RMMG - Revista Médica de Minas Gerais

Volume: 23. 2 DOI: http://www.dx.doi.org/10.5935/2238-3182.20130034

Voltar ao Sumário

Artigos de Revisao

Aspectos genéticos do câncer colorretal e seu impacto no manejo da doença

Genetic aspects of colorectal cancer and its impact on disease management

Fernanda Cardoso Parreiras1; Gustavo Martins Zola Santiago1; Alexandre Martins da Costa1; Antonio Lacerda Filho2

1. Acadêmica(o) do Curso de Medicina da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG. Belo Horizonte, MG - Brasil
2. Professor Adjunto do Departamento de Cirurgia - Faculdade de Medicina. Coordenador da Disciplina de Coloproctologia da Faculdade de Medicina da UFMG. Belo Horizonte, MG - Brasil

Endereço para correspondência

Prof. Antônio Lacerda Filho
E-mail: alacerdafilho@gmail.com

Recebido em: 24/03/2010
Aprovado em: 23/03/2011

Instituição: Faculdade de Medicina da UFMG Belo Horizonte, MG - Brasil

Resumo

Diversos estudos buscam agregar métodos de diagnóstico e de terapêutica com o intuito de diminuir a incidência e a morbimortalidade do câncer colorretal (CCR). Novas tecnologias propostas para esse fim decorrem da análise do DNA fecal, terapias voltadas para alvos moleculares específicos e determinaçao de resposta terapêutica e prognóstico com a análise genética. Este estudo procura revisar essas novas conquistas e apresentá-las para que possam ser usadas de forma prática e objetiva.

Palavras-chave: Neoplasias Colorretais/genética; Neoplasias Colorretais/diagnóstico; Neoplasias Colorretais/terapia; Testes Genéticos.

 

INTRODUÇAO

O câncer colorretal (CCR) figura entre as cinco primeiras causas de morte por câncer, excluindo-se os tumores de pele nao melanoma.1'2 A forma esporádica representa 70% dos casos de câncer colorretal, sendo mais observado após os 50 anos de idade. As lesoes devidas ao ácido nucleico (DNA) sao geralmente causados pela interaçao com o ambiente ou pelos efeitos do envelhecimento. O CCR hereditário aparece em indivíduos que herdam uma alteraçao em um gene supressor de tumor. Em menos de 10% dos pacientes observa-se predisposiçao hereditária para o CCR.1

 

AS BASES GENÉTICAS DO CANCER COLORRETAL

Pode ocorrer espontaneamente mutaçao em uma célula durante o seu crescimento ou desenvolvimento e essa mutaçao somática pode resultar em proliferaçao de células contendo material genético alterado (mutado). A maioria dos genes mantém sua funçao, mesmo que um dos alelos seja inativado. Para que haja perda da funçao gênica e o surgimento de um processo proliferativo, caracterizando neoplasia, é preciso que ambos os alelos sejam inativados.

No caso do CCR esporádico, ambos os alelos devem ser inativados por eventos genéticos fortuitos, como mutaçoes somáticas, deleçoes ou hipermetilaçoes. Sao necessárias, em geral, várias décadas para que ambos os alelos dos genes envolvidos com o mecanismo de tumorigênese sejam perdidos, o que pode explicar a frequência de CCR esporádico ser maior em pessoas com idade mais avançada.3

Os genes mutados nos diferentes tumores humanos pertencem a três diferentes classes: oncogenes, genes supressores de tumor e genes de reparo de DNA (MMR-DNA Mismatch Repair genes)3

 

GENES ENVOLVIDOS NO CANCER COLORRETAL

Oncogenes

Os protoncogenes sao genes que produzem as proteínas que promovem crescimento e proliferaçao celular. As mutaçoes que neles se verificam produzem ganho de funçao e podem ser causadas pela mutaçao em apenas um dos alelos.4

Os principais oncogenes envolvidos no CCR sao os genes da família RAS composta de três genes - K-RAS (v-Ki-ras2 Kirsten rat sarcoma 2 viral oncogene homolog), H-RAS (v-Ha-ras Harvey rat sarcoma viral oncogene homolog) e N-RAS (neuroblastoma RAS viral (v-ras) oncogene homolog), que codificam pequenas proteínas (21 kDa) que se ligam à guanina trifosfato (GTP). As proteínas RAS, também chamadas de p21, estao localizadas na membrana celular.4,5

Genes supressores de tumor

Os genes de supressao tumoral produzem proteínas que inibem a formaçao do tumor pela regulaçao da atividade mitótica, proporcionando controle inibitório do ciclo celular. Ocorre proliferaçao tumoral quando esses controles inibitórios sao desregulados pela mutaçao. Os principais genes supressores de tumor relacionados ao câncer colorretal sao o gene APC e o gene p53.

As mutaçoes iniciais na sequência adenoma-carcinoma acontecem no gene APC. A alteraçao fenotípica mais precoce é conhecida como "formaçao de cripta aberrante" e as aberraçoes genéticas típicas dessas células correspondem à formaçao de proteínas anormalmente curtas, conhecidas como truncagens do APC ou proteínas truncadas. A maioria das perturbaçoes clinicamente relevantes relacionadas ao gene APC sao mutaçoes de truncagem criadas pela transcriçao inapropriada de códons de terminaçao prematura.6

As mutaçoes no gene p53 (tumorprotein p53) localizado no braço curto do cromossomo 17 (17p13) sao identificadas em 50% ou mais dos tumores colorretais e estao localizadas preferencialmente entre os éxons 5 e 8 desse gene. Essa mutaçao gera inativaçao do gene p53 e isso, por vezes, coincide com a transiçao de adenoma para carcinoma invasivo nos CCRs.4,5 A identificaçao de mutaçao no gene p53 tem importância para o prognóstico do CCR, pois em pacientes com tumores ela tem pior prognóstico e sobrevida mais curta.

Em 70% dos casos de CCR observam-se deleçoes do braço longo do cromossomo 18 (18q21), onde está localizado o gene deleted in colorectal carcinoma (DCC). Acredita-se que esse gene codifica uma proteína que atua nas interaçoes célula-célula e célula-matriz, sendo que sua mutaçao está relacionada ao surgimento dos chamados adenomas avançados.7

Genes de reparo

O sistema de reparo de DNA atua durante o seu processo de replicaçao e é responsável pela substituiçao, com alta fidelidade, de nucleotídeos que apresentem pareamento incorreto. A inativaçao desse sistema, portanto, pode levar ao acúmulo errôneo de nucleotídeos pareados e predisposiçao à carcinogênese.

Mutaçoes nesses genes estao relacionadas à síndrome de CCR hereditário sem polipose (HNPCC), também conhecida como síndrome de Lynch. A formaçao de tumor requer a inativaçao do sistema de reparo seguida por outras mutaçoes, como a do gene APC. As mutaçoes nos genes de reparo produzem instabilidade de microssatélites (MSI)3,8, que sao sequências repetitivas de DNA que parecem estar randomicamente distribuídas ao longo do genoma. A estabilidade dessas sequências é boa medida da integridade do DNA. Os tumores que possuem essa instabilidade sao classificados como tumores com erro de replicaçao (RER+).

Genes modificadores

Nas últimas décadas, houve extraordinário aumento do conhecimento das vias carcinogênicas que envolvem a ciclo-oxigenase e a patogênese do CCR. O ácido acetilsalicílico (AAS) usado cronicamente reduz a incidência de adenomas e de CCR. O principal alvo dos anti-inflamatórios nao esteroides, incluindo o AAS, é a enzima ciclo-oxigenase (COX), que está envolvida na produçao de prostaglandinas e outros eicosanoides, a partir do ácido aracdônico. Sao identificadas duas isoformas da proteína COX: a COX-1, que é componente constitutivo das células normais; e COX-2, um gene induzido associado a inflamaçao e carcinogênese.9-11

O gene COX-2 apresenta aumento de expressao em aproximadamente 43% dos adenomas e 86% dos carcinomas. O nível de expressao de COX-2 possivelmente influencia a regulaçao da angiogênese e da apoptose.9 O uso de sulindac, um inibidor inespecífico de COX, promove a regressao de pólipos em pacientes com polipose adenomatosa familiar12, o que também é observado com a utilizaçao de inibidores de COX-2, entretanto, tem sido desaconselhada essa droga para esse fim, devido à sua potencial cardiotoxicidade.

Estudos preliminares mostram que o gene peroxisome proliferative actived receptor (PPAR) pode estar envolvido na transduçao de sinal mediada pelo gene APC e com a via de COX10.

A Tabela 1 apresenta um sumário dos genes envolvidos na carcinogênese do CCR, a frequência encontrada dos mesmos e suas principais açoes.

 

 

DESENVOLVIMENTO DO CANCER COLORRETAL (GENÉTICA MOLECULAR)

O câncer colorretal desenvolve-se a partir de progressao ordenada com alteraçoes genéticas distintas e cumulativas. O pólipo adenomatoso progride lentamente de estágios iniciais benignos até o surgimento do câncer. Fearon e Volgestein propuseram um modelo de carcinogênese em vários passos. Esse modelo preconiza que as mutaçoes nos genes supressores de tumor e oncogenes que levam ao surgimento do CCR ocorrem em ordem específica (mutaçoes no gene APC, hipometilaçao, mutaçao no gene K-ras, mutaçao do gene DCC e, por último, mutaçao no gene p53)11 (Figura 1). Segundo o modelo, na maioria dos casos a primeira alteraçao é a inativaçao do gene APC, contudo, essa mutaçao isolada nao é suficiente para permitir a progressao dos adenomas e, caso nao ocorram mutaçoes em outros genes, pode haver regressao. Várias outras proteínas estao envolvidas, como a proteína K-ras, que quando mutada ativa uma cascata de sinalizaçao intracelular que promove alteraçoes neoplásicas.11

 


Figura 1
- Sequência adenoma-carcinoma (modificado de Fearon & Vogelstein11).

 

No decorrer do processo, pode haver deleçao do gene supressor de tumor DCC ou de outros genes localizados próximos dele, no cromossomo 18q. O passo final da progressao para o carcinoma é dado com a perda no cromossomo 17p, onde se localiza o gene supressor de tumor p53. Alteraçoes genômicas a partir desse ponto contribuem para aumentar o potencial metastático do tumor.11

 

GENÉTICA DO CANCER COLORRETAL E AS SINDROMES HEREDITARIAS

Polipose adenomatosa familiar

A polipose adenomatosa familiar (PAF) é uma síndrome hereditária autossômica dominante caracterizada pela presença de centenas a milhares de pólipos adenomatosos colorretais, na qual, se nao for instituído tratamento cirúrgico, há o desenvolvimento de câncer colorretal em 100% dos casos. É responsável por quase 1% dos casos de CCR.3,14-16

Síndrome de Lynch ou síndrome do câncer colorretal hereditário sem polipose (HNPCC)

É síndrome relacionada a mutaçoes na linhagem germinativa dos genes de reparo (mismatch), que incluem o carcinoma colorretal, o carcinoma de mama, o carcinoma do endométrio, o carcinoma de ovário, entre outros tipos de neoplasias. Admite-se que aproximadamente 6 a 8% dos casos de CCR podem relacionar-se à HNPCC17.

É caracterizada, ao contrário da PAF, pela presença eventual de reduzido número de pólipos, em geral localizados à direita. A progressao desses pólipos para carcinoma é rápida, provavelmente porque eles iniciam com mutaçoes nos genes de reparo do DNA e se transformam rapidamente quando se constatam mutaçoes no gene APC, fenômeno conhecido com tumorigênese acelerada.17

Além do diagnóstico por testes genéticos, a síndrome de Lynch pode ser diagnosticada clinicamente pelos critérios de Amsterdam, originalmente introduzidos em 1990 (Tabela 2). Entretanto, por serem muito restritivos, foram propostos os critérios de Bethesda (Tabela 3), que têm sido usados como parâmetros para indicaçao do teste de instabilidade de microssatélites, base do diagnóstico molecular dessa síndrome hereditária.,1,3

 

 

 

 

Síndrome de Peutz-jeghers

Trata-se de síndrome autossômica dominante caracterizada por pigmentaçao melanótica mucocutânea associada a múltiplos pólipos no trato gastrintestinal. É determinada por mutaçao na linhagem germinativa do gene STK11/LKB1. É rara e sua importância clínica é pouco relevante comparada à HNPCC e à PAF.20

Polipose juvenil familiar

É uma síndrome hereditária autossômica dominante caracterizada pela existência de pólipos formados por componentes do estroma (hamartomas). Nesses pacientes têm sido identificadas alteraçoes germinativas nos genes PTEN e SMAD4. Foi recentemente associada a alto risco de câncer colorretal.3,21

 

DIAGNOSTICO GENÉTICO DO CANCER COLORRETAL

Os métodos de detecçao de mutaçoes podem ser divididos em métodos diretos e indiretos. Os métodos diretos, como o sequenciamento de DNA, documentam a existência de variante genética e revelam sua exata natureza. Embora o sequenciamento de DNA seja o padrao-ouro para a análise de vários genes, ainda é método bastante trabalhoso e de custo elevado. Por isso, métodos indiretos foram desenvolvidos, como a cromatografia desnaturante líquida de alta performance (DHPLC) que envolve a amplificaçao por reaçao em cadeia de polimerase (PCR). Em comparaçao com o custo do sequenciamento direto, a análise de um fragmento é cerca de 10 vezes menos onerosa com o DHPLC e oito vezes mais rápida.22

O teste para proteína truncada (PTT) é outro método indireto usado que se baseia na diferença de migraçao de uma proteína alterada em uma eletroforese em gel. Esse teste é realizado com base na extraçao de RNA do paciente, geralmente a partir de leucócitos, sendo o mais indicado no diagnóstico de PAF, com sensibilidade aproximada de 65%.

A genética do HNPCC é mais complicada do que a da PAF, pois mutaçoes germinativas em qualquer um dos genes envolvidos com o reparo de DNA podem levar ao surgimento dessa síndrome. Dessa forma, o teste de instabilidade de microssatélites está indicado inicialmente na investigaçao diagnóstica da síndrome de Lynch, podendo ser realizado por PCR ou, preferencialmente, por imuno-histoquímica.16,22 Sua positividade, sobretudo indicando alta frequência de instabilidade (MSI-H), implica a necessidade de determinaçao direta da mutaçao por meio do sequenciamento de DNA.22

 

MARCADORES PROGNOSTICOS NO CANCER COLORRETAL

Uma relaçao já estabelecida entre determinada alteraçao gênica e o prognóstico da doença está sendo avaliada como possibilidade de teste e alguns marcadores já sao utilizados com esse objetivo. Sabe-se que a mutaçao dos genes APC, hMLH1e hMSH2 indica risco muito aumentado de o portador desenvolver CCR e pode ser recomendada a realizaçao de colectomia profilática. Além disso, a deficiência no reparo de DNA, em geral, está associada a melhores prognóstico e resposta ao tratamento quimioterápico adjuvante, baseado no uso de 5'fluorouracil.23

Outra aplicaçao dessa tecnologia está na determinaçao da mutaçao de k-RAS em pacientes com CCR estádio IV. Os pacientes com essa mutaçao nao respondem à terapia inibidora do fator de crescimento epitelial (EGFR), como a cetuximab.24

 

NOVAS TERAPIAS GÊNICAS PARA O CARCINOMA COLORRETAL

O aumento exponencial do conhecimento da biologia molecular tumoral e da caracterizaçao dos genes envolvidos na gênese e na progressao do câncer oferece opçoes terapêuticas bastante promissoras. Devido à intensa pesquisa da base genética do CCR, há muito otimismo na aplicaçao desse conhecimento de biologia molecular na criaçao de novas formas eficazes de luta contra a doença. A atual geneterapia ainda nao permite a substituiçao dos numerosos genes mutantes relacionados ao CCR, mas já é capaz de direcionar algumas importantes abordagens terapêuticas medicamentosas.

As pesquisas têm se concentrado no desenvolvimento de terapias que têm como alvo produtos de genes com mutaçoes. A terapia dirigida contra o receptor do fator de crescimento epitelial (EGFR), purificado e caracterizado por Cohen em 198025, tornou-se realidade com a criaçao de anticorpos anti-HER-1/EGFR, como o cetuximab; ABX-EGF, EMD72000, H-R3 e MDX-447 e anti-HER-2/neu, como trastuzumab e 2C4; e também de agentes que atuam diretamente na enzima tirosina-quinase, como o gefitinib e OSI-774. Como se trata de agentes que especificamente bloqueiam vias críticas para o desenvolvimento e progressao de células neoplásicas, tem-se nova perspectiva de terapêutica oncológica.24-26

O receptor do fator de crescimento epitelial (EGFR) é uma glicoproteína da membrana plasmática composta de um domínio de ligaçao extracelular, de um segmento transmembrana lipofílico e de um domínio intracelular de tirosina-quinase. O EGFR é um membro da família de fatores de crescimento HER que inclui HER-1, HER-2, HER-3 e HER-4, importantes mediadores do crescimento, diferenciaçao e sobrevivência celular. A ativaçao do complexo EGFR--tirosina-quinase tem sido identificada como um evento iniciador da cascata de sinalizaçao intracelular levando à proliferaçao, sobrevivência, angiogênese e metastatizaçao. Kari et al.21 demonstraram que as células malignas possuem contato inadequado com a matriz estromal, necessitando da ativaçao do EGFR para sobreviverem. Contudo, muitas controvérsias têm surgido em torno dos reais benefícios dessas novas terapias, principalmente em relaçao ao uso das drogas contra o receptor do fator de crescimento epitelial (EGFR) para tratamento de câncer colorretal.24-27

Recentemente, pesquisadores alemaes realizaram estudo randomizado com o objetivo de avaliar se a melhor taxa de resposta global de cetuximab combinado com oxaliplatina, leucovorin e fluorouracil (FOLFOX-4) foi superior àquela de FOLFOX-4 isolado, como tratamento de primeira linha para o CCR metastático.25,26 A influência do estado de mutaçao do K-RAS foi investigada a partir da extraçao do DNA tumoral e realizaçao de PCR. Apurou-se que pacientes com K-RAS selvagem tinham melhor resposta ao tratamento adicionando-se o cetuximab, quando comparados aos pacientes sem a adiçao dessa droga, e que os pacientes que apresentavam K-RAS mutado responderam de maneira muito semelhante ao uso da terapia FOLFOX-4 isolado ou combinado com cetuximab. Os autores concluíram que o estado de mutaçao do K-RAS pode ser considerado critério altamente preditor em relaçao à decisao do tratamento com a adiçao de cetuximab ao esquema FOLFOX-4 para pacientes nao tratados anteriormente com câncer colorretal metastático.25,26

 

CONCLUSAO

O conhecimento em torno da genética do câncer colorretal tem envolvido crescente número de pesquisas, o que tem levado à introduçao de novas armas propedêuticas e terapêuticas no combate à doença. Atualmente, o uso de drogas-alvo é realidade, assim como novos testes genéticos têm sido propostos, como a detecçao de instabilidade de microssatélite e o sequenciamento de DNA para definiçao de mutaçoes genéticas específicas relacionadas ao CCR. Entretanto, é necessário reconhecer que, apesar das aplicaçoes dos estudos genômicos serem promissores, existem limitaçoes complexas a serem superadas, de âmbito financeiro e logístico, para que toda tecnologia desenvolvida venha a ser utilizada rotineiramente na prática clínica.

 

REFERENCIAS

1. Markowitz SD, Bertohnolli M. Molecular basis of colorretal cancer. New Engl J Med. 2009;361:2449-60.

2. Brasil. Ministério da Saúde. Secretaria de Assistência à Saúde. Instituto Nacional de Câncer. Falando sobre câncer do intestino. Rio de Janeiro: INCA; 2003.

3. Vasen HFA. Clinical diagnosis and management of hereditary colorectal cancer syndroms. J Clin Oncol. 2000;18:81s-92s.

4. Jimeno A, Messersmith WA, Hirsch FR, Franklin WA, Eckhardt SG. KRAS Mutations and Sensitivity to Epidermal Growth Factor Receptor Inhibitors in Colorectal Cancer: Practical Application of Patient Selection. J Clin Oncol. 2009 Mar 1;27(7):1130-6

5. Lièvre A, Bachet JB, Boige V, et. al. KRAS Mutations As an Independent Prognostic Factor in Patients With Advanced Colorectal Cancer Treated With Cetuximab. J Clin Oncol. 2008;20:374-9.

6. Markowitz SD, Bertohnolli M. Molecular basis of colorretal cancer. New Engl J Med. 2009;361:2449-60.

7. Soussi T. The p53 tumor suppressor gene: from molecular biology to clinical investigation. Ann N Y Acad Sci. 2000;910:121-37.

8. Bland CR, Thibodeau SN, Hamilton SR, et al. A National Cancer Institute Workshop on microsatellite instability for cancer detection and familial predisposition: development of international criteria for the determination of microsatellite instability in coloretal cancer. Cancer Res. 1998;58:5248-57.

9. Turini ME, DuBois RN. Cyclooxygenase-2: a therapeutic target. Annu Rev Med. 2002;53:35-57.

10. Yang WL, Frucht H. Activation of the PPAR pathway induces apoptosis and COX-2 inhibition in HT-29 human colon cancer cells. Carcinogenesis. 2001;.22:1379-83.

11. Fearon ER, Vogelstein B. A genetic model for colorectal tumorigenesis. Cell. 1990;61:759-67.

12. Sandler RS, Halabi S, Baron JA, et al. A randomized trial of aspirin to prevent colorectal adenomas in patients with previous colorectal cancer. N Engl J Med. 2003;348:883-90.

13. Giardiello FM, Hamilton SR, Krush AJ, et al. Treatement of colonic and rectal adenomas with sulindac in familial adenomatous poyposis. N Engl J Med. 1993;328:1313-6.

14. Cetta F, Gori M, Baldi C, et al. The relationships between phenotypic expression in patients with familial adenomatous polyposis (FAP) and the site of mutatins in the adenomatous polyposis coli (APC) gene. Ann Surg. 1999;229:445-6.

15. Vasen HFA, Van der Luijt RB, Slors JFM, Buskens E, De Ruiter P,Baeten CGM, et al. Molecular genetic tests as a guide to surgical management of familial adenomatous polyposis.Lancet. 1996;348:343-5.

16. Bertario L, Russo A, Sala P, et al. Multiple approach to the exploretion of genotype-phenotype correlations in familial adenomatous polyposis. J Clin Oncol. 2003;21:1698-707.

17. Balmaña J, Stockwell DH, Steyerberg EW et al Prediction of MLH1 and MSH2 mutations in Lynch syndrome. JAMA. 2006;296:1469-78.

18. Rodriguez-Bigas, MA, Boland, CR, Hamilton, SR, et al. A National Cancer Institute Workshop on nonpolyposis colorectal câncer hereditary syndromes. J Natl Cancer Inst. 1997;89:1758.

19. Piñol V Castells A, Andreu M, et al. Accuracy of revised Bethesda guidelines, microsatellite instabilityand immu-nohistochemistry for the identification of patients with hereditary nonpolyposis colorectal cancer. JAMA. 2005;293:1986-94.

20. Jenne DE, Reimann H, Nezu J et al. Peutz-jeghers syndrome is caused by mutations in a novel serine threonine kinase. Nat Genet. 1998;18:38-44.

21. Sayed MG, Ahmed AF, Ringold JR, et al. Germline SMAD4 or BMPR1A mutations and phenotype of juvenile polyposis. Ann Surg Oncol. 2002 Nov; 9(9):901-6.

22. Hamed K, Morton K, Vijay P. The Implications of colorectal cancer molecular biology in clinical practice. Surg Oncol Clin North Am. 2008;17:341-55.

23. Ribic CM,Sargent DJ ,Moore MJ, et al. Tumor microsatellite-instability status as a predictor of benefit from fluorouracil-based adjuvant chemotherapy for colon cancer. N Engl J Med. 2003; 349:247-57.

24. Cunningham D, Humblet Y, Siena S, et al. Cetuximab monotherapy and cetuximab plus irinotecan in irinotecan-refractory metastatic colorectal cancer. N Engl J Med. 2004;351:337-45.

25. Mendelsohn J. Targeting the epidermal growth factor receptor for cancer therapy. J Clin Oncol. 2002;20:1s-13s.

26. Ribic CM, Sargent DJ, Moore MJ, et al. Tumor microsatellite-instability status as a predictor of benefit from fluorouracil-based adjuvant chemotherapy for colon cancer. N Engl J Med. 2003;349:247-57.

27. Kari CCT, Rocha de Quadros M, Rodeck U, et al. Targeting the epidermal growth factor in cancer: apoptosis takes center stage. Cancer Res. 2003;38:73-80.