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Oncogenes e Genes Supressores
de Tumor
Katiuchia Uzzun Sales
Laboratório de Proteases e Câncer
E-mail: salesk@fmrp.usp.br
Tel: 3315-9113
Universidade de São Paulo
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto
Depto de Biologia Celular e Molecular e Bioagentes Patogênicos

Objetivos da Aprendizagem
• Relevância da importância da regulação genética para
o estudo do câncer.
• Diferença entre proto-oncogenes e oncogenes.
• O que são oncogenes? Como os oncogenes funcionam
de forma geral?
• Exemplo da importância das proteases na
tumorigênese.
• O que são genes supressores de tumor? Como os genes
supressores de tumor funcionam de forma geral?

Roteiro da Aula
• Tipos de genes envolvidos no câncer.
• Proto-oncogenes e oncogenes:
– Oncogenes virais
– Codificam receptores de superfície
– Codificam proteínas de sinalização intracelular
– Codificam fatores de transcrição
• Proteases: envolvidas apenas em metástases?
• Genes supressores de tumor

Aplicação Prática
Paciente do sexo feminino, 35 anos, apresentou nódulo
palpável em mama esquerda.
(i) O exame de mamografia revelou 2 nódulos em mama.
(ii) Ultrassom da axila apresentou um linfonodo aumentado.
Biópsias adicionais mostraram adenocarcinoma ductal
invasivo e pouco diferenciado.
(iii) Imunohistoquímica para o receptor do fator de
crescimento epidermal ERBB2[HER2] foi negativa.
Adaptado de: ERBB2 (HER2) Testing in Breast Cancer. JAMA. March 22-29, 2016
Como você interpretaria estes resultados?
a) A paciente está com câncer de mama NEGATIVO para
ERBB2[HER2]
b) A paciente está com câncer de mama POSITIVO para
ERBB2[HER2]
c) Resultados estão em discordância histopatológica

(C) Resultados estão em discordância
histopatológica
O que é ERBB2[HER2]?
Receptor para EGF. Um dos mais importantes
parâmetros para ser avaliados em pacientes
portadores de câncer de mama. Superexpresso
em 15-20% dos pacientes. ONCOGENE
Por que é importante testar a positividade para
ERBB2[HER2]?
Porque existe quimioterapia que tem este
receptor como alvo: trastuzumab, suprimindo
este receptor e aumentando sobrevida.

Teste para ERBB2(HER2) identifica tumores de
comportamento agressivo e ruim prognose – SE FOREM
POSITIVOS (AGRESSIVOS).
Ultrassom da axila apresentou um linfonodo aumentado.
Biópsias adicionais mostraram adenocarcinoma ductal
invasivo e pouco diferenciado – METÁSTASE LOCAL E
HISTOLOGIA IDENTIFICARAM TUMOR AGRESSIVO
Imunohistoquímica para o receptor do fator de
crescimento epidermal ERBB2[HER2] foi negativa - IHC
PARA ERBB2[HER2] IDENTIFICOU TUMOR NÃO-
AGRESSIVO
(C) Resultados estão em discordância
histopatológica

Genes Envolvidos no Câncer
• Proliferação celular
(inibição/ativação)
• Apoptose
• Reparo do DNA
• Angiogênese
• Invasão e
metástases
Hanahan & Weinberg. Cell 144; march 4, 2011
Hallmarks of Cancer
Evasão
Sistema
Imune
Imortalidade
Inflamação
dependente
do tumor
Invasão
Metástase
Angiogênese
Instabilidade
genômica
Evasão
apoptose
Metabolismo
desregulado
Proliferação
Evasão
supressores
crescimento

Oncogenes e Genes Supressores de
Tumor
Mutação com aumento de BRAF (80%)
Aumento de CCND1 (ciclina D1)
ONCOGENES
Mutação com perda de PTEN
Mutação com perda de CDKN2A (p16 e p14arf)
GENES SUPRESSORES
Câncer (Melanoma - melanócitos)
Perda de
PTEN e
CDKN2A
Aumento
de BRAF
Aumento
de Ciclina
D1
Epiderme
Derme
Nevo Benigno Melanoma

Oncogenes e Genes Supressores de
Tumor
Aumento da proliferação celular
Evasão `a apoptose
Evasão ao reparo do DNA
Diminuíção da proliferação celular
Apoptose
Reparo do DNA
Genes Supressores Oncogenes
Câncer

Vias de Sinalização
Vias de sinalização são responsáveis por levar para o núcleo
celular

Proto-oncogenes e Oncogenes
Proto-oncogene: gene normal que se torna um oncogene
devido a uma mutação ou ao aumento de expressão gênica.
Receptores
Proteínas de
sinalização
Fatores de
transcrição
Biocarta.com

Oncogenes Virais: DNA e RNA
Rous Sarcoma Virus (RSV) –
descoberto por Peyton Rous em 1911.
Descoberta de “agente indutor de tumor” (v-Src).
Recebeu o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia, em 1966.
Outros viruses: HTLV-1, EBV, HPV.

Receptores de Superfície (EGFR)
EGFR

Receptores de Superfície (EGFR)
Receptores de tirosino cinases (RTK) são transfosforilados (dímeros).
Ativação acontece por fatores de crescimento: EGF, HGF, IGF, etc…
Superexpressão: dimerização e ativação independentemente do ligante.
Mutações: receptores constitutivamente ativos.
AUTOFOSFORILAÇÃO
X

Wortmannin = mimetiza PTEN – inibe via de sinalização de PI3K
EGF = ativa EGFR
PTEN
(bloqueia)
EGF (ativa)
Imunofluorescência para Ciclina D1
Sales KU et al., 2014.
Oral Diseases.

The molecular evolution of acquired resistance to
targeted EGFR blockade in colorectal cancers
LAD Jr et al. Nature 2012 - doi:10.1038/nature11219
Panitumumab: câncer de intestino
Número
de
mutantes
por
ml
(soro)
Crescimento
tumoral
(mm)
Tempo (semanas)
Tempo (semanas)
A terapia funcionou por
aproximadamente 5 meses
apenas.
Por que?
***Discutam com o colega ao
lado***

Mutações em KRAS com ganho de função
Journal of Cancer Therapy, Vol.2 No.5(2011)

Proteínas de Sinalização Intracelular
EGFR
Src
Ras
Akt

Proteínas de Sinalização Intracelular (c-Src)
“The intractable secrets of cancer lie hidden in the chromosomes of
normal cells. When these normal cellular genes undergo mutations or
inaccurate, the result can be cancer.”
Receberam o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia, em 1989 (Varmus
& Bishop).
“The seeds of cancer are within
us.”

Nature. 1976 Mar 11.

c-Src é DIFERENTE de v-Src

Mudança de paradigma: câncer não era
causado apenas por genes virais.
Sinaliza: sobrevivência, proliferação, angiogênese e invasão.

Proteínas de Sinalização Intracelular (Ras)
Oncogenes mais comumente mutados em câncer (~30%).
EGFR
Src
Ras
Akt

RAt Sarcoma/Harvey sarcoma virus/Kirsten sarcoma virus/
Neuroblastoma.
Nature, 1982.
Primeira descrição da ativação de um
oncogene: ATIVAÇÃO CONSTITUTIVA

“Ligam” e “desligam” vias de sinalização intracelular:
Mitogen activated protein (MAP) kinase.
Protein kinase B (Akt).

90% dos cânceres de pâncreas.
Aproximadamente 25 inibidores em fases cínica e pré-clínica.
Salirasib – Clinical trial phase I – pacientes com grau 4 em tratamento com
gemcitabina (carcinoma de pâncreas).
Integrated preclinical and clinical development
of S-trans, trans-Farnesylthiosalicylic Acid (FTS,
Salirasib) in pancreatic cancer
Invest New Drugs. 2012 Dec;30(6):2391-9.
Crescimento
tumoral
(mm)
Crescimento
tumoral
(mm)
Tempo (semanas) Tempo (semanas)

Proteínas de Sinalização Intracelular (Akt)
EGFR
Src
Ras
Akt
AKT1 (câncer: anti-apoptose), AKT2 (transporte de
glicose) e AKT3 (ainda não está claro - cérebro).
AKT1– descoberto como v-Akt.

mTOR Co-Targeting in Cetuximab Resistance in
Head and Neck Cancers Harboring PIK3CA and
RAS Mutations
mTOR co-targeting in cetuximab resistance in head and neck cancers harboring PIK3CA and RAS mutations. Wang Z, Martin D, Molinolo AA,
Patel V, Iglesias-Bartolome R, Degese MS, Vitale-Cross L, Chen Q, Gutkind JS. J Natl Cancer Inst. 2014 Aug 5;106(9).

MYC e RAS cooperam:
- MYC impede parada em G1
(dependente de RAS)
- RAS ativa AKT e “inibe” a
apoptose dependente de
MYC

E2F
Fatores de Transcrição (E2F)

Fator de transcrição: E2F (E2F1-3, ativadores transcricionais;
E2F4-8, repressores transcricionais).
Rb não fosforilada: inativa E2F1-3 através da interação direta (pocket
domain).
Rb fosforilada por Cdk4/6 (cilinas D e E): início da atividade
transcricional celular.
"Emerging roles of E2Fs in cancer: an exit from cell cycle control". Nature Reviews Cancer.
Fatores de Transcrição (E2F)

Proteases podem ter papel de
“oncogenes”
Azul: Matriptase
Vermelho: Queratina 5
Camada basal
Camada granulosa
Epitélio Normal Carcinoma
Promotor K5 Matriptase β-globin PA
List K et al., 2005. Genes & Dev.

Proteases podem ter papel de
“oncogenes”
WT K5-MAT
Dados do Laboratório de Proteases e Câncer

• Tipos de genes envolvidos no câncer.
• Proto-oncogenes e oncogenes:
– Oncogenes virais
– Codificam receptores de superfície
– Codificam proteínas de sinalização intracelular
– Codificam fatores de transcrição
• Proteases: envolvidas apenas em metástases?
• Genes supressores de tumor: Loss-of-function
mutations
– “Brecam” a divisão celular
– Pró-apoptóticos
– Reparação do DNA
– Angiogênese
– Invasão e metástase
Roteiro da Aula

• Tumor maligno das células neuroectodérmicas (retina em
desenvolvimento).
• Crianças (90% antes dos 5 anos).
• Pode ser letal – diagnóstico tardio (metástase sistêmica e SNC).
• Cirurgia ou radioterapia e crioterapia (quimioterapia coadjuvante).
Retinoblastoma (RB1)
Oncogene, 2004

Genes Supressores de Tumor: Two Hit
Theory (RB1)
“What is lacking, however, is direct evidence that cancer can ever arise in as few as
two steps…support of the hypothesis that at least one cancer (the retinoblastoma
observed in children) is caused by two mutational events.” Knudson Jr, A.G.

• Mudança epigenética
• > metilação do promotor, < atividade do gene
• Metilação em um caso de retinoblastoma
esporádico unilateral
• Primeira evidência
Inativação do RB1 por hipermetilação
Hum Genet (1989) 83 : 155-158

Genes Supressores de Tumor (TP53)
“… p53 mutants … loss of wild-type p53 activity, the
ability to inhibit wild-type p53, and the acquisition of
gain of function”. Cancer Cell, 2014

Genes Supressores de Tumor (TP53) –
gene mais mutado em câncer

p53 mutada pode funcionar para o crescimento da neoplasia
(Mechanisms of p53 gain of function)
William A. Freed-Pastor, and Carol Prives Genes Dev.
2012;26:1268-1286

Genes Supressores de Tumor (TP53)
Síndrome de Li & Fraumeni
“sarcoma, breast, leukaemia and adrenal gland (SBLA) syndrome”.
Predisposição 25x maior de desenvolvimento maligno antes dos 50 anos.
UNIQUE BRAZILIAN MUTATION.

Sumário
• Tipos de genes relevantes para o estudo do câncer.
• Diferença entre proto-oncogenes e oncogenes.
• Oncogenes: dominante com (i) expressão aumentada, ou (ii)
mutação e ativação constitutiva. Combinação de (i), (ii) ou (i)
com (ii).
• Proteases como fatores iniciadores na tumorigênese.
• Genes supressores de tumor: recessivo (com exceções i.e.,
p53). Genéticas e epigenéticas.
**IMPORTÂNCIA PRÁTICA DOS CONCEITOS BÁSICOS**

Estudo Dirigido: BRCA
Codificam moléculas de reparo de lesões no DNA.

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