Almanaque da
CiĂŞncia
Esse almanaque foi preparado pelo grupo "Biologia Molecular do Câncer" do Projeto Educacional do CTC/ Hemocentro: "As Células, o Genoma e Você, Professor".
Adriana Jorge Meschiatti Alessandra Silva Augusto André Perticarrari Elaine Simões Guerra Lopes Estevão Demétrio de Oliveira Fernando Roma Juliana Ap. Nunes dos Santos Leonizia Maria Nakamura Maria Regina Pires Rita de Cássia Quaglio Rosemary Ap. Barbosa dos Santos Sabrina Pavan Vanzo
Texto: Profa. Dra. Aparecida Maria Fontes
Revisão Médica: Prof. Dr. Dimas Tadeu Covas
Revisão Educacional: Profa. Dra. Marisa Ramos Barbieri
Colaboradores: Fabíola Singaretti de Oliveira Luiz Fernando Ribas (Ilustrações) Sandra Navarro Bresciani
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Pedrinho estava indo muito triste para a escola. No caminho encontrou sua colega de turma que lhe perguntou:
O que aconteceu Pedrinho? Por que você está caminhando tão triste?
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Ontem eu vi minha mãe chorando depois que ela recebeu a notícia de que minha tia está com câncer. Então, eu perguntei: Mãe o que é câncer? Câncer é contagioso?
Não meu filho, câncer não é contagioso. Câncer é uma doença genética que implica em uma alteração no DNA.
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Ah, se é genético significa que todos de nossa família temos ou iremos ter essa doença? CÂNCER
Não meu filho. Porque essa alteração no DNA, em geral, ocorre em uma célula somática, e portanto não se transmite aos descendentes. Reproduzido de Livro de Hematologia - Fundamentos e Prática , Zago e cols., 2001.
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É muito fácil Pedrinho, você aprender sobre câncer. A nossa classe, juntamente com a professora de biologia está freqüentando o curso: “As Células, o Genoma e Você, Professor” coordenado pela Dra Marisa Barbieri, no Centro de Terapia Celular do Hemocentro de Ribeirão Preto. Um dos tópicos desse curso é exatamente câncer. Nossa que legal, Larinha! E o que você já aprendeu lá?
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Eu aprendi que Câncer é um tumor. O que é tumor?
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Reproduzido de Livro Patologia - Stevens e Lowe, 2002
Tumor ou neoplasia indica qualquer aumento de volume localizado devido a um grupo de cĂŠlulas que escapam do controle celular e se multiplicam anormalmente. As neoplasias podem ser de dois tipos: benignas ou malignas.
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A neoplasia é denominada benigna quando o tumor apresenta contornos bem definidos, crescimento localizado e lento. Por exemplo, os tumores benignos de mama como os papilomas ductais. A neoplasia é dita maligna ou câncer quando o tumor apresenta contornos fracamente definidos e as células neoplásicas crescem sobre os tecidos circundantes, ocasionando sua destruição. Por exemplo, o carcinoma mamário que acomete 1 em 10 mulheres.
Reproduzido de Livro Patologia - Stevens e Lowe, 2002
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Ah, então eu estou entendendo. Minha mãe hoje de manhã me disse que o câncer é uma alteração no DNA. Se você diz que câncer é um grupo de células que cresce desordenadamente, então significa que o que levou esse crescimento desordenado foi esta alteração no DNA ?
NORMAL
NEOPLASIA
Proliferação Diferenciação
Mutação Pontual Apoptose
Reproduzido de Livro de Hematologia - Fundamentos e Prática , Zago e cols., 2001.
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É isso mesmo Pedrinho. Apesar do imenso número de cânceres que existem hoje em dia, todos eles têm uma característica em comum: cada câncer constitui um clone de células derivadas de uma célula que sofreu uma alteração crítica em seus genes (DNA) e transmite essa alteração a todos os seus descendentes.
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Ah, eu queria tanto ser um cientista, destes que saem na televisĂŁo do projeto genoma humano, para poder ver um DNA e uma cĂŠlula.
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Mas isso eu já vi. Nesse curso que estou freqüentando no CTC nós tivemos oportunidade de estudar e visualizar as células sangüíneas e extrair o DNA do sangue no laboratório da Dra. Aparecida Maria Fontes, junto com seus alunos.
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Mas como extrair DNA do sangue , se o sangue tem hemĂĄcias e elas nĂŁo apresentam DNA?
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É porque o sangue é constituído de três tipos celulares : 1) os glóbulos vermelhos ou hemácias ; 2) os glóbulos brancos ou leucócitos ; e 3) as plaquetas. As hemácias e as plaquetas não possuem DNA, mas os leucócitos, que são nossas células de defesa , o possuem . Também aprendi que os leucócitos são classificados em 6 tipos celulares : neutrófilos, eosinófilos, basófilos, linfócitos, plasmócitos e monócitos.
Reproduzido de Livro de Hematologia - Fundamentos e Prática , Zago e cols., 2001.
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E como é o DNA?
O DNA é muito bonito. É constituído por duas cadeias longas de nucleotídeos que se ligam formando uma estrutura que se assemelha a uma escada , onde o corrimão seria constituído pelo açucar e fosfato e o degrau pelas pontes de hidrogênio que unem as duas cadeias . Veja o DNA que construímos em nossas aulas de biologia.
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É assim que o DNA está presente no núcleo de nossas células ?
Não, o DNA não está assim nú em nossas células. O DNA se associa com milhões de proteínas básicas denominadas histonas, formando uma estrutura compacta que são os cromossomos.
Reproduzido de Biologia Molecular da Célula, Alberts e cols., 1997
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Cromossomos eu já aprendi. Eu aprendi que nossas células somáticas são constituídas de 46 cromossomos.
Reproduzido de Atlas de Hematologia Clínica - Hoffbrand e Pettit, 2000
A célula somática contém 22 pares de cromossomos autossômicos e um par de cromossomos sexuais . .
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E você sabia que existe uma relação entre mitose e câncer? Como assim?
A mitose é o processo de divisão celular durante o qual a célula mãe se divide em duas, recebendo cada célula filha um jogo cromossômico igual ao da célula mãe . Assim também o câncer - após a alteração inicial que levou ao desenvolvimento de uma célula cancerosa, cada célula se divide através de mitose originando duas células filhas idênticas. Após sucessivas divisões temos o tumor.
Reproduzido de Biologia Molecular da Célula, Alberts e cols., 1997
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Mas quais os fatores que levam essa alteração inicial no DNA? Muitos são esses fatores, como por exemplo: Agentes físicos: radiação ultravioleta - causa câncer de pele; Substâncias químicas utilizadas na indústria de borracha ou presentes no cigarro. Agentes biológicos: vírus, como por exemplo o vírus Epstein-Barr (EBV) que está presente na maioria dos casos de linfoma de Burkitt; o vírus HTLV que é responsável pela leucemia/ linfoma de células T e o HIV-1 que está associado com linfoma de não-Hodgkin.
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Todos esses agentes causam alterações no DNA? Como isso ocorre?
A carcinogênese é um processo de múltiplas etapas, que ocorre ao longo de muitos anos apresentando um efeito cumulativo no controle da diferenciação, divisão e crescimento celular. A origem de qualquer proliferação celular malígna é devido a anormalidades em genes que regulam etapas do ciclo celular.
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Ah, gene eu já aprendi. É um pedaço de DNA que codifica uma proteína que desempenha uma função específica na célula. Quais são os principais genes que uma vez alterados podem induzir o câncer?
Reproduzido de Molecular of the Cell, Alberts et al., 1994
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NEOPLASIA
Esses genes são inúmeros e podem ser classificados em 4 grupos: 1) os oncogenes; 2) genes supressores tumorais ou anti-oncogenes; 3) genes de apoptose e 4) genes de reparo de DNA. Os principais tipos de alterações que ocorrem nesses genes são: mutação pontual, fusão com outros genes (genes híbridos), deleção, e amplificação gênica.
NORMAL
Mutação Pontual ONCOGENE
+ ++
+ Proliferação Diferenciação
-
Gene Híbrido
ANTIONCOGENE Apoptose
+ Mutante Inativo
GENE DE APOPTOSE
Mutante Inativo
Reproduzido de Livro de Hematologia - Fundamentos e Prática, Zago e cols., 2001.
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O câncer é hereditário em situações onde o gene anormal está presente no momento da fecundação, de modo que um dos dois alelos desse gene será anormal em todas as células e em todos os tecidos. Basta uma mutação no outro alelo para que a célula fique com ambos alelos defeituosos. Se isso ocorrer, desenvolve-se o câncer.
Quando o câncer pode ser hereditário?
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Sim, o câncer de mama. Já foi demonstrado que em cerca de 50 % dos pacientes portadores de câncer de mama, o gene BRCA-1 está mutado.
Você aprendeu algum exemplo de câncer hereditário?
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É possível visualizarmos esses genes?
Sim, isso também nós aprendemos no Hemocentro. Existe uma técnica de biologia molecular denominada - PCR, ou reação em cadeia da polimerase que permite a obtenção de milhões de cópias de um gene específico. E em seguida, uma técnica denominada eletroforese em gel de agarose que permitenos visualizar esse gene.
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Nós estudamos a Leucemia Mielóide Crônica. Nesse caso, há alterações no número de células sangüíneas da linhagem mielóide e uma alteração no DNA. Ocorre uma translocação recíproca entre os cromossomos 9 e 22 resultando em um oncogene híbrido denominado bcrabl que é responsável pelo desenvolvimento desse câncer. Translocação
bcr 22
abl 9
bcr/abl Cromossomo Filadélfia
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Então significa que existem dois métodos para diagnosticarmos se uma pessoa apresenta câncer? Através da análise morfológica e citogenética da célula, e através da análise molecular de um determinado gene?
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Sim, na verdade, no caso de leucemia mielóide : crônica são realizados três exames 1) Hemograma: onde se determina a contagem do número de células do sangue. Nós aprendemos que no indivíduo normal o número de leucócitos varia de 4-11 x 10 9 células/ml. Enquanto no indivíduo leucêmico esse número pode atingir 1011 a 1012 células/ml. 2) Análise citogenética clássica ou utilizando sondas de DNA fluorescentes (FISH): onde se determina a presença do cromossomo 22 menor, denominado Filadélfia. 3) Análise molecular: onde se determina a presença da expressão do gene bcrabl através da técnica de RT-PCR. Coleta do sangue periférico e da medula óssea
Indivíduo portador de leucemia
Hemograma
RT-PCR Microscopia óptica
FISH
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E as células de defesa de nosso organismo? Por que elas não reconhecem essas células mutadas como algo estranho e as eliminam, como ocorre quando temos uma infecção?
Reproduzido de Imunologia, Janeway e cols., 2000
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É porque, acredita-se que as células de defesa estão alteradas no paciente com câncer o que impede o sistema imunológico de reagir contra o mesmo. Mas, hoje em dia, os pesquisadores estão desenvolvendo vacina contra câncer.
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Que legal! Ent찾o quer dizer que podemos tomar essa vacina e nos proteger contra o c창ncer?
Dr. Albert Sabin, 1960.
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Não, não é assim. É uma vacina terapêutica. Ela irá curar os pacientes com câncer, não previnir.
Mas como isso funciona?
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Com essa técnica as células de defesa de nosso organismo são modificadas de modo que elas aprendem a reconhecer e a destruir as células do tumor, e conseqüentemente, os efeitos colaterais das terapias tradicionais são eliminados.
Vetor
Gene Terapêutico
Transferência Gênica em Célula Tronco
Células Dendíticas Modificadas
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Nossa Larinha? Quanta coisa você aprendeu! Posso te fazer uma última pergunta? Pode existir câncer sem que ocorra mutação no DNA?
Sim, são as alterações epigenéticas.
O que é isso?
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Ah, isso vai ser assunto de nossa pr贸xima aula com o grupo do CTC. Vamos comigo, para aprendermos juntos.
“Câncer na Era Pós-Genômica: A Ciência Vencerá” Fase G2 Preparação para a divisão celular
MITOSE Divisão celular
G1, S, G2
Intérfase FASE S Duplicação do DNA
FASE G1 Atividade metabólicas associadas com crescimento celular e replicação do DNA