abl, é muito conhecido o cromossomo Filadélfia

Aula gravada de BIOQUÍMICA: Bases da Carcinogênese
Professora: Tereza Cartaxo
Aluna responsável: Renata Sá
3M - 02.05.05
O câncer, quer seja um tumor maligno ou benigno, resulta da quebra de mecanismos regulatórios que
governam o ambiente normal da célula. Um tumor pode ser maligno ou benigno, mas somente os
tumores malignos são referidos como cânceres. Os tumores malignos são aqueles que tem
características de invasividade, então as células apresentam características que são peculiares, que as
diferenciam de uma proliferação celular benigna. Então, nós vamos ver algumas dessas características,
o que elas produzem, porque elas ganham essa capacidade de invadir outros tecidos.
É importante levar em consideração em relação aos tumores é o princípio da clonalidade, que está
embasado no desenvolvimento do tumor a partir de uma origem celular que passa a proliferar
normalmente. Aí vem a pergunta: será que a partir daí todas as células terão a mesma característica
daquela origem que sofreu alteração? Vão ser todas iguais? Vamos responder mais tarde.
Experimentos foram feitos em células femininas, onde a gente tem X₁ e X₂. Normalmente um dos X é
inativado e isso é aleatório no tecido normal. Porém, no tecido tumoral só um deles é inativado. A
partir daqui, alguma alteração ocorreu e as células normais passaram a proliferar anormalmente.
Pergunta: “A gente viu em genética, que quando inativava era aleatório, mas isso nas primeiras células.
A partir do momento que inativou uma, todas as descendentes dela teriam aquele mesmo X inativado.
No tecido normal isso não seria regular?”
Resposta: Nas células tumorais, o padrão de inativação de um gene ou de alteração de um gene é no
cromossomo X₁, por exemplo, (isso é básico! É o princípio de clonalidade!), a partir daí em todas as
outras células, a alteração só vai estar no X₁, não vai ser mais aleatório, como era anteriormente, que
poderia ser no X₁ ou no X₂. Agora, a alteração vai estar em todas descendentes daquela.
No câncer, o processo é em várias etapas. [Ela explica através de um gráfico.] Se há aumento da taxa
de câncer de colo retal com a idade. Então tem taxa de morte anual com idade em anos. Alguma coisa
acontece que faz com que a mortalidade ocorra nas idades mais avançadas. No mesmo indivíduo, se
você for acompanhar a vida dele, então alterações vão ocorrendo nessas células e que vão modificandoas e elas vão tendo outras características que são danosas ao indivíduo. Concluindo, vê-se que existem
estágios para o desenvolvimento do tumor. [Ela mostra uma figura.] Então, você vê uma célula mutada
e a partir daqui, já tem outra diferente com aumento do potencial de crescimento. Daí a população
celular vai crescendo. É como se elas fossem selecionando clonalmente e daqui você tem outras
características. A alteração é um grupo de células, mas elas vão adquirindo outras características e vão
se proliferando.
A nível celular, o processo é multifásico:
1) Mutação, que pode ser pontual (troca um nucleotídeo no DNA do paciente, que a expressão está
envolvida na troca de um aminoácido e altera a função daquela proteína de transmissão de sinal que
está envolvida no processo de proliferação celular) ou pode ocorrer uma perda de uma parte
cromossômica (deleção) e daí há uma alteração na expressão, um aumento de proliferação celular ,
como ocorre no neuroblastoma, que é um tumor infantil muito comum. Pode ser ainda uma troca de
partes cromossômicas e aí gerando uma proteína quimérica, como é o caso das leucemias. Então há
uma série de alterações que podem ocorrer.
2) Seleção celular
3) Proliferação, uma capacidade de proliferação muito grande que essas células adquirem, porque elas
passam a produzir seus próprios fatores de crescimento, controlando seu crescimento celular. Essa é
uma característica muito importante das células tumorais.
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4) Adquirem uma maior capacidade de sobrevivência. Isso representa menor apoptose, que é uma
morte celular programada. Apoptose é fisiológico. Existem mecanismos de controle para direcionar
essa célula para apoptose.
5) Capacidade de invasão e
6) Metástase. Esses dois últimos estão extremamente relacionados.
[Tem uma pergunta, mas não dá para entender] Resposta: Na seleção clonal, as células adquirem
características que são comuns. Então, elas são selecionadas a partir da proliferação da alteração de
uma célula. Ela prolifera e tem as mesmas características daquele grupo celular.
Estágios de desenvolvimento de um tumor: [Ela mostra uma “animação”]
A gente vê a características que essas células apresentam. Tem a proliferação do tecido e elas ganham a
capacidade de invadir outro tecido através da destruição da matriz extracelular. Essas células têm
característica de trofismo(?) celular.
Causas de câncer:
São várias. Às vezes a gente pensa que câncer é uma coisa hereditária, mas nem todo tipo de câncer
tem essa característica. Aliás, muito poucos são assim.
- Há vírus causando câncer...[ela fala alguns tipos de vírus que causam câncer, mas não dá para
entender!] o HTLV 1 e HTLV 2, que é o vírus linfotrópico(?) de células T humanas, vírus da hepatite B
e C.
- Carcinógenos químicos. Porque um indivíduo é exposto da mesma maneira a um mesmo carcinógeno
que outra pessoa e um desenvolve câncer e o outro não? Porque uma pessoa faz um tratamento para um
câncer e desenvolve reações terríveis e outra usando as mesmas doses não tem? É porque existe o
polimorfismo entre os indivíduos. É uma alteração genética que ocorre com uma freqüência acima de
1% numa população, só que ela não determina nenhuma alteração grave. Por exemplo, algumas
pessoas têm uma mutação nas enzimas do complexo de citocromos P450, responsáveis por metabolizar
drogas, e por isso não metabolizam tão bem uma droga como outra pessoa. Um polimorfismo é uma
alteração no DNA do paciente, que faz com que ele responda de um modo diferente à droga, gerando
uma maior toxicidade para ele. Daí a importância desses carcinógenos químicos para o câncer e seu
tratamento também.
- Danos ambientais também. Então, a gente tem os raios ultravioletas, que podem determinar uma
transformação celular e a célula, agora, é uma célula cancerígena com características peculiares.
- Tem os agentes químicos: no fumo (benzopireno, dimetilnitrosamina, compostos de níquel).
Agentes promotores de tumor:
Normalmente, a gente duas situações importantes em relação ao desenvolvimento do tumor, que são o
processo de iniciação e o processo de promoção. O processo de iniciação é a mutação propriamente
dita, é a alteração que foi provocada naquela célula. A partir daí existem agentes que vão promover a
proliferação celular.
- Nós temos aqui o óleo de cróton, em que estão presentes os ésteres de forbol.
- Hormônios, como estrógeno, são agentes promotores desde que o indivíduo já tenha uma
predisposição.
- Vírus da hepatite B...[outro vírus que não dá para entender o nome]...HTLV 1, HTLV 2.
[Ela coloca uma figura] A indução de tumor por carcinógeno, mostrando os experimentos que foram
feitos. Inicialmente, o rato apresenta as células mutadas, depois passa o éster de forbol nele. Daí as
células passam a proliferar, porque ele é um promotor de tumor. E esse éster de forbol, assim como
outros agentes promotores, eles determinam a ativação de uma cinase C, a fosfocinase C. A ativação
dessa cinase C leva a fosforilação de fator de transcrição...???... e daí a gente tem proliferação celular.
Aqui, a gente pegou o exemplo do éster de forbol, mas as outras drogas também ativam essa cinase C
ou outras vias.
Propriedades das células cancerígenas: O que elas tem aqui de características?
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- Requerimento de fatores de crescimento reduzido, que governam o ambiente normal das células,
porque elaboram seus próprios fatores de crescimento.
- Produzem fatores de crescimento.
- Apresentam menor interação célula-célula e célula-matriz extracelular, porque elas apresentam uma
diminuição na expressão de moléculas de adesão, principalmente caderinas, moléculas da superfamília
das imunoglobulinas, selectinas.
- Secreção de proteases (colagenase tipo IV, metaloproteinases). É através da secreção dessas enzimas
que as células destroem a matriz extracelular e daí elas ganham a circulação e realizam metástase.
- Secreção de ativador de plasminogênio. A plasmina determina a dissolução parcial ou completa do
coágulo. Ela está na última fase do processo de coagulação. Só que a plasmina não é específica para a
fibrina, ela quebra a fibrina, mas quebra também outras proteínas. Então as células secretam
plasminogênio e aí nós temos destruição de matriz por conta dessa plasmina a partir do plasminogênio.
- Indução de angiogênese. A célula tumoral induz a angiogênese, que é a neoformação de vasos,
porque ela precisa de uma grande nutrição. Então, ela se nutre das proteínas do indivíduo que tem a
doença. Tanto é, que hoje em dia tem que se trabalhar com drogas que inibem a angiogênese para que a
célula tumoral perca nutrição. Numa cirurgia de um tumor que seja maligno, é impressionante a
estrutura de irrigação a nível cerebral. Você vê o quando sangra na hora da retirada. E vocês sabem que
um tumor com metástase cerebral é sem chance, é extremamente grave.
- Falha no processo de diferenciação. É o caso das leucemias. Na maioria dos tipos de leucemias, a
gente tem células que falham no processo de diferenciação e passam a proliferar a partir daquele
momento.
Pergunta: ”A senhora falou que há uma falha no processo de diferenciação, mas e o teratoma?”
Resposta: O teratoma é um tumor benigno e eu estou falando aqui daqueles que tem capacidade de
invasão. Eu estou falando de câncer mesmo. O teratoma é comum de ser encontrado em ovário e em
crianças.
- Essas células também adquirem menor apoptose. Elas têm um maior capacidade de sobrevivência
Como é que as células cancerígenas proliferam? Vamos ver células normais proliferando e em
determinado momento elas entram no estado quiescente, de repouso. Normalmente no ciclo celular,
uma célula tem que entrar na fase de quiescência e a célula proliferando (tumoral), ela vai direto, não
entra na fase G0 de quiescência. Assim a célula tumoral prolifera rapidamente, é o descontrole.
[Alguém pergunta algo incompreensível] Resposta: Porque elas (céls tumorais) retiram tudo do
paciente, por isso o paciente perde muito peso, perde a capacidade de proteção, porque as proteínas são
consumidas literalmente.
- Estimulação autócrina, elas produzem seus próprios fatores de crescimento e saem proliferando.
[Alguém fala de uma tal de indução “justagne”????, mas a prof. não sabe o que é e mesmo assim tenta
explicar, enquanto a pessoa fala um monte de coisa que não dá pra entender!] De modo geral, eu sei
que existe a glicoproteína P. Porque na célula tumoral são muitas coisas que são expressas. Porém, ela
expressa também glicoproteínas que transportam ativamente drogas para fora. Você quer tratar o
paciente, aí ela bombeia para fora a droga. É a chamada glicoproteína P, que os genes envolvidos são
os genes de multi-resistência à droga. Então são muitas proteínas que estão envolvidas.
- Inibição de contato. Então, veja a diferença entre um tecido com fibroblastos normais e outro com
células tumorais, é uma por cima da outra, bem confuso. Não há um estabelecimento de contato entre
as células correto.
Em relação a apoptose, sabe-se que é uma forma fisiológica de morte da célula, que desempenha papel
chave na manutenção de tecidos maduros e desenvolvimento embrionário. Normalmente, nós nascemos
com mais neurônios do que a gente precisa e parte deles entra em apoptose. Renovação dos tecidos
envolve processo de apoptose. Só que a célula cancerígena apresenta menor apoptose. A apoptose é
diferente da necrose. Na necrose tem uma reação inflamatória, uma ativação do sistema imune e na
apoptose é diferente. Então, a gente vê aqui fragmentação do DNA, condensação de cromatina,
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fragmentação do núcleo e da célula. Existe uma série de enzimas que são ativadas, proteases que vão
degradar. Existem genes que regulam esse processo de apoptose. Tem o gene Bcl-2 em humanos, que
foi descoberto em um nematódeo...
Mudando o lado da fita...
[Isso foi o que eu anotei no caderno na hora em que a fita não gravou: o gene Bcl-2 inibe a apoptose
porque inibe as proteases, preservando a célula. Num paciente HIV+, o vírus não causa câncer, mas o
estado de imunossupressão pode propiciar o aparecimento dele. Além disso, infecções crônicas
aumentam o risco de câncer. Um exemplo é a hepatite B. A ação do papiloma vírus depende dos genes
E6 e E7, que interferem na função das proteínas p53 e Rb.]
...E p53, p de proteína e 53 porque tem 53 daltons, é uma proteína supressora de tumor, assim como a
proteína Rb, descoberta no retinoblastoma. Elas estão em vigilância. E o papiloma vírus inibe a função
dessas proteínas Rb e p53 nas células que eles infectam. Os genes E6 e E7 do papiloma vírus, que se
acha que eles se inserem no genoma do indivíduo, expressam proteínas que inibem a função de duas
outras proteínas, Rb e p53, da célula do hospedeiro.
Regulação do ciclo celular:
A proteína Rb regula, controla o ciclo celular. Normalmente, ela está ligada a...???...fatores de
transcrição. Existem vários fatores de transcrição. Quando essa proteína Rb é fosforilada, ela libera o
fator de transcrição e você tem proliferação celular. As ciclinas fosforilam proteínas do ciclo celular,
uma delas é a Rb, e aí elas liberam o fator de transcrição para que ele inicie o processo de transcrição, a
fase S do ciclo celular. Se ela é inibida por uma outra proteína, por exemplo pelo gene E6 do papiloma,
ela deixa de funcionar e aí libera a proliferação celular.
O que a p53 faz? Por exemplo, você tem uma alteração no DNA, a radiação ultravioleta promove
modificações no DNA, mas rapidamente aquela célula vai ser direcionada para morte celular. Porque
aumenta os níveis de p53 e promove parada do ciclo celular e aquela célula é direcionada para
apoptose. Isso é um sistema de vigilância do nosso organismo, fora o sistema imunológico que também
vigiam o nosso organismo.
Muitos tipos de tumores têm mutação no p53. Câncer de pulmão, de útero, de ovário, de mama estão
envolvidos com mutação na p53, junto com outras alterações também. O polimorfismo relacionado ao
p53 significa que é uma alteração que em algumas populações predispõem a câncer de pulmão e em
outras não.
O retrovírus tem uma via chamada transcriptase reversa. Os retrovírus diferem substancialmente no seu
potencial oncogênico. Dessa forma, a partir de estudos dos retrovírus se teve o conhecimento do que
são os oncogenes, genes que provocam câncer. Eles são genes específicos capazes de induzir
transformação celular. A maioria dos retrovírus tem três genes chamados de gag, pol e env. [Ela disse
que não precisava decorar isso!] Outros genes induzem transformação e são potentes carcinógenos dos
retrovírus. Em 1911, Penton Raus [coloquei como se fala pq não sei como se escreve.] descobriu o
vírus chamado de rausarcoma, porque ele deu o nome, que provocava sarcoma em galinhas, não em
humanos. Cinqüenta anos depois, houve a identificação do primeiro oncogene viral. O genoma de um
vírus tem o gag, que é responsável por proteínas estruturais dos vírus, transcriptase reversa, integrase,
glicoproteína do envelope. Porém, nem todos são assim, alguns têm outros genes, como, por exemplo,
o src, que é exatamente o sarcoma de galinhas, o rausarcoma vírus.
Os fatores de crescimento agem via proteína tirosina cinase. Nós estudamos isso quando vimos
hormônios e eu mostrei que a insulina age via cascata da tirosina cinase para induzir a expressão de
receptores da glicose de membrana, para induzir proliferação celular, para ativar enzimas. Fatores de
transcrição regulam o ciclo celular via isso aqui. Então, a ligação entre os oncogenes celulares e virais
surgiu a partir de estudos de retrovírus oncogênicos. E esse daí (o rausarcoma) é um oncogene, para
galinha é. Aproximadamente 40 oncogenes retrovirais têm sido isolados de uma variedade de animais.
Pelo menos um oncogene não é requerido para replicação, sendo responsável por transformação
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celular, um processo de carcinogênese. A partir da hibridização de ácidos nucléicos, isto é, usando-se
sondas, que são seqüências de nucleotídeos marcadas, revelou-se que células normais continham DNA
semelhante aos oncogenes virais. Quem pegou de quem? Possivelmente, os vírus haviam incorporado
os genes celulares em seu genoma durante as passagens através das células normais. Então, é o vírus
que adquire. Nós apresentamos, porque isso é mecanismo de transdução normal de nosso organismo.
Agora, se é normal, não é oncogene. Ele é um proto-oncogene, normalmente. Se eu tenho lá o receptor
da minha insulina funcionando numa boa na membrana da célula e há atividade tirosina cinase. Se a
gente tem uma mutação, ele deixou de ser um proto-oncogene, agora ele é um oncogene.
Respondendo a alguma pergunta: alguns vírus têm um gene a mais, aliás, mais de 50 tem genes a mais,
mas nem todos vão provocar câncer em humano. São muitos em animais. Foi a partir daí que se
começou a estudar o que era oncogene. Através de estudos moleculares, viu-se que os vírus apresentam
aquele gene que é responsável por mecanismos que a gente encontra normalmente no nosso organismo,
na ação de fatores de transcrição, na da insulina etc. Se eu estou, por exemplo, analisando a ação do
fator de crescimento do epitélio, mas aí o receptor desse fator de crescimento foi mutado. Aí, quando o
fator de crescimento liga essa atividade não desliga, ele continua indefinidamente a proliferação
celular. Ele deixou de ser um proto-oncogene para ser um oncogene.
Eu vou dar o exemplo de uma proteína muito conhecida, é a proteína da família das proteínas G
(cascata da adenil-ciclase). Essa proteína ras, oncogene ras, é uma proteína que funciona normal no
nosso organismo. Porém, se houver uma mutação pontual, essa proteína não desliga, ela fica GTP o
tempo todo e induz proliferação celular. Então, vários tipos de câncer estão envolvidos com a mutação
dessa ras. É alvo de tratamento essa ras, porque ela está pendurada na membrana através de um
grupamento farnesil, que é um grupamento lipídico. Hoje em dia, eles estão produzindo drogas contra a
ligação da ras com esse grupamento, quando se sabe que o paciente tem uma mutação da ras naquele
tumor. [Ela fica explicando uma figura.] Aqui mostra a atividade tirosina cinase, fosforilando aqui e
uma cascata merk-erc, que determina proliferação celular. Isso é só para mostrar que a proteína ras é
importante no processo de proliferação celular.
Proto-oncogenes são genes celulares progenitores dos oncogenes. São importantes no funcionamento
normal das células. São genes regulatórios e em muitos casos codificam proteínas que agem na
transdução de sinal. Esses genes quando mutados se transformam em oncogenes.
Aqui é um exemplo de um tipo de câncer, que é o chamado lifoma de kuper [não sei como escreve],
onde um gene semente que codifica um fator de transcrição é translocado. É uma tranlocação do tipo
balanciada, são trocas de partes cromossômicas, do cromossomo 8 para o 14. O ...???... codifica o fator
de transcrição para a região que codifica a cadeia pesada da imunoglobulina. Daí, há a expressão de
uma proteína normal. Daí, nós temos um oncogene, antes o ...???...era um proto-oncogene. Isso é a
base das leucemias, a maioria é com translocação.
abl, é muito conhecido o cromossomo Filadélfia, que é uma translocação no cromossomo 9 para o 22.
O abl codifica uma tirosina quinase e daí ele transloca o cromossomo 22 e nós temos o cromossoma
pequeno, que é o cromossomo Philadelphia. Ele ocorre principalmente nas leucemias mielóides
crônicas, na LLA (leucemia linfóide aguda), só que nela ele confere péssimo prognóstico. Na análise
citogenética, a gente separa um cromossomo pequenininho que é o Filadélfia. Eu estudo a alteração da
translocação, aquela seqüência que tranlocou e eu vejo se ela tem o tamanho de pares de base
compatível. Vê se o indivíduo tem LLA, porque se tiver ele vai ter outro tratamento, o prognóstico é
pior e o indivíduo vai para transplante, a conduta é diferente. Existem vários subtipos dentro das LLAs,
a translocação pode vir com a proteína p210, p190, p230, ele codifica proteínas diferentes. Isso é um
proto-oncogene.
A gente tem fatores de crescimento que podem estar mutados, receptores para fatores de crescimento,
várias moléculas transdutoras de sinal, como fator de transcrição que pode estar mutado, proteínas de
controle do ciclo celular também podem estar mutadas, como os supressores de tumor. Os fatores de
crescimento exercem uma resposta mitogênica. Então, genes que codificam para os receptores tornam5
se oncogenes quando mutados e permanecem ativos, mesmo na ausência do seu ligante, mesmo que ele
saia e fica lá induzindo proliferação. Existe o erb, que está ligada o câncer de mama. Tem muitos tipos.
Função desses produtos oncogênicos. Um exemplo é a proteína G estimulatória, quando está mutada e
é uma mutação pontual, o sinal se perpetua, ela fica na sua atividade GTPásica. A toxina do vibrião
colérico modifica quimicamente a proteína G e ela fica continuamente ativada e você tem a secreção do
intestino de eletrólitos, fica água e diarréia. Agora, na mutação pontual, troca o nucleotídeo, troca o
aminoácido.
Aqui, nós vemos mutação no receptor do fator de crescimento, no erb, no câncer de mama. É o fator de
crescimento epidérmico, também tem atividade de tirosina cinase, é o erb b.
O TSH é o hormônio induz a tireóide a produzir os hormônios tireoidianos, T3 e T4, porque ativa a
enzima tireoperoxidase, faz várias coisas. Aqui, tem uma cascata via adenilatociclase. Se a proteína G
tiver mutada ela não desativa, a adenilatociclase ativada ...???... ativa a cinase A e há proliferação
celular. Poderemos ter um tumor de tireóide por conta disso, uma mutação pontual na proteína G.
Antes era um proto-oncogene e mutada é um oncogene.
Na leucemia pró-mielocítica, onde tem um grande número de pró-mielócitos (PML). Isso, porque o
indivíduo tem uma mutação no receptor para o ácido retinóico, derivado da vitamina A. O ácido
retinóico induz a maturação celular, a proliferação celular, só que se esse receptor estiver mutado, ele
não consegue maturar essas células e elas passam a proliferar na forma de pró-mielócitos. E a
translocação mais conhecida é a do tipo 15, 17; do cromossomo 15, par 17. Existem outras mutações na
leucemia pró-mielocítica, mas a mais difícil é ela, chamada de PML rara.
Com relação a genes supressores, voltando. Os genes supressores representam o lado oposto do
crescimento, eles inibem a proliferação. Tem o oncogene Bcl-2, que eu já falei da questão da apoptose.
Ele é gerado por translocação cromossômica e ele bloqueia a apoptose. Um tipo de linfoma que está
relacionado é o folicular de células B. Outros supressores de tumor estimulam a expressão do inibidor
do ciclo celular, que é a p21, que regula a apoptose. Existe outro supressor de tumor que é a wt 1, que
foi descoberto num tumor renal encontrado em crianças. Ele também suprime a expressão de fatores de
crescimento. No retinoblastoma hereditário, o indivíduo vai herdar um alelo mutado do pai ou da mãe,
mas ele tem que sofrer outras mutações para que ele desenvolva a doença. Já o retinoblastoma
esporádico, ele não herda, ela sofre pelo menos duas mutações para que ele desenvolva o
retinoblastoma. Tem uma chance menor, mas acontece. Podem ocorrer deleções (perda de uma parte
cromossômica) para desenvolver retinoblastoma. Ele tinha um pedacinho que ia expressar a proteína
supressora e aqui lê perdeu. No neuroblastoma também encontra perda de um pedaço cromossômico.
Os supressores mais conhecidos são p53, Rb e o wt 1. Além de brca 1, 2 e 3, que são genes supressores
de tumor que estão mutados em câncer de mama.
No diagnóstico o que é que se faz hoje em dia? A reação de cadeia de polimerase é um teste muito
utilizado para rotina, coisa fácil de se fazer e que se consegue avaliar muitas das alterações que eu citei
aqui hoje...
A fita acabou, mas a aula já estava bem no fim.
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