Genética & Câncer

Prof. Edenir Inêz Palmero, PhDedenirip@yahoo.com.br

O que é Cancer?

Acúmulo de mutações em genes envolvidos nos mecanismos de controle do ciclo celular e

O que é o câncer?Proliferação descontrolada das células

Doença genética

controle do ciclo celular e manutenção do funcionamento celular normal, que, desta forma, se tornam inoperantes ou ineficientes.

As células tumorais se proliferam descontroladamente, tornam-seincapazes de responder aos estímulos de morte (células imortais) epodem adquirir a capacidade de se irradiarem para outras partes doorganismo (metástase).

Sarcomas: tecido mesenquimal (osso, músculo ou tecido conjuntivo)

Carcinomas: tecido epitelial (revestimento do intestino, brônquios e dutos mamários)

Malignidades hematopoiéticas e linfóides (leucemias e linfomas, que se disseminam pela medula óssea, pelo sistema linfático e pelo sangue periférico)

Hematopoiese

Malignidades hematopoiéticas e linfóides (leucemias e linfomas, que se disseminam pela medula óssea, pelo sistema linfático e pelo sangue periférico)

Linfomas

Malignidades hematopoiéticas e linfóides (leucemias e linfomas, que se disseminam pela medula óssea, pelo sistema linfático e pelo sangue periférico)

Leucemia

Freqüência dos diferentes tipos de câncer

EsporádicoFamilialHereditário

Câncer Esporádico

Acúmulo de Mutações

Câncer

Câncer Familial

Acúmulo de Mutações

Câncer

BIOTRANSFORMAÇÃO DE XENOBIÓTICOS

XENOBIÓTICOS: Metabólitos Eletrofílicos Produtos Conjugados

FASE II:

GSTs e NATs

FASE ICitocromos P 450

Genes de Suscetibilidade

XENOBIÓTICOS:PoluentesDrogasToxinasPesticidas

Metabólitos Eletrofílicos Produtos Conjugados

Inativação metabólica e Excreção

Câncer Hereditário

Câncer

Todo Câncer se Originade Mutações Gênicas

Mutações germinativas Mutações somáticas

Mutações Mutações somáticassomáticas

MutaçãoMutação Todas Todas célulascélulas

GenitorGenitor ProleProle

somáticassomáticas(p.ex. tecido(p.ex. tecido

mamário)mamário)

MutaçãoMutaçãoemem óvuloóvulo

ououespermaesperma

célulascélulasafetadasafetadasna prolena prole

ll Presentes em óvulo/espermaPresentes em óvulo/espermall “Herdáveis” “Herdáveis” ll Causa de síndromes Causa de síndromes

familiares de câncerfamiliares de câncer

ll Ocorrem em tecidos nãoOcorrem em tecidos não--germinativos germinativos

ll Não são “herdáveis”Não são “herdáveis”

Câncer Esporadico

Modelo de Knudson “two-hits”

Nascimento: Duas

Primeiro “hit”

(hit=mutaçao)

SEGUNDO HIT Nascimento: Duas

copias nao-mutadas do gene

Uma mutaçao em um gene; Segundo gene nao-mutado

HIT

Duas mutaçoes –uma em cada gene

CANCER

Câncer Hereditario

Modelo de Knudson “two-hits”

Primeiro “hit”

(hit=mutaçao)

SEGUNDO HIT

Nascimento: Duas

CANCER

HIT

Duas mutaçoes –uma em cada gene

Uma mutaçao em um gene; Segundo gene nao-mutado

Nascimento: Duascopias nao-mutadas do gene

Mutações Gênicas podem ser Herdadas ou Adquiridas

Esporádico2 mutações

adquiridas

Hereditário1 mutação adquirida

e 1 mutação herdada

Baseado no modelo de Knudson, 1971.

Características do Câncer Hereditário e Esporádico

Hereditário Esporádico

Mamadx 47

Mamadx 71

Ovário Mamadx 50 dx 42

Mamadx 45

dx 47

Mamadx 61

Modificado de material informativo de Myriad Genetic Laboratories, Inc.

Câncer de Mama e Ovário:Quanto é Hereditário?

Câncer de ovárioCâncer de ovárioCâncer de MamaCâncer de Mama

Esporádico

Agrupamentos familiares

Hereditário

5%5%––10% 10% 5%5%––10%10%

15%15%--20% 20%

ASCO

Causas de Predisposiçao Hereditária ao CCR

EsporádicoEsporádico(65(65%%––85%)85%)

Familial Familial

Adapted from Burt RW et al. Adapted from Burt RW et al. Prevention and Early Detection of CRCPrevention and Early Detection of CRC, 1996, 1996

Familial Familial (10(10%%––30%)30%)

CâncerCâncer colocolo--retalretalhereditáriohereditário nãonão--polipomatosopolipomatoso

(HNPCC) (5%)(HNPCC) (5%)

PoliposePolipose adenomatosaadenomatosafamiliar (FAP) (1%)familiar (FAP) (1%)

RarasRarassíndromessíndromes CCR CCR

(<0.1%)(<0.1%)

ASCO

O que é uma Síndrome de Predisposiçao Hereditária ao Câncer ?

�Condição em que o indivíduo herda uma probabilidademaior de desenvolver determinado(s) tipo(s) de tumor.

�Esta predisposiçao é causada por mutações em�Esta predisposiçao é causada por mutações emoncogenes, genes supressores de tumor ou genesresponsáveis pelo controle do dano celular.

�O indivíduo afetado herda uma predisposição ao câncer

Bases genéticas do câncer

ONCOGENES

�Seus produtos mutados ou super-expressos estimulam a mitose, mesmona ausência dos sinais de crescimento normais.

�Estes genes são dominantes,ou seja, a presença de apenas um alelo�Estes genes são dominantes,ou seja, a presença de apenas um alelomutado predispõe a célula ao câncer.

Mutações de Ganho de Função/ Translocações cromossômicas

Bases genéticas do câncer

GENES SUPRESSORES DE TUMOR (ST)

�Estes genes normalmente atuam como inibidores da mitose.

�Genes ST são recessivos; ou seja, ambas cópias (materna e paterna)�Genes ST são recessivos; ou seja, ambas cópias (materna e paterna)devem estar mutadas para que haja perda de função.

Mutações de Perda de Função/Translocações cromossômicas

Bases genéticas do câncer

ONCOGENES X GENES SUPRESSORES DE TUMOR

Genes de reparo de danos ao DNA

No cancer

Normal DNA repair

Base pair mismatch

T CAGC

Cancer

No DNA repair

T CATC

A GTCG

A GTCG

A GTG A GTAG

T CATCT CATC

Falhas no sistema de reparo levam à Instabilidade de Microsatélites (IMS)

NormalNormal

InstabilidadeInstabilidadeMicrosatélitesMicrosatélites Addition of Addition of

nucleotide nucleotide repeatsrepeats

Epitélio Focos de

APC

Adenoma

K-RAS DCC

Carcinoma Metástase

p53 Outrasalterações?

Adenoma Adenoma

Progressão tumoral: modelo do Câncer Colorretal

EpitélioColôniconormal

Focos de displasia

Adenoma inicial

Carcinoma in situ

Metástase

TECIDO NORMAL INICIAÇÃO DO TUMOR PROGRESSÃO DO TUMOR

CARCINOMA

Adenoma intermediário

Adenomatardio

Seqüência adenoma-carcinoma em CCR (adaptado de Vogelstein et al., 1988).

Como Identificar o Paciente com Predisposiçao Hereditária ao Câncer ?

Tumores hereditários são responsáveis por apenas uma pequena proporção de todos os tumores

ASCOASCO

A História Familiar de Câncer é “Chave” para:

l Avaliação precisa do risco

l Aconselhamento Aconselhamento genético eficaz

l Seguimento médico apropriado

ASCOASCO

Como Obter a História Familiar de Câncer

� Obter história familiar de pelo menos 3 gerações � Indagar sobre todos familiares e registrar:

- idade ao diagnóstico de câncer, idade ao óbito e causa do óbitoe causa do óbito

- tumor primário vs. metastático - lesões precursoras, tumores bilaterais

� Identificar grupo étnico

ASCOASCO

Quando Suspeitar de uma Síndrome de Predisposição Hereditária ao Câncer?

�Câncer em 2 ou mais familiares próximos (mesmo lado da família)

�Idade precoce ao diagnóstico

�Múltiplos tumores primários�Múltiplos tumores primários

�Tumores bilaterais ou múltiplos tumores raros

�Constelação de tumores consistente com determinada síndrome de predisposição hereditária ao câncer (p.ex. mama e ovário)

�Evidência de herança autossômica dominante

ASCOASCO

Principais Síndromes de predisposição Principais Síndromes de predisposição hereditária ao câncer de mamahereditária ao câncer de mama

SÍNDROME DE PREDISPOSIÇÃO AO CÂNCER DE MAMA E OVÁRIO HEREDITÁRIOS - HBOC – Hereditary

Breast and Ovarian Cancer Syndrome

Mamadx 47

GENES ENVOLVIDOS: BRCA1, BRCA2

Ovário Mamadx 50 dx 42

Mamadx 45

SNC

SÍNDROME DE LI-FRAUMENI

Alteração em TP53

Principais Síndromes de predisposição Principais Síndromes de predisposição hereditária ao câncer de mamahereditária ao câncer de mama

http://www.iarc.fr/p53http://www.iarc.fr/p53

MAMA

ADRENOCORTICALSARCOMAS ÓSSEOS

SARCOMAS DE TECIDOS MOLES

< 1% dos casos de câncer de mama hereditários

CÂNCER COLORRETAL HEREDITÁRIO NÃO-POLIPOMATOSO (HNPCC)

Cr. 3Cr. 3Cr. 7Cr. 7

MSH2MSH2 MLH1MLH1 PMS2PMS2

MSH6MSH6

Cr. 2Cr. 2Cr. 3Cr. 3

Cr. 7Cr. 7

Instabilidade de Microssatélites

Acúmulo de Mutações em Oncogenes e Genes Supressores de Tumor

Progressão do Tumor

POLIPOSE ADENOMATOSA FAMILIAR (PAF)

Porque é importanteidentificar indivíduos em risco para o câncer hereditário ?

Risco de câncer superior à populaçãoRisco de câncer superior à população

Prevalência destas doençasPrevalência destas doenças

Risco para diversos tipos de câncerRisco para diversos tipos de câncer

CâncerCâncer de Mama de Mama HereditarioHereditario: : tumorestumores associadosassociados aoaoBRCA1BRCA1: : RiscoRisco cumulativocumulativo atéaté osos 80 80 anosanos de de idadeidade

RCV Câncer de mama 68%68%--78%78% (População= 10%)

RCV Segundo câncer de mama primário34%34%--47%47%

RCV Câncer de ovário 36%36%--46%46% (População= 1%)

Risco aumentado: Risco aumentado: Câncer de cólon, pâncreas, gástricoCâncer de cólon, pâncreas, gástrico

RCV = risco cumulativo vitalBrose et al. JNCI 94(18):1365-1372;2002

ASCO

Câncer de mama(50%(50%--85%)85%)

Câncer de mamamasculino

(6%)(6%)Segundo câncer de

mama primário (~50%)(~50%)

Câncer de Mama Hereditario: tumores associados ao BRCA2: Risco cumulativo até os 80 anos de idade

Risco aumentado de câncer de próstata, vias biliares, estômago,

pâncreas e melanoma

Câncer de ovário (10%(10%--20%)20%)

mama primário (~50%)(~50%)

ASCO

Risco de Câncer Colorretal (CCR)

População geral

História pessoal de câncer colorretal

Doença inflamatória

5%

15%–20%

15%–40%

0 20 40 60 80 100

Doença inflamatória intestinal

HNPCC

Polipose adenomatosa familiar (PAF)

15%–40%

70%–80%

>95%

Risco de câncer até 70 anos (%)ASCO

Risco Familiar de Câncer Colorretal

RiscoRiscocumulativocumulativo

aproximadoaproximado de de CCR CCR 40

60

80

100

70%70%

(%)(%)

NúmeroNúmero de de familiaresfamiliares afetadosafetados

0

20

NenhumNenhum Um 1Um 1°° Um 1Um 1°°e e dois 2dois 2°°

Um 1Um 1°°idadeidade<45<45

Dois 1Dois 1°° MutaçãoMutaçãoHNPCC HNPCC

2%2% 6%6% 8%8% 10%10%17%17%

Aarnio M et al. Int J Cancer 64:430, 1995 Houlston RS et al. Br Med J 301:366, 1990 St John DJ et al. Ann Intern Med 118:785, 1993

ASCO

Porque é importanteidentificar indivíduos em risco para o câncer hereditário ?

Medidas eficazes de redução de riscoMedidas eficazes de redução de risco

Redução do Risco de Câncer de Mama e Ovário

Resultado positivo para Resultado positivo para BRCA1BRCA1 ou ou BRCA2BRCA2

Oferecer teste para outros Oferecer teste para outros familiares em riscofamiliares em riscofamiliares em riscofamiliares em risco

Prevenção Prevenção intensificadaintensificada

Cirurgias Cirurgias profiláticasprofiláticas

Mudanças Mudanças no estilo de no estilo de

vidavida

QuimioprevençãoQuimioprevenção

ASCO

O Processo de Aconselhamento Genético

Etapas do Processo de Investigação da Predisposição Genética ao Câncer

AG AG póspóstesteteste e e

seguimentoseguimentodos dos

AnáliseAnálise dos dos resultadosresultados dos dos

pacientespacientes e e familiaresfamiliares

IdentificaçãoIdentificaçãode de pacientespacientes

emem riscorisco

AGAG

PréPré testeteste

TCLETCLE

resultadosresultadosSelecionarSelecionarfamíliasfamílias/ /

testeteste

genéticogenético

Etapas do Processo de Investigação da Predisposição Genética ao Câncer

AG AG póspóstesteteste e e

seguimentoseguimentodos dos

AnáliseAnálise dos dos resultadosresultados dos dos

pacientespacientes e e familiaresfamiliares

IdentificaçãoIdentificaçãode de pacientespacientes

emem riscorisco

AGAG

PréPré testeteste

TCLETCLE

resultadosresultadosSelecionarSelecionarfamíliasfamílias/ /

testeteste

genéticogenético

MÉTODOS

MOLECULARES DE

INVESTIGAÇÃO E INVESTIGAÇÃO E RASTREAMENTO

Preparação do DNA para análise

Amostra desangue

Centrifugação e extração de DNA das células brancas do sangue

DNA para análise

ASCO

Métodos de InvestigaçãoMétodos de Investigaçãode Doenças Genéticasde Doenças Genéticas

• Identificação de Alterações Estruturais do DNA

- mutações conhecidas (pré-determinadas)

- mutações desconhecidas- mutações desconhecidas

• Identificação de Alterações na Expressão Gênica

- análise do RNA

- análise da proteína

Amplificação específica

(Clonagem de DNA)

Detecção específica

“População” complexa de DNA (DNA genômico total etc.)

Abordagens gerais para estudar seqüências específicas de DNA

Clonagem baseada em células

Clonagem in vitro (PCR)

Hibridização Molecular

• DNA polimerase termoestável;

• Conhecimento da seqüência para síntese dos oligonucleotídeos (primers).

• Sonda marcada de DNA ou RNA;

• Capacidade de detectar fragmentos hibridizados com a sonda.

Métodos

Requerimentos essenciais

•Célula hospedeira adequada;

•Replicon (vetor);

•Capacidade de inserção do DNA exógeno e transformação da célula hospedeira.

A Reação em Cadeia da Polimerase - PCR

94ºC 50-65°C 72°C

Desnaturação Anelamento Extensão

DNA

Polymerase Chain Reaction (PCR)

tempo

Temp

primers sais dNTPspolimerase

X 30

Eletroforese de DNA

Fragmentos de DNA colocados nas canaletas

Fragmentos de DNA separados por tamanho e

Voltagem

+

Sentido da migração

por tamanho e carga

ASCO

MPM

MPM: marcador de peso molecular

Seqüenciamento por Didesoxi

Em cada tubo são colocados a DNA polimerase, primers, os nucleotídeos, o fragmento de DNA desejado e um didesoxi base-específico que interrompe a polimerização

Seqüenciamento automatizado

BRCA1 (22 exons codificadores)

Análises Laboratoriais: Análises Laboratoriais:

34 fragmentos34 fragmentosPCRPCR

34 amplicons34 amplicons(234(234--564 pb)564 pb)

BRCA2 (26 exons codificadores)

Análises Laboratoriais: Análises Laboratoriais:

42 fragmentos42 fragmentos 42 amplicons42 amplicons(278(278--707 pb)707 pb)

PCRPCR

Identificação de Mutações

Possíveis resultados da investigação molecular

Positivo NegativoInconclusivo

Alteração de sequênciareconhecidamentepatogênica

Alteração de sequênciade significado incerto

Nenhuma alteraçãode sequencia detectável

Teste Genético de Predisposição ao Câncer

Benefícios: alívio de incerteza e ansiedade sobre o riscoinformação para o paciente e sua famíliacondutas de vigilância e prevenção

Riscos: stress psicológico, discriminaçãoalteração da dinâmica familiaralteração da dinâmica familiar

Limitações: nem sempre uma mutação pode ser detectadao significado da mutação pode ser desconhecidomuitas intervenções ainda não são comprovadamenteeficazes.

A Investigação Genética tem Conseqüências para toda a Família

�É precisoconsiderar o impacto dainvestigação sobretodos membros datodos membros dafamília

�A investigaçãogenética é umaescolha individual

ASCOASCO

AG pós teste e

seguimento dos

Análise dos

Etapas do Processo de Investigação da Predisposição Genética ao Câncer

dos pacientes e familiares

Identificaçãode pacientes

em risco

AG

Pré teste

TCLE

Selecionarfamílias/

teste

genético

dos resultados

Software Progeny

Plataforma ABI 3500

Investigação Genética: Possíveis Resultados

• Positivo: Um resultado positivo indicauma maior probabilidade deter câncer, ter câncer, mas não significa 100% de chance de desenvolver câncer.

Investigação Genética: Possíveis Resultados

• Negativo: Um resultado negativoprecisa ser interpretadono contexto da história no contexto da história familiar.

(Negativo verdadeiro vs. inconclusivo)

Interpretação de um Resultado Negativo

Nenhuma mutação identificadana família

Ca Cólon, 52

Família com mutação conhecida

Ca Cólon, 52

Ca Endométrio 47

Ca Cólon, 45

37MSH2 -

Inconclusivo Negativo verdadeiro

Ca Endométrio 47

Ca Cólon, 45MSH2 +

37 MSH2 -

ASCO

AG pós teste e

seguimento dos

Análise dos resultados

Etapas do Processo de Investigação da Predisposição Genética ao Câncer

dos pacientes e familiares

Identificaçãode pacientes

em risco

AG

Pré teste

TCLE

resultadosSelecionarfamílias/

teste

genético

Papel do Aconselhamento Genético:Pós-Teste

1) Informar o resultado e discutir seu significado

2) Avaliar a resposta do paciente ao resultado

3) Discutir plano em relação a outros familiares

3) Discutir opções de manejo - intensificação da vigilância - intervenções preventivas

Resultado negativo para BRCA1 ou BRCA2

Membro de uma família com mutação conhecida em BRCA1 ou

BRCA2 ?NÃONÃO SIMSIM

Redução do Risco de Câncer de Mama e Ovário

Destacar o risco de mutaçãonão-identificada na família

Oferecer plano de rastreamento/prevenção

personalizado

Encorajar adesão às medidaspopulacionais de prevenção e

redução do risco de câncer

Destacar o risco de cânceresporádico

Resultado positivo para BRCA1 ouBRCA2

Oferecer teste paraoutros familiares em risco

Redução do Risco de Câncer de Mama e Ovário

Prevençãointensificada

Cirurgiasprofiláticas

Mudanças no estilo de vida

Quimioprevenção

ASCO

Obrigada!!!