Compostos Capazes de Induzir Mutações no DNA

Diversos agentes químicos, como aldeídos presentes na fumaça do cigarro ou em poluentes urbanos e industriais, produzem uma série de compostos no organismo humano, conhecidos como adutos, que são capazes de induzir mutações no DNA e podem causar o desenvolvimento do câncer.

Para medir e quantificar esses adutos, que em níveis elevados estão associados a diversos tipos de câncer, pesquisadores do Instituto de Química (IQ) da Universidade de São Paulo (USP) estão utilizando técnicas ultrassensíveis como a espectrometria de massas.

Alguns dos resultados do Projeto Temático, realizado com apoio da FAPESP, foram apresentados no 4º Congresso BrMASS, realizado pela Sociedade Brasileira de Espectrometria de Massas em dezembro, em Campinas (SP).

De acordo com Marisa Helena Gennari de Medeiros, professora do IQ e coordenadora do projeto, seu grupo de pesquisa tem conseguido detectar e quantificar adutos produzidos por aldeídos (eteno adutos) tanto em células humanas em cultura como em tecidos do fígado, cérebro e pulmão de ratos expostos à poluição.

“Dentre as técnicas que têm sido utilizadas, a espectrometria de massas é atualmente a mais importante e eficiente para se detectar como quantificar adutos no DNA”, disse.

O objetivo dos pesquisadores é utilizar esses adutos como marcadores biológicos (biomarcadores) em situações clínicas para detectar o risco de desenvolvimento de um câncer ou para avaliar a exposição a diferentes poluentes urbanos e industriais.

Por meio desses biomarcadores, em uma cidade como São Paulo, onde a população está exposta a diversos poluentes, seria possível avaliar qual deles, especificamente, é o responsável por uma determinada quantidade de adutos no DNA. “Com isso, teríamos uma prova específica de que um determinado poluente realmente afeta a saúde humana”, disse Medeiros.

Utilizando espectrometria de massas combinada com a técnica de marcação isotópica – em que uma substância é “marcada” ao incluir isótopos pouco comuns em sua composição química – os pesquisadores demonstraram a formação de um aduto derivado do acetaldeído.

O estudo indicou que o composto produzido a partir da queima da madeira e do tabaco de cigarro, entre outras fontes, pode ser um marcador biológico de exposição tanto à poluição urbana como para o alcoolismo, que é um dos principais fatores para o surgimento de câncer de boca, garganta e faringe.

Medição de adutos

Parte dos resultados da pesquisa foi publicada no Journal of The American Chemical Society e pode ser usada para explicar os mecanismos associados à exposição ao composto químico e os riscos de câncer.

“Esclarecemos a formação, que era bastante controversa, desse aduto por meio do acetaldeído, produto genotóxico ambiental. O produto formado é um aduto de DNA comprovadamente mutagênico e produzido também pela oxidação metabólica do álcool etílico”, disse Medeiros.

Segundo ela, o interesse pela pesquisa dos etenos adutos começou a ser despertado nas últimas décadas quando surgiram diversos casos de um câncer primário do fígado (hepatocarcinoma) muito raro entre trabalhadores de uma indústria de plástico nos Estados Unidos.

Ao investigar a origem da doença, os especialistas identificaram na época que se devia à exposição dos operários a compostos cancerígenos, como o cloreto de vinila e o uretano, utilizados na fabricação de polímeros.

Em 1992, cientistas conseguiram medir a formação de etenos adutos produzidos por cloreto de vinila em tecidos do fígado, pulmão e rim de ratos e dos trabalhadores da indústria de plástico norte-americana expostos ao composto químico. A partir de então, iniciou-se uma busca por técnicas ultrassensíveis para conseguir medir e quantificar esses adutos in vivo.

“Esses adutos promovem a transição e a substituição de pares de bases do DNA. Já são conhecidos sistemas para repará-los em mamíferos e em extratos de células de ratos”, disse Medeiros.

Atualmente, a cientista coordena outro Projeto Temático com apoio da FAPESP.

O artigo [13C2]- Acetaldehyde Promotes Unequivocal Formation of 1,N2-Propano-2′-deoxyguanosine in Human Cells (doi: 10.1021/ja2004686), de Medeiros e outros, pode ser lido por assinantes do Journal of The American Chemical Society em http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja2004686. 

Fonte: Agencia FAPESP

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Primatas quiméricos são reproduzidos por cientistas

Cientistas conseguiram reproduzir os primeiros primatas quiméricos. Os animais são compostos de uma mistura de células de seis genomas distintos e, segundo os pesquisadores responsáveis pela novidade, estão saudáveis.

Em zoologia, quimerismo ocorre quanto um animal tem duas ou mais populações de células geneticamente distintas com origem em diferentes zigotos. É extremamente raro em humanos. O termo deriva da mitologia grega, na qual quimera é uma figura mítica caracterizada por uma aparência híbrida de dois ou mais animais.

A reprodução foi obtida por cientistas de instituições de pesquisa no Oregon, Estados Unidos, e descrita nesta quinta-feira (05/01) em um artigo no site da revista Cell – sairá como capa na edição de 20 de janeiro da publicação.

Segundo os autores, os resultados do estudo abrem caminho para muitas novas pesquisas com animais. Até então, apenas camundongos e alguns outros quiméricos, como coelhos e ovelhas, haviam sido reproduzidos.

Os primatas quiméricos nasceram após os cientistas terem reunido células de embriões de diferentes macacos-rhesus e aplicado a mistura em fêmeas. As células foram misturadas em embriões em estágio inicial, quando cada célula embriônica é totipotente.

Totipotência é a capacidade de uma única célula, geralmente uma célula-tronco, dividir-se e produzir todas as células diferenciadas no organismo, incluindo os tecidos extraembrionários. As células pluripotentes podem se diferenciar em qualquer tecido, mas não em tecidos extraembrionários nem em organismos inteiros.

“As células não se fundem, mas se mantêm juntas e funcionam conjuntamente de modo a formar tecidos e órgãos. Os resultados abrem possibilidades científicas enormes”, disse Shoukhrat Mitalipov, do Centro de Pesquisa em Primatas da Oregon Health & Science University, que coordenou a pesquisa.

Tentativas anteriores do grupo de Mitalipov de obter macacos quiméricos por meio da introdução de células-tronco embrionárias cultivadas em embriões – um método estabelecido em camundongos – falharam.

Segundo Mitalipov, aparentemente os embriões dos primatas evitam que as células-tronco embrionárias se integrem, como ocorre em camundongos. De acordo com o cientista, a pesquisa indica que células-tronco humanas e de outros primatas mantidas in vitro podem não ser tão potentes como as encontradas em um embrião vivo.

“Precisamos voltar aos fundamentos. Temos que estudar não apenas células-tronco embrionárias em cultura, mas também em embriões. Ainda é muito cedo para fechar o capítulo nessas células”, disse.

“Não podemos modelar tudo em camundongos. Se queremos passar terapias em células-tronco do laboratório para as clínicas e de camundongos para humanos, precisamos compreender o que essas células nos primatas podem ou não fazer”, afirmou.

“Precisamos estudá-las em humanos, inclusive em embriões humanos”, disse Mitalipov, ressaltando que não tem qualquer intenção de produzir quimeras humanas.

O artigo Totipotent but not pluripotent primate embryonic cells contribute to chimeras (doi:10.1016/j.cell.2011.12.007), de Mitalipov e outros, pode ser lido por assinantes da Cell em www.cell.com. 

Fonte: Agencia FAPESP

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Proteína contra o Câncer

Uma proteína descoberta em 1995, capaz de aniquilar as células tumorais, deixando ilesas as células saudáveis, é considerada um dos mais poderosos recursos naturais do organismo para deter o câncer.

No entanto, em certos tipos de câncer há uma inibição da expressão dessa proteína, conhecida como TRAIL (sigla em inglês para ligante indutor de apoptose relacionada ao fator de necrose tumoral), o que permite a evolução do tumor.

Uma equipe brasileira de cientistas desvendou um mecanismo molecular que controla a expressão de TRAIL na leucemia mieloide crônica (LMC). O estudo, que mostrou como a “armadilha contra o câncer” é desmontada, abre caminho para a investigação de alternativas terapêuticas para a doença.

O trabalho, publicado na revista Oncogene, do grupo Nature, foi coordenado por Gustavo Amarante-Mendes, professor do Departamento de Imunologia do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da Universidade de São Paulo (USP) e pesquisador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Investigação em Imunologia (iii-INCT) .

O cientista coordena atualmente um projeto de pesquisa, financiado pela FAPESP na modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular, que tem foco na área de excelência do grupo do ICB-USP: estudos sobre os mecanismos moleculares que regulam os processos de morte celular em câncer e em células do sistema imune.

De acordo com Amarante-Mendes, o trabalho foi a base da pesquisa de doutorado de Daniel Diniz de Carvalho, primeiro autor do artigo. Colaboraram também Welbert de Oliveira Pereira e Janine Leroy, alunos de doutorado e mestrado, respectivamente. Os três tiveram bolsas da FAPESP.

Durante seu desenvolvimento, a partir de 2007, o estudo recebeu diversos prêmios, incluindo o Nature Reviews Cancer Award, durante a 8ª Conferência São Paulo de Pesquisa , o segundo lugar no Prêmio Michel Jamra para Jovens Pesquisadores durante a 23ª Reunião Anual da Federação de Sociedades de Biologia Experimental (FeSBE), além do Prêmio Ricardo Pasquini, como melhor trabalho sobre leucemia mieloide crônica apresentado no congresso da Associação Brasileira de Hematologia e Hemoterapia (Hemo 2009).

Segundo Amarante-Mendes, a proteína TRAIL induz suas células-alvo à morte iniciando um complexo e bem regulado programa molecular conhecido como apoptose, que é acionado durante o desenvolvimento embrionário, para formar de maneira apropriada órgãos e tecidos. Na vida adulta, a apoptose – ou morte celular – desempenha um papel fundamental na renovação das células.

“Os defeitos no processo de apoptose são observados em diversas formas de câncer e a aquisição de resistência à apoptose é considerada uma das etapas do processo de gênese do tumor. Algumas formas de câncer são capazes de desenvolver resistência à morte induzida por TRAIL. Outras, como a LMC, inibem a produção de TRAIL, escapando desse importante mecanismo de defesa. Nosso estudo demonstrou o funcionamento desse mecanismo molecular”, disse Amarante-Mendes à Agência FAPESP.

A LMC, segundo o cientista é causada por uma proteína quimérica – isto é, que não deveria existir normalmente no organismo –, que surge como resultado de uma “confusão” entre os cromossomos 9 e 22, que trocam trechos entre si.

“É o que se chama de translocação gênica: a proteína ABL, do cromossomo 9, é transferida para a região BCR do cromossomo 22. Isso gera um cromossomo atípico, denominado cromossomo Filadélfia, associado à LMC. O nosso estudo investigou os mecanismos moleculares responsáveis pela inibição da expressão de TRAIL nas células leucêmicas BCR-ABL-positivas”, explicou.

O trabalho, de acordo com Amarante-Mendes, teve colaboração de outros grupos de pesquisa, incluindo as equipes coordenadas por Marco Antonio Zago, pró-reitor de Pesquisa da USP, Eliana Abdelhay, do Instituto Nacional de Câncer (Inca), e as professoras Fabíola Castro, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCF-RP-USP), e Jacqueline Jacysyn, da Faculdade de Medicina da USP (FMUSP).

Bala mágica

Inicialmente, a equipe observou que a expressão de TRAIL diminuía expressivamente com a progressão da LMC e essa diminuição estava diretamente relacionada a um aumento na expressão de uma outra proteína: a PRAME (sigla em inglês para antígeno preferencialmente expresso do melanoma).

“A PRAME normalmente não é encontrada em células normais, mas está presente com frequência nas células tumorais. Depois de constatar isso, nós observamos que a PRAME é diretamente responsável por inibir a expressão de TRAIL em células leucêmicas”, disse Amarante-Mendes.

De acordo com ele, a PRAME é responsável por recrutar proteínas capazes de inibir a transcrição gênica por meio de mecanismos epigenéticos. “O trabalho mostrou também que esse mecanismo tem implicações terapêuticas para a LMC, uma vez que a inibição de PRAME, por RNA de interferência, é capaz de gerar uma maior expressão de TRAIL, deixando as células leucêmicas mais suscetíveis à apoptose e, consequentemente, à terapia”, afirmou.

Quando a TRAIL foi descoberta, em 1995, pelo fato de matar as linhagens celulares em culturas tumorais preservando, ao mesmo tempo, as linhagens primárias, a proteína foi considerada uma “bala mágica” para o futuro do tratamento do câncer. Alguns tratamentos clínicos com base na TRAIL chegaram a ser desenvolvidos.

“O problema é que algumas formas de câncer são resistentes a essa sinalização. Em outras formas, como no caso estudado, o gene BCR-ABL mantém baixa a expressão de TRAIL. Por isso focamos os estudos na tarefa de desvendar esse mecanismo”, disse Amarante-Mendes.

É possível que o mesmo mecanismo desvendado pelos pesquisadores, segundo ele, possa ocorrer não só na LMC, mas também em outros tipos de tumores onde a expressão de PRAME é elevada.

“Essa possibilidade – e suas implicações clínicas – é o próximo passo para os nossos estudos”, disse o cientista. O tema, segundo ele, já começou a ser investigado por Bárbara Mello, que desenvolve no laboratório do ICB seus estudos de pós-doutorado, com bolsa da FAPESP.

O artigo BCR-ABL-mediated upregulation of PRAME is responsible for knocking down TRAIL in CML patients (doi:10.1038/onc.2010.409), de Gustavo Amarante-Mendes e outros, pode ser lido por assinantes da Oncogene em www.nature.com/onc 

Fonte: Agencia FAPESP 

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Epigenética, Estresse Oxidativo e Cancer

Um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) tem obtido, nos últimos anos, resultados importantes para o avanço do conhecimento sobre a relação entre alterações epigenéticas, estresse oxidativo e o desenvolvimento de tumores – em especial o melanoma, o mais grave tipo de câncer de pele.

A epigenética é o estudo da parcela do genoma que não codifica proteínas, mas que tem papel na regulação dos genes. O estresse oxidativo é o resultado do excesso de produção de radicais livres, que reduz a capacidade do sistema antioxidante presente em cada tecido.

O grupo trabalha há cerca de uma década com a biologia celular do câncer, sob a liderança da professora Miriam Galvonas Jasiulionis, do Departamento de Farmacologia. Os estudos têm usado um modelo de transformação do melanócito – célula que produz a substância pigmentar da pele – em melanoma.

“O modelo consiste em submeter a condições sustentadas de estresse uma linhagem de melanócitos que não são tumorais, a fim de observar suas mudanças morfológicas até que se transformem em melanoma. Assim, observamos como as transformações ocorrem apenas a partir da alteração das condições ambientais, sem a introdução de oncogenes”, disse Jasiulionis à Agência FAPESP.

O principal fator de risco para o melanoma é a exposição prolongada aos raios ultravioleta, que causa uma condição de estresse oxidativo. Por isso é usado o modelo no qual o melanócito não tumorigênico é submetido a vários ciclos de estresse, adquirindo progressivas alterações celulares.

O modelo usa tanto linhagens de melanoma metastáticos como não-metastáticos, ampliando as possibilidades de estudos. O estresse é provocado pelo bloqueio da adesão celular do melanócito.

“O modelo que utilizamos permite estudar uma série de aspectos, em especial as alterações epigenéticas, que estão relacionadas às alterações ambientais. Sabemos também que as condições crônicas de estresse oxidativo estão relacionadas ao aparecimento de diferentes patologias. Por isso, o modelo poderá servir também para outros casos além do melanoma”, destacou.

Em uma das vertentes dos estudos, os pesquisadores investigaram a conexão entre o melanoma e o papel dos micro-RNA (miRNA). Essas pequenas moléculas de apenas duas dezenas de nucleotídeos não codificam proteínas, mas se ligam ao RNA mensageiro (RNA-m), perturbando sua estabilidade, interrompendo o processo de tradução da informação gênica em estruturas proteicas e agindo como elementos de regulação epigenética.

Em coautoria com sua orientanda de doutorado Adriana Taveira da Cruz, Jasiulionis publicou na revista Dermatology Research and Practice – com com apoio da FAPESP na modalidade Auxílio à Pesquisa – Publicações – um artigo de revisão a respeito dos últimos avanços do conhecimento sobre a relação entre miRNA e melanoma.

Com o tema “Identificação de miRNAs envolvidos com a gênese do melanoma e a possível regulação epigenética de sua expressão”, o doutorado de Cruz conta com Bolsa da FAPESP.

Jasiulionis coordena o projeto “Mecanismos epigenéticos como mediadores da transformação maligna de melanócitos associada a condições sustentadas de estresse”, apoiado pela FAPESP na modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular.

“Embora não seja o foco principal do nosso grupo, o estudo dos miRNAs é importante, porque eles são um importante mecanismo de controle da expressão e, para nossas pesquisas, é fundamental compreender como se dá a regulação epigenética da expressão dos miRNAs”, explicou Jasiulionis.

No artigo, as pesquisadoras fizeram um levantamento dos miRNAs existentes relacionados ao melanoma. Por impedir a tradução de RNA-m, segundo Jasiulionis, o miRNA tem um papel central no processo de formação do câncer.

“Sabemos que os miRNAs têm alterações em sua expressão nos tumores, o que leva a mudanças em diferentes RNA-m. Estamos tentando identificar não apenas miRNAs que estejam expressos nas diferentes etapas da gênese do melanoma, mas também os que têm expressão alteradas por possuírem marcas epigenéticas alteradas”, disse.

Além de ser um mecanismo importante no controle da tradução dos RNA-m, os miRNAs também podem ser utilizados como biomarcadores e podem se tornar alvos para o desenvolvimento de novas terapias contra o melanoma.

“Cada miRNA tem como alvo diferentes RNA-m ao mesmo tempo. E o mesmo RNA-m pode ser alvejado por diferentes miRNAs. Uma das perspectivas para o futuro é identificar um miRNA relacionado com os genes dos tumores e desenvolver antagonistas a partir daí”, disse Jasiulionis.

Segundo a pesquisadora, o melanoma, que tem origem em uma transformação maligna dos melanócitos, é extremamente resistente às terapias quando entra em fase de metástase.

“Quando é diagnosticado precocemente, o melanoma é facilmente tratado. Mas em fase metastática, é extremamente agressivo e não responde às terapias que existem. Por isso, é importante identificar os miRNAs envolvidos no processo, não apenas para o tratamento, mas também para identificação do tumor”, disse.

O artigo miRNAs and Melanoma: How Are They Connected?, de Adriana Taveira da Cruz e Miriam Galvonas Jasiulionis, pode ser lido por assinantes da Dermatology Research and Practice em www.hindawi.com/journals/drp/2012/528345/abs.

Fonte: Agencia FAPESP

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