Alterações genéticas no processo de carcinogênese colo-retal. Programa de Pós-Graduação em Gatroenterologia Cirúrgica 2002

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1 Alterações genéticas no processo de carcinogênese colo-retal Programa de Pós-Graduação em Gatroenterologia Cirúrgica 2002

2 FREQUENTES ALT. GENÉTICAS NA CARCINOGENESE DO CÓLON

3 FREQUENTES ALT. GENÉTICAS NA CARCINOGENESE DO CÓLON

4 Câncer colo-retal- CCR Doença Heterogênea Definição de sub-tipos Abordagens específicas Tratamento Prevenção

5 FAP - Familial Adenomatous popyposis Sempre cursa com alt. gene APC CCR esporádico tem alt. APC em % variável Teoria: APC serve como gate-keeper da proliferação celular ept. e é um dos passos iniciais do CCR (Volgelstein & Kinzler,Cell, 1996)

6 APC 63% dos adenomas 60% dos carcinomas Componente freqüente na carcinogênese colônica Alt. Precoce incidência

7 APC GENE

8 Incidência de alt. APC em esporádicos O APC é mesmo invariavelmente a primeira alteração genética do CCR? Presente em Todas as lesões precoces?

9 Incidência de alt. APC Esporádicos FAP APC Ca inv. sempre + em esporádicos + ~ 60% Adenomas sempre + 77% vilosos Conversão baixa Baixa também! APC - ~ 40% 0% displasias 7% flats 7% tubulares variável

10 Incidência de alt. APC em esporádicos A inativação do APC está mais envolvida na progressão do que na iniciação do CCR. (Fodde et al Nat Cell Biol 2001) APC

11 Via de atuação do APC Compõe a via de sinalização celular WNT Uma das funções é ligar-se a proteína β catenin Perda da função APC afeta a transcrição mediada por β catenin e favorece proliferação Atua na regulação de entrada do ciclo celular via CDKs, c-myc e cyclin D1 Heinen et al, Gatroenterol, 2002

12 Via de sinalização WNT APC inativado β Catenin tranloca Genes envolvidos em crescimento tumoral Atividade transcripcional Vai da membrana para o núcleo Proliferação

13 PROLIFERAÇÃO CELULAR Genes envolvidos CDKS, p21, c-myc Rb

14 HNPCC-Hereditary Non-Polyposis Colorectal Cancer Alt. genes de reparo do DNA - Genes care-taking Instabilidade de MIcrossatelites MSI Alt. leva a acelerar o processo de progressão de neoplasia após o passo de iniciação Cerca de 15% dos CCR esporádicos

15 PROCESSO DE REPARO DO DNA DNA COM MUTAÇÃO A-G GTBP E MSH2 RECONHECEM AS BASES TROCADAS RECRUTAM MLH1 E PMS2 E FORMAM COMPLEXOS DNA É RESTAURADO

16 Instabilidade Genética MSI Alt genes: hmlh1; hmsh2, hpms1, hpms2, hmsh6, e TGFβ2 Presentes em todos os casos de HPNCC Câncer coloretal hereditário não-polipose sindrome de Lynch Presentes em 15% dos casos esporádicos de câncer coloretal CONFEREM MELHOR PROGNÓSTICO

17 Instabilidade Genética A grande maioria das alterações ocorrem nos genes hmlh1; hmsh2 MLH1 MSH2

18 CCR esporádicos MSS- Estáveis mutators mutações Alt. genes de reparo MSI supressors perda de função em genes supressores de tumor Alt. genes de reparo

19 esporádicos COM MSI SEM MSI MSS Cerca de 25% local proximal em mulheres Prognóstico melhor* mucinosos+ diferenciados inf. linfóide reacional Cerca de 85% distal homem: mulher Prognóstico pior tubulares diferenciados inf.linfóide reacional *Wright et al Br J Surg 2000; +Jass et al Gut 1998

20 esporádicos COM MSI ß catenin normal TP53 normal Diplóides Alt em TGF ß RII e IGF2R Alt. 18q e APC Jass et al SClin Pathol 1999 SEM MSI MSS ß catenin variável TP53 variável Ploidia variável Alt. 18q e APC variável

21 Divergências nas vias de carcinogênese dos MSI e MSS geralmente ocorrem após o passo de mutação do APC e Iniciação de microadenoma (Tomlinson et ll, J Pathol,1998) MSI MSS APC

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23 APC MSS MSI FAP Esporádicos HNPCC Adenomas Adenomas Adenomas ~ 10:1 ~ 0.5:1 MSI ~ 1:1 Cancer Cancer Transformação lenta Transformação mais lenta Transformação rápida Adenomas com baixo índice de malignização Adenomas com baixo índice de malignização Adenomas com alto índice de malignização Cancer Adenomas morfologicamente iguais podem ser biologicamente distintos e caracterizados por índices de conversão maligna diferentes Jass et al Gatroenterol 2002

24 CCR Esp 15% MSI 60%? 44% APC

25 Inativação da sinalização WNT Alt. no APC Alterações no gene β catenin Em HNPCC, 70% são β catenin neg 30% são β catenin pos Em esporádicos, alt. β catenin são raras Metilação do APC - 18% (Mirabelli-Primdall et al, Cancer Res 1999)

26 GENES ALTERED IN COLON CANCER Gene Chro mos ome Sporadic tumors with alterations, % Class Function K - ras Protooncogene Signal transduction APC 5 60 Tumor supressor?cell adhesion DCC Tumor supressor?cell adhesion p Tumor supressor Cell cycle control (G1/S arrest) hmsh2 2 DNA Mismatch repair Maintains fidelity of DNA replication hmlh1 3 DNA Mismatch repair Maintains fidelity of DNA replication

27 Inverse Relationship between Microsatellite Instability and K-ras and p53 Gene Alterations in Colon Cancer Comparison of K-ras Gene Mutations with Microsatellite Instability ras Mutations ras Mutations P value in stable tumors in unstable tumors % (143/375) % (6/59) < Wade S. Samowitz et al American Journal of Pathology. 2001;158: )2001

28 Inverse Relationship between Microsatellite Instability and K-ras and p53 Gene Alterations in Colon Cancer Comparison of p53 Overexpression with Microsatellite Instability p53 in stable tumors p53 P value in unstable tumors % (135/236) 9.1%-26.3% (3/33) < 0.001* Wade S. Samowitz et al American Journal of Pathology. 2001;158: )2001

29 Metilação Considerada irreversível in vivo É herdada pelas células filhas Extensa adição de radicais metila em bases de citosina Silenciamento de áreas promotoras dos genes Silenciamento de múltiplos genes

30 Metilação

31 Metilação Área perto dos promotores geralmente contem vários segmentos C-G que recebem radicais metila São chamadas ilhas CpG Genes metiláveis ER,p16,APC, COX-2 Qual a contribuição do processo de metilacao na carcinogenese coloretal?

32 MGMT Gene de reparação de DNA O-G-methylguanine DNA methyltransferase Sofre metilação do promotor e é silenciado 40% dos CCR 60% dos MSI 25% dos MSS Já foi descrito em adenomas (precoce?) (Rashid et al 2001 Am J Pathol)

33 Metilação Silenciamento de genes de reparo do DNA resulta em resistência adquirida ao dano do DNA Células não vão parar a divisão para reparar o DNA antes Não vão entrar em apoptose quando devem Adquirem uma vantagem seletiva de crescimento sobre as outras

34 Hiperplasia X displasia Inibição da apoptose é um dos mais importantes mecanismos iniciadores de câncer na displasia (e não hiperplasia)