Lívia Muniz, Lucas Freitas, Ludmila Viana, Luiz Fernando Andrade, Marcello

Verde, Mariana Perazzo, Maurício Martini, Stéphanie Barreto, Verena

Neiva

Seminário de Onco-Hematologia

Salvador, 2009

CICLO CELULAR Processo celular

Mitoses- divisão nuclear, corresponde à separação dos cromossomos filhos

Interfase- ocorrem o crescimento celular e a replicação do DNA

CICLO CELULAR

Fases

M: Mitose, finalizando com a citocineseG1: Intervalo entre a mitose e o início da

replicação do DNAS: Replicação do DNAG2: Período pré-mitótico. Crescimento celular

continua e síntese protéicaG0: Repouso. Estágio inativo, metabolicamente

ativa mas sem proliferação.

CICLO CELULAR

Seqüência ordenada de eventos:

1) Ligação fator crescimento (50) a receptor específico;

2) Ativação do receptor => ativa proteínas transdutoras de sinal;

3) Transmissão do sinal até o núcleo;4) Ativa proteínas regulatórias nucleares;5) Iniciação e progressão do ciclo celular

CICLO CELULAR

CICLO CELULAR

CICLO CELULAR

Regulação do ciclo celular

Ponto de restrição no final de G1: - Verifica a disponibilidade dos fatores de crescimento. - Presença de fatores apropriados → células entram na

fase S - Ausência de fatores apropriados → células em estágio

inativo G0

CICLO CELULARChekpoint – Pontos de Verificação

• Mecanismo que monitora o ciclo celular

• Controle de qualidade: a 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 na Mitose

• Mecanismo que monitora o ciclo celular;• Controle de qualidade: a correta execução dos eventos;• Impede início de eventos subseqüentes até que o anterior seja executado com sucesso; • Reparo ou apoptose.• Se erros: cânceres, • No fim de G1, G2 e na Mitose

CICLO CELULAR

Pontos de verificação do ciclo celular

Proteína p53: verificação em G1 - É induzida rapidamente em resposta ao DNA

danificado. - 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 freqüência de mutações e instabilidade do genoma celular→

CÂNCER

CICLO CELULAR

CICLO CELULAR

Ligação da Fase S para a Fase M

O ponto de verificação em G2 evita a iniciação da mitose antes da conclusão da fase S.

Proteínas MCM : - restrição da replicação do DNA a uma por ciclo. - São capazes de se ligarem à origem de

replicação somente durante a fase G1, permitindo que a replicação se inicie na fase s.

- Iniciada a replicação, as proteínas MCM são deslocadas.

Controladores Positivos

• CDKs (quinases dependentes de ciclina) - Presentes durante todo o ciclo; - São ativadas quando ligadas a ciclinas; - Fosforila e ativa proteínas específicas.

• Ciclinas - Quantidade varia durante as fases do ciclo; - Sintetizadas conforme necessidade; - Ligam-se às CDKs.

CICLO CELULAR

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.

CICLO CELULAR

CICLO CELULAR

CICLO CELULARMPF

• Mólecula-chave responsável pela regulação da transição de G2 para M em todos os eucariotos.

• Regulação ocorre por fosforilação e desfosforilação de Cdc2.

• Complexos ativados pela fosforilação de Tre-161• Complexos mantém-se inativos pela fosforilação

de Tre-14 e Tir-15.• Desfosforilação da Tre-14 e Tir-15 → ativa MPF

na transição de G2 para M.

CICLO CELULARCiclinas do tipo D e Fatores de

Crescimento

Síntese da ciclina D é induzida em resposta à estimulação dos fatores de crescimento.

Fatores de crescimento presentes através de G1→ complexo Cdk4,6/ciclina D impele as células através do ponto de restrição.

Mutações resultantes da contínua expressão irregular da ciclina D1→ desenvolvimento de câncer (linfoma, CA de mama).

CICLO CELULAR

Proteína Rb

Proteína substrato chave do complexo Cd4,6/ciclina DÉ frequentemente mutada em vários tumores

humanos.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 progressão do ciclo.Se gene pRb mutado: perda do controle do ciclo→

associação com tumores.

TIPOSBenignos• Bem circunscritos • Podem ser encapsulados• Não fixados a estruturas adjacentes• Crescimento lentoMalignos • Margens difusamente infiltrativas• Fixados a estruturas adjacente• Crescimento rápido• Invasão e metástase

Segundo origemCarcinoma• Células epiteliais

Sarcoma• Tecido conjuntivo

Linfoma / Leucemia• Células formadoras do sangue e sistema imune

DESENVOLVIMENTOProcesso gradual por meio de uma série

progressiva de alterações

Mutações primarias

Mutações adicionais ao longo do desenvolvimento

CAUSASAgentes químicosRadiaçãoIrritação crônicaInfecçõesHereditariedadeMultifatorial

PROPRIEDADES DAS CÉLULAS CANCEROSAS

Inibição dependente de densidade

Reduzida necessidade de fatores de

crescimento

Estimulação autócrina de crescimento

Fraca adesão intercelular

Ausência de inibição por contato

PROPRIEDADES DAS CÉLULAS CANCEROSAS Secreção de proteases + Angiogênese ↓

METÁSTASES

PROPRIEDADES DAS CÉLULAS CANCEROSASFalha na diferenciação

Inibição da apoptose

ONCOGENESGenes específicos capazes de induzir o

crescimento celular autônomo.Oncoproteínas: lembram os produtos

normais dos protooncogenes mas não apresentam importantes elementos reguladores.

ONCOGENES

Harold Varnus e Michael Bishop: descoberta dos oncogenes através do estudo de vírus tumorais.

Retrovírus de transformação aguda (RSV) Dissecção molecular de seus genomas Sequências de transformação única

(oncogenes virais v-onc), quase idênticas às encontradas no DNA celular normal.

ONCOGENES

Evolução: oncogenes celulares sofreram transdução pelo vírus através de uma recombinação ao acaso com o DNA de uma célula hospedeira normal, que foi infectada pelo vírus.

Mais de 40 tipos diferentes de retrovírus têm sido isolados

Todos contém, como o RSV, pelo menos um oncogene.

ONCOGENESOncogenes retrovirais: não envolvimento

na replicação do vírus. Como se originaram?

Protooncogenes: reguladores fisiológicos da proliferação celular e da diferenciação. Estão presentes em células normais e estão intimamente relacionados aos oncogenes virais.

Proteínas src, ras, raf.

ONCOGENESOncogenes: formas irregularmente

expressas ou mutadas dos protooncogenes correspondentes.

Protooncogene transformação em oncogenes desenvolvimento de tumores.

ONCOGENES

Fatores de crescimento: diversas células neoplásicas desenvolvem auto suficiência do crescimento adquirindo a capacidade de sintetizar os mesmos fatores de crescimento a que respondem.

Protooncogene SIS (cadeia do PDGF): produção excessiva em diversos tumores.

ONCOGENES

Aumento na produção de fatores de crescimento

aumento do risco de mutações espontâneas ou induzidas na população celular risco de transformação neoplásica.

ONCOGENESProto-oncogenes -> mutações ou

rearranjos de DNA -> Oncogenes.Oncogenes representativos do oncogenes

humanos: abl: Leucemia mielogênica crônica,

Leucemia linfocítica agua bcl-2: Linfoma folicular de células B

FAMÍLIA DO GENE RASProto-oncogene ->

mutação pontual -> Oncogene ras

rasH (tireóide); rasK (cólon, pulmão, pâncreas e tireóide); rasN ( tireóide, leucemias linfocítica e mielogênica aguda)

ATIVAÇÃO DE ONCOGENESPor translocação cromossômica: Oncogene c-myc: t 8,14 -> Linfomas de

Burkitt humanos Oncogene abl: t 9,22 -> Proteína de

fusão bcr/abl-> Leucemia Mielogênica Crônica

ATIVAÇÃO DE ONCOGENESPor amplificação gênica: Expressão gênica

elevada. Gen N-myc: neuroblastoma

Oncogene erb-2: CA de mama e ovário

FUNÇÕES DOS PRODUTOS DE ONCOGENESOncogenes:- Comportamento anormal das células malignas.

Proto-oncogenes: -Proliferação celular normal- ↑ proteínas oncogênicas Câncer

Outras funções:-Diferenciação celular;-Falha da apoptose.

Fonte: http://www.copewithcytokines.de/oncogenes.gif

FUNÇÕES DOS PRODUTOS DE ONCOGENESOncoproteínas e suas atuações:

Estimulação autócrina da célula:

- Atuação com proteínas oncogenes

- Mecanismo da estimulação autócrina

- Consequências da estimulação autócrina Fonte: http://epidemiologiamolecular.com/wp-content/uploads/2009/02/clip-image00441.gif

Produção desregulada de um sinal proliferativo

LEUCEMIAS HUMANASReceptores de fatores de crescimento Proteínas

oncogenesPDGF e Tel

PDGF Oncogene

Translocação cromossômica:PFGF – Tel

Ativação constitutiva da proteína quinase oncogene

FUNÇÕES DOS PRODUTOS DE ONCOGENES

Inibição da diferenciação celular

LEUCEMIA PROMIELOCÍTICA AGUDAÁcido retinóico e PML/RARα

- Ácido retinóico diferenciação de tipos celularesAtuação do receptor do ácido retinóico

- Formas mutadas do receptor Proteínas oncogenesAtuação do receptor oncogene mutado

Células leucêmicas em estado ativo de proliferação

FUNÇÕES DOS PRODUTOS DE ONCOGENES

FUNÇÕES DOS PRODUTOS DE ONCOGENES

Fonte: http://antonini.med.br/blog/wp-content/gallery/hemato/8a.jpg

GENES SUPRESSORES DE TUMOR

Genes que inibem a proliferação celular e o desenvolvimento tumoral.

Henry Harris em 1969 – Célula híbridaGene Rb• História (Hereditária)• Comprovação• Neoplasias relacionadas

GENES SUPRESSORES DE TUMOR

GENES SUPRESSORES DE TUMORGene p53Associado a vários tipos de câncer (Linfomas,

leucemias, etc.)Responsável por 50% das neoplasias malignasOutros genes• APC, TBRII, BRCA1, BRCA2, INK4, PTEN

Papéis dos Oncogenes e genes Supressores de Tumor no Desenvolvimento de TumorMutações na ativação de oncogenes e

inativação de genes supressores de tumor, ,Resulta em danos acumulados e

proliferação aumentadaAlteração nas vias de regulação ,

diferenciação e proliferação Exemplos destas alteração temos Câncer de

Cólon , alguns carcinomas de mama e pulmão

Aplicações da Biologia molecular para Prevenção e Tratamento de CâncerMelhor prognóstico-Prevenção e detecção

precoce Tratamentos menos invasivos e eficazes

(pequenas cirurgias ,radioterapia)Taxa de cura Carcinomas em estágio

inicial , in situ , é cerca de 90%

Aplicações da Biologia molecular para Prevenção e Tratamento de CâncerA biologia molecular ajuda no rastreio de

pessoas suscetíveis ao desenvolvimento de Câncer

Pesquisando alterações em genes supressores de tumor e em genes de reparo .

Os testes genéticos detectam alterações genéticas específicas de alguns carcinomas.

Monitoramento de pacientes de risco .

Aplicações da Biologia molecular para Prevenção e Tratamento de CâncerPesquisa 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 a 10 % dos CA de mama.

Monitorizarão e redução da mortalidade por CA.

Aplicações da Biologia molecular para Prevenção e Tratamento de CâncerDiagnóstico molecular:Busca de

marcadores celulares . Ex:Translocação do gene abl , com o bcr,

gerando a expressão do oncogene leucemia mieloide , que pode ser detectado pelo Método de PCR e é usada para monitorar resposta ao tratamento de pacientes com leucemia

Aplicações da Biologia molecular para Prevenção e Tratamento de CâncerEm algumas ocasiões a detecção de

oncogenes pode dar informações valiosas da melhor escolha terapêutica .

Além de nos dar também informações sobre prognóstico e tratamento .

Aplicações da Biologia molecular para Prevenção e Tratamento de CâncerTratamento :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 proteina oncogenica da leucemia promielocitica.