Cancer: Novos Alvos

A medicina molecular tem ajudado a tornar o conhecimento sobre o câncer muito mais claro e passível de intervenções mais seletivas e eficazes. A observação é de Gilberto Schwartsmann, professor da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e médico oncologista do Hospital de Clínicas de Porto Alegre.

“A pesquisa molecular abriu boas oportunidades para a descoberta de novos medicamentos contra o câncer. Até algumas décadas atrás, a tônica na busca de novos medicamentos anticâncer foi centrada na procura de drogas com efeito antiproliferativo. Com isso, não apenas as células malignas eram afetadas, mas também os tecidos normais que se renovam rapidamente”, disse Schwartsmann à Agência FAPESP.

Em consequência, segundo o pesquisador, as chamadas quimioterapias tiveram como característica a baixa seletividade pelo câncer e a ocorrência de efeitos tóxicos em tecidos normais com alta taxa de renovação, como a raiz dos pelos, a medula óssea e as células de revestimento.

Com as descobertas sobre a genética do câncer e o entendimento dos defeitos moleculares responsáveis pelo seu surgimento, tornou-se possível a identificação de vários defeitos moleculares envolvidos na gênese de alguns tipos de câncer.

“Isso proporcionou que fossem desenvolvidas estratégias de tratamento mais racionais e seletivas, dirigidas à correção de defeitos moleculares específicos. Ou seja, hoje a tônica é identificar um alvo molecular relevante, entender a função dos genes alterados, identificar as proteínas anormais resultantes destes defeitos genéticos, e buscar, com isso, novas alternativas terapêuticas que visem corrigir o impacto destes defeitos moleculares na regulação do crescimento celular”, disse Schwartsmann.

Dentre as estratégias mais utilizadas nas duas últimas décadas para interferir nos defeitos moleculares associados à gênese de tumores malignos, destacam-se a produção de anticorpos monoclonais que possam bloquear a sinalização – por receptores situados na superfície da célula tumoral e que confiram função anormal ou por meio de pequenas moléculas que possam inibir enzimas específicas que fazem parte dessas cadeias de sinalização de crescimento anormal no interior da célula maligna.

“Essas pequenas moléculas podem ser usadas em muitos casos por via oral – portanto de forma muito mais tranquila do que quimioterapias tóxicas injetáveis. Entretanto, para que essas estratégias tenham alguma chance de êxito, é fundamental que os alvos moleculares escolhidos sejam relevantes para o crescimento do tumor. De nada adianta interferir em um alvo que não seja importante para o crescimento das células malignas”, explicou Schwartsmann.

Segundo ele, para se chegar a um remédio eficaz e translacional em oncologia, é preciso primeiro identificar um alvo de interesse e confirmar a sua relevância biológica em modelos experimentais. Apenas após essas etapas estarem bem definidas é que se inicia a busca de substâncias que possam modular este mesmo alvo molecular.

Do contrário, perde-se tempo com abordagens ineficazes. Um exemplo de sucesso dessa estrategia é o desenvolvimento do anticorpo trastuzumab, usado em um tipo de câncer de mama que expressa receptores anormais denominados HER-2.

Pacientes que expressam essa característica nas células tumorais têm a metade do tempo mediano de sobrevida em relação às demais pacientes com câncer de mama. Essa alteração está presente em cerca de 30% dos casos da doença e esses pacientes se beneficiam significativamente com o uso deste anticorpo monoclonal.

“Quando se quer desenvolver uma droga eficaz, o alvo tem que ser relevante do ponto de vista biológico. O que definiu o seu sucesso nesse caso específico foi o fato de que se pode observar que as mulheres que apresentavam em suas biópsias a amplificação do gene HER2 viviam a metade do tempo das outras (três anos no lugar de seis). Daí, a validade de se buscar drogas que pudessem interferir no HER2, chegando então ao trastuzumab. É claro que ele só interfere nesse receptor e apenas funciona no subgrupo que apresenta esta característica”, disse Schwartsmann.

De acordo com o professor ds UFRGS, esta estratégia dirigida à correção de defeitos moleculares específicos no câncer traz como consequência a idenficação de estratégias para grupos bem definidos de pacientes. Ou seja, torna os tratamentos cada vez mais personalizados.

Essa é a base do que se chama hoje de medicina personalizada, na qual são identificadas as características moleculares da doença naquele indivíduo específico e as suas características moleculares com relação ao metabolismo ou tolerância individual a medicamentos.

“Com isso, poderemos escolher intervenções mais específicas e com a melhor segurança possível para cada indivíduo a ser tratado. Mas há muito ainda a ser pesquisado. Temos remédios interessantes para um número cada vez menor de pessoas, porque os alvos estão mais seletivos”, disse o pesquisador durante o Simpósio de Medicina Translacional, realizado em 29 de novembro na Academia Brasileira de Ciências (ABC), no Rio de Janeiro.

Outro exemplo de tratamento citado por Schwartsmann foi o da leucemia mieloide crônica, tumor caracterizado pela presença do chamado cromossomo Filadélfia, resultante da translocação de dois cromossomos (9 e 22).

Essa translocação resulta na produção de uma proteína anormal, com várias propriedades associadas à malignidade da doença. Em consequência, foram testados vários inibidores da função desta proteína anormal.

A partir de 2001, com o surgimento do medicamento chamado imatinibe (que inibe a proteína anormal), pode-se oferecer mais eficácia e muito mais segurança e conforto ao paciente, pois ele pode ser administrado por meio de comprimidos.

“Isso representa um avanço inquestionável em relação aos tratamentos quimioterápicos injetáveis e menos ativos utilizados no tratamento destes pacientes no passado”, disse Schwartsmann. Novas abordagens para o tratamento do melanoma – tipo de câncer de pele mais grave – também foram lembradas pelo médico.

“Depois de várias décadas sem o surgimento de um único medicamento que aumentasse em um dia a sobrevida dos pacientes sintomáticos com doença avançada, várias novas drogas têm sido desenvolvidas nos últimos dois anos. Essas drogas mostraram atividade isoladamente e estão sendo combinadas em estudos clínicos, com resultados preliminares muito promissores, e respostas muito superiores em relação aos tratamentos convencionais do passado, que não tinham impacto claro no tempo e qualidade de vida dos pacientes”, disse.

Alternativas promissoras

Schwartsmann ressalta que as novas drogas têm resposta em torno de 40% a 50% de eficácia. Uma delas, o vemurafenib, atua bloqueando a mutação na proteína B-RAF, causadora dos melanomas. Outra, a ipilimumab, indicada para o tratamento do melanoma metastático, estimula o sistema imunológico a atacar e matar as células cancerosas.

“Na realidade, mudamos o paradigma. Hoje em dia, em câncer, passamos a fazer tratamento com drogas-alvo dirigidas a características do tumor de cada paciente, ativas em alvos relevantes naquele indivíduo específico”, avaliou Schwartsmann.

Outras alternativas promissoras destacadas são os chamados imunoconjugados, que associam um anticorpo – capaz de se ancorar seletivamente nas celulas tumorais – e um agente quimioterápico ou radioterápico.

Com isso, leva-se a uma substância com ação antitumoral direto ao local em que está o tumor. Há exemplos de sucesso em câncer de mama, com a conjugação do trastuzumab com quimioterápicos e de anticorpos anti-CD30 e quimioterápicos em doença de Hodgkin e linfomas.

Outra estratégia, de acordo com Schwartsmann, consiste na modulação e ampliação da resposta de reconhecimento de células malignas pelo sistema imunológico do paciente.

“Pesquisadores do Massachusetts General Hospital, em Boston, puderam aumentar significativamente o reconhecimento imunológico de células tumorais por meio do uso de anticorpos monoclonais que bloqueiam proteínas que o tumor produz e lhe propiciam uma forma de escape e tolerância por parte de nosso sistema imunológico”, afirmou o professor.

“Com isso, o organismo passa a atacar o tumor com mais eficiência. Essa estratégia tem produzido respostas em muitos tipos de câncer refratário aos tratamentos convencionais. É uma das áreas mais promissoras para os próximos anos" destacou Schwartsmann.

O pesquisador salienta que o conhecimento crescente da complexidade dos defeitos moleculares do câncer deixa claro que as intervenções médicas em fases tardias da doença são fadadas ao insucesso, uma vez que, em razão de sua instabilidade genética, o tumor adquire progressivamente uma maior capacidade de se defender das intervenções médicas utilizadas, ou seja, produz mecanismos de resistência aos medicamentos.

“A melhor estratégia para se resolver o problema do câncer seria sobretudo a sua prevenção e detecção precoce, quando as intervenções médicas têm melhor chance de corrigir de forma permanente os defeitos moleculares presentes no tumor”, disse Schwartsmann.

 Fonte: Agencia FAPESP

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Epigenética do Câncer

Uma pesquisa realizada nos Estados Unidos com participação brasileira identificou as alterações epigenéticas que são essenciais para a sobrevivência de células cancerosas. O estudo demonstrou experimentalmente que as células tumorais morrem quando são reativados os genes que haviam sido “desligados” pela anomalia epigenética.

Epigenética é a informação genômica que não faz parte da sequência do DNA. Em geral, as células cancerosas apresentam padrões anômalos de metilação do DNA. A metilação é o principal mecanismo epigenético, no qual um grupo metil é transferido para algumas bases de citosina do DNA. Padrões aberrantes de metilação podem levar as células cancerosas a uma transformação maligna.

O trabalho teve seus resultados publicados na edição desta segunda-feira (14/05) da revista Cancer Cell. O primeiro autor do artigo, Daniel Diniz de Carvalho, realiza pós-doutorado no Departamento de Urologia, Bioquímica e Biologia Molecular da Universidade do Sul da Califórnia (Estados Unidos).

Graduado em medicina veterinária pela Universidade de Brasília (UnB), Carvalho concluiu em 2009 doutorado, com Bolsa da FAPESP, no Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da Universidade de São Paulo (USP), na área de imunologia, sob a orientação do professor Gustavo Amarante-Mendes.

Trabalhos anteriores de Carvalho já haviam gerado resultados importantes, publicados nas revistas Oncogene , do grupo Nature, e PLoS Genetics. O cientista acaba de ser contratado pela Universidade de Toronto (Canadá), onde coordenará seu próprio laboratório no Instituto de Câncer de Ontário, da mesma instituição.

Segundo Carvalho, o principal objetivo de sua linha de pesquisa, que terá continuidade no Canadá, é contribuir para o desenvolvimento de uma nova geração de terapias epigenéticas.

“Há terapias epigenéticas sendo usadas clinicamente, mas elas mudam todo o padrão do DNA, ativando não apenas os genes que impedem a sobrevivência do tumor, mas também vários outros que não deveriam ser ativados. Por serem inespecíficas, são terapias de alto risco. Neste estudo, identificamos alvos importantes para o futuro desenvolvimento de uma segunda geração, mais eficiente, de terapias epigenéticas”, disse à Agência FAPESP.

Todas as células do organismo possuem a mesma informação genética. O que garante a diferenciação entre elas, possibilitando a formação de vários tecidos, é o fato de determinados genes estarem ligados ou desligados. Essa regulagem é feita por mecanismos epigenéticos, com a metilação de DNA e alterações na cromatina.

“Quando esse mecanismo é desfigurado por uma alteração epigenética, podem surgir várias doenças, em especial o câncer. Quando essa alteração leva a célula a se tornar um tumor, ela perde ainda mais o controle do mecanismo de regulação. A célula começa então a acumular outras mutações que não têm importância nenhuma na gênese do tumor”, explicou.

Distinguir as alterações epigenéticas importantes – que garantem a sobrevivência do tumor – das alterações causadas pela própria presença do tumor é um grande problema para a ciência.

“Com as novas técnicas de sequenciamento disponíveis, mapeamos todas as alterações genéticas e epigenéticas. Mas como só analisamos a célula tumoral no fim do processo, não sabemos quais alterações são a causa e quais são consequências”, disse Carvalho.

Genes fundamentais

Identificar as alterações epigenéticas essenciais para a sobrevivência do tumor é fundamental para identificar alvos terapêuticos adequados, segundo Carvalho.

“Uma mutação genética é uma alteração definitiva, mas as alterações epigenéticas são reversíveis e por isso mesmo são muito interessantes para possíveis terapias”, disse.

Para identificar as alterações epigenéticas essenciais, os cientistas analisaram uma célula tumoral com grande quantidade de metilação aberrante e, gradualmente, reduziram os níveis de enzimas que produzem a metilação no DNA.

“Reduzindo a disponibilidade de metilação, colocamos pressão para que a metilação só fosse dirigida aos DNAs necessários. Até certo momento a célula cancerosa sobrevivia. Depois de certo nível de redução a célula não sobrevivia e sabíamos então que os últimos DNA metilados eram essenciais para a sobrevivência do tumor”, disse Carvalho.

Em seguida, os cientistas mapearam o genoma e descobriram onde se localizavam os genes fundamentais. Utilizando amostras de tumores do consórcio internacional Cancer Genoma Atlas, verificaram que os genes fundamentais estavam sempre ativos em células tumorais.

“Depois reativamos esses genes nas células, para verificar se realmente eram importantes. Assim que os genes eram reativados, as células tumorais morriam. De fato, a sobrevivência do tumor só é possível quando esses genes estão silenciados”, afirmou.

Embora inativos, os genes fundamentais permanecem intactos na célula tumoral. Segundo Carvalho, o desafio agora é descobrir como reverter a metilação do DNA, reativando esses genes para matar o tumor.

“Um dos principais objetivos dessa linha de pesquisa é identificar um mecanismo que permita encontrar um alvo de genes específicos, viabilizando uma segunda geração de terapias epigenéticas. Outra meta consiste em melhorar os resultados das terapias epigenéticas inespecíficas que, ao ativar muitos genes da célula tumoral, a tornam imunogênica. Achamos que podemos aprimorar essas terapias combinando-as com a imunoterapia”, disse.

O artigo DNA Methylation Screening Identifies Driver Epigenetic Events of Cancer Cell Survival (doi:10.1016/j.ccr.2012.03.045), de Daniel Diniz de Carvalho e outros, pode ser lido por assinantes da Cancer Cell em www.cell.com/cancer-cell.

Fonte: Agencia FAPESP

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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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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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Estrutura do DNA e Cancer

Uma das principais características das células cancerígenas é que determinadas regiões de seu DNA tendem a se duplicar muitas vezes, enquanto outras são eliminadas. Essas alterações genéticas costumam auxiliar as células a se tornar mais malignas, tornando-as mais capazes de crescer e se espalhar pelo corpo.

Um grupo de cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade Harvard, nos Estados Unidos, descobriu que a estrutura tridimensional do genoma das células tem um papel fundamental em determinar quais partes do DNA têm mais chances de serem alteradas nas células tumorais.

Os pesquisadores, liderados por Leonid Mirny, do MIT, desenvolveram uma técnica para comparar a arquitetura em 3D da cromatina (complexo de DNA e proteínas dentro do núcleo celular) com aberrações cromossômicas frequentemente observadas em cânceres.

O estudo, publicado no dia 20 de novembro na revista Nature Biotechnology, mostrou que quaisquer dois pontos que rotinamente se encontram têm mais chances de formar o final da molécula de DNA que é cortado ou duplicado.

“Aparentemente, as aberrações cromossômicas no câncer são formatadas pela estrutura do cromossomo”, disse Mirny. Segundo ele, o estudo revela mecanismos que poderão ajudar a apontar locais que hospedam genes causadores de câncer e ainda não identificados.

Os cientistas pretendem analisar genomas em 3D de diferentes tipos de câncer, para verificar se alterações que costumam ocorrem em tumores no fígado, por exemplo, são diferentes dos que atingem o pulmão.

O artigo High order chromatin architecture shapes the landscape of chromosomal alterations in cancer (doi:10.1038/nbt.2049), de Leonid Mirny e outros, pode ser lido por assinantes da Nature Biotechnology em www.nature.com/nbt. 

Fonte: Agencia FAPESP

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Marcador para a Metástase

O aparecimento de metástases tem contribuição fundamental do fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF-A, na sigla em inglês) produzido por células do estroma positivas para o marcador S100A4, de acordo com um novo estudo feito por brasileiros e norte-americanos. O estroma é o tecido conectivo que dá sustentação às células funcionais dos órgãos.

De acordo com os autores, o estudo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences poderá ter impacto clínico importante, já que pacientes positivos para o marcador S100A4 nas células – em tese mais propensos à metástase – poderão ser identificados e se beneficiar de drogas anti-VEGF existentes.

O trabalho teve a participação de Ricardo Renzo Brentani e de Rafael Malagoli Rocha, ambos do Departamento de Oncologia do Hospital A.C. Camargo – Brentani é diretor-presidente da FAPESP. Os outros autores são de instituições norte-americanas: da Escola de Medicina de Harvard, do Departamento de Patologia do Hospital Rhode Island, da Universidade Vanderbilt, em Nashville, e da Divisão de Ciências e Tecnologia da Saúde Harvard–Instituto de Tecnologia de Massachusetts.

O VEGF-A promove a angiogênese – o crescimento de novos vasos sanguíneos – na região tumoral. Esses vasos alimentam o tumor e ao mesmo tempo propiciam e facilitam o aparecimento da metástase.

“Verificamos que existe o aparecimento do VEGF-A em células do estroma – que basicamente são fibroblastos – que compõem a matriz intracelular. Por isso, elas têm um papel central na colonização metastática. Mas o mais importante é que os fibroblastos responsáveis pela produção do VEGF-A podem ser positivos para o marcador S100A4”, disse Rocha à Agência FAPESP.

Segundo ele, existem drogas que bloqueiam a ação do VEGF, como o Bevacizumab, que obteve sucesso no tratamento de pacientes com doenças metastáticas, aumentando a sobrevida. “Imaginamos que os pacientes com S100A4 no estroma podem se beneficiar com essas terapias anti-VEGF”, afirmou.

Rocha e Brentani estabeleceram uma parceria com o grupo liderado por Radhu Kalluri, do Centro Médico Beth Israel Deaconess, hospital universitário da Faculdade de Medicina de Harvard. O estudo publicado na PNAS é resultado dessa cooperação.

A parte experimental da pesquisa foi realizada em Harvard, em dois grupos de camundongos: um grupo de animais transgênicos que não expressam a proteína S100A4 e um grupo de controle capaz de expressá-la. “Com isso, conseguimos observar as diferenças entre os dois grupos quanto à produção de VGEF e quanto ao aparecimento de vasos e metástases”, disse Rocha.

No Laboratório de Anatomia Patológica do Hospital A.C. Camargo, os cientistas fizeram a parte molecular in situ do estudo, realizando testes imunohistoquímicos para identificar a quantidade da proteína S100A4 expressa nos fibroblastos estromais.

“A partir daí conseguíamos prever quais pacientes produziriam mais vasos e estariam mais suscetíveis à metástase, caso não fossem tratados”, afirmou o cientista.

O estudo demonstrou, segundo Rocha, que os fibroblastos positivos para S100A4 têm papel crucial na tarefa de fornecer “solo fértil” para a colonização metastática – que de acordo com ele é um passo fundamental da cascata metastática.

O artigo VEGF-A and Tenascin-C produced by S100A4+ stromal cells are important for metastatic colonization (doi/10.1073/pnas.1109493108), de Radhu Kalluri e outros, pode ser lido por assinantes da PNAS em www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1109493108. 

Fonte: Agencia FAPESP

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Genes do Envelhescimento

Diferentemente de uma célula sadia, a cancerígena não entra em senescência, ou seja, não envelhece. Uma nova pesquisa, com resultados publicados nesta sexta-feira (1º/7) na revista Science, identificou dois genes que estão envolvidos nessa maior durabilidade das células cancerígenas.

O estudo foi feito por cientistas nos Estados Unidos em parceria com duas cientistas brasileiras: a pesquisadora Sueli Mieko Oba-Shinjo e a professora Suely Kazue Nagahashi Marie, do Departamento de Neurologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP).

O envelhecimento celular é determinado pelo mecanismo molecular caracterizado pelo encurtamento do telômero – parte da sequência de DNA que protege as extremidades dos cromossomos.

Nesse mecanismo, os telômeros ativam a enzima telomerase, que provoca seu encurtamento. Mas isso não ocorre em células cancerígenas, uma vez que elas não produzem essa enzima.

O estudo revela uma nova via em células cancerígenas – independente da telomerase – para a manutenção do comprimento do telômero.

O trabalho identificou, por meio de uma técnica de marcação histológica molecular chamada “hibridização in-situ com marcadores fluorescentes específicos de telômeros” (FISH, em inglês), dois genes encontrados com alta frequência em tumores, denominados ATRX e DAXX. Esses genes são responsáveis por manter o comprimento dos telômeros, evitando o envelhecimento das células cancerígenas.

“Alguns dos mecanismos das células cancerosas são o aumento da proliferação, da migração e a ausência da apoptose [morte celular programada ou renovação celular]”, disse Marie à Agência FAPESP.

Segundo ela, nos genes ATRX e DAXX foram detectadas mutações – por sequenciamento ou por imunomarcação – em alguns tipos de câncer. “Todos os genes com uma grande alteração na sequência tinham o telômero mais preservado, o que justifica um dos mecanismos do processo de câncer”, contou.

Essa mutação foi detectada pela primeira vez em carcinomas de pâncreas, como descreve o artigo na Science. Mas o grupo também identificou a mutação em outros 447 tipos de câncer, entre deles o glioblastoma multiforme – tumor maligno que ataca o sistema nervoso central e atinge tanto crianças como adultos – e o oligodendroglioma – que também ataca o sistema nervoso e tem origem na célula oligodendroglial.

Para os pesquisadores, o objetivo a ser atingido com esses marcadores é o de detectar a doença o quanto antes para que seja possível evitar o crescimento do tumor sólido.

“Essas são mutações genéticas que só existem nos tumores. Se conseguirmos rastreá-las durante a evolução do paciente será possível saber, precocemente, se o tumor voltou ou se está crescendo”, disse Marie. Esse conhecimento poderá ser aplicado em novas terapias contra o câncer.

O estudo foi liderado por cientistas do Departamento de Patologia do Johns Hopkins Medical Institutions, em Baltimore.

Projeto Temático

Marie atua há mais de dez anos na área de genômica e coordenou diversos projetos de pesquisa apoiados pela FAPESP, entre eles o Temático recém- concluído "Procura de marcadores moleculares relacionados ao diagnóstico e prognóstico de tumores do sistema nervoso central".

O artigo que acaba de sair na Science é a terceira publicação na revista resultante de trabalhos desenvolvidos pela rede de pesquisas criada a partir do Projeto Temático e que envolve, no Brasil, além do Departamento de Neurologia da FMUSP, o Hospital do Câncer, em Barretos, a Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) e a USP de Ribeirão Preto.

Os artigos Integrated Genomic Analysis of Human Glioblastoma Multiform, de 26 de setembro de 2008 (doi: 10.1126/science.1164382), e The Genetic Landscape of the Childhood Cancer Medulloblastoma, de 28 de janeiro de 2011 (doi: 10.1126/science.1198056), descrevem os resultados obtidos pelas pesquisas do grupo com a identificação de marcadores para o diagnóstico precoce de câncer, realizadas em colaboração com instituições nos Estados Unidos.

O novo artigo, Altered Telomeres in Tumors with ATRX and DAXX Mutations (doi: 10.1126/science.1207313), de Sueli Mieko Oba-Shinjo, Suely Kazue Nagahashi Marie e outros, pode ser lido na revista Science.

Fonte: Agencia FAPESP

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Genoma do Câncer

Em uma das maiores pesquisas genômicas já feitas sobre o câncer, um grupo de cientistas nos Estados Unidos sequenciou os genomas completos de tumores de 50 pacientes com câncer de mama e comparou os resultados com os DNAs de pessoas sem a doença.

A comparação permitiu identificar mutações que ocorrem apenas nas células cancerígenas. A pesquisa revela uma grande complexidade nos genomas dos tumores e poderá auxiliar no desenvolvimento de novas alternativas de tratamentos.

O trabalho foi apresentado no sábado (2/4) na 102ª Reunião Anual da Associação Norte-Americana de Pesquisa do Câncer, em Orlando, na Flórida.

No total, os tumores analisados apresentaram mais de 1,7 mil mutações, das quais a maior parte era única para cada mulher. “Genomas do câncer são extraordinariamente complicados, o que explica nossa dificuldade em prever consequências e encontrar novos tratamentos”, disse Matthew J. Ellis, professor da Escola de Medicina da Universidade de Washington em Saint Louis, um dos líderes da pesquisa.

Os cientistas sequenciaram mais de 10 trilhões de pares de base de DNA, repetindo as operações para cada tumor e para cada amostra dos voluntários sadios por em média 30 vezes para garantir a validade dos resultados.

“Os recursos computacionais utilizados para analisar tamanha quantidade de dados são semelhantes aos produzidos pelo Large Hadron Collider, usado para entender o funcionamento das partículas subatômicas”, disse Ellis.

As amostras de DNA vieram de pacientes que se submeteram a testes clínicos no Grupo de Oncologia do American College of Surgeons, liderado por Ellis. Todas as pacientes no estudo tinham o chamado câncer de mama positivo para receptor de estrógeno, no qual as células tumorais têm receptores que se ligam ao hormônio e ajudam os tumores a crescer.

A pesquisa confirmou que duas mutações são relativamente comuns em mulheres com câncer de mama. Uma deles é a PIK3CA, presente em cerca de 40% dos tumores do tipo que expressam receptores para estrógeno. Outra é a TP53, presente em cerca de 20% dos pacientes.

Ellis e colegas encontraram uma outra mutação, denominada MAP3K1, que controla a morte celular programada e não se encontra ativada em cerca de 10% dos cânceres de mama positivos para receptor de estrógeno.

Os cientistas também encontraram outros 21 genes que mostraram mutações significativas, mas em taxas inferiores e não apareciam em mais do que três pacientes.

Apesar da raridade dessas mutações, Ellis destaca sua importância. “Câncer de mama é tão comum que mesmo mutações que apareçam com frequência de 5% envolverão milhares de mulheres”, destacou.

Fonte: Agencia FAPESP

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Genética do Mieloma Múltiplo

Cientistas acabam de revelar o retrato mais abrangente da genética do mieloma múltiplo, uma forma de câncer que afeta os plasmócitos, células componentes do sangue. A novidade foi publicada na edição desta quinta-feira (24/3) da revista Nature.

A pesquisa envolveu o sequenciamento e análise dos genomas de 38 amostras de câncer e poderá ajudar no desenvolvimento de possíveis terapias para a doença incurável, segundo os autores. A taxa de sobrevivência do mieloma múltiplo após cinco anos é de menos de 40%.

A doença começa na medula óssea, onde plasmócitos, que normalmente produzem anticorpos, tornam-se malignos, atingindo células normais e ossos. Não se sabe a causa da doença, que pode se desenvolver em pessoas sem fatores de risco conhecidos e mesmo sem histórico familiar.

O retrato genômico do mieloma múltiplo revela genes que até então não haviam sido associados com o câncer. “Esses genes, que sofrem mutações frequentemente, não estavam em nossos radares quando pensávamos tanto em mielomas como em cânceres em geral”, disse Todd Golub, diretor do Programa de Câncer do Instituto Broad, nos Estados Unidos, um dos autores do estudo.

Os cientistas também identificaram mutações genéticas múltiplas que interferem nas reações químicas normais em uma célula. Segundo eles, individualmente cada uma dessas mutações é bem incomum e provavelmente continuaria desconhecida se não fosse pela análise de uma grande coleção de amostras.

“Podemos ver que as mutações estão se restringindo a um número limitado de caminhos. Essa é uma boa confirmação da importância de se olhar profundamente para mais de um único tumor de cada vez”, disse Golub.

Mesmo com os avanços nas tecnologias genéticas, sequenciar o genoma completo de um tumor é uma tarefa árdua e que poucos estudos anteriores haviam feito. No novo trabalho, os pesquisadores analisaram 38 portadores de mieloma múltiplo e compararam seus genomas com os genomas de seus tumores.

“Essa pesquisa mostra que há genes que causam câncer e que são totalmente desconhecidos e que certamente serão descobertos por meio dos estudos com as novas técnicas genômicas”, disse Golub.

Todos os dados do projeto serão tornados públicos para que possam ser acessados por qualquer cientista. Os dados estarão no repositório dbGaP (www.ncbi.nlm.nih.gov) e os autores da pesquisa criaram outro serviço na internet, o Multiple Myeloma Genomics Portal (www.broadinstitute.org/mmgp) para dar suporte à análise e visualização dos dados.

O artigo Initial genome sequencing and analysis of multiple myeloma (doi:10.1038/nature09965), de Michael Chapman e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com.

Fonte: Agencia FAPESP

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Câncer de Mama e Transtorno de Estresse Pós-Traumático

Mulheres diagnosticadas com câncer de mama podem ser acometidas por síndrome psiquiátrica aguda, chamada de Transtorno de Estresse Pós-Traumático (TEPT), comuns em pessoas submetidas a situações traumáticas.

Caracterizada por sintomas de evitação (como tentar evitar lembranças ligadas ao episódio), de hiperestimulação (irritabilidade, dificuldades de conciliar o sono e de concentração) e de revivescência (recordações aflitivas, recorrentes e intrusivas), o TEPT pode comprometer não só a qualidade de vida de pacientes com câncer de mama como a continuidade do tratamento.

É o que destaca uma pesquisa conduzida na Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP) que identificou o TEPT agudo em mulheres diagnosticadas com câncer de mama.

O estudo foi feito com 290 pacientes atendidas no Hospital Pérola Byington, na capital paulista, entre agosto de 2006 e março de 2007. Os sintomas do TEPT estavam presentes em 81% das mulheres diagnosticadas com câncer de mama.

A pesquisa investigou também fatores associados a não adesão (ou a não aceitação) aos tratamentos para o câncer de mama e apontou que pacientes que apresentaram sintomas do transtorno tiveram menor adesão.

Segundo o estudo, 13,3% dos pacientes com esse transtorno interromperam o tratamento após o primeiro ano de acompanhamento. De acordo com Julio Litvoc, professor do Departamento de Medicina Preventiva da FMUSP e coordenador da pesquisa, o TEPT não tem sido avaliado adequadamente pelos profissionais.

“Esse conceito é pouco utilizado pelos profissionais de saúde, por desconhecimento do transtorno e também por se valorizar as comorbidades associadas ao diagnóstico, como os transtornos de ansiedade, depressão e pânico”, disse à Agência FAPESP.

O estudo “Associação entre as respostas ao estresse em mulheres com câncer de mama e a adesão ao tratamento do câncer de mama” teve participação de Sara Mota Borges Bottino, coordenadora médica da Psiquiatria do Instituto do Câncer de São Paulo (ICESP), e recebeu apoio da FAPESP por meio da modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular.

A primeira parte do estudo investigou a prevalência e o impacto do TEPT e corresponde à tese de doutorado de Sara, orientada por Litvoc. Segundo ele, o estudo relaciona a epidemiologia à psiquiatria. “A ideia foi produzir um trabalho voltado para a reorganização dos serviços de atendimento”, salientou.

“O problema do diagnóstico é que as pacientes podem não manifestar os sintomas de maneira explícita, mas, ainda assim, desencadeá-los de forma a interferir no tratamento e na qualidade de vida. E o pior: não retornar ao médico”, disse Sara.

Segundo a psiquiatra, apesar de ser considerado um transtorno de ansiedade, uma das particularidades do TEPT é a imprevisibilidade. “A paciente não apresentava os sintomas relacionados à doença e, de repente, descobre-se doente após o diagnóstico”, apontou.

Assustadas, as pacientes evitam ter pensamentos sobre o câncer. Os sintomas de evitação se mostraram recorrentes em 58,2% dos casos. Segundo o estudo, os sintomas de evitação merecem maior atenção, porque podem ter consequências graves para as pacientes com câncer, que necessitam ir às consultas e fazer os exames pré-operatórios.

“Esse sintoma é entendido pela equipe médica como ‘negação’. Mas, como parte de uma síndrome de transtorno do estresse pós-traumático, o diagnóstico é relativamente novo”, indicou Sara. Já os sintomas de hiperestimulação e revivescência apareceram, respectivamente, em 63,1% e 59,6% das mulheres entrevistadas.

De acordo com Litvoc, a segunda parte do trabalho – a da adesão – terá continuidade. “Essa segunda etapa trouxe resultados significativos que nos preocuparam. Daremos continuidade a ela aplicando outros métodos”, apontou.

Fonte: Agencia FAPESP

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