Text of EPIGENÉTICA E CÂNCER Roberta H. Lahude Thayse A. Crestani
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EPIGENTICA E CNCER Roberta H. Lahude Thayse A. Crestani
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O QUE SO FENMENOS EPIGENTICOS? So alteraes na mudana de
expresso de um gene sem modificaes na seqncia de bases do DNA.
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DNA METILAO ONDE OS PROCESSOS EPIGENTICOS OCORREM? DNA METILAO
ACETILAO HISTONAS METILAO
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dinucleotdeos CpG - Os dinucleotdeos CpG so uma unio de uma
citosina a uma guanina por uma ligao fosfodister na mesma fita de
DNA. -A metilao do DNA ocorre normalmente em cerca de 70 a 80% dos
stios CpG, sendo que essa porcentagem aumenta com o envelhecimento.
METILAO DO DNA
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Como ocorre: - Adio de grupo metil na posio 5 da citosina na
molcula de DNA - Doador: S-adenosilmetionina - Catalisador:
DNA-metiltransferases (vrios tipos e isoformas ex:metiltransferase
de manuteno) METILAO DO DNA
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O resultado da metilao do DNA: o silenciamento dos genes atravs
da inibio direta ou indireta da ligao dos fatores de transcrio
devido ao processo de metilao que estes sofreram. METILAO DO
DNA
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Funo: - essencial para o desenvolvimento normal - Tem ao : 1.
no controle da expresso gnica 2. na integridade cromossmica 3. nos
eventos de recombinao.
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METILAO DO DNA A metilao pode ocorrer em 2 regies ricas em
dinucleotdeos CpG distintas: Ilhas CpG Regies intergnicas (regies
no codificadoras)
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METILAO DO DNA Ilhas CpG: - so regies com alta frequncia do
dinucleotdeo CpG. - normalmente presentes nas regies promotoras em
60% dos genes - encontram-se protegidas da metilao - podem se
tornar suscetveis
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A funo normal da clula depende de um equilbrio entre os dois
eventos: Ilhas CpG: hipometiladas Regies intergnicas:
hipermetiladas HIPOMETILAO X HIPERMETILAO
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Levam a uma variedade de cnceres por alterar a expresso de
genes crticos. 2 padres de metilao distintos: - hipometilao
generalizada do genoma - hipermetilao que se apresenta a reas
localizadas dentro da regio promotora de genes, as ilhas CpG.
METILAO DO DNA E CARCINOGNESE
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Hipermetilao de ilhas CpG: silenciamento de genes supressores
tumorais e genes de reparo
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Causas da metilao aumentada (durante envelhecimento e
carcinognese): -Processo casual que resulta de erros durante a
duplicao do DNA. -Erros de pareamento, reconhecidos pelas DNA
metiltransferases que provem a hipermetilao. - Exposio a agentes
como: radiao, fumo, nquel e outros agentes qumicos diversos.
HIPERMETILAO DAS ILHAS CpGs.
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METILAO DO DNA E CARCINOGNESE Hipometilao global: instabilidade
cromossmica e ativao de oncogenes
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METILAO DO DNA E CNCER
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exemplo da metilao exagerada das ilhas CpGs do gene do RB.
Ocasiona um silenciamento transcricional levando ao aparecimento do
tumor. RETINOBLASTOMA
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Ocorre a desaminao da 5-metilcitosina em timina, originando
mutao pontual, podendo alterar a funo dos oncogenes e dos genes
supressores tumorais. Podem ocorrer devido aos padres de metilaes
alterados que afetam indiretamente a atividade gnica. PONTOS
QUENTES DE MUTAO
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O silenciamento dos genes atravs de fenmenos epigenticos nem
sempre acarreta problemas.Exemplos de eventos em que isso ocorre:
1. Regulao da expresso gnica: - Inativao do X - Imprinting genmico
2.Proteo do genoma contra invaso de seqncias de fora do organismo,
por exemplo DNA viral Processos neoplsicos CONSEQNCIAS DOS
PROCESSOS EPIGENTICOS
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IMPRINTING Somente um dos 2 alelos parentais herdados
normalmente expresso Expresso monoallica devido a padro de metilao
Processo natural
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Genes IGF2 e H19 Cromossomo 11p15.5 Domnio genmico regulado por
metilao IGF2-cadeia de 67 aminocidos com homologia insulina -
alteraes metablicas e promoo do crescimento - normal-somente alelo
paterno expresso H19-ligado ao IGF2; RNA com ao supressora
tumoral(provvel) - alelo materno
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METILAO NORMAL D M R
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Genes IGF2 e H19 Ativao anormal do alelo normalmente inativo em
IGF2 e /ou Silenciamento do alelo normalmente expresso em H19
Interligados Alteraes do padro normal
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CONSEQUNCIAS Perda da heterozigose de um dos genes (geralmente
IGF2) que leva a sua expresso modificada pode levar ao mesmo
resultado no outro gene. Ativao de um fator de crescimento +
silenciamento de um supressor tumoral PROLIFERAO DESCONTROLADA
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HISTONAS Determinam grau de condensao da cromatina Interao
entre elas grupamentos adicionados Eventos epigenticos: -Acetilao
-Metilao -Fosforilao -Ubiquitinao -Ribosilao
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Processos Epigenticos
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ACETILAO DAS HISTONAS Controlada pelas acetiltransferases
(HATs) e desacetilases (HDACs) Desacetilao:condensa a cromatina,
impede a transcrio Acetilao:abre a cromatina,ativa transcrio.
Ativao de vrios genes inibitrios do crescimento tumoral
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METILAO DAS HISTONAS Efeito depende da histona e do aminocido
metilados: -metilao da histona 3 na lisina 9 facilitam a meti lao
do DNA e o silenciamento do gene. -metilao da histona 3 na lisina 4
abre a cromatina, ativando a transcrio.
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DNA + HISTONAS Interao entre efeitos epigenticos dos dois nveis
Modificao da expresso gnica
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Inibidores de HDACs Usados para o aumento da expresso de genes
aberrantemente silenciados Provocam acmulo de histonas acetiladas
Diminuem proliferao celular maligna(parada do ciclo em G1 ou
G2),e/ou Aumentam grau de diferenciao,e/ou Aumentam apoptose de
clulas malignas
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Mtodos de anlise dos Processos Epigenticos Enzimas de restrio
sensveis metilao + PCR PCR-metilao especfica (MS-PCR)
Seqenciamento
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Mtodos de anlise dos Processos Epigenticos Materias utilizados:
urina, saliva, sangue, escovados, fragmentos de bipsias
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Enzimas de restrio sensveis metilao Metilao diferencial
Endonuclease HpaII- cliva o DNA no stio CCGG quando a citosina
interna no est metilada Endonuclease MspI- cliva o DNA no stio CCGG
na presena ou ausncia de metilao PCR: amplificao de uma banda
especfica no DNA digerido com HpaII e ausncia de amplificao no DNA
digerido com MspI.
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MS - PCR Deteco do padro de metilao das ilhas CpG Tratamento do
DNA com bissulfito de sdio Converso de citosinas no metiladas em
uracil
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MS - PCR DNA isolado de carcinoma prosttico (C) e hiperplasia
benigna prosttica (B) Gene GSTP1-hipermetilao em mais de 90% dos CA
prostticos Ausncia de metilao em tumores benignos -Azul:metilado
-Verde:desmetilado
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SEQENCIAMENTO
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IMPLICAES CLNICAS Todo processo epigentico tem potencial de ser
revertido Marcador molecular para diagnstico precoce do cncer
-no-invasivo Desenvolvimento de novos agentes teraputicos-inibir
metilao -5-azacitidina e 2-desoxi-5azacitidina(uso experimental)
:inibidores da DNA-metiltransferase -menos txicos em modelos
pr-clnicos -sinrgicos aos desacetilantes de histonas -porm no
especficos -efeitos colaterais:trombo e neutropenia Combinao de
drogas novas com as convencionais
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IMPLICAES CLNICAS Drogas j utilizadas para outros fins revertem
metilao cido valprico(anticonvulsivante) Vitamina B3 Inibem algumas
HDACs
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IMPLICAES CLNICAS Dieta Deficincia de folato e vitamina B12:
induz metilao Dieta pode causar acmulo de fnomenos epigenticos
Importante na teraputica,quando associada a drogas
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A estratgica epigentica, acordando genes silenciados, uma das
maneiras existentes que proporciona a chance das clulas malignas se
regenerarem, se diferenciarem, se tornarem maduras e pertencerem
novamente comunidade do organismo saudvel CONCLUSO