Daniela Marecos,27023 ; Janete Coelho, 25956.

IMORTALIDADE E MORTALIDADE (DUAS FACES DO C-MYC)

Biologia Humana

Biologia do Desenvolvimento

2010/2011

Imortalidade e Mortalidade Celular

A homeostase dos tecidos é dependente do perfeito balanço entre a proliferação e a apoptose.

No organismo normal o ciclo de proliferação celular é rigorosamente controlado para que as células constituam comunidades organizadas.

No entanto, existem células que ultrapassam os mecanismos de controlo do ciclo celular (checkpoints), promovendo uma divisão continuada – imortalidade celular.

C-MYC na Proliferação Celular

Por proliferação celular entende-se: Aumento do número de células

como resultado do crescimento e divisão celular.

Este mecanismo é crucial para o crescimento e diferenciação do organismo, participando inclusive dos processos de renovação celular.

C-MYC: factor de transcrição

A proteína Myc contém duas sequências de localização nuclear (NLS) que a caracterizam como um factor de transcrição.

Enquanto factor de transcrição, a Myc activa a expressão de muitos genes através da sua ligação com E-boxes e acetiltransferases, recrutando histonas.

Numa das suas ligações principais a Myc associa-se à MAX e, quando dimerizada, funciona como activadora transcricional.

C-MYC: factor de transcrição

O complexo Max/Myc pode activar a transcrição quando se liga directamente ao DNA, recrutando vários co-factores que activam a transcrição.

A activação da transcrição pelo Myc é antagonizada por proteínas Mxd e Mnt, que se ligam na mesma sequência de DNA.

Imortalidade e Mortalidade Celular

Alguns reguladores do ciclo celular participam em ambos os processos: morte celular programada e divisão celular.

A relação entre ciclo celular e apoptose é reconhecida pelos genes que codificam várias proteínas, entre elas a c-myc.

c-myc

Mortalidade celular

Proliferação celular

(imortalidade)

C-MYC no Ciclo Celular

O c-Myc actua no ciclo celular como factor de transcrição;

C-Myc activa a expressão de genes envolvidos na síntese de DNA.

C-MYC no Ciclo Celular

Gene myc c - Myc

Gene da ciclina D

AumentoCiclina D

Activação da G1 -Cdk

Fosforilação do Rb

Gene da SCFAumento da degradação

p27

Activação da Cdk4/6-Cilina D

Gene E2FAumento da

síntese da E2F

Aumento da actividade da

E2F

ENTRADA NA

FASE S

C-MYC na imortalidade NEOPLASIA EXPRESSÃO DO C-MYC

Astrocitoma 5 – 78 %Carcinoma da bexiga 30 – 50 %Carcinoma do colo do útero 32 – 85 %Adenocarcinoma do cólon 23 – 100 %Adenocarcinoma gástrico 19 – 47 %Hepatocarcinoma 33 – 100 %Carcinoma mamário 6 – 45 %Carcinoma ovárico 25 – 48 %Carcinoma da próstata 29 – 58 %Carcinoma pulmonar 28 – 62 %Melanoma 33 – 96 %Linfoma de Burkitt 100 %

C-MYC na Apoptose Apoptose, ou morte celular programada, é um processo

essencial para a manutenção do desenvolvimento dos seres vivos sendo importante para eliminar células supérfluas ou defeituosas, contribuindo para a homeostase dos tecidos.

A apoptose pode ocorrer em resposta a problemas internos da célula.

É de salientar que a morte de uma determinada célula não leva à morte de outras células.

C-MYC na Apoptose A Myc consegue

estimular ou inibir proteínas que provocam a libertação do citocromo c da mitocôndria, controlando assim a apoptose.

Por outro lado, a Myc consegue provocar danos no DNA que levam à paragem do ciclo celular e por fim, direccionam as células para a apoptose.

Caspase 9 Caspase 3

C-MYC na Apoptose Entre as possíveis vias

pró-apoptóticas mediadas pela c-Myc destaca-se a activação do p19arf que actua reprimindo MDM-2 (regulador negativo do p53), induzindo a disponibilização de p53, desencadeando assim, a promoção dos mecanismos apoptóticos.

Produção excessiva de c-myc

Activação da p19 ARF

P19 ARF liga-se à Mdm-2

Aumento dos níveis de p53

Apoptose

C-MYC na Apoptose

C-MYC

APOPTOSE

IGF1

Os sinais do factor de crescimento IGF1 neutralizam/ contrariam uma das vias pela qual o c-myc induz a apoptose, permitindo que este expresse o seu potencial proliferativo e explica a exigência de IGF1 para o crescimento da maioria das células.

Oncogene Addiction Um dos princípios da oncologia molecular declara que

os tumores permanecem dependentes da actividade de vias oncogénicas, como se de um vício se tratasse.

Esta hipótese é a base de algumas estratégias para a terapia contra o cancro, com base em alvos moleculares específicos, não reunindo ainda consenso.

Descreve o mecanismo pelo qual algumas células que desencadeiam anomalias genéticas e epigenéticas múltiplas, permanecem dependentes de alguns genes, tanto para a manutenção do seu fenótipo como para a sua sobrevivência.

Oncogene Addiction

Oncogene Indisponível Oncogene Disponível

Oncogene Addiction As evidências que suportam o

conceito de Oncogene Addiction têm sido obtidas em três sistemas diferentes: Ratos geneticamente modificados -

modelos de cancro na espécie humana Estudos mecanísticos em linhas celulares

de cancro humano Estudos clínicos envolvendo agentes alvo

específicos

Oncogene Addiction

«Desligar» o oncogene indicado levou à inibição do crescimento, diferenciação, apoptose e/ou regressão do tumor.

É de salientar que em 4 dos 9 casos estudados, o gene crítico encontrado foi o c-myc.

Viciados no Myc Vários estudos em tumores que expressam o gene

Myc apresentam resultados que confirmam o fenómeno de oncogene addiction.

Nestes estudos, colocar o Myc “off”, impedindo-o de ser expresso correctamente, em tumores estabelecidos provoca – se bem que muitas vezes só temporariamente – uma regressão parcial do tumor. Fica, no entanto, para trás, uma pequena população de células cancerosas “dormentes”.

Múltiplos mecanismos, incluindo a apoptose e a senescência, foram identificados nesta regressão.

Viciados no Myc: Insulinoma

Células tumorais (Insulinoma)

VEGFquimiocinas

Macrófagos Neutrófilos

MMP- 9

Maior disponibilidade VEGF

Sobrevivência das células endoteliais

Viciados no Myc:Insulinoma

Colocar o myc «off» nas células do insulinoma faz com que elas percam a sua capacidade angiogénica e, como tal, o tumor não prolifera.

Terapia Antisense No cancro da tiróide a sobreexpressão da c-Myc

é responsável pelo pior prognóstico. O bloqueio da expressão deste gene, através

dos oligonucleotídeos antisense reduz significativamente o índice de crescimento do cancro da tiróide.

Apesar dos estudos actuais estarem dedicados à compreensão do papel da c-Myc na transformação das células da tiróide, ela pode ter relevância para o tratamento do cancro da tiróide, se inibida.

Terapia Antisense

Limitações à sua aplicação clínica: Degradação rápida

nos fluídos biológicos;

Falta de especificidade tecidual e celular;

Limitada interiorização celular.

Terapia com Rampimicina

Fármaco antineoplásico específico; Agente citostático; Inibidor específico da fase G1 do ciclo

celular ; Estudos mostraram que as células

resistentes a esse agente apresentavam níveis de C-MYC dez vezes maiores que as células sensíveis;

Sugerindo assim que a resistência a esta substância seria mediada pela sobreexpressão do C-MYC.

Terapia:C-MYC e hTERT

hTERT: subunidade catalítica da telomerase

A actividade da hTERT é estimulada pela acção do C-MYC;

hTERT e C-MYC apresentam-se desregulados e sobreexpressos em tumores do cólon;

Estudo realizado para avaliar o valor terapêutico da inibição do C-MYC em células tumorais do cólon;

Foram introduzidos vectores silenciadores (shRNA) da expressão do C-MYC nas células tumorais.

Terapia:C-MYC e hTERT

Resultados:

Deste estudo ficou então mais uma hipótese para uma nova potencial terapêutica anti-cancro para cancro de cólon humano.

Supressão da actividade da telomerase

Diminuição do tamanho dos telómeros

Inibição do crescimento celular

C-MYC no Prognóstico

Assim, o Myc pode ser um indicador importante de prognóstico, além de modulador do comportamento desta doença.

Alguns estudos em meduloblastoma têm sugerido que a expressão do oncogene Myc está associada com a diminuição da semi-vida das células tumorais e a sua sobreexpressão com a maior agressividade do tumor.

Oncogene Addiction:valor prático

Desenvolver terapias-alvo requer uma identificação de bons alvos, ou seja, alvos que tenham um papel-chave no crescimento e na sobrevivência da célula cancerosa.

A grande vantagem da aplicação das terapias alvo prende-se com o facto de proporcionarem uma forma de individualizar o tratamento, especialmente quando o alvo está presente em alguns, mas não em todos os tumores de um tipo particular.

Oncogene Addiction:valor prático

oncogeneCANCRO

oncogene

SERÁ?

Oncogene Addiction:valor prático

Havia na área quem achasse que a morte tumoral associada com a Oncogene Addiction era intrínseca da célula tumoral, não importando onde ela se encontrasse.

Por outro lado, sabe-se que o sistema imunitário assume funções importantes na eliminação dos tumores.

No entanto, os estudos anti-tumorais relacionados com a Oncogene Addiction são feitos em modelos in-vitro ou em animais imunodeficientes, não se tendo em consideração a resposta imune.

Oncogene Addiction:valor prático

Os resultados de um estudo (Felsher) mostraram que se inativarmos o MYC num modelo de linfomaT, as células tumorais entram em apoptose independentemente do sistema imune. Mas a recorrência do tumor, ou o tempo que leva para o tumor voltar, depende de um sistema imunitário intacto, particularmente da existência de células T CD4+, e não da simples inactivação do MYC.

Isso prende-se com o fato de as células T CD4+ garantirem a senescência e a indução de factores anti-angiogénicos.

As células T CD4+ infiltram o tumor quando há a inactivação do oncogene, e modulam o ambiente de citocinas e quimiocinas local, favorecendo a eliminação dolltumor. lll

Oncogene Addiction:valor prático

Este investigador salienta que estas descobertas devem alertar para o facto de as células e moléculas terem múltiplas funções, simultâneas, aparentemente não relacionadas e reforça a necessidade de encontrar terapias anti-cancro que não tenham como efeito colateral a eliminação do sistema imunitário do paciente.

Oncogene Addiction:valor prático

« houve um período muito rápido de grandes expectativas, maturação e decepções. Acho que havia quase uma ingenuidade de que, se encontrássemos o alvo, encontraríamos a cura.»

J. Leonard Litchtenfeld,

oncologistaFIM

Referências Bibliográficas

Weinstein, I Bernard and Joe, Andrew K - Mechanisms of Disease: oncogene addiction—a rationale for molecular targeting in cancer therapy. NATURE CLINICAL PRACTICE ONCOLOGY. Volume 3, n.º 8 (2006), pág. 448 – 457

Eyss , Björn von and Eilers, Martin - Addicted to Myc−−but why?. Genes Dev. 2011 25: 895-897