Introdução
‘’O câncer é, em essência, uma doença genética.’’
1914
Theodor Boveri
‘’O crescimento tumoral decorre de uma combinação cromossômica particular e incorreta, que seria a causa
das características de crescimento anormal passadas
para as células-filhas.’’
Introdução
Predições de conceitos:- cromossomos estimuladores de
crescimento (oncogenes);- cromossomos inibitórios (genes
supressores tumorais);- controle do ciclo celular;- predisposição genética;
- perda de adesão e metástases;- instabilidade genética;
- origem clonal da doença
Câncer: conjunto de mais de 100 doenças que tem como característica comum o crescimento desordenado de células
Instabilidade genética
Perda de inibição por contato – crescimento ilimitado
Evasão de processos apoptóticos
Elevada capacidade de invasão - metástases
Quantidade anormal de cromossomos (aneuplóides)
Autonomia na sinalização de crescimento
Indiferença à inibição do crescimento
Potencial de Angiogênese
Alteração morfológica e desdiferenciação
Formação de vasos sanguíneos
CARCINOGÊNESEProcesso lento, gradual e complexo, onde funções celulares são
alteradas acarretando no surgimento de um tumor.
Vias de sinalização de controle do ciclo celular
Apoptose
Mecanismos de reparo
Adesão celular
Processo de múltiplas etapas no qual ocorrem MUTAÇÕES herdadas ou somáticas.
CARCINOGÊNESE
PROTO-ONCOGENES
GENES SUPRESSORES TUMORAIS
GENES DE REPARO DE DANOS AO DNA
ONCOGENES
Combinação entre ativação de proto-oncogenes e inativação/perda de genes supressores
ONCOGENES
Derivam de sempre de PROTO-ONCOGENES!
Oncogenes são ativados por 3 mecanismos principais:1. Mutação
2. Amplificação gênica3. Rearranjos cromossômicos (LOH)
Proteínas envolvidas no controle do crescimento celular
Aumento da expressão gênica ou alteração da proteína
Oncogenes são classificados em 5 grupos principais:1. Fatores de Crescimento
2. Receptores dos fatores de crescimento3. Transdutores de sinal4. Fatores de transcrição
5. Reguladores (apoptose, ciclo celular)
GENES SUPRESSORES TUMORAIS
Funções fisiológicas diversas, geralmente relacionadas ao controle da proliferação e ciclo celular
São inativados por 3 mecanismos principais:1. Deleções de regiões genômicas
2. Inserções e deleções intragênicas3. Sileciamento da região promotora por metilação
4. Modificação epigenética5. Perda de Heterozigose (LOH)
Perda de função do gene é necessária para tumorigênese
Figure 3: Germline mutations that confer susceptibility to breast cancer. All known breast cancer susceptibility genes are shown between the red and blue lines. No genes are believed to exist above the red line, and no genes have been identified below the blue line. Harris, 2010.
Aumento da predisposição!
GENES DE REPARO DE DANO AO DNAQuando alterados, ‘permitem’ mutações em diversos genes, contribuindo
para a tumorigênese
Biomarcadores tumorais:
Prática Clínica: diagnóstico ou para identificar riscos de ocorrência
Estratificar doentes
Identificar a gravidade ou progressão
Prever um prognóstico ou monitorar um determinado tratamento para que seja menos provável que alguns efeitos secundários ocorram.
Ferramenta que pode ajudar as entidades reguladoras a decidirem sobre a aprovação de um medicamento.
MEDICINA GENÔMICA
BIOMARCADORES TUMORAIS
Biomarcadores são componentes celulares (estruturais ou bioquímicos), que indicam a ocorrência de uma determinada função normal ou patológica, ou uma resposta a um agente
farmacológico em um organismo
Proteínas e carboidratos
Genes: Mutações e SNPs
microRNAs
BIOMARCADORES TUMORAIS
Cerca de 10% de todos os tumores são primariamente causados por mutações germinativas de alta penetrância em genes de predisposição ao câncer
Quando identificados, estas mutações comumente resultam em uma alteração significativa na função do produto do gene correspondente
Associadas com o aumento de risco ao câncer quando comparados à indivíduos que não são portadores de tal mutação.
BIOMARCADORES TUMORAIS
Embora clinicamente relevantes, mutações de alta e intermediária penetrâncias são incomuns (aumento limitado de risco).
Estudos de associação de genoma (GWAS) identificaram também variações genéticas (SNPs), cuja associação com o risco para a doença geralmente são comuns (variação com fatores ambientais e estilo de vida).
Atualmente, cerca de 100 SNPs estão associados ao risco de câncer, podendo ser utilizados como marcadores.
BIOMARCADORES TUMORAIS
Marcadores Intermediários: medem alterações celulares e moleculares antes do aparecimento da malignidade
Marcadores Diagnósticos: presentes em associação com a malignidade
PRINCIPAIS BIOMARCADORES APROVADOS PELO FDA
BIOMARCADOR TIPO FONTE TIPO DE CÂNCER
USO CLÍNICO
α-Fetoproteina Glicoproteína Soro Testicular Estadiamento
CA 19-9 Carboidrato Soro Pancreático Monitoramento
Secreção cervical Secreção cervical Cérvice uterina Cervical Rastreamento
Receptor do fator de crescimento
epidérmicoProteína Cólon Cólon Seleção de terapia
KIT Proteína (ICH) Tumor gastrointestinal GIST Diagnóstico e seleção
de terapia
HER2/NEU Proteína (IHC) Tumor de mama Mama Prognóstico e seleção de terapia
BIOMARCADORES TUMORAIS
Maioria dos tumores não possui classificação molecular conhecida
Biomarcadores desconhecidos ou não validados para uma detecção precoce, planejamento do tratamento ou alvo de terapia
O diagnóstico ainda é baseado na morfologia de espécies de biópsia
Limitações para determinar o potencial de um determinado tumor para progressão e resposta ao tratamento.
DIFICULDADES:
GENES ASSOCIADOS AO RISCO DE CÂNCER
Alguns genes encontram-se frequentemente mutados em casos de câncer.
Manifestação clínica da doença por meio de quatro efeitos diferentes na função protéica: perda ou ganho de função, aquisição de uma propriedade nova ou expressão anômala do gene.
TP53 K-ras
BRCA-1 e 2
HER2
TP53 (p53)
Primeiro gene supressor de tumor a ser identificado
Ativada frente a um dano do DNA
Mobilização de outros genes do mecanismo de reparo
Monitorar os estresses ocorridos no DNA, impedindo a célula de prosseguir com o processo de mitose até que este dano seja reparado, ou então, levando a mesma à apoptose.
K-RAS
Cromossomo 12p12.1
Peso molecular de 21 kD, pertencente a família RAS.
A expressão da proteína K-ras, possui papel chave em rotas tecido-específicas, no crescimento celular, diferenciação e apoptose.
CRC maior porcentagem de mutações (35-60%)
Mutações relacionadas a resposta a tratamento
BRCA1 E BRCA2
Cromossomos 17q21 e 13q12
Supressores tumorais
O BRCA1 (5592pb) é envolvido no processo de proliferação celular, em resposta à estímulo hormonal, apoptose, recombinação gênica, ubiqüitinização e no remodelamento de cromatina
BRCA2 (11385pb) é associado à ativação da transcrição e processos de reparo do DNA.
BRCA1 e BRCA2 foi uma das primeiras utilizações práticas dos avanços em genômica
BRCA1 E BRCA2
Maioria das mutações: pequenas inserções, deleções ou mutações nonsense, que levam à introdução de um stop codon.
Gerando uma proteína mais curta e não funcional.
Mutações nos genes BRCA1 e BRCA2 determinam as variantes hereditárias da síndrome dos cânceres de mama e ovário.
Risco 60-85% de câncer de mama, e 20-65% de câncer de ovário, até os 70 anos de idade.
Mutações em BRCA2 também aumentam o risco de câncer de mama em homens.
HER2
HER2/neu ou ERBB2 é a abreviatura de "Human Epidermal growth factor Receptor-type 2”
Seu produto de expressão é uma proteína de membrana celular com atividade de tirosina-quinase.
A ativação desta proteína de membrana é o mecanismo pelo qual a divisão e a proliferação são estimuladas
HER2
Aumento da expressão do HER2 origina uma transformação oncogênica e um comportamento tumoral mais agressivo.
HER2 tornou-se uma ferramenta importante no diagnóstico, tratamento e prognóstico em casos de câncer da mama.
A expectativa: também a outros tipos de tumores e possam estar disponíveis uma série de terapêuticas promissoras anti-HER2, para os doentes com tumores HER2-positivos.
microRNAs
Pequenos RNAs – 19/22 nucleotídeos
Regulam a expressão gênica através de clivagem de mRNA - complementaridade
Envolvidos em processos de: desenvolvimento celular, proliferação, diferenciação, e apoptose
Genes codificadores de microRNAs correspondem a 1% do genoma e cerca de 30% de todos os genes tem
sua expressão gênica regulada por microRNAs.