BIOLOGIA MOLECULAR DO CÂNCER E SISTEMA IMUNE

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REBECA KRUSE MED10 
 
Biologia molecular do 
câncer e sistema imune 
CONCEITOS: 
Tumor: proliferação celular descontrolada 
Neoplasia: tumor maligno 
Maligno: crescimento não controlado → capaz de 
invadir tecidos vizinhos ou se espalhar para tecidos 
distantes (metástase) 
INTRODUÇÃO: 
BENIGNO: 
 Bem circunscritos 
 Podem ser encapsulados 
 Não fixados a estruturas adjacentes 
 Crescimento lento ou não cresce 
Ex.: fibroadenoma 
MALIGNO: 
 Perda do controle de divisão e proliferação 
celular 
 Alterações cromossômicas ou alterações 
epigenética 
 Perda das propriedades adesivas da 
membrana citoplasmática (desmossomos não 
funcionam muito bem) 
 Perda da capacidade de diferenciação e 
especialização celular 
 Capacidade de induzir o crescimento de vasos 
sanguíneos (neoangiogênese) 
 Margens difusamente infiltrativas 
 Fixados a estruturas adjacentes 
 Crescimento rápido (depende da agressividade 
do tumor) 
 Invasão e metástase 
O câncer é uma doença genética, independentemente 
de ser esporádica 80% (causa externa - ex.: tabagismo 
– nicotina pode alterar as células; álcool; bebida 
quente crônica; sol) ou hereditária 15-20% (gene 
supressor tumoral ou oncogene mutado herdado a 
nível de meiose) 
 BCRA1 e 2: pode ter câncer de mama, pâncreas 
É causada por mutações em genes que controlam a 
proliferação e morte celular 
 Desequilíbrio entre ↑ produção e apoptose ↓ 
DESENVOLVIMENTO: 
Processo gradual por meio de uma série progressiva de 
alterações 
Mutações primárias e mutações adicionais ao longo do 
desenvolvimento 
Causas (multifatorial): agentes químicos, radiação, 
irritação crônica (calor), infecções (hepatite B, hepatite 
C, HPV, H. pilori), hereditariedade 
 CA pâncreas: relacionado ao fumo; CA mama: 
hereditariedade e/ou estrogênio 
Ativam genes que estavam silenciados → proto-
oncogenes (estimulam o ciclo celular) 
Inativam genes que estavam ativos → genes de 
supressão tumoral 
 
Célula → induzida a proliferação celular → ativação dos 
oncogenes e inativam genes supressores tumorais → 
genes apoptóticos → morte celular 
No processo de 
uma célula 
normal e célula 
cancerígena há 
VÁRIAS 
mutações (em 
genes 
diferentes) 
 
Célula normal → Célula displásica → metaplásica → in 
situ → carcinoma invasor 
ORIGEM DA CÉLULA: 
Carcinoma: células anormais das células epiteliais 
Sarcoma: células anormais do tecido conjuntivo 
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Linfoma/leucemia: células anormais das células 
hematopoiéticas e sistema imune 
CICLO CELULAR: 
Interfase: crescimento celular e duplicação do DNA 
(“repouso celular”) 
 G0: Repouso. Estágio inativo, 
metabolicamente ativa mas sem 
proliferação (tempo depende do 
tipo celular) 
 G1: Crescimento celular. 
Intervalo entre a mitose e o 
início da replicação do DNA. 
 S: Replicação do DNA. 
 G2: Período pré-mitótico. Crescimento celular 
contínua e síntese proteica 
 M: Mitose 
 
Mitose: separação do DNA em dois conjuntos e divisão 
do citoplasma, formando duas novas células 
 Divide o material genético (n 46) → n 23 e n 23 
SEQUÊNCIA ORDENADA DE EVENTOS: 
Ligação do fator de crescimento a receptor específico 
na membrana celular (modelo chave-fechadura) → 
ativação do receptor do fator de crescimento → 
ativação de proteínas transdutoras de sinal → 
transmissão do sinal até o núcleo → ativação de 
proteínas regulatórias nucleares → iniciação e 
progressão do ciclo celular 
 Cada gene ativa uma proteína específica → 
cada proteína ativa um receptor específico 
REGULAÇÃO DO CICLO CELULAR: 
Balanceamento entre número de células por mitose e 
de morte célula por apoptose 
O ciclo celular não 
progride 
automaticamente 
devido a paradas 
do ciclo em pontos 
estratégicos 
(checkpoint 1: 
G1→S e 
checkpoint 2: 
G2→M) 
Esses pontos de checagem são regulados por 
proteínas: 
 Checkpoint 1: é regulado pela proteína P53 
que é produzida/codifica pelo gene TP53 
 Checkpoint 2: regulado pela proteína pela 
proteína Rb codificada pelo gene Rb 
*Se houver mutação nessas proteínas o ciclo não 
seguirá em frente 
Progressão só ocorre quando tais pontos são 
ultrapassados por estímulos apropriados 
Mitose: 
Prófase: duplicação do material; metáfase: 
cromossomos na placa equatorial, microtúbulos 
começam a migrar para os polos da célula; 
condensação das fibras de fuso celular e se ligam aos 
centrômeros e esse cromossomo se divide em 
cromátides irmãs; anáfase: polimerização das fibras do 
fuso; telófase: divisão celular 
CHECKPOINT: 
 Mecanismo que monitora o ciclo celular 
 Controle de qualidade: correta execução dos 
eventos 
 Impede início de eventos subsequentes até 
que o anterior seja executado com sucesso 
 Reparo ou apoptose 
 Se erros: cânceres, anomalias cariotípicas 
 No fim de G1, G2 e mitose 
CHECKPOINT 1: 
Proteína p53: verificação de G1→S 
É induzida rapidamente em resposta ao DNA 
danificado (para mandar reparar ou estimular a 
apoptose) 
Mutação no gene codificador de p53 → evita o 
bloqueio em G1 em resposta ao DNA danificado → 
replicação de DNA danificado que será passado para as 
células filhas → aumento na frequência de mutações e 
instabilidade do genoma celular → câncer 
CHECKPOINT 2: 
Proteína Rb: verificação da fase S → M 
O ponto de verificação em G2 evita a iniciação da 
mitose antes da conclusão da fase S 
Proteínas MCM (manutenção de micro-cromossomos): 
 Restrição da replicação do DNA a um evento 
por ciclo 
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 São capazes de se ligar à origem de replicação 
somente durante a fase G1, permitindo que a 
replicação se inicie na fase S 
CONTROLADORES POSITIVOS: complexos ciclinas-CDK 
Ciclinas: 
 Quantidade varia durante as fases do ciclo 
 Sintetizadas conforme necessidade 
 Ligam-se as CDKs 
 Se alta produção: células com muita energia 
passando para fase de mitose sem ser checada 
CDK (quinases dependes de ciclinas): 
 Presentes durante todo ciclo 
 São ativadas quando ligadas a ciclinas 
 Fosforilação ativa (produz ATP) → destrava a 
célula para G1→G2 
No fim as ciclinas são degradadas e as quinases ficam 
livres 
Estão entre G1→G2 e G2→M 
 
Ciclinas e fatores de crescimento: 
1. Síntese da ciclina é induzida em resposta à 
estimulação dos fatores de crescimento 
2. Fatores de crescimento presentes através de 
G1 → complexo cdk4,6/ciclina impede as 
células através do ponto de restrição 
3. Mutações resultantes da contínua expressão 
irregular da ciclina D1 → desenvolvimento de 
câncer (linfoma, CA de mama) 
CONTROLADORES NEGATIVOS: 
CKIs (inibidores de CDKs): 
 Específicas: p15, p16, p18, p19 –Cic D-CDK4 e 
Cic D-CDK6 em G1 
 Inespecíficas: p21, p27, p53, p57 – sobre vários 
tipos de complexos Ciclina-CDK 
 
Complexo Ubiquitina: 
 Degrada ciclinas e outras proteínas 
Fosfatases: 
 Desfosforila CDKs e ciclina/CDKs, tornando-os 
inativos 
*Alteração nos controladores negativos pode deixar 
mais tempo o complexo funcionando 
 
Fase G1→S: proteína p53 verifica → complexo ciclina-
CDK gera energia → destrava para fase S→ ciclina 
degradada 
Fase G2→M: Proteína Rb → complexo ciclina-CDK → 
gera energia → libera a célula para mitose → ciclina 
degradada 
PROTEÍNA RB: G2→M 
Proteína substrato chave do complexo Cd4,6/ciclina D 
Frequentemente mutada em vários tumores humanos 
(50%) 
A atividade de Rb é regulada por mudanças em suas 
fosforilações conforme a célula prossegue através do 
ciclo 
Complexos fosforilam pRb, que se desliga de E2F 
(proteína de regulação gênica) 
pRb ativa (fosforilada) permite a progressão do ciclo 
Se gene pRb mutado: perda do controle do ciclo 
associação com tumores 
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APOPTOSE: 
Morte celular programada 
Suicídio de determinadas linhagens celulares ao longo 
da embriogênese, ou de algumas células ao longo da 
vida 
ONCOGENES: 
Denominação dada aos genes relacionados com 
surgimento de tumores(malignos ou benignos), bem 
como genes que quando deixam de funcionar 
normalmente, transformam uma célula normal numa 
célula cancerosa 
Oncogenes: formas irregularmente expressas ou 
mutadas dos proto-oncogenes correspondentes 
Proto-oncogenes → mutados → transformação em 
oncogenes → codificam uma proteína mutada → 
oncoproteína (pRb, Ps53) → risco de desenvolvimento 
de tumores 
Classes funcionais das oncoproteínas: 
 Fatores de crescimento: pode aumentar a 
produção de ciclina 
 Fatores de transcrição: regulam a proliferação 
celular 
 Tiroquinases ligadas a receptores: C-kit, erb-B 
 
*Oncoproteínas: proteínas que foram codificadas a 
partir de genes denominados oncogenes, que atuam 
como promotores da proliferação celular 
desgovernada 
*Ex.: amplificação do Crb2 → maior quantidade de 
proteína → provavelmente tumores mais agressivos, 
recaídas em menor tempo, maior risco metástases 
visceral 
MECANISMO DE ATIVAÇÃO DOS ONCOGENES: 
Mutações ponto: mutações do oncogene – ras (câncer 
de cólon) 
Rearranjos cromossômicos: 
 Tumores primitivos neuroectodérmicos 
 Linfomas 
 Burkitt 
 
Amplificação gênica: N-myc nos neurblastomas 
 
VÍRUS DNA: 
Outras via de forma de carcinogênese 
Epidemiologia: mais importantes que os de RNA, 
relacionando-se com câncer de colo uterino – HPV, 
linfoma de células B e CA nasofaríngeo – EBV 
Vírus estudados: SV40 – vacina Sabin, polioma vírus, 
adenovírus, HPV, EBV 
GENES SUPRESSORES DE TUMOR: 
Codificam proteínas que possuem papel importante na 
regulação do ciclo celular e apoptose, inibindo a 
formação e tumores (inibindo o ciclo celular) 
Gene Rb: história (hereditária), comprovação, 
neoplasias relacionadas 
Gene p53: 
 Associado a vários tipos de câncer (linfomas, 
leucemias, etc) 
 Responsável por 50% das neoplasias malignas 
 Outros genes: APC, TBRII, BRCA1 e 2, INK4, 
PTEN 
 
BIOLOGIA MOLECULAR - APLICABILIDADE PARA 
PREVENÇÃO E TRATAMENTO: 
Melhor prognóstico devido a prevenção e detecção 
precoce 
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Taxa de cura carcinomas estágio inicial, in situ, cerca de 
90% 
Tratamentos menos invasivos e eficazes (pequenas 
cirurgias, radioterapia) 
Melhor rastreamento e acompanhamento de 
pacientes de alto risco 
Pesquisa de herança familiar para alguns tipos de 
cânceres (ex.: câncer de cólon, não-poliposo 
hereditário, incidência de 15% nos CA de cólon) 
 Alterações em genes supressores BRCA1 e 2 
estão envolvidos em 5-10% dos CA de mama 
Melhor segmento e redução da mortalidade por CA 
 Ex.: Lynch 
Diagnóstico molecular: busca de marcadores celulares 
 Ex.: translocação do gene abl, como bcr, 
gerando a expressão do oncogene leucemia 
mielóide crônica, que pode ser detectado pelo 
método de PCRe é usada para onitorar 
resposta ao tratamento de pacientes com 
leucemia 
Tratamento: 
Drogas atuais, danifica DNA e inibe a replicação de 
DNA, tóxicas para os indivíduos 
Futuro: desenvolvimento de drogas que inibem a 
angiogênese, bloqueando a proliferação de células 
endoteliais 
Uso de ácido retinóico, uso direto no combate a 
proteína oncogênica da leucemia promielócita 
SISTEMA IMUNE E CÂNCER: 
Imunidade inata x adquirida (desenvolve ao longo da 
vida) 
Baseia-se na ideia de que a célula tumoral apresenta 
alguma diferença estrutural de sua contraparte normal 
e que esta anormalidade seja reconhecida pelo sistema 
imune – não obrigatoriamente a célula tumoral está 
toda alterada → o sistema imune pode olhar apenas o 
outro lado e não matar 
O componente neoexpresso, se for reconhecido pelo 
sistema imune como estranho é um antígeno tumoral 
BIOLOGIA MOLECULAR E CÂNCER: 
Eficácia do sistema imune em eliminar células 
neoplásicas está: 
Na dependência que estas células sofram alterações 
Que deverão ser reconhecidas pelo sistema imune 
Que colocará em ação componentes eficazes na 
destruição destas células 
Caso haja falha em uma destas três etapas, a célula 
tumoral escapará ao controle imunológico 
FISCALIZAÇÃO DO SISTEMA IMUNE POR CÉLULAS: 
O organismo constantemente produz células 
neoplásicas que, em indivíduos sadios, são 
rapidamente reconhecidas e eliminadas pelo sistema 
imunológico. Desta forma, o câncer somente 
conseguiria progredir se as células tumorais 
conseguissem impedir seu reconhecimento pelos 
linfócitos T/NK 
ANTÍGENOS ASSOCIADOS AO TUMOR: 
O organismo deve diferenciar as células normais das 
células tumorais, para que o sistema imune reaja 
contra um tumor. Essa diferença antigênica pode se 
observar pela perda e ganho de moléculas de 
membrana celular. Os linfócitos T/NK do hospedeiro 
devem conhecer os antígenos tumorais 
Variedades de antígenos novos que podem aparecer 
na membrana da célula tumoral e provocar uma 
resposta imune: 
 
IMUNIDADE E CÂNCER: 
A apresentação de células diferentes das normais são 
consideradas estranhas pelo sistema imune e são 
atacadas. Esse ataque depende principalmente dos 
linfócitos T (células citotóxicas) e das células NK 
(natural killer 15%), além de macrófagos ativados e 
anticorpos. 
LINFÓCITOS: 
1. T – timo: receptor de linfócitos T – TcR 
(imunidade celular) 
2. B – medula óssea: imunoglobulinas 
(imunidade humoral) 
3. NK: diferenciação não estabelecida 
(citotoxicidade natural – LGL) 
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CÉLULAS EXTERMINADORAS NATURAIS (NK): 
Cerca de 15% dos linfócitos dos sangue periférico 
Tem a capacidade de matar células tumorais e 
infectadas por vírus. 
Surgem a partir da medula óssea e não precisa do timo 
para seu desenvolvimento. 
São encontradas principalmente nos órgãos linfoides 
secundários 
 
A célula normal tem os antígenos de membrana, esses 
antígenos são reconhecidos pelo sistema da NK (se liga 
→ acopla). Caso falte alguma coisa/ não se encaixe → 
a NK lisa a célula 
REGULAÇÃO: 
As atividades das células NK é regulada por IL-2, IL-3, 
IL-4, IL-12 e IFN-gama, cada um de um modo diferente 
IL-2: induz uma diferenciação in vitro → aumentando a 
atividade citotóxica de forma a lisar os alvos 
IL-4: também aumenta a citotoxicidade 
IL-3: garante a vida da células NK não deixando que 
morram 
IL-12 e IFN-gama: ação citotóxica e estimula produção 
FNT-alfa 
ONTOGÊNESE T: 
Período intra-medular e sanguíneo: 
 Geração de diversidade no TCR: quanto maior 
diversidade → NK mais reconhece estranhos 
Período intra-tímico: 
 Seleção de repertórios 
 
 
ONTOGÊNESE B: 
05 genes de cadeia pesada: alga, 
gama, delta, épsilon, Mi 
02 genes de cadeia leve: Kappa, 
lambda 
Duas etapas: 
Antígeno-independente: 
 Maturação 
 Rearranjo gênico 
Antígeno-dependente: 
 Refinamento 
 Resposta humoral 
RESPOSTA ADQUIRIDA: 
Características: diversidade, especificidade, memória 
imunológica, autotolerância, regulação homeostática 
RESPOSTA IMUNE ANTI TUMORAL: 
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LT (CD4 e CD8) → diminuídos no paciente com HIV → 
tem muita infecção por patógenos oportunistas → os 
LT reconhecem os antígenos de superfície → mata 
(imunidade celular) 
LB → plasma → libera anticorpos → se ligam aos 
antígenos de membrana → matam a célula por 
opsonização/ ativação do sistema complemento se não 
reconhece (imunidade humoral) 
IMUNOTERAPIA: 
Inespecífica: 
 Citocinas: INF, IL-2, G-CSF (ajudam na ação das 
células NK) 
 Terapia celular: LAK 
Específica: 
 Anticorpos: anti-HER-2, anti-CD20, anti-VEGF, 
anti-EGFR (se ligam a um antígeno específico) 
 Vacinas: células tumorais, peptídeos e células 
dendríticas