controle da proliferação celular e tornou-se imortal; - Desse clone surgem descendentes (subclones). CÉLULAS-TRONCO DO CÂNCER ❖ São responsáveis por originar as diferentes linhagens de células tumorais; ❖ Foram documentadas em leucemias, gliomas, carcinoma da mama, carcinoma colorretal e melanoma; ❖ Tal como em tecidos normais, células-tronco de tumores têm capacidade de autoduplicar-se e de originar células com autoduplicação limitada (progenitoras), das quais se originam as diferentes células do tumor; ❖ A existência de células-tronco em neoplasias explica a heterogeneidade morfológica da neoplasia; ❖ As células progenitoras têm capacidade limitada de proliferação, admite-se que somente células-tronco do tumor são capazes de se implantar a distância e de originar metástases; ❖ Podem permanecer quiescentes no seu nicho, o que, em parte, pode explicar, por exemplo, sua resistência aos quimioterápicos e à radioterapia (que atuam mais em células que estão no ciclo celular) e o aparecimento de metástases tardias após retirada do tumor primitivo, as quais se originam em células-tronco que permanecem quiescentes nos órgãos para os quais migraram; - A ineficácia dos tratamentos atuais em muitos cânceres pode dever-se ao fato de que eles eliminam a grande maioria das células do tumor mas não destroem as células-tronco, que são as responsáveis por recidivas. ESTROMA DE NEOPLASIAS E CARCINOGÊNESE ❖ O desenvolvimento do câncer não depende somente de alterações genéticas ou epigenéticas; ❖ Apesar do individualismo das células cancerosas, elas interagem com as suas congêneres, com a matriz extracelular, com as do estroma, com as células de defesa inativa e adaptativa; ❖ Essa interação implica enviar e receber sinais; - A troca de sinais é o que torna o ambiente permissivo, ou não, para a progressão da neoplasia. ❖ Os carcinógenos induzem alterações não só na célula que origina o câncer como também no estroma; ❖ O estroma das neoplasias contém células endoteliais, fibroblastos, mastócitos e vários tipos de células originadas da medula óssea, inclusive leucócitos, células-tronco mesenquimais e células supressoras mieloides; - O número dessas células varia em cada tipo de tumor; - Elas representam o que se denomina células inflamatórias ou células imunitárias no tumor. ❖ Maior número de células inflamatórias no tumor não se correlaciona com melhor prognóstico; - O câncer induz o sistema imunitário a trabalhar a seu favor. ❖ Durante a carcinogênese o estroma se altera e facilita o processo neoplásico. PROPRIEDADES ADQUIRIDAS DURANTE A CARCINOGÊNESE ❖ Não se pode estabelecer com precisão as etapas da transformação maligna e nem uma sequência comum, mesmo sabendo que o processo é multifásico; ❖ Mas há um consenso de que as células neoplásicas adquirem as seguintes características fenotípicas: AUTONOMIA DE PROLIFERAÇÃO ❖ Resulta de mutações ativadoras em oncogenes, que são frequentes em: - Genes de fatores de crescimento (p. ex., PDGF), de seus receptores (p. ex., EGFR no carcinoma da mama), de moléculas transdutoras de sinal (p. ex., RAS no carcinoma colorretal) e de amplificação em genes que acionam o ciclo celular (p. ex., ciclina D 1). INSENSIBILIDADE AOS SINAIS INIBIDORES DE MITOSE ❖ Decorre de: - Mutação inativadora em genes que codificam moléculas reguladoras da via MAPK, de fatores de transcrição ativadores de genes que controlam o ciclo celular (p. ex., pRB, inativador natural de E2F, que ativa a entrada em G1); - Mutação inativadora no gene p53, que inativa complexos ciclina/CDK. EVASÃO DE APOPTOSE ❖ Resulta da inibição de genes próapoptóticos, de hiperexpresão de genes antiapoptóticos; - Ou de inativação de genes que fazem a checagem de lesões no DNA (p. ex., p53). EVASÃO DE SENESCÊNCIA REPLICATIVA 2 ❖ Deve-se a ativação de telomerase (enzima que impede o encurtamento de telômeros), permitindo a duplicação do DNA. AUTONOMIA DE SOBREVIVÊNCIA ❖ Insensibilidade a sinais inibidores de mitose e evasão de apoptose e de senescência replicativa conferem às células neoplásicas a propriedade de imortalidade, possibilitando sua multiplicação indefinida. INSTABILIDADE GENÔMICA ❖ Por causa de um estresse oxidativo durante a duplicação do DNA, favorece quebras no DNA em sítios frágeis; ❖ As lesões induzidas por estresse mitótico não mais emitem sinais para parada do ciclo celular e para apoptose; ❖ Instabilidade genômica persistente facilita alterações na regulação genética e epigenética. CAPACIDADE DE INVADIR E DE DESLOCAR-SE ❖ Deve-se à ativação de genes que favorecem a produção de metaloproteases (MMP) e inibição de genes que estimulam inibidores de MMP (TIMP); ❖ Em células cancerosas, existem alterações em genes que codificam moléculas de adesão, de modo a facilitar que as células se destaquem da massa primitiva e se desloquem na MEC; ❖ Nesse processo, é importante o fenômeno de transição epiteliomesenquimal, em que células ectodérmicas adquirem o fenótipo de células mesenquimais móveis. EVASÃO DOS MECANISMOS IMUNITÁRIOS ❖ A interação complexa entre células transformadas, células do estroma e células do sistema imunitário, que cria um microambiente supressor da resposta imunitária citotóxica. METÁSTASES ❖ É a formação de uma nova lesão tumoral a partir da primeira, mas sem continuidade entre as duas; ❖ A formação de metástases é um processo complexo que depende de inúmeras interações entre células malignas e componentes dos tecidos normais, especialmente do estroma. VIAS DA CARCINOGÊNESE Há duas vias principais: ❖ Via Clássica: - Mais comum; - Associada a mutações numerosas e aditivas em oncogenes, genes supressores de tumor etc.; - Em geral, envolve deleções cromossômicas em regiões cruciais. ❖ Via do Fenótipo Mutador: - Relacionada com defeitos no sistema de reparo do DNA (instabilidade genômica); - Esses defeitos favorecem o acúmulo de mutações em sítios críticos que resultam em transformação neoplásica; - Em algumas neoplasias, os tumores associados ao fenótipo mutador têm menor atividade proliferativa e, portanto, melhor prognóstico do que os originados pela via clássica. ETAPAS DA CARCINOGÊNESE ❖ Nas diferentes etapas do processo, surgem alterações fenotípicas que podem ser detectadas por aspectos morfológicos ou histoquímicos, o que possibilitou a demonstração da evolução de alguns tumores humanos em tempos diferentes. - Exemplo: no carcinoma cervical, demonstra-se que as lesões induzidas pelo HPV passam por uma sequência que inclui metaplasia, hiperplasia e neoplasia intraepitelial, antes do aparecimento do carcinoma invasor. INICIAÇÃO ❖ Corresponde à transformação celular; - Mudanças induzidas por cancerígenos físicos, químicos ou biológicos. ❖ A célula iniciada torna-se menos responsiva a: - Fatores que inibem a proliferação celular; - Indutores de diferenciação celular; - Apoptose. ❖ Não origina tumor; - Isoladamente não é tumorigênica, mas, quando seguida de promoção, resulta em tumores. ❖ Agentes iniciadores: são substâncias mutagênicas, de ação irreversível, que possui caráter eletrofílico (possuem elétronsdeficientes em átomos), ou seja, tem afinidade com compostos nucleofílicos (proteínas, RNA e DNA), que são ricos em elétrons; - Por terem ação irreversível, os agentes iniciadores podem gerar tumores quando administrados de uma única vez ou em doses fracionadas (as doses têm efeitos cumulativo e somatório); ❖ Os agentes químicos são capazes de ativar proto-oncogenes ou inativar genes supressores de tumor; ❖ A iniciação corresponde a uma alteração genômica em célula-tronco de baixa replicação que mantém essa alteração nas gerações seguintes; ❖ A célula afetada pelo iniciador e cujo defeito no DNA não foi corrigido precisa sofrer pelo menos uma divisão para que a iniciação ocorra; - Quando estimulada por agentes promotores, começa a proliferar e dá origem às células transformadas. ❖ A iniciação promove alteração irreversível no DNA (mutação); 3 - Uma célula iniciada pode transformar-se em tumor mesmo quando o promotor é aplicado certo tempo depois.; - Memória. PROMOÇÃO ❖ Proliferação ou expansão das células iniciadas; ❖ Fenômeno indispensável para a "fixação" da alteração genômica e para o aparecimento da neoplasia; ❖ A multiplicação celular aumenta a probabilidade de novas mutações; ❖ É um processo demorado, ao contrário da iniciação; ❖ Agentes promotores: são substâncias que têm a capacidade de irritar tecidos e gerar reações inflamatória e proliferativa; - Sua ação é reversível, pois, caso sua aplicação seja interrompida antes de completada a promoção, o efeito não se manifesta; - O mais conhecido é o TPA, sabe-se que ele tem a propriedade de modular a expressão gênica, o crescimento e a diferenciação celular; - Todo agente que produz hiperplasia pode comportar-se como promotor. Ex.: ésteres de forbol, hormônios, medicamentos, calor, traumatismos etc.; - Não se liga ao DNA e nem provoca mutações, ao contrário do iniciador. PROGRESSÃO ❖ Modificações biológicas que tornam o câncer cada vez mais agressivo e maligno; ❖ A progressão tumoral está relacionada com sucessivas modificações na expressão gênica das células neoplásicas, o que se deve a mutações sucessivas; ❖ A partir do clone original da neoplasia vão surgindo outros mais ou menos adaptados, que são diferentes sob os aspectos: - Citogenéticos; - Imunogenicidade; - Velocidade de crescimento; - Receptores de superfície; - Poder de invasão e metastatização; - Resistência a medicamentos. ❖ As células malignas são mais suscetíveis a diversas anormalidades cromossômicas, por serem geneticamente instáveis; - Esse fato tende a aumentar a progressão tumoral. ❖ A progressão depende de fatores do hospedeiro: - Resposta imunitária; pois se os novos clones adquirirem forte antigenicidade, provavelmente serão eliminados; - Estado Hormonal; presente como elemento de evolução em tumores de mama e próstata. ❖ Involução espontânea de tumores (nem sempre o câncer evolui para um estágio mais agressivo): - Pode ser devido a surgimento de clones menos adaptados ao crescimento tumoral ou que podem ser eliminados pelo hospedeiro; - Ou, é devida a células malignas que sofrem diferenciação, perdendo a capacidade de proliferação; - Pelo princípio da instabilidade genética, durante a evolução de uma neoplasia é perfeitamente possível restabelecer-se a expressão de genes que condicionam a diferenciação celular normal; - Exemplo: é o ganglioneuroblastoma, que pode transformar-se em ganglioneuroma e perder seu caráter maligno. CRESCIMENTO TUMORAL ❖ Nem sempre as células neoplásicas crescem mais rapidamente do que as normais; ❖ Como regra geral, neoplasias com grande fração de crescimento têm evolução clínica rápida; - Fração de crescimento: refere-se à população de células neoplásicas dentro do tumor que está se multiplicando em determinado período. ❖ A duração do ciclo celular nos tumores em geral não é menor do que em tecidos normais; - Células leucêmicas demoram um pouco mais que as células hematopoiéticas normais. ❖ Caminhos para as células-filhas originadas de células tumorais: - Podem continuar fazendo parte da fração de crescimento; - Podem entram em G0; - Podem se diferenciar e perder a capacidade de multiplicação; - E por último, uma parcela considerável pode ser destruída. ❖ Nas fases iniciais de formação de uma neoplasia, a maioria das células está em multiplicação; ❖ Com o evoluir do processo, o número de células que se dividem reduz progressivamente; - Nos cânceres clínicos, a maioria das células está no compartimento não replicativo. ❖ O crescimento tumoral do câncer clínico deve resultar de menor perda de células; ❖ A maneira mais simples de avaliar a taxa de crescimento de um tumor é por meio da contagem do número de mitoses (índice mitótico); ❖ . Ao lado disso, podem ser empregadas técnicas imuno- histoquímicas para detecção de certos marcadores de proliferação celular; ❖ O conhecimento da fração de crescimento tem interesse também para a conduta terapêutica; - Tumores com grande fração de crescimento (p. ex., alguns linfomas e leucemias, carcinoma de pequenas células do pulmão) respondem bem ao tratamento com medicamentos ativos contra células proliferantes (fármacos citostáticos); - Enquanto neoplasias que crescem mais lentamente (p. ex., neoplasias do cólon) não são muito suscetíveis aos efeitos desse tipo de tratamento. 4 Pode-se determinar também o índice apoptótico; - A proporção de células que estão sendo destruídas tem importância na dinâmica do crescimento tumoral. AGENTES CARCINOGÊNICOS E SUAS INTERAÇÕES CELULARES CARCINOGÊNESE QUÍMICA As substâncias químicas que podem causar a iniciação da carcinogênese podem ser classificadas em duas categorias: AGENTES DE AÇÃO DIRETA ❖ Não requerem conversão metabólica para se tornarem carcinogênicos; ❖ Agentes alquilantes ou acilantes que possuem atividade eletrofílica intrínseca; por isso mesmo, podem provocar câncer diretamente. ❖ A maioria deles são carcinógenos fracos; ❖ Há algumas drogas quimioterápicas (alquilantes) para o câncer que curam certos tipos de câncer. Mas que evocam, mais adiante, uma segunda forma de câncer. - Exemplo: cura carcinoma de ovário, mas gera leucemia mieloide aguda. AGENTES DE AÇÃO INDIRETA ❖ Requerem a conversão metabólica para um carcinógeno em sua forma final antes que eles se tornem ativos; MONO-OXIGENASES DEPENDENTES DE CITOCROMO P-450 ❖ Metabolizam a maioria dos carcinógenos conhecidos; ❖ Os genes que codificam essas enzimas são bem polimórficos; ❖ Há variações qualitativas e quantitativas dessas enzimas em: - Diferentes tecidos; - Diferentes indivíduos; - Diferentes espécies, o que pode influenciar na sede e no tipo de tumor. ❖ A susceptibilidade aos carcinógenos é regulada (em parte) por polimorfismos nos genes que codificam essas enzimas; - Dessa maneira pode ser avaliado o risco de câncer em determinado individuo através da análise genética. ❖ Idade, sexo e estado nutricional também determinam a dose interna de toxinas produzidas e assim influenciam o risco de desenvolvimento de câncer. MECANISMO ❖ Os carcinógenos químicos diretos ou indiretos atuam sobre o DNA e causam mutações; ❖ Qualquer gene pode ser alvo dos carcinógenos químicos; - Mas os oncogenes e genes supressores de tumor, como o RAS e o p53, são alvos bem importantes. ❖ O principal mecanismo de ação é a formação de compostos covalentes com o DNA (DNA adducts), que aumentam a probabilidade de ocorrerem erros durante a replicação; ❖ Além disso, alguns cancerígenos químicos (certos aldeídos, agentes alquilantes), além de sua ação mutagênica, podem fazer a inibição na atividade das enzimas reparadoras; EXEMPLOS ❖ Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos: - Um dos mais potentes carcinógenos químicos indiretos; - Presentesem combustíveis fósseis e também podem ser produzidos a partir da gordura animal durante o processo de assar as carnes e estão presentes em carnes e peixes defumados; - Seus principais produtos ativos são os epóxidos, que formam adutos covalentes com as moléculas de DNA, RNA e proteínas. - O Benzopireno produzido pela combustão do tabaco no fumo; está envolvido na etiologia do câncer de pulmão em fumantes. - Outro modo de ação mutagênica dos é sua propriedade hidrofóbica e planar, por meio da qual se intercalam entre as bases do DNA; distorções na estrutura da dupla hélice de DNA facilitam a ocorrência de inserções/deleções durante a replicação. ❖ Aminas aromáticas; ❖ Azocompostos; ❖ Alquilantes; - Podem causar mutações puntiformes no códon 12 do gene RAS. ❖ Nitrosaminas; - Formadas no organismo a partir de nitritos e aminas, ou amidas, ingeridos com alimentos; - Câncer gástrico; - Causam desaminação de ácidos nucleicos e mutações variadas; - Alvo importante: gene p53. ❖ Aflatoxinas; - A mais potente é a aflatoxina B1; - Produzida por um fungo (Aspergillus flavus) micelial, que cresce em cereais, grãos e castanhas armazenados de forma inadequada; - É metabolizada no retículo endoplasmático liso e origina o 8,9-epóxido de aflatoxina; - Esse epóxido é nucleofílico e se liga à G e induz a troca desta por T, no códon 249 do gene p53; essa mutação inativa a proteína p53; - Há desrepressão de ciclinas e CDK, favorecendo os hepatócitos a entrarem em mitose; - Carcinoma hepatocelular; - As aflatoxinas podem agir em conjunto com o vírus da Hepatite B, favorecendo o aparecimento de carcinoma hepatocelular em indivíduos jovens na África. ❖ Asbesto; 5 ❖ Cloreto de Vinil; ❖ Arsênico; ❖ Níquel; ❖ Crômio; ❖ Inseticidas e fungicidas. CARCINOGÊNESE POR RADIAÇÃO ❖ A contribuição da radiação para o número total de cânceres é, provavelmente, pequena; ❖ Há uma dificuldade na averiguação do significado completo do dano causado pela energia de radiação, pois: - Latência do dano; - Efeito cumulativo. ❖ Há uma vulnerabilidade hierárquica de diferentes tecidos a cânceres induzidos por radiação; - As leucemias mieloides aguda e crônica, são as mais frequentes; - Logo após, vem os CA de tireoide, mas somente nos jovens. ❖ Em contraste, a pele, ossos e o TGI são relativamente resistentes a neoplasias induzidas por radiação. RAIOS ULTRAVIOLETA ❖ Acredita-se que a, porção de UV do espectro solar, responsável pela indução dos cânceres de pele seja a UVB; - Sua carcinogênese é atribuída à indução da formação de dímeros de pirimidina no DNA; - Esse dano no DNA deveria ser reparado pela via de reparo de excisão de nucleotídeos; - Porém, com a exposição solar excessiva, o mecanismo de reparo do DNA fica propenso a erros, o que gera a sobrevivência da célula a custa de mutações genômicas, que podem levar ao câncer. ❖ O grau de risco depende: - Tipo de raios UV; - Intensidade da exposição; exemplo: CA de pele não melanoma (exposição total cumulativa à radiação) e os melanomas (intensa exposição intermitente); - Quantidade do “manto protetor” que absorve luz, composto pela melanina da pele. ❖ Em animais, radiação UV estimula linfócitos T supressores a inibir a resposta imunitária; - Pode favorecer o aparecimento de neoplasias. RADIAÇÃO IONIZANTE ❖ Radiações eletromagnéticas e particuladas, são todas carcinogênicas; ❖ Indivíduos pioneiros no uso de raios X desenvolveram câncer de pele; ❖ Nos sobreviventes de Hiroshima e Nagasaki, após umm período de latência, observou-se o aumento marcante da incidência de leucemias; e após períodos mais longos, tumores sólidos; ❖ É mais comum, em trabalhadores de minas que contêm compostos radioativos, o aparecimento de câncer broncopulmonar; ❖ As radiações ionizantes possuem potencial mutagênico, pois podem provocar diversas alterações cromossômicas: - Translocações; - Quebras; - Mutações puntiformes; - Deleções. Fatores relacionados com o poder mutagênico: - Tipo de células- alvo. Ex.: medula óssea é muito sensível Às radiações ionizantes, pois possuem acelerada taxa de proliferação e baixa diferenciação (respondem mais à radioterapia); - Idade; fetos, RN e crianças são mais vulneráveis; - Eficiência dos mecanismos de reparo do DNA: mutações herdadas nos genes RAD e BRCA tornam o indivíduo mais suscetível à ação de radiações; - Resposta imunitária e o estado hormonal. CARCINOGÊNESE MICROBIANA VÍRUS ONCOGÊNICOS DE RNA ❖ Vírus da Leucemia de Células T Humanas Tipo 1 (HTLV-1); ❖ O HTLV-1 provoca uma forma de linfoma/leucemia de células T; ❖ Semelhantemente ao HIV, possui um tropismo para as células T CD4+, sendo assim, essas células vão ser o principal alvo de transformação neoplásica; ❖ A transmissão de células T infectadas ocorre através do ato sexual, de produtos do sangue, ou da amamentação materna; ❖ Os mecanismos moleculares da transformação não são totalmente esclarecidos; - O HTLV-1 não contém um oncogenes e não foi descoberta uma interação consistente próxima a um proto-oncogene. ❖ Ao que tudo indica, os segredos da transformação está no guardado no gene tax; - É essencial pra a replicação viral, pois ele estimula a transcrição do mRNA viral. ❖ A proteína Tax : - Pode ativar a transcrição de diversos genes da célula hospedeira envolvidos na proliferação e na diferenciação das células T; - Inativa o inibidor de ciclo celular p16/INK4a e melhora a ativação de ciclina D, desregulando assim o ciclo celular; - Ativa o NK-kb, um fator de transcrição que atua sobre genes pró-sobrevivência/antiapoptóticos; - Ela pode interferir na função de reparo do DNA e inibe os pontos de checagem mediados por ATM que são ativados por danos no DNA; gera assim intabilidade genômica. VÍRUS ONCOGÊNICOS DE DNA 6 O HCV não é um vírus de DNA, mas também está associado ao câncer e vai aparecer aqui. PAPILOMAVÍRUS HUMANO ❖ HPV de alto risco (tipos 16 e 18) foram envolvidos na gênese de diversos cânceres, principalmente do carcinoma de células escamosas do colo do útero e da região anogenital - O câncer do colo do útero é uma doença sexualmente transmitida, provocada pela transmissão do HPV ❖ Em contraste com os cânceres de colo do útero, as verrugas genitais possuem baixo potencial maligno e estão associadas aos HPV de baixo risco, predominantemente o HPV-6 e HPV- 11 ❖ Nas verrugas benignas o genoma do HPV é mantido em sua forma epissomal não integrada, enquanto em cânceres o genoma do HPV é integrado ao genoma do hospedeiro, sugerindo que a integração do DNA viral é importante para a transformação maligna - As células em que o genoma viral se integrou mostram significativamente mais instabilidade genômica ❖ O potencial oncogênico do HPV pode estar relacionado ao produto de dois genes virais, E6 e E7 - Eles interagem com uma variedade de proteínas reguladoras do crescimento codificadas por proto- oncogenes e por genes supressores de tumor - A proteína E7 se liga à proteína RB e desloca os fatores de transcrição E2F que normalmente estão sequestrados pela RB, promovendo a progressão através do ciclo celular - A proteína E7 dos tipos de HPV de alto risco possui uma afinidade maior pela RB do que a E7 dos tipos de HPV de baixo risco - A E7 também inativa as CDKI p21 e p27. As proteínas E7 dos tipos de HPV de alto risco (tipos 16, 18 e 31) também se ligam e provavelmente ativam as ciclinas E e A - A proteína E6 possui efeitos complementares. Ela se liga a e medeia a degradação da p53 e da BAX, um membro pró- apoptótico da família BCL2, e ativa a telomerase - Como E7, a E6 dos tipos de HPV de alto risco possui maior afinidade pela p53 do que a E6 dos tipos de HPV de baixo risco - O p53 humano é polimórfico no aminoácido72, codificando ou um resíduo de prolina ou de arginina nessa posição. A variante p53 Arg72 é muito mais susceptível à degradação pelo E6. Não surpreendentemente, indivíduos infectados com o polimorfismo Arg72 são mais predispostos ao desenvolvimento de carcinomas cervicais. VÍRUS EPTEIN-BARR ❖ É um membo da família herpes; ❖ Está envolvido na patogenia de diversos tumores: - Linfoma de Burkitt; - Linfomas de células B em individuos imunossuprimidos, - Um subconjunto de linfomas de Hodgkin; - Carcinoma nasofaríngeo; - Alguns carcinomas gástricos; - E formas raras de linfomas de células T Obs.: com exceção do carcinoma nasofaríngeo, todos os outros são tumores de células B. ❖ O EBV infecta os linfócitos B e possivelmente as células epiteliais da orofaringe; ❖ O EBV usa o receptor do complemento CD21 para se ligar e para infectar as células B; ❖ Um gene do EBV, a proteína de membrana latente-1 (LMP- 1) age como um oncogene, ou seja, a formação de linfomas de células B; - A LMP-1 se comporta como um receptor de CD40 constitutivamente ativo, um receptor-chave dos sinais de células T auxiliares que estimula o crescimento das células. - A LMP-1 ativa as vias de sinalização NF-κB e JAK/STAT e promove a sobrevivência das células B e sua proliferação, tudo ocorrendo de forma autônoma; - A LMP-1 evita a apoptose através da ativação do BCL2. ❖ Outro gene do EBV, o EBNA-2, codifica uma proteína nuclear que mimetiza um receptor Notch constitutivamente ativo - A EBNA-2 provoca a transativação de diversos genes hospedeiros, incluindo a ciclina D e a família src de proto- oncogenes; - O genoma do EBV contém uma citocina viral , vIL-10, que foi usurpada do genoma hospedeiro. Essa citocina viral pode evitar que macrófagos e monócitos ativem as células T e é requerida para a transformação dependente de EBV das células B. VÍRUS DAS HEPATITES B E C ❖ Associação próxima entre a infecção por HBV e a ocorrência de câncer de fígado; - 70% a 85% dos carcinomas hepatocelulares em todo o mundo se devam à infecção com HBV ou HCV. ❖ Os efeitos oncogênicos do HBV e do HCV são multifatoriais, mas o efeito dominante parece ser a inflamação crônica 7 mediada imunologicamente, com a morte dos hepatócitos levando à regeneração e dano genômico; ❖ A infecção viral crônica leva à proliferação compensatória dos hepatócitos. - Esse processo regenerativo atua em cooperação com fatores de crescimento, citocinas, quimiocinas e outras substâncias bioativas que são produzidas por células imunes ativas e promovem a sobrevivência celular, o remodelamento tecidual e a angiogênese. ❖ A ativação da via do NF-κB dentro dos hepatócitos bloqueia a apoptose, permitindo que os hepatócitos em divisão incorram em estresse genotóxico e acumulem mutações; ❖ O genoma do HBV contém um gene conhecido como HBx que pode ativar direta ou indiretamente uma diversidade de fatores de transcrição e diversas vias sinais de transdução. HELICOBACTER PYLORI ❖ H. pylori está envolvida na gênese tanto dos adenocarcinomas gástricos quanto dos linfomas gástricos; - Critério de desenvolvimento: proliferação aumentada de células epiteliais e um histórico de inflamação crônica. ❖ Há um desenvolvimento inicial da gastrite crônica, seguido por atrofia gástrica, metaplasia intestinal das células do revestimento, displasia e câncer ❖ O genoma do H. pylori também contém genes diretamente implicados na oncogênese - Cepas associadas ao adenocarcinoma gástrico contêm uma “ilha de patogenicidade” que abriga o gene associado à citotoxina A (CagA) - Apesar de o H. pylori não ser invasivo, o CagA penetra nas células epiteliais gástricas, onde apresenta uma variedade de efeitos, incluindo a iniciação de uma cascata de sinalização que mimetiza a estimulação desregulada de fatores de crescimento ❖ O H. pylori também está associado a um risco aumentado para o desenvolvimento de linfomas gástricos. Os linfomas gástricos possuem origem nas células B, e como os tumores lembram algumas das características das placas de Peyer normais, frequentemente eles são chamados de linfomas da mucosa associada ao tecido linfoide, ou MALTomas - Sua patogenia envolve fatores específicos de cepas do H. pylori, assim como fatores genéticos do hospedeiro, tais como polimorfismos nos promotores de citocinas inflamatórias, como a IL-1 e o fator de necrose tumoral (TNF) - Acredita-se que a infecção por H. pylori leve ao aparecimento de células T reativas ao H. pylori, que, por sua vez, estimulam a proliferação policlonal de células B. CÂNCER HEREDITÁRIO X ESPORÁDICO ❖ O câncer é uma doença genética, independentemente de ocorrer de forma esporádica ou hereditária, pois a carcinogênese sempre inicia com danos no DNA; ❖ Acredita-se que somente cerca de 10% são devido a alterações hereditárias; - Com aproximadamente 90%, sendo esporádicos. ❖ O câncer que resulta de alterações adquiridas no decorrer da vida é denominado câncer esporádico. ❖ O câncer esporádico e o hereditário diferem de várias maneiras, o que pode afetar as decisões sobre os cuidados e tratamentos: - O câncer hereditário ocorre frequentemente de forma mais precoce do que o câncer esporádico do mesmo tipo, por isso se recomenda a realização do rastreamento frequente em pessoas mais jovens com antecedentes de câncer hereditário na família; - Acredita- se que os cânceres esporádicos resultam de danos adquiridos através de exposições ambientais, fatores dietéticos, hormônios, envelhecimento normal e outras influências. PREDISPOSIÇÃO GENÉTICA AO CÂNCER ❖ Um grande número de tipos de câncer, inclusive as formas mais comuns, há não somente influências ambientais, como também predisposições hereditárias; ❖ Genes que apresentam relação de causa com os neoplasmas que mostram um componente hereditário forte, em geral, estão envolvidos nas formas esporádicas muito mais comuns do mesmo tumor. SÍNDROMES NEOPLÁSICAS COM PADRÃO AUTOSSÔMICO DOMINANTE ❖ A hereditariedade de um único gene autossômico dominante aumenta o risco de desenvolver um tumor; ❖ A mutação herdada geralmente é uma mutação pontual que ocorre em um único alelo de um gene supressor de tumor; - O silenciamento do segundo alelo ocorre nas células somáticas, geralmente como consequência de deleção ou recombinação. ❖ Ex.: Retinoblastoma na infância - Portadores de um gene supressor de tumor RB mutante possuem um aumento de 10.000 vezes no risco de desenvolver um retinoblastoma - Possuem um risco grandemente aumentado de desenvolver um segundo câncer, particularmente o osteossarcoma ❖ A polipose adenomatosa familiar é uma desordem hereditária autossômica dominante provocada por uma mutação do gene supressor de tumor da polipose adenomatosa colônica (APC) ❖ Outras síndromes autossômicas dominantes incluem a síndrome de Li-Fraumeni, resultante de mutações nas linhagens germinativas do gene p53 ❖ As neoplasias endócrinas múltiplas tipos 1 e 2 (MEN-1 e MEN-2) provocadas por mutações nos genes que codificam o fator de transcrição menin e a tirosina-cinase RET, respectivamente - O câncer colorretal hereditário sem polipose (HNPCC), uma condição provocada pela inativação de um gene de reparo de erro de pareamento do DNA (também listado a seguir dentre os defeitos de reparo) 8 SÍNDROME DO DEFEITO NO REPARO DO DNA ❖ Um grupo de condições predisponentes ao câncer é coletivamente caracterizado por defeitos no reparo de DNA com resultante instabilidade do DNA; ❖ Essas condições geralmente apresentam um padrão de herança autossômico recessivo; ❖ Estão incluídos nesse grupo o xeroderma pigmentoso, a síndrome de ataxia-telangiectasia, e a síndrome de Bloom, todas doenças raras caracterizadas por instabilidade genéticaresultante de defeitos nos genes de reparo do DNA. CÂNCERES FAMILIARES ❖ O câncer pode ocorrer em uma frequência maior em certas famílias sem um padrão claramente definido de transmissão; ❖ Os aspectos que caracterizam os cânceres familiares incluem: - Idade precoce ao acometimento; - Tumores que surgem em dois ou mais parentes próximos ao caso índice e, - Algumas vezes, tumores múltiplos ou bilaterais. ❖ Não estão associados a fenótipos marcadores específicos; ❖ O padrão de transmissão dos cânceres familiares não é claro; ❖ A predisposição aos tumores é dominante, mas a hereditariedade multifatorial não pode ser facilmente descartada; - É provável que a suscetibilidade familiar ao câncer dependa de múltiplos alelos de baixa penetrância, cada um contribuindo somente para um pequeno aumento do risco de desenvolvimento do tumor. INTERAÇÕES ENTRE OS FATORES GENÉTICOS E NÃO GENÉTICOS ❖ A interação entre os fatores genéticos e não genéticos é particularmente complexa quando o desenvolvimento do tumor depende da ação de múltiplos genes contribuintes; ❖ O risco para o câncer de mama em mulheres portadoras de mutações no BRCA1 ou BRCA2 é quase três vezes maior para mulheres nascidas após 1940, quando comparado com os riscos para mulheres nascidas antes desse ano; - O genótipo pode influenciar significativamente a probabilidade de desenvolver cânceres induzidos pelo meio ambiente; - Variações hereditárias (polimorfismos) de enzimas que metabolizam pró-carcinógenos para suas formas carcinogênicas podem influenciar a suscetibilidade ao câncer. CONDIÇÕES PRÉ-DISPONENTES NÃO HEREDITÁR. INFLAMAÇÃO CRÔNICA E CÂNCER ❖ O câncer se desenvolve em locais de inflamação crônica - Risco aumentado de desenvolvimento do câncer em indivíduos afetados por diversas doenças crônicas inflamatórias do trato gastrointestinal → colite ulcerativa, gastrite por H. pylori, hepatite viral e pancreatite crônica. ❖ Nas situações em que há uma inflamação crônica não resolvida, como uma hepatite viral, a resposta imune pode se tornar desadaptada, promovendo a tumorigenêse; ❖ Injúria tecidual - A inflamação crônica pode aumentar o grupo de células- tronco teciduais, que se tornam susceptíveis ao efeito de agentes mutagênicos; - Esses mediadores (ex. fatores de crescimento) também causam estresse genômico e mutações; além disso, as células imunes ativadas também produzem espécies reativas de oxigênio que são diretamente genotóxicas; - Na inflamação crônica, uma desadaptação, permite a criação e a permanência de tais mutações, eventualmente levando ao câncer. CONDIÇÕES PRÉ-CANCEROSAS ❖ Algumas desordens não neoplásicas – a gastrite crônica atrófica da anemia perniciosa, a queratose cutânea solar, a colite ulcerativa crônica e as leucoplasias da cavidade oral, da vulva e do pênis – apresentam uma associação tão bem definida com o câncer que foram denominadas condições pré-cancerosas ❖ Na grande maioria dessas lesões, não há o desenvolvimento de um tumor maligno, mas sim um aumento do risco GENÉTICA TUMORAL ❖ O surgimento e o desenvolvimento de um câncer são entendidos como resultado da ação de vários oncogenes e da inatividade de genes supressores de tumor, de reparo do DNA ou indutores de apoptose; ❖ Existem, basicamente, duas categorias de genes envolvidos nas formações neoplásicas: os proto-oncogenes e os genes supressores tumorais. PROTO-ONCOGENES ❖ O controle das atividades celulares normais é feito por muitos tipos de genes, entre eles os proto-oncogenes; - Possuem múltiplas funções celulares relacionados ao crescimento e proliferação; - Suas proteínas codificadas podem atuar como fatores de crescimento ou como seus receptores, como transdutores de sinal, como fatores de transcrição ou como componentes do ciclo celular. ❖ Os ONCOGENES são proto-oncogenes que sofreram mutações ativadoras, ou seja, que passaram a ter ganho de função ou hiperexpressão; - As mutações convertem os proto-oncogenes em oncogenes celulares constitutivamente ativos que estão envolvidos no desenvolvimento do tumor, pois as oncoproteínas por eles codificadas capacitam a célula com autossuficiência no crescimento; 9 - Característica importante: eles têm efeito dominante na célula, ou seja, um único alelo mutado é suficiente para alterar o fenótipo de uma célula normal para maligna; - Esses genes são responsáveis por aumentar a proliferação celular, ao mesmo tempo em que inibem a apoptose, eventos que podem dar início a uma neoplasia. MUTAÇÕES FORMADORAS DE ONCOGENES ❖ Mutações gênicas: - As formas mais comuns são as mutações pontuais, ou seja, troca de um par de bases na fita dupla de DNA. - Muito frequentemente são causados por agentes químicos. - Um exemplo é a mutação do gene RAS. ❖ Mutações cromossômicas - Um mecanismo importante envolvido na carcinogênese é a translocação cromossômica; - Um exemplo clássico desse tipo de alteração é o cromossomo Philadelphia (translocação entre os cromossomos 9 e 22), responsável por modificar a expressão da proteína codificada pelo gene ABL; - O cromossomo Philadelphia é o responsável pela leucemia mielóide crônica. ❖ Amplificação gênica - É a existência de múltiplas cópias de um proto-oncogene potencializando a sua função; - Pode ser encontrado em muitos tipos tumorais, mas um exemplo importante é a amplificação do N-MYC, gene envolvido na etiologia do neuroblastoma. ❖ Superexpressão gênica - É o aumento da função de um gene, mesmo não ocorrendo aumento do número de cópias; - Um exemplo é a superexpressão do gene HER2. ONCOGENES ATIVADOS E SUAS FUNÇÕES ❖ Gene RAS: foi um dos primeiros genes mutantes descoberto. - O gene RAS normal codifica as proteínas G, que se ligam ao GTP para ativar ou inibir a proliferação celular; - Quando mutado, codifica proteína anormal que não mais depende da presença de GTP ligado para sinalizar e estimular a proliferação celular; - Geralmente, a mutação que ocorre nesse gene é a troca de apenas um par de bases (mutação de ponto). ❖ Genes ABL / BCR: a translocação do proto-oncogene ABL do cromossomo 9 para o 22 (cromossomo Philadelphia) faz com que ele fique em justaposição ao gene BCR, formando o gene quimérico BCR/ABL. - A proteína de fusão bcr/abl, provoca o aumento da atividade tirosina quinase normalmente desempenhada pela abl; - A presença de uma proteína abl hiperfuncional é fator desencadeante para a leucemia mielóide crônica. ❖ Gene MYC: algumas vezes, este gene sofre uma translocação do cromossomo 8 para o 14, ficando posicionado sob o controle dos elementos regulatórios do gene que codifica a cadeia pesada das imunoglobulinas. - Esse rearranjo provoca uma ativação transcricional exagerada do gene MYC, desregulando totalmente a sua função; - A proteína myc atua como fator de transcrição e na expressão da telomerase; portanto, estes eventos se darão de forma desordenada se a proteína estiver mutada; - Esse oncogene é responsável por um tipo importante de câncer: o linfoma de Burkitt. ❖ Gene HER2: é um proto-oncogene responsável por codificar receptores de fatores de crescimento; - Se transformado em oncogene, produz um número maior de receptores muito sensíveis, mas pouco específicos, ou seja, responderão a qualquer estímulo iniciando a proliferação celular; - Esse gene está muito relacionado ao câncer de mama em ambos os sexos. ❖ Gene BCL2: responsável por regular a apoptose. - A translocação entre os cromossomos 14 e 18 coloca o gene BCL2 sob o controle do enhancer do gene da cadeia pesada das imunoglobulinas, que é extremamente ativo nos linfócitos B; - Dessa forma, o gene BCL2 passa a ter uma alta taxa de expressão, codificando intensamente uma proteína com efeitos antiapoptóticos nas células B,mecanismo que origina o linfoma de células B folicular em 80% dos pacientes. ❖ Genes MET e RET: são proto-oncogenes que expressam receptores de fatores de crescimento; - Quando mutados desencadeiam uma série de eventos, que, em combinação com outros fatores, provocam o carcinoma papilar renal e o carcinoma medular da tireóide; - Esses são praticamente os únicos exemplos conhecidos de cânceres hereditários causados por proto-oncogenes. ❖ Genes que codificam a telomerase: são responsáveis pela fabricação da enzima de mesmo nome, que mantém um número suficiente de repetições do tipo TTAGGG na extremidade dos cromossomos; - A reposição das repetições pela telomerase garante a integridade dos telômeros, impedindo a destruição da célula; - Porém, tal reposição é normalmente limitada, fazendo com que a célula, com o passar do tempo, perca telômeros, envelheça e seja eliminada. Esse é um processo importante no controle da qualidade das células do organismo; - Mutações nos genes que codificam a telomerase podem fazer com que esta seja expressa de forma desregulada, perpetuando as células em que atua ou, então, passe a ser expressa em células cuja atividade deveria se manter suprimida; - Esta alteração contribui para a imortalidade celular e, consequentemente, para o surgimento do processo neoplásico. 10 GENES SUPRESSO RES DE TUMOR ❖ Expressam produtos que regulam negativamente o ciclo celular; ❖ O meio mais comum de perda de função desses genes se dar através de mutação na estrutura do DNA; ❖ Mas em alguns casos, pode ocorrer silenciamento do gene por um processo epigenético, como a hipermetilação do DNA, que é transmitida de maneira estável por mitose. ❖ Os genes supressores tumorais são divididos em dois grandes grupos: GATEKEEPERS OU GENES PROTETORES Eles regulam diretamente o ciclo celular. São genes de suscetibilidade para câncer. ❖ Gene p53: presente no cromossomo 17, este gene está mutado em cerca de 2/3 dos casos de câncer; - Ele é responsável pela interrupção do ciclo celular na fase G1 quando há qualquer alteração na seqüência de DNA, a fim de que o dano seja reparado; - Se o reparo não for feito, o gene induzirá a ativação do mecanismo de apoptose; - A disfunção desse gene faz com que o ciclo celular prossiga mesmo que haja uma mutação no DNA, permitindo sua transmissão às células descendentes e iniciando um processo neoplásico; - Um exemplo de doença causada por alterações no p53 é a Síndrome de Li-Fraumeni, condição em que ocorre predisposição a desenvolver câncer em vários locais, como mama, ossos, cólon, pâncreas, entre outros. Gene RB1: situado no cromossomo 13, produz uma proteína que bloqueia o ciclo celular quando hipofosforilada; - Nesta forma, a proteína pRB se liga ao fator de transcrição E2F, que estimula a síntese de várias outras proteínas necessárias à continuidade do ciclo celular; - Quando o RB1 está mutado, a pRB encontra-se permanentemente hiperfosforilada, permitindo a progressão do ciclo e dando início a um processo neoplásico; - Apesar desse gene se expressar em vários tecidos além da retina, sua mutação resulta geralmente em retinoblastoma, hereditário (em 40% dos casos) e esporádico (em 60% casos). ❖ Gene APC: está localizado no cromossomo 5 e produz a proteína apc,que regula a quantidade de b-catenina livre no citoplasma; - Em condições normais, quando a célula não precisa se multiplicar, a b-catenina se encontra ligada a E-caderina, inibindo a progressão do ciclo celular; - Se o gene APC estiver mutado, produzirá uma proteína truncada, responsável por um aumento da porção livre de b- catenina, que é transportada para o núcleo, ativando a transcrição de genes de proliferação celular, incluindo o MYC; - Mutações no APC provocam polipose intestinal adenomatosa de caráter familiar ou esporádico e síndromes que envolvem câncer colorretal, como a síndrome de Gardner. CARETAKERS OU GENES DE MAN UTENÇÃO Atuam reparando danos no DNA, mantendo a integridade genômica e evitando a instabilidade genética; Sozinhos não induzem a formação de neoplasia, pois alterações nesses genes não conferem vantagens proliferativas à célula, mas facilitam a ocorrência de mutações nos genes gatekeepers, as quais darão início à carcinogênese. ❖ Genes BRCA1 e BRCA2: estão presentes nos cromossomos 17 e 13, respectivamente. - São ativados nas fases G1 e S do ciclo celular; - Os produtos dos dois genes estão em um mesmo complexo multiprotéico e são responsáveis pela resposta celular às quebras do DNA que ocorrem normalmente na recombinação homóloga ou de forma anormal quando há danos na estrutura do DNA; - Se mutados, predispõem ao aparecimento de câncer de mama e de ovário, que tanto podem ter caráter esporádico quanto hereditário. ❖ Genes MMR: são genes responsáveis por reparar erros de pareamento do DNA (mismatch repair genes); - Há inúmeros genes de reparo existentes, mas somente alguns já foram identificados como causadores de tumores como: MLH1, MSH2, PMSL1, PMSL2 e MSH6. Mutações 11 nesses genes provocam aumento da incidência de mutações de ponto no DNA e tendência à instabilidade dos microssatélites; - Essa instabilidade é chamada de fenótipo Erro de Replicação Positivo (RER+), que ocorre em vários tipos de tumores; - Alterações nos genes de reparo provocam, mais frequentemente, câncer colorretal hereditário sem polipose, mas também são responsáveis por cânceres intestinais esporádicos.
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