Avanços da nutrigenômica nos casos de câncer

Transcrição

1 Avanços da nutrigenômica nos casos de câncer

2 Prof. Dr. Thomas Prates Ong Lab. Dieta-Nutrição-Câncer Depto. De Alimentos e Nutrição Experimental Faculdade de Ciências Farmacêuticas USP

3 Nutrigenômica???

4 Projeto Genoma

5 genômica transcritômica Pós s genoma proteômica metabolômica

6 Genômica: Estudo das funções e interações de todos os genes do genoma, incluindo suas interações com fatores ambientais Guttmacher AE & Collins FS. N Engl J Med, 347: , 2002.

7

8 Genômica + Nutrição?

9 Genômica Nutricional

10 omics revolution :...representa provavelmente a era mais significante da pesquisa em nutrição Fairweather-Tait SJ. Phil Trans S Royal Lond B, 358: , 2003.

11 Alimentação: principal fator ambiental envolvido na modulação da expressão gênica Ordovas J & Corella D. Annu Rev Genomics Hum Genet, 5: , 2004.

12 Nutrientes EXPRESSÃO GÊNICA Corthésy-Theulaz I et al. Ann Nutr Metab, 49: , 2005.

13 Nutrigenômica: Regulação da expressão gênica por nutrientes e compostos bioativos de alimentos e o impacto no balanço saúde X doença German JB. JADA, 103: , 2005.

14 Nutrigenética: Influência da variabilidade genética na resposta à dieta German JB. JADA, 103: , 2005.

15 nutrigenômica/nutrigenética Objetivo

16 Nutrigenômica Nutrigenética NUTRIÇÃO PERSONALIZADA REDUÇÃO DO RISCO DE DOENÇAS CRÔNICAS

17 Alimentos Funcionais necessidades seleção Variação genética Redução do risco de doenças doença Stover PJ. Physiol Genomics, 16: , 2004.

18 Conceitos da genômica nutricional

19 1 Nutrientes e compostos bioativos de alimentos podem atuar no genoma, direta ou indiretamente, para alterar a expressão e estrutura de genes Kaput J & Rodriguez RL. Physiol Genomics, 16: , 2004.

20 2 Em determinadas circunstâncias e em certos indivíduos, a alimentação pode ser um importante fator de risco para certas doenças Kaput J & Rodriguez RL. Physiol Genomics, 16: , 2004.

21 3 O grau com que a alimentação influencia o balanço entre saúde e doença depende da estrutura genética do indivíduo. Kaput J & Rodriguez RL. Physiol Genomics, 16: , 2004.

22 4 Genes modulados pela alimentação parecem ter papel importante na incidência, progressão e/ou gravidade de doenças crônicas não-transmissíveis. Kaput J & Rodriguez RL. Physiol Genomics, 16: , 2004.

23 5 Intervenções dietéticas baseadas no conhecimento de necessidades nutricionais, estado nutricional e genótipo, podem ser úteis para prevenir ou curar doenças crônicas não-transmissíves. Kaput J & Rodriguez RL. Physiol Genomics, 16: , 2004.

24 Expressão gênica: importância

25 Células requerem diferentes proteínas Hormônios Receptores Transportadores Enzimas Fatores de transcrição

26 A informação para produção de proteínas encontra-se nos genes gene 1 gene 2 gene 3 cromossomo

27 EXPRESSÃO GÊNICA DNA RNAm RNAm PROTEÍNA

28 Fatores de transcrição e expressão gênica Fatores de transcrição RNA polimerase DNA Promotor Região codificadora RNAm Proteína

29 DCNT e Expressão gênica

30 SAÚDE

31 SAÚDE

32 SAÚDE DCNT

33 SAÚDE DCNT

34 SAÚDE DCNT

35 SAÚDE DCNT ALTERAÇÕES NA EXPRESSÃO GÊNICA

36 Nutrientes e compostos bioativos dos alimentos modulam a expressão gênica: impacto na sáude e doença

37 SAÚDE DCNT

38 SAÚDE DCNT

39 SAÚDE DCNT

40 SAÚDE DCNT

41 SAÚDE DCNT

42 SAÚDE DCNT

43 Nutrição X expressão gênica = processo dinâmico A) Nutrição adequada B) Nutrição inadequada Kaput J. Nutrition, 20: 26-31, 2004.

44 Nutrientes e compostos bioativos dos alimentos modulam a expressão gênica de forma DIRETA e INDIRETA

45 Nutriente ou CBA RNA DNA PROTEÍNA

46 Nutriente ou CBA RNA DNA PROTEÍNA

47 DNA transcrição + - mrna tradução proteína Diferenciação celular Proliferação celular Apoptose Stover PJ. Physiol Genomics, 16: , 2004.

48 DNA - controle transcricional - metilação do DNA - acetilação de histonas RNA - processamento - estabilidade - transporte - controle da tradução Saúde Proteínas - modificação pós-tradução Metabólitos - diversas funções Van Ommen B. Nutrition, 20: 4-8, 2004.

49 Nutrição e redução do risco de câncer

50 INICIAÇÃO PROMOÇÃO PROGRESSÃO carcinógeno célula normal célula iniciada lesão Pré-neoplásica CÂNCER

51 INICIAÇÃO PROMOÇÃO PROGRESSÃO carcinógeno célula normal célula iniciada lesão Pré-neoplásica CÂNCER

52 Célula de cólon MUTAÇÃO Benzo[a]pireno (Bp) Bp Glutationa S-transferase Bp/glutationa Bp/glutationa

53 P JNK SULFORAFANO NRF2 GST NRF2 colonócito

54 P JNK KEAP SULFORAFANO NRF2 GST NRF2 colonócito

55 P JNK KEAP SULFORAFANO NRF2 GST NRF2 colonócito

56 P JNK KEAP EGCG NRF2 GST NRF2 Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

57 P P JNK KEAP EGCG NRF2 GST NRF2 Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

58 P P JNK KEAP EGCG NRF2 GST NRF2 Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

59 P P JNK KEAP EGCG P NRF2 P GST NRF2 Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

60 P P JNK KEAP EGCG NRF2 GST P NRF2 P Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

61 JNK P P KEAP EGCG NRF2 GST P NRF2 P P NRF2 P Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

62 JNK P P KEAP EGCG NRF2 GST P NRF2 P P NRF2 P RNA POL Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

63 JNK P P KEAP EGCG NRF2 GST P NRF2 P P NRF2 P RNA POL Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

64 P JNK GST SULFORAFANO NRF2 GST GST NRF2 P NRF2 RNA POL P Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

65 Nutrigenética: Influência da variabilidade genética na resposta à dieta German JB. JADA, 103: , 2005.

66 99,9% de identidade seqüência dos genes 0,1% de diferença: alterações no fenótipo Cor do cabelo e pele, peso, altura Risco para DCNT Necessidade de nutrientes e CBAs

67 Variação genética - polimorfismos ACCGTTGCATT indivíduo 1 ACCGT CATT indivíduo 2 ACCGTTGCATT indivíduo 1 ACCGTCGCATT indivíduo 1 deleção Single nucleotide polymorphism (SNP) Freqüência > 1% da população Alterações nas proteínas

68 ACGATTGC ACGATTGC ACGCTTGC ACGCTTGC ACGATTGC ACGCTTGC

69 Célula de cólon MUTAÇÃO Benzo[a]pireno (Bp) Bp Glutationa S-transferase Bp/glutationa Bp/glutationa

70 Glutationa S-transferase - polimorfismos GSTA GSTP GSTM GSTT

71 Glutationa S-transferase - polimorfismos GSTA GSTP GSTM GSTT Deleções nos dois alelos

72 Glutationa S-transferase - polimorfismos GSTA GSTP GSTM GSTT Deleções nos dois alelos Ausência da enzima

73 Glutationa S-transferase - polimorfismos GSTA GSTP GSTM GSTT Deleções nos dois alelos Ausência da enzima Genótipo nulo

74 Glutationa S-transferase - polimorfismos GSTA GSTP GSTM GSTT Deleções nos dois alelos Ausência da enzima Genótipo nulo RISCO

75 Glutationa S-transferase - polimorfismos GSTA GSTP GSTM GSTT Deleções nos dois alelos Ausência da enzima Genótipo nulo RISCO

76 Glutationa S-transferase - polimorfismos GSTA GSTP GSTM GSTT Deleções nos dois alelos Ausência da enzima Genótipo nulo RISCO

77

78 resveratrol capsaicina redução do risco de câncer catequinas curcumim genisteína gingerol Surh YJ. Nat Rev Cancer, 3: , 2003.

79 P I B NRF2 GST

80 ROS P I B NRF2 GST

81 ROS P IKK NF- B I B NRF2 GST

82 ROS P IKK NF- B I B P NRF2 GST

83 ROS P IKK NF- B I B P NRF2 NF- B GST

84 ROS P I B NRF2 NF- B GST

85 ROS P I B NRF2 NF- B GST NF- B

86 ROS P I B NRF2 GST NF- B

87 ROS P NRF2 GST NF- B RNA P

88 ROS P NRF2 GST NF- B RNA P

89 NF- B RNA P

90 P IKK NF- B I B P - RESVERATROL NF- B NRF2 - CAPSAICINA - GENISTEÍNA - CATEQUINAS - CURCUMIM GST - GINGEROL - CURCUMIM

91 Espindola R, Mazzantini RP, Ong TP, de Conti A, Heidor R, Moreno FS. Geranylgeraniol and -ionone inhibit hepatic preneoplastic lesions, cell proliferation, total plasma cholesterol and DNA damage during the initial phases of hepatocarcinogenesis, but only the former inhibits NF-kB activation. Carcinogenesis, 26:1091-9, 2005.

92 CH = CHCOCH 3 CH 2 O HhhH

93

94 semanas DEN 2-AAF HP 2-AAF S água Óleo de milho - controle Geranilgeraniol (GGO) 8 mg/100 g pc Geranilgeraniol (GGO) 16 mg/100 g pc Beta-ionona (BI) 8 mg/100 g pc Beta-ionona (BI) 16 mg/100 g pc

95

96 N CO BI8 BI16 GGO8 GGO16 14 Relative amount of p65 protein (arbitrary units) # * 0 N CO BI8 BI16 GGO8 GGO16

97 Transcriptômica DNA microarray : Expressão de milhares de genes em nível de mrna Van Ommen B. Nutrition, 20: 4-8, 2004.

98 Proteômica: Expressão de milhares de genes em nível de proteína Van Ommen B. Nutrition, 20: 4-8, 2004.

99 Metabolômica: Análise do metaboloma Davis CD & Milner J. Mutat Res, 551: 51-64, 2004.