Transcript UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA DISCIPLINA DE GENÔMICA II

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
DISCIPLINA DE GENÔMICA II
Profª, Dra. Fabiana Seixas
Investigando a Base Genética do Câncer
Câncer Colorretal
Câncer de Mama
Angela Casaril
Caciara Souza
Laísa Camerini da Rosa
Michelle Hornes
Natália Al-Alam
Rafaely Severo
Pelotas, 16 de Maio de 2012
1
TEMAS ABORDADOS
1.
2.
3.
4.
Objetivo
Câncer Colorretal
2.1 Introdução
2.2 Fatores de Risco
2.3 Anatomia
2.4 Patologia
2.5 Diagnóstico
2.6 Os genes e suas mutações
2.7 Mecanismos de Reparo
2.8 Artigos
Câncer de Mama
3.1 Genes BRCA1 e BRCA2
3.2 Mutações dos genes BRCA1 e BRCA2
3.3 Mutações específicas em determinadas populações: Judeus Ashkenazi
3.4 Fatores de risco para o câncer de mama
3.5 Câncer de ocorrência esporádica
3.6 Estimativas
3.7 No Brasil
3.8 Índice de incidência e mortalidade
3.9 Localização do gene
3.10 Métodos de Detecção
3.11 Prevenção
3.12 Rastreamento
3.13 Terapia Gênica
Referências Bibliográficas
2
1. Objetivo
O presente trabalho tem como objetivo relatar sobre as características principais
bem como sobre a genética de dois tipos de cânceres, que afetam largamente a
população mundial.
3
2. Câncer de Cólon retal
4
2.1 Introdução
Adenomas: neoplasias de
origem benigna.
 Carcinomas: neoplasias de
origem maligna.
5
X
85%
15%
Esporádico, não familiar
Hereditário
Acúmulo de agentes
carcinogênicos na
mucosa colorretal
PAF:
Polipose adenomastosa
familiar
HNPCC:
Síndrome do câncer
colorretal hereditário
sem polipose.
O CCR é a
terceira neoplasia
20.000 novos casos de CCR por ano
mais frequente no
 6.000 óbitos
mundo.
6
Compreensão da carcinogenese começou com CCR
Volgestein et al.
“Variação da expressão gênica na sequência adenoma-carcinoma”
A degeneração de um tecido normal até o
surgimento de um câncer é consequência de
um acúmulo de mutações de genes que
expressam proteínas com ação sobre o ciclo
celular.
Sequência de mutações dos genes:
APC – k-ras – DCC – p53
7
PAF (Polipose
adenomatosa familiar)
Carcinogênese por
múltiplos passos
Acúmulo de mutações
genéticas
Epitélio do colon normal
Adenoma displásico
Carcinoma invasivo
8
Sequência adenoma-carcinoma demonstrada por Vogelstein e colaboradores.
9
2.4 Patologia
Vantagem de
crescimento
CCR
Acúmulo de
mutações
genéticas
Divisão,
diferenciação e
morte celular
10
2.2 Fatores de risco
 Cálcio, vegetais e fibras;
Tabagismo
 Gorduras saturadas,
açúcar, álcool, carne
Radiação
vermelha.
- Aumenta a
Câncer
colorretal
concentração de ferro no
Alimentação
lúmen intestinal, elevando a
quantia de ROS, que causam
Idade
danos oxidativos no DNA.
Sedentarismo
11
2.3 Anatomia patológica
 Classificação do CCR, por
Haggitt 1985.
• Nível 0: carcinoma in situ (lesões
acima da muscular da mucosa)
• Nível 1: muscular da mucosa limitada
à cabeça do pólipo;
• Nível 2: colo do pólipo
- colo: transição entre o adenoma
e o revestimento epitelial normal
• Nível 3: haste ou pedículo;
• Nível
4:
submucosa
da
parede
intestinal na base do pólipo
12
 Atualmente, admite-se a existência de duas vias genéticas para a
carcinogênese colorretal:
1. Via
da
hipermutabilidade
do
DNA:
inativação de um dos alelos dos genes
envolvidos no reparo do DNA.
HNPCC
2. Via da instabilidade cromossômica
ou perda da heterozigose (LOH):
inativação dos genes supressores
tumorais ou ativação do oncogene.
PAF
13
PAF – Polipose adenomastosa familiar
Mutação no gene
supressor tumoral APC
 Centenas a milhares de adenomas
Adenomas extraintestinais também são
comuns, particularmente no duodeno
14
HNPCC – Câncer colorretal hereditário sem polipose
Mutações nos genes de
reparo do DNA
As células da
mucosa intestinal
acumulam erros de
replicação e
assumem
características
neoplásicas.
15
2.6 Os genes e suas mutações
A Genética e o Câncer
O QUE SÃO
GENES?
16
Indivíduo Homozigoto
Indivíduo Heterozigoto
17
Mutações - alterações na seqüência de nucleotídeos
Alterações
estruturais
Alterações
funcionais
18
Segundo a visão da genética e da biologia molecular, o câncer é o resultado
de um processo de múltiplas etapas, dirigidas por alterações genéticas,
levando ao surgimento de um clone de
células com vantagens
proliferativas sobre as demais.
Alterações genéticas
• Reguladores de crescimento fundamentais do aparato celular
Linhagem germinativa – síndromes predisponentes ao câncer
Mutações somáticas – casos esporádicos de neoplasias
19
Oncogenes
K-ras
Genes supressores de tumor
 APC, DCC e p53
Genes reparadores de DNA
 MSH2, MLH1, PMS1 e PMS2
20
O gene APC
Síndromes de polipose colônica 
FAP
Alterações no cromossomo 5
GENE
APC
adenomatous poliposis coli
Braço longo do
cromossomo 5
21
Gene APC
Proteína APC (300 kd)
Não possui similaridade de seqüência a qualquer outra bem conhecida.
22
Proteína citoplasmática complexada a alfa e beta-cateninas
• Regular a quantidade de b-catenina no citoplasma
B-catenina
Interação
célula- célula
Adesão
celular
Migração
celular
Comunicação
celular
Proteína de adesão
 Regulam importantes
funções celulares como
crescimento,
diferenciação, migração,
proliferação e morte
celular.
23
Em condições normais...
B-catenina está ligada a E-caderina
Inibindo a progressão do ciclo celular
Se ocorrer mutação...
Gene APC codifica
uma proteína
truncada
(inativas)
Aumento da porção livre de b-catenina
Núcleo
Genes de proliferação celular
24
Mutações germinativas no APC
Mutações germinativas em um dos alelos do gene APC foram identificadas em
aproximadamente 80% dos indivíduos com polipose.
Mutações somáticas no APC
Mutações somáticas no gene APC foram identificadas em mais de 60% dos casos
de câncer colorretal esporádico, e em alguns casos, associado à perda de
heterozigosidade para o braço longo do cromossomo 5 (5q).
A mutação do gene APC pode ser um evento
precoce ou até iniciador da maioria dos tumores que
surgem no cólon com potencial maligno.
25
Detecção de mutações do gene APC
no DNA fecal de pacientes com
tumores colorretais.
Fonte: New England Journal of Medicine
26
O gene K-ras
GENE
K-ras
N-ras, H-ras e K-ras
Mutados em vários
tumores humanos
e animais
Braço longo do
cromossomo 12
27
Mutações no K-ras
O estado ativo da
proteína causa alterações
no padrão de crescimento
da célula
GTPase-like
Estimula cascatas enzimáticas que levam á progressão da
célula no ciclo celular
28
Freqüência das Mutações no gene K-ras
50% em carcinomas
e adenomas
grandes e com auto
grau de displasia
10 % em adenomas
pequenos
29
A mutação mais freqüente
Transcrição de uma
base do códon 12
13
61
Códon é a trinca de nucleotídeos que
determinam os aminoácidos
componentes de proteínas.
.
O tipo de mutação e a base em que ela ocorre pode estar relacionada com
compartimentos biológicos e estados diferentes dos tumores
30
O gene p53
GENE
p53
Proteína p53
Braço curto do
cromossomo 17
31
p53
Modulação de expressão de genes importantes
para o reparo do DNA
Divisão celular
Apoptose
Outras
proteínas
DNA
danificado
Impedem a progressão
da célula no ciclo
Restauração da
integridade do DNA
p53
A opção entre o efeito de bloquear reversivelmente o ciclo celular
ou a morte celular programada vai depender do estado de ativação
celular.
32
Linhagens celulares
Mutações – alelos do p53
Resistência á apoptose
Um efeito importante disso tem implicações terapêuticas
diretas: quimioterapia e radioterapia eliminam células cancerosas
por indução de apoptose.
A eficácia destes métodos deve estar muito diminuída em
células sem a ação do p53, resistentes a apoptose.
33
Perda ou deleção do braço curto do cromossomo 17 (17p)
Tumores colorretais
Tumores avançados
e invasivos do
cólon
Esta distribuição sugere a
deleção alélica do 17p
como um evento tardio, ao
contrário das alterações
nos genes APC e K-ras.
34
O cromossomo 18 (18q) – gene DCC
Deleção do braço longo do cromossomo 18 (18q)
Padrão de distribuição semelhante ás alterações do gene p53
Evento tardio na carcinogênese colorretal
GENE
DCC
deleted in colon cancer
O estudo de outras neoplasias do trato
gastrointestinal sugere que este seja um
gene com alguma especificidade para o
câncer colorretal.
35
Gene DCC
Comunicação
intercelular
Moléculas de
adesão celular
neural
Glicoproteínas de superfície da superfamília das imunoglobulinas
A deleção é capaz de gerar diminuição da expressão e, conseqüentemente, há
comprometimento do controle do crescimento por alteração de adesão celular, o
que facilita a expansão clonal e progressão tumoral.
36
As perdas e mutações de alelos são eventos moleculares freqüentes
na carcinogênese do Câncer de Colorretal esporádico
5q
(APC)
17p
(p53)
12q
(K-ras)
18q
(DCC)
Há relatos de que, quanto maior o número de perdas e mutações,
pior será o prognóstico
37
Mecanismos de reparo:
mismatches genes
 hMSH2 e hMSH6 (recente)
 hMLH1
 PMS l e 2
 Metilação do DNA
38
mismatches genes
 Proteínas removem um segmento que contém “erro” na
sequência e inserem o certo
 Regulação de checkpoints do ciclo celular
DNA
danificado
reparo não
ocorre
alto potencial de
acarretar o
desenvolvimento
de neoplasias
39
hMSH2: cromossomo 2;
sua inativação impede o
processo apoptótico das
células tumorais
hMLH1: cromossomo 3;
sua inativação contribui
para a decorrência da
rota de tumorogênese
PMS1: cromossomo 2
PMS2: cromossomo 7
40
41
Metilação do DNA
 O MMR (mismatch repair) em E. coli é direcionado pela
ausência da metilação, por metiltransferase, na posição N6 da
adenina nos sítios dGATC da nova fita sintetizada.
Presença de gaps na cadeia não metilada  direciona a reação
Hipometilação (apesar de [enzima] normal)  ativação de oncogenes
 Gaps são suficientes para direcionar o reparo em células de
mamíferos (inclusive na tumorogênese humana).
42
RER +
 75% do genoma  sequências single-copy
 25%  repetitivas *microssatélites (sequências menores
que 10 pb, fora dos genes, dispersas, de extensão variável
entre indivíduos porém constante para um mesmo)
43
Eletroforese
P.M.
microssatélites
Instabilidade de
microssatélites
Diferenças entre P.M. das
duas amostras
demonstram mutações nas
sequências microssatélites
no tecido tumoral, com
perda de NT
Deficiência MMR
O tumor em
questão é descrito
como RER +
(replication error +).
44
RER +
Importância
 Caracterização – tumores malignos colorretais RER +
apresentam aspectos bastante característicos, como
tendência à localização em cólon direito e maior
incidência em pacientes jovens
 Ocorrência – esporádica ou hereditária? 90% dos tumores
colorretais RER + são de portadores de HNPCC
(hereditário)
45
Artigos
46
Quimioprevenção do câncer colorretal por trans-resveratrol
47
Polifenol
Atividade antiproliferativa sob
células
cancerígenas
Doenças
cardiovasculares
Obesidade
Alzheimer
Envelhecimento
Parkinson
Diabetes
48
Efeitos do trans-resveratrol na apoptose de células HT-29
(A): Mudanças na permeabilidade da membrana foram determinadas pela coloração Hoechst
33342 em células HT-29 encubadas sozinhas (controle) e com 150 μM do composto, por 24h.
49
(B): Células que acumularam corante devido a desintegração da membrana foram contadas
usando um microscópio de fluorescência.
50
Controle
Células tratadas com DMH
A indução de tumores colorretais (Focos de Criptas Aberrantes – ACF) foi feita pela administração
de 1,2-dimethylhydrazina (DMH)
Essas criptas podem ser identificadas
pelo aumento de tamanho e
espessura do revestimento epitelial.
51
Resveratrol administrado
oralmente (60mg/kg por
49 dias).
Efeitos do trans-resveratrol no ACF (criptas aberrantes)
DMH (20mg/kg) foi injetada
intraperitonealmente nos dias 7,
14 e 21.
52
3. Câncer de Mama
53
Câncer de Mama Feminino - Sintomas
 Nódulo no seio e axila
(Geralmente não dói)
 Alterações na pele que recobre
a mama
54
Câncer de Mama Masculino- Sintomas
 Dor nas mamas
 Secreção pelos mamilos
 Introjeção do mamilo
 Ulceração
(nos casos mais avançados)
55
Tipos de câncer de mama
 Carcinoma Ductal (Mais
comum)
 Carcinoma Lobular
Início: Lóbulos da mama
 Carcinoma Inflamatório de
mama (Mais agressivo)
- Compromete toda a mama
-Mama inchada, vermelha e
quente
56
Câncer de mama: Hereditário ou Esporádico...
Hereditário: mutações progressivas e cumulativas
que alteram a função de genes, como os genes
supressores tumorais.
Genes supressores tumorais: 2 categorias
 “Gatekeepers” regulam o crescimento do tumor diretamente, codificando
para proteínas que ou estimulam ou inibem a proliferação, diferenciação
ou apoptose. (Gene p53, Gene APC)
 “Caretakers” controlam a manutenção da integridade da informação
genética em cada célula. (Gene BRCA1, Gene BRCA2)
Câncer de Mama
57
Genes
supressores
tumorais
“Caretakers”
Câncer de Mama:
Genes BRCA1 e BRCA2
Suprimem indiretamente o crescimento
neoplásico, codificando proteínas BRCA
que atuam na manutenção da integridade
do genoma
Mutação
Inativação destes genes
Tumor
58
Mutações podem causar...
BRCA1
♀ Câncer de mama feminino,
cancro de ovário, câncer
pancreático
♂ Câncer pancreático, câncer
testicular
BRCA2
♀ Câncer de estômago, câncer do
ducto biliar, melanoma
♂ Câncer de mama masculino,
câncer de próstata
“Mas a mutação do gene BRCA1 também pode estar
presente quando aparece o câncer masculino...”
59
Mutações específicas em determinadas
populações: Judeus Ashkenazi
3 mutações nos genes BRCA estão presentes
em 1 a 2,5% da população
Frequência é cinco vezes maior do que a encontrada na
população em geral
60
Mutação no gene BRCA2
Mutação dominante
Deleção  6174delT
61
Mutação no gene BRCA1
Mutações dominantes
Deleção  185delAG (2 bases)
Inserção  5382insC
62
“...informações sobre diferenças genéticas entre grupos
raciais e étnicos podem ajudar os prestadores de cuidados
de saúde na escolha do teste mais apropriado genética”
63
64
FATORES DE RISCO PARA O
CÂNCER DE MAMA
65
Câncer de mama hereditário
BRCA
 Dois ou mais membros da família que já
tiveram câncer de mama;
 Antes dos 35 anos de idade;
 Sexo masculino;
 Casos de câncer bilateral
66
Câncer de mama esporádico
 Alimentação:
Comidas ricas em gorduras.
Frutas, legumes e verduras contêm substância
antioxidante, que ajudam a combater os radicais
livres;
 Gestação:
Ter a primeira gestação após os 30 anos de idade;
67
 Primeira menstruação cedo
 Menopausa tardia
 Fumo
 Álcool
 Radiação
 Agrotóxicos
 Pílula anticoncepcional e estrogênio????
68
 Abrir mão da amamentação:
O aleitamento durante 6 meses promove uma
esfoliação interna das células da mama,
ocorrendo uma renovação que favorece a
eliminação de eventuais unidades precursoras
de tumor.
69
Estimativas
 Mutações hereditárias no gene BRCA1 estão
associadas ao câncer de mama familiar, e
representam 5 a 10% de todos os carcinomas
mamários;
 Cerca de 12% das mulheres na população em
geral irão desenvolver câncer de mama em
algum momento de suas vidas
70
No Brasil
 É a neoplasia maligna mais frequente entre
as mulheres
 É considerado um problema de saúde
pública, devido a suas altas taxas de
incidência e mortalidade.
 45 mil novos casos por ano
 10 mil óbitos
71
Índice de incidência e mortalidade
72
Localização do gene
73
MÉTODOS DE RASTREAMENTO
Mamografia;
Exames clínicos de Mama;
Auto exame das Mamas;
74
MÉTODOS DE DETECÇÃO
 Procura mudanças em BRCA1 e BRCA2;
 Alteração de proteínas;
75
TESTE POSITIVO
 Herança de mutação no BRCA1 ou BRCA2;
 Quando e onde o câncer se desenvolverá ? ;
 Nem todo filho de pais com o gene alterado
herdarão a alteração
76
TESTE NEGATIVO
 Apenas a herança aumentada para a suscetibilidade
para o câncer;
 Não significa que a pessoa não terá câncer.
77
78
79
PREVENÇÃO PRIMÁRIA
Diminui a incidência
PREVENÇÃO SECUNDÁRIA
Altera o curso da doença
PREVENÇÃO TERCIÁRIA
Quando já há sintomas
80
TERAPIA GÊNICA
81
TRATAMENTOS
 Cirurgia e a Radioterapia , para tratamento loco –
regional ;
 Quimioterapia e a hormonioterapia para tratamento
sistêmico;
82
83
4. Referências Bibliográficas
http://www.scielo.br/pdf/rbc/v28n3/a17v28n3.pdf
http://www.inca.gov.br/rbc/n_56/v03/pdf/12_revisao_atual_expressao_beta_cat
enina_implicacoes_estudo_displasia_epitelial_bucal.pdf
http://www.sbcp.org.br/pdfs/18_1/01.pdf
http://genetica.ufcspa.edu.br/revisaogenecan.htm
Fonte: New England Journal of Medicine 2001
http://www.geth.org.br/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=135
http://www.scielo.br/pdf/rbc/v27n4/05.pdf
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304419X06000527
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1479666X08800078
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1479666X06800053
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S010198802008000300017&script=sci_arttext
http://sbcp.org.br/pdfs/18_4/14.pdf
http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S113001082004000100007
http://www.sbcp.org.br/pdfs/25_3/14.pdf
http://www.scielo.br/pdf/rbc/v28n3/a17v28n3.pdf
84
http://www.sbcp.org.br/pdfs/18_1/01.pdf
http://www.colorretal.com.br/index.php/2011/04/15/colonoscopia-no-cancercolorretal-parte-1/
OLIVEIRA, M.V.M.; FRAGA, C.A.C.; GUIMARÃES, A.L.S. Complexos de reparo mismatch:
mecanismos e funções.
http://ww5.komen.org/uploadedFiles/Content_Binaries/translate/Genetics%20and%
20Breast%20Cancer_Portuguese.pdf
http://site.alvaro.com.br/home/exame/539
http://www.inca.gov.br/rbc/n_51/v04/pdf/revisao3.pdf
http://boasaude.uol.com.br/lib/ShowDoc.cfm?LibDocID=3217&ReturnCatID=1572
http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/12657
85
OBRIGADA PELA
ATENÇÃO!
86
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