Unidade 4

Livro Didático Digital

Débora Martins Paixão

Genética Humana

Diretor Executivo DAVID LIRA STEPHEN BARROS

Gerente Editorial CRISTIANE SILVEIRA CESAR DE OLIVEIRA

Projeto Gráfico TIAGO DA ROCHA

Autora

DÉBORA MARTINS PAIXÃO

A AUTORADébora Martins Paixão

Olá. Meu nome é Débora Martins Paixão. Sou Doutora em Zootecnia, com uma experiência técnico-profissional na área de Educação a distância de mais de 3 anos. Passei por empresas com o Instituto de Pesquisas e Educação Continuada Economia e Gestão de Empresas-PECEGE; Briwet Consulteria; @agronomiaconcursos; e Aprova Concurso. Sou apaixonada pelo que faço e adoro transmitir minha experiência de vida àqueles que estão iniciando em suas profissões. Por isso fui convidada pela Editora Telesapiens a integrar seu elenco de autores independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você nesta fase de muito estudo e trabalho. Conte comigo!

ICONOGRÁFICOSOlá. Esses ícones irão aparecer em sua trilha de aprendizagem toda vez

que:

INTRODUÇÃO:para o início do desenvolvimento de uma nova compe-tência;

DEFINIÇÃO:houver necessidade de se apresentar um novo conceito;

NOTA:quando forem necessários obser-vações ou comple-mentações para o seu conhecimento;

IMPORTANTE:as observações escritas tiveram que ser priorizadas para você;

EXPLICANDO MELHOR: algo precisa ser melhor explicado ou detalhado;

VOCÊ SABIA?curiosidades e indagações lúdicas sobre o tema em estudo, se forem necessárias;

SAIBA MAIS: textos, referências bibliográficas e links para aprofundamen-to do seu conheci-mento;

REFLITA:se houver a neces-sidade de chamar a atenção sobre algo a ser refletido ou dis-cutido sobre;

ACESSE: se for preciso aces-sar um ou mais sites para fazer download, assistir vídeos, ler textos, ouvir podcast;

RESUMINDO:quando for preciso se fazer um resumo acumulativo das últi-mas abordagens;

ATIVIDADES: quando alguma atividade de au-toaprendizagem for aplicada;

TESTANDO:quando o desen-volvimento de uma competência for concluído e questões forem explicadas;

SUMÁRIOImunogenética e Grupos Sanguíneos ................................................ 12

Conceitos .............................................................................................................................................. 12

Antígenos .......................................................................................................................... 14

Anticorpos ......................................................................................................................... 14

Ce lulas e Mole culas que Participam das Respostas Imunes ..... 17

Competência Imunológica .................................................................................... 18

Tolerância Imunológica ........................................................................................... 19

Sistemas de Grupos Sanguíneos Eritrocita rios ......................................................... 19

Sistema de Grupos Sanguíneos ABO ........................................................... 20

Sistemas de Grupos Sanguíneos Eritrocitários .........................................................22

Sistema de Grupos Sanguíneos MNSs ........................................................23

Resposta Imune Inata ..................................................................................................................24

Resposta Imune Adquirida .......................................................................................................26

Genômica........................................................................................................29

Sequenciamento Genômico ...................................................................................................29

Sequenciamento ......................................................................................................... 31

Genômica Comparativa ..............................................................................................................33

Genes .......................................................................................................................................................35

Plasticidade e Fluxo Genômico ........................................................................................... 38

Base Genética do Câncer ........................................................................43

Definição de Câncer ......................................................................................................................43

Base Genética do Câncer ..........................................................................................................45

Proto-Oncogenes e Oncogenes .......................................................................45

Proliferação Celular .......................................................................................................................52

Cânceres Comuns .......................................................................................................53

Fatores Ambientais e o Câncer ........................................................................................... 56

Terapia Gênica ..............................................................................................59

Conceitos de Terapias Genéticas ....................................................................................... 59

Requerimentos Básicos para Terapia Gênica ............................................................60

Biofármico..........................................................................................................................62

Terapia Gênica em Seres Humanos ................................................................................. 63

Terapia Gênica: Genes ............................................................................................. 64

Terapia Gênica: Futuro .............................................................................................66

Processo de Terapia ............................................................................... 67

Genética Humana 9

LIVRO DIDÁTICO DIGITAL

UNIDADE

04

Genética Humana10

INTRODUÇÃOVocê sabia que cada um de nós é único biologicamente? Os sistemas

ABO e RH são os principais grupos sanguíneos em humanos e no caso

de transfusão é preciso checar a compatibilidade paciente e doado. Há

áreas que se destacam na imunogenética como as doenças autoimunes;

deficiências imunológicas; mecanismos de transplantes; e os grupos

sanguíneos. A era do sequenciamento nos mostra que o genoma humano é

formado por aproximadamente três bilhões de pares de bases distribuídos

em 24 cromossomos. E que apenas 3% do nosso genoma é transcrito. A

genômica comparativa mostrou a importância do SNP, transposons, íntros

entre outros. E contribuem para o estudo do câncer. O câncer é um conjunto

de doenças complexas que se diferenciam, conforme o tipo celular do

qual se originam. A terapia gênica consiste em inserir uma cópia ativa de

determinado gene nas células de um indivíduo que tem alelos mutantes

desse gene e contribuindo para o tratamento de diferentes doenças

somáticas ou hereditárias. Entendeu? Ao longo desta unidade letiva você

vai mergulhar neste universo!

Genética Humana 11

OBJETIVOSOlá. Seja muito bem-vindo à Unidade 4. Nosso propósito é auxiliar

você no desenvolvimento das seguintes objetivos de aprendizagem até o

término desta etapa de estudos:

1. Definir o processo imunogenética e grupos Sanguíneos.

2. Interpretar as descobertas da “era genômica”.

3. Identificar os princípios da base Genética do Câncer

4. Explicar os conceitos teoria da Terapia Gênica.

Então? Preparado para uma viagem sem volta rumo ao conhecimento?

Ao trabalho!

Genética Humana12

Imunogenética e Grupos Sanguíneos

INTRODUÇÃO:

Ao término deste capítulo você será capaz de entender a definição de Imunogenética. Conhecer as relações antígeno e anticorpo; o conjunto células do sistema imune; sistemas de grupos sanguíneos eritrocitários entre outros. Distinguir o contexto de Resposta Imune Inata e Resposta Imune adaptativa. E então? Motivado para desenvolver este desafio? Então vamos lá. Avante.

ConceitosCada um de nós, possuímos uma combinação de genes única e

diferente um do outro. Essa distinção também ocorre entre os tecidos:

sangue, todos os órgãos do corpo. Os tipos sanguíneos são determinados

pela presença, na superfície das hemácias, de  antígenos  que podem

ser de natureza bioquímica variada, podendo ser compostos por

carboidratos, lipídeos, proteínas ou uma mistura desses compostos.

Estes antígenos eritrocitários são independentes do Complexo principal

de histocompatibilidade (HLA), o qual determina a histocompatibilidade

humana e é importante nos transplantes. Em humanos os principais

grupos são o ABO e RH.

NOTA:

Apesar dos sistemas ABO e RH serem responsáveis por mais de 98% dos problemas de incompatibilidade sanguínea. Dependendo da situação, os 2% dos fatores (MN, outros) restantes, devem  ser  testados para atender suas especificidades.

A imunogenética estuda os aspectos genéticos dos anticorpos,

antígenos e suas interações. Em ciências biomédicas algumas áreas

Genética Humana 13

da imunogenética são muito importantes como estudo das doenças

autoimunes; estudo das deficiências imunológicas; estudo dos

mecanismos de transplantes; estudo dos grupos sanguíneos entre outros.

NOTA:

O lócus ABO está localizado no cromossomo 9 no 9q34.1-q34.2, possuí 7 éxons que ocupam mais de 18 kb de DNA genômico. O alelo A e B diferem um do outro devido a sete substituições de nucleotídeos. Os resíduos de aminoácidos da posição 266 e 268 determinam a especificidade A ou B da glicosiltransferase codificada. O alelo O difere do A pela deleção de uma guanina na posição 261. A deleção causa a tradução de uma proteína sem atividade enzimática.

O funcionamento do sistema imunológico baseia-se nas relações

antígeno e anticorpo. O sistema imunológico responde ao antígeno

produzindo uma substância denominada de anticorpo, que é específica

para aquele antígeno. O anticorpo tem a função de eliminar os antígenos.

O sistema ABO é o mais importante, logo as pessoas do grupo O

apresentam naturalmente anticorpos contra os grupos sanguíneos A, B,

AB. Se receberem sangue de um desses tipos, destruirão essas hemácias;

o que pode gerar uma série de distúrbios como: queda brusca da pressão

arterial, insuficiência renal, coagulação intravascular disseminada. O

paciente começa a sangrar e, em 5% a 10% dos casos, essa reação pode

ser fatal. Ou seja, uma transfusão incompatível pode induzir à morte.

E no mais, o desenvolvimento de uma resposta imunológica

adaptativa ou adquirida proporciona uma reação mais eficaz contra as

diferentes infecções que atingem os organismos. Portanto, raramente

ocorre o acometimento duas vezes por enfermidades como sarampo,

varíola, coqueluche e assim por diante. Isso se deve graças à memória

imunológica.

O sistema imune tem a capacidade de distinguir e reconhecer o

que é próprio, do que é não-próprio do organismo. Isso acontece através

Genética Humana14

das moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) e

linfócitos-T. Vamos compreender alguns conceitos?

Antígenos

DEFINIÇÃO:

Antígeno é uma proteína estranha ao organismo que provoca uma resposta imune especifica na célula (anticorpo). Um antígeno pode ser bactérias, fungos, protozoários, vírus ou outra substância interpretada como ameaça.

EXPLICANDO MELHOR:

Antígeno  é toda substância estranha ao organismo que desencadeia a produção de anticorpos, constituído principalmente, por uma proteína ou um polissacarídeo, encontrado nos envoltórios dos agentes infectantes.

Na presença do antígeno, um organismo imunocompetente pode

manifestar uma resposta imune ou uma tolerância. Possui natureza

multiepitópica. 

NOTA:

Imunogénio é qualquer substância capaz de induzir uma resposta imunológica. Quando introduzido no organismo faz com que este responda, produzindo defesas.

Anticorpos

Os anticorpos, também denominados de imunoglobulinas (Ig), são

proteínas circulantes produzidas em resposta à exposição a antígenos,

apresentando-se na forma de proteínas do tipo γ-globulina, e especificidade

para um epítopo das moléculas que compõem um antígeno. As regiões

Genética Humana 15

de especificidade do anticorpo são denominadas parátopos ou sítios

combinatórios (sítios de ligação de um anticorpo ao antígeno). Portanto,

as reações antígeno-anticorpo dependem, particularmente, de sítios

mutuamente ajustáveis e específicos, conhecido como sistema de

“chave-fechadura”.

NOTA:

Epítopo é a menor porção de antígeno com potencial de gerar a resposta imune; sendo a área da molécula do antígeno que se liga aos receptores celulares e aos anticorpos. Ou seja, o sítio de ligação específico que é reconhecido por um anticorpo ou por um receptor de superfície de um linfócito T.

Os anticorpos são classificados em regulares (estímulos naturais e

possui ocorrência esperada) e irregulares (que resultam como resposta a

aloantígenos e possui ocorrência inesperada).

NOTA:

Aloantígenos são moléculas reconhecidas como moléculas estranhas ao organismo, derivadas de um indivíduo geneticamente diferente.

Os anticorpos são moléculas em forma de “Y” com dois sítios de

ligação idênticos, complementares a uma pequena porção da superfície

da molécula de antígeno. Analisando o sítio de ligação de antígeno nos

anticorpos revela que eles são formados por diversas alças de cadeias

polipeptídicas que sobressaem das extremidades de um par de domínios

proteicos justapostos. Diferentes anticorpos permitem uma enorme

diversidade de sítios de ligação de antígenos pela alteração apenas do

comprimento e da sequência de aminoácidos nessas alças sem mudar a

estrutura proteica básica.

Genética Humana16

Toda espécie molecular de origem biologia isolada ou que provém

uma célula, vírus, substância sintética, que quando introduzida em um

organismo são capazes de gerar a formação de anticorpos. Os haptenos

referem-se as moléculas de menor tamanho, que resultam em uma

resposta imune, contudo de uma maneira diferente.

IMPORTANTE:

A imunogenicidade é a capacidade de induzir ou reagir a uma resposta imunológica, a antigenicidade é a capacidade de uma substância em se ligar a um antígeno.

Em humano, os anticorpos podem ser classificados em

imunoglobulinas IgA, IgD, IgE, IgG e IgM, sendo que algumas classes são

subdivididas, de acordo com as diferenças estruturais.

A Imunoglobulina A (IgA) estruturalmente é um dímero apresentando

duas frações Fab (sítios de ligação) o que confere a esta um alto poder

de neutralização. Localiza-se em secreções seromucosas, como a saliva,

as lágrimas, os fluidos nasais, o suor, entre outras, nas quais apresentam

claramente a função de defender as superfícies externas expostas do

corpo contra o ataque dos microrganismos.

Quase todas as Imunoglobulinas D (IgD) apresentam-se, em

conjunto com as Imunoglobulinas M (IgM), na superfície de grande parte

dos linfócitos B, em que aparentemente podem atuar como receptores,

suas funções ainda não estão bem esclarecidas. O principal papel da

IgE parece ser a proteção das superfícies mucosas externas, por meio

de uma reação infamatória aguda. Concentrações muito baixas de

Imunoglobulinas E (IgE) encontram-se presentes no soro e apenas poucas

células plasmáticas sintetizam essa imunoglobulina.

Em uma resposta secundária, a Imunoglobulina G (IgG) é a

principal e mais abundante imunoglobulina a ser sintetizada. Possui

a capacidade de atravessar a placenta, e com isso proporciona uma

linha de defesa contra as infecções nas primeiras semanas de vida do

bebê. Essa imunoglobulina difunde mais rapidamente que as outras em

Genética Humana 17

espaços extravasculares, nos quais tem a função de neutralizar toxinas

bacterianas, de combinar-se com microrganismos e facilitar a fagocitose.

Por fim, as IgM são a primeira classe de imunoglobulina produzidas após

a ativação do linfócito B; secretado como um pentâmero e geralmente

presente na corrente sanguínea e não nos tecidos; agentes aglutinantes

muito eficazes, aparecendo cedo na resposta à infecção.

Celulas e Moleculas que Participam das Respostas Imunes

As principais células e moléculas que participam das respostas

imunes são: linfócitos B; linfócitos T; células B de memória; células NK

(Natural Killer Cell) e NKT (T Natural Killer); receptores de antígenos das

células B ou imunoglobulinas; receptores de antígenos das células T,

moléculas de classe I e classe II do complexo de histocompatibilidade

principal; citocinas e moléculas acessórias.

SAIBA MAIS:

As células exterminadoras naturais ou células NK são um tipo de linfócitos citotóxicos importantes para o funcionamento do sistema imunitário inato. Possui importante função no combate a infecções virais e  células  tumorais. A principal função das células  B  é a produção de anticorpos contra antígenos. Os antígenos podem ser exógenos (antígenos produzidos por células que não pertencem ao hospedeiro, como os liberados por bactérias) ou endógenos (produzidos dentro das células do hospedeiro, resultantes de infecção por parasitas intracelulares, como vírus e bactérias, ou de transformação da célula).

Os Linfócitos T  são um grupo de glóbulos brancos (leucócitos)

responsáveis pela defesa do organismo contra agentes desconhecidos

(antígenos). Funcionalmente, os linfócitos T podem ser divididos em três

subpopulações, cada uma delas com funções específicas:

Genética Humana18

1. Linfócitos T efetores, citolíticos ou citotóxicos (TC) são responsáveis

pela resposta imune celular, participam da lise de células alogênicas

de órgãos transplantados de doadores não compatíveis. E estão

envolvidos com a morte de células tumorais e de células infectadas

por vírus e outros tipos de parasitas. Apresentação de peptídeos

antigênicos aos Linfócitos T CD8+ (Citotóxicos);

2. Linfócitos T auxiliares (TA) (ou TH, de helper) possuem papel

importante na regulação da resposta imune, atuando na atividade

dos linfócitos T e linfócitos B, assim como das células fagocitárias.

Esses linfócitos são multifuncionais, pois reconhecem os antígenos

estranhos apresentados nos macrófagos, produzem citocinas,

atuam sobre os linfócitos TC, induzindo-lhes a capacidade citolítica,

estimulam a produção de anticorpos pelos linfócitos B, participam da

hiper-sensibilidade tardia e provocam a ativação dos macrófagos;

3. Linfócitos T supressores (TS) – Participam da atividade reguladora

da função imunológica adaptativa, inibindo ou suprimindo a resposta

imune.

Moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC),

também conhecido como complexo de antígenos leucocitários humanos

(HLA, de human leucocyte antigen), consiste em um segmento do

braço curto do cromossomo 6 (6p21.3), que contém uma série de genes

intimamente ligados e relacionados de maneira importante à resposta

imune, que codificam as moléculas que apresentam antígenos aos

linfócitos T. Essas moléculas podem ser divididas em três classes: classe

I, II e III.

Competência Imunológica

A Competência imunológica ou imunocompetência é a capacidade

do organismo de formar anticorpos contra antígenos estranhos. Essa

capacidade tem início no feto, pouco antes do seu nascimento. Portanto,

a imunocompetência, ainda não estáγ totalmente desenvolvida no bebê,

que apresenta imunidade temporária contra algumas doenças, por meio

das imunoglobulinas IgG maternas que atravessam a placenta, durante

sua vida intrauterina; e ao leite materno que inicialmente contém colostro,

Genética Humana 19

substância rica em IgA, que protege o recém-nascido contra algumas

infecções respiratórias e digestivas. Depois, o leite substitui o colostro,

acrescentando anticorpos contra alguns parasitas intestinais.

Tolerância Imunológica

O termo tolerância imunológica refere-se a um processo de não-

reatividade específica para determinado antígeno, e é induzida por

prévia exposição àquele antígeno. A tolerância pode ser induzida para

antígenos não-próprios, mas o aspecto mais importante da tolerância é

a autotolerância, que impede que o organismo elabore um ataque contra

seus próprios constituintes.

A tolerância periférica é fundamental para prevenir a reatividade

excessiva do sistema imunológico a várias entidades ambientais

(alérgenos, flora intestinal entre outros). Problemas na tolerância central

ou periférica causam doença autoimune, resultando em síndromes como

lúpus eritematoso sistêmico, artrite reumatoide, diabetes tipo 1, síndrome

polimenócrina autoimune tipo 1 (APS-1), síndrome de desregulação imune

– IPEX, potencialmente contribui para asma, alergia, doença do intestino

inflamatório. Já a tolerância imunitária na gravidez é o que permite que a

gestante seja geneticamente distinta do embrião/feto com uma resposta

autoimune silenciada o suficiente para evitar um aborto involuntário.

Sistemas de Grupos Sanguíneos Eritrocitarios

O médico austríaco, Karl Landsteiner, observou que quando

misturava amostras de sangue de pessoas diferentes dois resultados

poderiam ser observados: os sangues se misturavam sem que houvesse

qualquer reação; ou os sangues não se misturavam, havendo uma intensa

reação que levava à destruição das hemácias (glóbulos vermelhos). Já

em 1902, DeCostello e Starli descreveram o comportamento do grupo

AB. Somente em 1940 houve a descrição do sistema Rh, realizada pelos

cientistas Landsteiner e Wiener.

Genética Humana20

Os sistemas de grupos sanguíneos consistem em marcadores

clinicamente essenciais em transfusões de sangue, transplantes de

órgãos e obstetrícia, na incompatibilidade materno-fetal. Sendo ainda,

usados em genética forense entre outros, na identificação individual e na

investigação de paternidade.

Os polimorfismos dos sistemas de grupos sanguíneos originaram-

se, principalmente por mutações pontuais, sobretudo os polimorfismos

de nucleotídeo único (SNPs); além das recombinações gênicas, deleções

e inserções ao longo da evolução dos genes e alelos que codificam esses

sistemas.

Na International Society for Blood Transfusion (ISBT; Sociedade

Internacional de Transfusão Sanguínea) são registrados mais de 300

antígenos, dos quais 270 estão agrupados em cerca de 30 sistemas de

grupos sanguíneos diferentes. Existem sistemas de antígenos que são

muito comuns entre os indivíduos da espécie humana e outros muitos

raros.

Sistema de Grupos Sanguíneos ABO

Os antígenos de grupos sanguíneos são ocasionados pela

variabilidade genética, que, por sua vez, ocorre devido a proteínas

e glicoproteínas que se concentram na membrana plasmática das

células sanguíneas. A definição de grupos sanguíneos é dada pelo

anticorpo existente, pois nem todo polimorfismo observado na molécula

das superfícies de eritrócitos constitui caracteristicamente um grupo

sanguíneo.

No sistema de grupos sanguíneos ABO, existe uma relação inversa

recíproca, no individuo, entre os antígenos presentes nas hemácias e

os anticorpos presentes no soro, o que não ocorre em outros sistemas

sanguíneos, em que os anticorpos correspondentes aos antígenos não

estão presentes no soro, a não ser que sejam formados por sensibilização.

O sistema de grupo sanguíneo ABO possui ou não antígenos nas

superfícies dos seus eritrócitos e anticorpos contra os antígenos na

corrente sanguínea, isto é, o tipo A tem anticorpos anti-B, o tipo B

Genética Humana 21

tem anticorpos anti-A, o tipo AB não possui anticorpos e o tipo O tem

anticorpos anti-A e anti-B.

Os antígenos do sistema sanguíneo ABO não se restringem à

membrana dos eritrócitos, podendo ser encontrados também em

muitas células, como linfócitos, plaquetas, endotélio, capilares venosos

e arteriais, células sinusoides do baço, medula óssea, mucosa gástrica,

além de secreções e outros líquidos, como saliva, sêmen, leite e urina.

IMPORTANTE:

Os anticorpos regulares anti-A e anti-B somente começam a ser produzidos pelo organismo humano após o nascimento, em torno do terceiro mês. A partir dessa época, a concentração de anticorpos do sistema sanguíneo ABO vai aumentando, e atinge seu máximo na adolescência.

Figura 1: Hemácias

Fonte: @pixabay

As técnicas mais simples empregadas para a determinação dos

grupos sanguíneos são provas de hemaglutinação, feitas em tubos de

ensaio ou lâminas, com antissoros contendo anticorpos de especificidade

conhecida e em níveis elevados. Normalmente, usam-se antissoros

Genética Humana22

comerciais anti-A e anti-B. Na ausência destes, podem-se usar soros

de indivíduos do grupo A e do grupo B, uma vez que esses indivíduos

possuem anticorpos regulares anti-A (grupo B) e anti-B (grupo A).

Na era pós-genoma, a determinação dos grupos sanguíneos pode

ser feita diretamente no genótipo, por meio da genotipagem de grupos

sanguíneos, principalmente em pacientes que receberam transfusão

recente (quando existe hemácias do doador na circulação do receptor,

em pacientes com autoanticorpos); ou ainda em pessoas que mostram

resultados inconclusivos na fenotipagem eritrocitária (por dificuldades

técnicas na análise sorológica, o que pode ocorrer nas investigações

forenses) ou estudos de associações com doenças, por exemplo. As

técnicas de genotipagem mais usadas são reação em cadeia da polimerase

(PCR) alelo especifica, PCR-RFLP ou RFLP (polimorfismo de comprimento

de fragmentos de restrição), PCR-ASP (com uso de iniciadores ou primers

alelo específicos) e a técnica de microarranjos.

Sistemas de Grupos Sanguíneos Eritrocitarios

O sistema Rh (inicialmente denominado Rhesus) foi descrito pela

primeira vez na avaliação da doença hemolítica do recém-nascido ou

eritroblastose fetal, em 1939; sendo caracterizada pela destruição das

hemácias do feto ou do recém-nascido. As consequências desta doença

são graves, podendo levar a criança à morte.

PASSO A PASSO

Durante a gestação pode ocorrer casos que permitem a passagem

de hemácias do feto para a circulação materna (barreira hemato-

placentária (BHP)). Portanto se o feto possui sangue fator Rh positivo, os

antígenos existentes em suas hemácias estimularão o sistema imune

materno a produzir anticorpos anti-Rh, que ficarão no plasma materno

e podem, por serem da classe IgG, passar pela BHP, provocando lise

nas hemácias fetais. A produção de anticorpos obedece a uma cascata

de eventos e, por isto, a produção de anticorpos é lenta e a quantidade

pequena no primeiro contato. A partir da segunda gestação ou após a

Genética Humana 23

sensibilização por transfusão sanguínea, se o filho for Rh + novamente,

o organismo materno já conterá anticorpos para aquele antígeno e o

feto poderá desenvolver a eritroblastose fetal. Para prevenção, após o

nascimento da criança profilática injeta na mãe Rh-, soro contendo anti

Rh. A aplicação logo após o parto destrói as hemácias fetais que possam

ter passado pela placenta no nascimento ou antes. 

IMPORTANTE:

Com relação ao sistema sanguíneo Rh, um indivíduo Rh-

(negativo) deve receber somente sangue de indivíduos Rh-

. Quando se desconhece o grupo sanguíneo do receptor, em casos de emergência, por exemplo, deverá ser-lhe transfundido sangue de indivíduos Rh-.

Quando háγ necessidade de transfusões sanguínea frequentes, em

casos de indivíduos talassêmicos ou com anemia falciforme, deve haver a

maior similaridade antigênica possível entre doador e receptor, porque os

indivíduos politransfundidos, por receberem grandes volumes de sangue,

ficam mais expostos a estímulos de antígenos que eles não possuem.

Sistema de Grupos Sanguíneos MNSs

Depois do sistema ABO, o segundo sistema de grupos sanguíneos

a ser descoberto foi o MN, por Landsteiner e Levine, em 1927. A

herança do sistema de grupos sanguíneos MN depende de um par de

alelos codominantes M e N, do lócus MN, situado no cromossomo 4

(4p28.2-q31.1) e que determina os genótipos MM, MN e NN e os fenótipos

correspondentes. O polipeptídio do grupo M difere daquele do grupo N

em dois aminoácidos: M têm serina e glicina, enquanto N tem leucina e

ácido glutâmico; MN tem os quatro aminoácidos referidos.

Mais tarde, foi descoberto que, na mesma região cromossômica em

que se situa o lócus do sistema de grupos sanguíneos MN, está localizado

o lócus Ss, do grupo sanguíneo Ss, na direção 3’. As especificidades

antigênicas Ss receberam essa denominação pelo fato de que o anticorpo

Genética Humana24

anti-S foi reconhecido primeiramente em Sidney, na Austrália. As

diferenças estruturais entre S e s consistem na substituição de metionina

(presente em S) por treonina (presente em s) na posição 29.

As combinações alélicas MN e Ss são herdadas juntas, como os

seguintes haplótipos: MS, NS, Ms, Ns. As duas últimas combinações são

as mais frequentes nas populações. O sistema sanguíneo MNSs tem

grande aplicação como marcador genético de resposta imunológica.

As principais células da função imunológica são os linfócitos, as células

apresentadoras de antígenos e as células efetoras.

NOTA:

A determinação do sistema MNSs é feita separadamente, usando-se antissoros anti-M, anti-N, anti-S e anti-s.

Resposta Imune InataA ação imunológica tem sido classificada em imunidade inata e

imunidade adaptativa. A imunidade inata refere-se a uma resposta rápida

e caracterizada a um numeroso, mas limitado, tipos de estímulos. Provém

de barreiras físicas, químicas e biológicas, células especializadas e

moléculas solúveis, contido nos indivíduos, mesmo sem o contato prévio

com imunógenos ou agentes estranhos, e não se altera qualitativa ou

quantitativamente após o contato.

Os órgãos do sistema imunológico primários envolvem medula

óssea e Timo; são nesses órgãos que as células se diferenciam das células

tronco, proliferam e amadurecem tornando-se linfócitos funcionais. E os

órgãos secundários envolvem linfonodos, tonsilas, baço, adenoides e pelo

apêndice cecal; responsáveis pela recepção e multiplicação dos linfócitos

B e linfócitos T, após entrarem em circulação. É iniciada a resposta imune

adquirida, por isso possuem aglomerados de células.

Ao nascer o ser humano tem um sistema imunológico celular natural

ou inato, que é a principal defesa de primeira linha contra organismos

Genética Humana 25

invasores. Nesses casos, a imunidade inata atua mantendo a doença sob

controle até a resposta imune adaptativa ser ativada.

A atuação da imunidade inata pode ocorrer em vários estágios da

infecção. O sistema imune inato é composto pelos seguintes componentes:

Barreiras físicas e mecânicas: impendem a invasão de moléculas e

agentes infecciosos (pele, trato respiratório, membranas, mucosas, fluidos

corporais, tosse, espirro).

Barreiras físicas e químicas (constituída por epitélios, substâncias

antimicrobianas sintetizadas nas superfícies epiteliais e cílios do sistema

respiratório); células (Linfócitos NK, Células Dendríticas, Macrófagos e

Polimorfonucleares); citosinas (proteínas que regulam as atividades das

células da imunidade inata e do sistema imunológico como um todo) e

proteína de sangue (Sistema complemento e mediadores infamatórios).

As barreiras biológicas são formadas por microrganismos

colonizadores da pele e o trato gastrintestinal, protegendo o

estabelecimento de outros microrganismos patogênicos (relação

simbiótica com o corpo).

A resposta imune secundária é a vacinação, que estimula uma

resposta imune primária a um antígeno e resulta em células de memória

que podem de forma rápida produzir resposta secundária se o mesmo

antígeno invadir o organismo. A seleção clonal e as respostas primária e

secundária também ocorrem nos linfócitos T.

As principais células efetoras da imunidade inata (respondem

ativamente a um estímulo) são: macrófagos, neutrófilos, células dendríticas

e células Natural Killer – NK. Os principais mecanismos de ação dessas

células na imunidade inata são: fagocitose, liberação de mediadores

inflamatórios, síntese de proteínas de fase aguda (citocinas, quimiocinas,

C-reativa, amiloide entre outros).

O mecanismo de ação inicia com a identificação molecular dos

agentes estranhos; depois há ativação de vias bioquímicas intracelulares

que produz modificações vasculares e teciduais; ativação e proliferação

celulares, gerando de novos produtos envolvidos na quimioatração

Genética Humana26

e migração de células especializadas na eliminação e remoção do

agente agressor, e no final do processo a recuperação tecidual com o

restabelecimento funcional do tecido ou órgão resposta imune adaptativa.

O complexo de histocompatibilidade principal humano, MHC, é

formado por um grupo de genes polimórficos, chamado complexo HLA

(human leukocyte antigen). Esse complexo inclui mais de 120 genes

funcionais, dos quais cerca de 20% estão associados à imunidade; e

situam-se no cromossomo 6, divididos em classes I, II e III.

Distúrbios da imunidade inata podem ser importantes na

fisiopatologia de doenças autoimunes.

Resposta Imune AdquiridaA imunidade adaptativa, especifica ou adquirida é a terceira linha

de defesa contra potenciais ameaças ao organismo. Destaca-se a

especificidade para diversas moléculas e a sua capacidade de memória,

o que leva a respostas mais intensas se ocorrerem uma segunda infecção

pelo mesmo organismo invasor.

Na imunidade adaptativa, existem três aspectos muito importantes,

que não existem na imunidade natural: discriminação, que é a capacidade

de um organismo reconhecer o que lhe é próprio e o que lhe é estranho,

sendo vital para a sua sobrevivência; memória, que é a capacidade de

lembrar contatos prévios com um antígeno; e especificidade, pois cada

anticorpo reage com um antígeno especifico.

A imunidade adaptativa possui muitos componentes que podem

ser classificados em duas classes principais: a imunidade humoral e a

imunidade celular, ambas interagindo significativamente para efetuar a

resposta imune.

A imunidade humoral é o principal mecanismo utilizado na defesa

contra microrganismos extracelulares e toxinas. É mediada através de

anticorpos, que são produzidos pelos linfócitos B. A ligação antígeno-

anticorpo assegura que os anticorpos somente ativam os mecanismos

efetores, quando for necessário.

Genética Humana 27

A imunidade celular é mediada por linfócitos T e consiste na

eliminação de infecções provocadas por microrganismos intracelulares.

A apresentação do antígeno é feita pelas células apresentadoras de

antígenos (APCs).

A imunidade adquirida também pode ser classificada em imunidade

ativa e imunidade passiva. A imunidade ativa é induzida pela exposição a

um antígeno; o indivíduo imunizado tem um papel ativo na resposta ao

antígeno; pode ser natural ou adquirida através de doença; ou passiva

(vacina). Já na imunidade passiva a imunização é feita pela da transferência

de anticorpos específicos de um indivíduo imunizado para um não-

imunizado. A imunidade passiva é chamada de natura (transferência

de anticorpos maternais para o feto); artificial (passagem de anticorpos

prontos, como num soro anti-ofídico).

A resposta imune adquirida, mediada pelos linfócitos B e T, apresenta

uma série de propriedades que coordenam suas respostas, tais:

• Especificidade: o sistema imunológico identifica o antígeno e produz

uma resposta imunológica específica a ele;

• Diversidade: o sistema imune identifica grande número antígenos

diferentes e produzir resposta específica;

• Memória imunológica: a exposição do sistema imunológico a

antígenos permiti aumentar sua habilidade em responder a esse

mesmo antígeno novamente. Isso porque, são produzidas formação

de células de memória com vida longa, capazes de reconhecer esses

antígenos por anos.

Genética Humana28

RESUMINDO:

E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter entendido que a imunogenética estudar os aspectos genéticos dos anticorpos, antígenos e suas interações. O lócus ABO está localizado no cromossomo 9 no 9q34.1-q34.2. O funcionamento do sistema imunológico baseia-se nas relações antígeno e anticorpo. O sistema imune tem a capacidade de distinguir e reconhecer o que é próprio, do que é não-próprio do organismo. Uma propriedade fundamental do antígeno é a natureza química da estrutura multiepitópica de suas moléculas. Os anticorpos, também denominados de imunoglobulinas (Ig), são proteínas circulantes produzidas em resposta à exposição a antígenos. As principais células e moléculas que participam das respostas imunes são: linfócitos B; linfócitos T; células B de memória; células NK (Natural Killer  Cell) e NKT (T Natural Killer); receptores de antígenos das células B entre outras. A Competência imunológica ou imunocompetência é a capacidade do organismo de formar anticorpos contra antígenos estranhos. Os sistemas de grupos sanguíneos consistem em marcadores clinicamente essenciais em transfusões de sangue, transplantes de órgãos e obstetrícia, na incompatibilidade materno-fetal.

Genética Humana 29

Genômica

INTRODUÇÃO:

Ao término deste capítulo você será capaz de entender a importância do sequenciamento genômico. O resultado da genômica comparativa na descrição dos genes e sua plasticidade e fluxo genômico. E então? Motivado para desenvolver esta competência? Então vamos lá. Avante!

Sequenciamento GenômicoA biologia molecular e as tecnologias avançaram muito, chegar no

que chamamos “era das ômicas”.

O Projeto Genoma Humano (PGH) teve seu primeiro rascunho em

2001, e somente em abril de 2003 o projeto foi finalizado. Os resultados

do sequenciamento mostraram que o genoma humano é formado por

aproximadamente três bilhões de pares de bases distribuídos em 24

cromossomos. E que apenas 3% do nosso genoma foi categorizado como

passível de ser transcrito em moléculas de RNA, podendo então ser

convertidos em proteínas. A expectativa era um alto grau de éxon, o que

não aconteceu!

O PGH trouxe consigo o desenvolvimento de tecnologias avançadas

para estudo dos genomas, inaugurando uma nova era na pesquisa

biológica, denominada popularmente de “a era das ômicas”. Vejamos na

Tabela 1, as áreas de pesquisas que se beneficiaram, com o grande número

de informações produzidas com a nova geração de sequenciadores.

O estudo dos genomas recebeu a denominação de genômica. O

termo genômica vai além da genética. Enquanto a genética se refere

principalmente à hereditariedade, seus mecanismos e consequências.

Já a genômica relaciona-se aos aspectos relativos à biologia celular e

molecular, como diferentes tipos de mapas genômicos, sequenciamento

dos ácidos nucleicos, reunião, armazenamento e manuseio de dados,

identificação de genes, função e interação dos genes, evolução de

Genética Humana30

genomas e outras áreas interdisciplinares que se relacionam a uma

grande variedade de genomas em diferentes organismos.

NOTA:

Observaram que os genes ativos geralmente são separados por grandes segmentos de DNA não codificador, grande parte do qual consiste em sequências repetidas derivadas de elementos de transposição (elementos transponíveis ou transpósons), como as sequências LINE, SINE e Alu, uma miscelânea de sequências únicas; e DNA compactado (heterocromatina).

Concluiu que os genes não estão distribuídos uniformemente entre

os 23 pares de cromossomos humanos, sendo os cromossomos 17, 19 e 22

os que possuem maior densidade gênica, ao contrário dos cromossomos

4, 13, 18, X e Y possuem as menores densidades. Quanto ao número de

genes, o cromossomo 1 é o que contém o maior número e o Y, o menor.

Os genes variam em tamanho, número de éxons e número de íntrons. Por

exemplo, a forma de Duchenne é a mais comum e grave das distrofias

musculares; sendo de herança recessiva ligada ao cromossoma X; atinge

ambos os sexos; e afeta os músculos estriados e o miocárdio. Originando-

se de mutações no gene da distrofina, o maior gene humano com 79

éxons. Já os genes de histonas não contêm íntrons, mas existem genes

que contêm mais de 300 íntrons, como o gene TTN, da proteína muscular

Titina.

Muitos genes (mais de 50%) produzem mais de uma proteína,

por meio de splicing alternativos, cada gene codifica, em média, 2 ou 3

mRNAs diferentes, o que permite que as células humanas produzam um

número muito maior de proteínas.

Genética Humana 31

Tabela 1: “A era ômica”

Farmacogenômica

Desenvolvimento de medicamentos individuali-

zados, com base no perfil genético do indivíduo,

em uma condição específica.

Filogenômica

Análise de dados de sequências genômicas ob-

tidos pela genômica funcional, para a resolução

de questões evolutivas.

Genômica

Análise dos genomas, que contêm todas as in-

formações biológicas necessárias para a vida e/

ou reprodução dos organismos.

GlicômicaAnálise dos carboidratos de uma célula ou te-

cido.

MetabolômicaAnálise das proteínas e vias enzimáticas envolvi-

das no metabolismo celular.

Metagenômica

Análise dos genomas dos organismos presentes

em um dado ambiente, também chamada ge-

nômica ambiental.

ProteômicaAnálise do Proteoma, que é o conjunto de todas

as proteínas de uma célula ou tecido.

Toxicogenômica

Análise dos efeitos de substâncias químicas tó-

xicas sobre os genes, inclusive mutações e al-

terações da expressão gênica causadas pelas

toxinas.

Transcritômica

Análise do transcritoma, que é o conjunto de to-

dos os RNAs mensageiros transcritos, e análise

qualitativa e quantitativa dos genes que se ex-

pressam em uma célula ou tecido.

Sequenciamento

O sequenciamento genômico é uma técnica que permite distinguir,

na ordem correta, a sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA

ou RNA, visando conhecer a informação genética contida neste genoma.

Atualmente, existem diversas tecnologias voltadas para o sequenciamento

Genética Humana32

do DNA, transcriptona, proteína em larga escala; revolucionou o estudo de

diversas áreas, principalmente a ciência biomédica, por permitir descobrir

a causa de inúmeras doenças. E essas informações permitem saber se

um determinado gene é sofre algum tipo de regulação da expressão ao

nível transcricional devido ao ambiente.

SAIBA MAIS:

A partir do sequenciamento dos genomas de microrganismos, é possível a compreensão sobre as funções, relações evolutivas, resistência a antibióticos e outros aspectos metabólicos necessários ao desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas.

A genômica pode ser classificada em genômica estrutural

e genômica funcional. A genômica estrutural corresponde ao

sequenciamento, organização e análise das informações genéticas

nucleotídicas contidas em um genoma, por meio de mapas físicos e

gênicos de seus cromossomos. Esses mapas, construídos mediante uso

de diversos métodos de sequenciamento do genoma inteiro, indicam

os locais relativos dos genes, marcadores moleculares e segmentos

cromossômicos, essenciais para o posicionamento dos segmentos

cromossômicos e o alinhamento dos segmentos sequenciados de DNA

em uma sequência de genoma inteiro. Foi observado que sequências

genômicas têm aproximadamente 99,9% de semelhança entre indivíduos

de diferentes etnias, sendo a maior parte das diferenças correlacionadas

com polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) e as variações no número

de cópias (CNVs).

A genômica funcional estuda as funções de todos os genes de um

genoma ou de todos os genes expressos em uma célula ou um tecido,

com base nos RNAs transcritos, nas possíveis proteínas codificadas e

nos elementos reguladores dos genes, além de caracterizar as funções

dos genes, obtém informações sobre o tempo e a quantidade de sua

expressão. Assim, junto com as tecnologias de alta resolução possibilitam

o conhecimento simultâneo das interações de imensa quantidade

Genética Humana 33

de produtos gênicos. A varredura do genoma inteiro testa todos os

cromossomos de um indivíduo, por meio do maior número possível

de lócus marcadores polimórficos, para verificar se existe ligação ou

associação a um lócus patogênico investigado.

Figura 2: Sequenciamento de DNA

Fonte: @freepik

NOTA:

A possibilidade de compreensão de como uma determinada mutação está associada a um determinado fenótipo, tem importantes implicações nas doenças genéticas humanas: a resposta a estas perguntas pode apontar aos cientistas a direção de um tratamento ou mesmo a cura.

Genômica ComparativaA genômica comparativa é a área da genômica referente à

comparação entre genomas de organismos diversos, quanto ao

tamanho do genoma, ao número, a função e a organização de genes, as

Genética Humana34

relações evolutivas, a evolução de genes e genomas e outros aspectos,

evidenciando suas semelhanças e diferenças.

O tamanho do genoma é o DNA total contido em um genoma nuclear haploide, sendo conhecido como valor C (C, de constância desse valor em uma espécie) e é medido como o número total de pares de bases dos nucleotídeos, geralmente em milhões de pares de bases (pb) ou mega bases (Mb), ou em bilhões de pares de bases (Gb).

A expectativa pós-sequenciamento seria que o tamanho do genoma

aumentasse com a sua complexidade, contudo não foi o observado;

alguns organismos unicelulares, como as amebas, possuem maior

quantidade DNA do que eucariotos mais complexos, como os humanos.

A partir dessa referência conclui-se que não existe correlação significativa

entre o tamanho do genoma e a complexidade morfológica do organismo,

fenômeno denominam “paradoxo do valor C”. Dependendo do grupo

considerado, os efeitos da variação no tamanho genômico no nível celular

podem resultar em correlações do conteúdo de DNA com tamanho

corporal, taxa metabólica, taxa de desenvolvimento, complexidade

orgânica, distribuição geográfica e nicho ecológico. Exemplo, Mosca-das-

frutas, possui aproximadamente 18.000 genes, enquanto o ser humano

possui cerca de 20.000 genes.

Deve-se fazer catalogação e a comparação de dezenas de fatores em

projetos de genômica comparativa. 1)o número de genes por cromossomo

entre diversas espécies, 2)o número médio de éxons ou íntrons de cada

gene, 3)a distribuição de nucleotídeos A, C, T ou G pelos genes, 4)a

utilização de códons preferenciais nos genes codificadores de proteínas, 5)

a utilização de pares de nucleotídeos (ou dinucleotídeos) entre os genes,

6)o compartilhamento de domínios funcionais de proteínas, 7)a presença

de promotores e o tipo de promotores que devem ser “ativados” para a

expressão gênica, dentre diversos outros fatores que podem ser descritos

e comparados entre diferentes genomas, 8)sequências repetitivas, 9)

elementos transponíveis e oriundos de transferência lateral ou 10)atuação

de micro-RNAs, 11)mecanismos epigenéticos de metilação de citosinas e

de modificações, 12)pós-traducionais em histonas entre outros.

Genética Humana 35

A super expressão ou o silenciamento de determinado(s) gene(s) em

determinada circunstância celular pode permitir o tratamento da doença

ou até cura. A genômica comparativa de proteínas (proteômica) permite

observar quais proteínas, seus agrupamentos e vias bioquímicas atuantes.

SAIBA MAIS:

Os 20-25.000 genes humanos não estão todos ativos num mesmo instante. Por exemplo, os genes chamados de house-keeping estão normalmente expressos em todas as células, sendo responsáveis pelo metabolismo basal celular. Contudo, estima-se que esses genes, sejam equivales a 10% de todos os genes presentes no genoma. Os outros 90% seriam transcritos apenas diante de algum estímulo.

Já a genômica comparativa de metabólitos secundários

produzidos permite entender quais vias metabólicas ou subprodutos

destas. Diferentes organismos conseguem produzir para fins diversos,

metabólicos relacionados à adaptação diante de condições fisiológicas

as quais foram expostos.

NOTA:

O número de genes codificadores de proteínas, presentes em um genoma nuclear haploide, é referido como valor G (G, de gene number). Ao verificarem que o número de genes codificadores de proteínas, não mostra correlação linear com a complexidade dos organismos, essa contradição foi chamada de paradoxo do valor G, em analogia ao paradoxo do valor C.

GenesOs genes de um genoma que são compartilhados entre outros

genomas são chamados de conservados. O gene que codifica as

proteínas histonas, por exemplo, que são proteínas responsáveis por ligar

ao DNA e permitir a compactação deste no núcleo celular são altamente

Genética Humana36

conservados em todos os organismos eucarióticos, e estão ausentes

apenas nas bactérias.

NOTA:

Segundo considerações os mecanismos de evolução darwiniana, todos os organismos vivos tiveram um ancestral no passado.

Para ser conservado um gene precisa estar presente ao longo de

inúmeros organismos de genomas conhecidos e que sejam distantes

filogeneticamente. Em eucariotos, é encontrado um alto grau de homologia

entre os genes tanto em espécies de parentesco próximo quanto distante.

Por exemplo, o chimpanzéγ tem, aproximadamente, 98%, o camundongo

80% e o cão 75% de seus genes em comum com os humanos, mas

também a galinha e o ouriço-do-mar, a Drosophila, o verme cilíndrico, a

levedura e certas plantas compartilham respectivamente 60, 50, 40, 30 e

20% de seus genes com os humanos.

NOTA:

As sequências conservadas  são  sequências  similares ou idênticas em ácidos nucleico ou proteína por meio das espécies (sequências ortólogas) ou dentro de um genoma (sequências parálogas). Conservação indica que uma sequência foi mantida por  seleção natural. Uma sequência altamente conservada é aquela que permaneceu relativamente inalterada desde muito tempo atrás na  árvore filogenética, e, portanto, muito longe no  tempo geológico. Exemplos de sequências altamente conservadas incluem componentes do ribossomos presentes em todos os domínios da vida, as sequências homeobox difundidas entre eucariotas. Uma vez, que o código genético é degenerado; assim são as sequências parecidas das proteínas codificadas pelo gene que definem se ele é ou não conservado quando essas sequências são comparadas entre diversos organismos.

Genética Humana 37

O número de genes que codificam para atividades biológicas

básicas, como a replicação do DNA, a transcrição e a tradução tende a ser

similar entre as espécies, mesmo quando os genomas possuem tamanho

diferente, o que sugere que tais funções são codificadas por um conjunto

básico de genes que não varia entre as espécies. Em contrapartida, o

número de genes que participam da biossíntese, metabolismo de energia,

transporte e funções reguladoras difere entre as espécies, tendendo a ser

maior nas espécies com genomas maiores.

DEFINIÇÃO:

Genes conservados, e que são derivados de um mesmo gene num organismo ancestral, são denominados genes ortólogos.

Quanto à organização dos genes codificadores de proteínas

em eucarioto seguem 1)densidade gênica muito variável; 2) regiões

cromossômicas com baixa densidade gênica, principalmente no genoma

humano (aproximadamente, 20% de seu total); 3) íntrons (relacionado com

o tamanho do genoma; 4) Sequências repetitivas (maior em genomas

extensos); 5) uma ordem do genoma ancestral comum e pelo fato da

ordem gênica não ter sido alterada por fatores evolutivos (Colinearidade

ou sintenia entre genomas relacionados); 6) duplicações de segmentos e

famílias multigênicas.

SAIBA MAIS:

Entre os humanos, alguns cromossomos têm alta densidade de genes, como o cromossomo 22 (1 gene/64 kb), enquanto outros a têm baixa, como o cromossomo 13 (1 gene/155 kb). Um único gene do genoma humano pode possuir mais de 100 íntrons; e sequencias repetitivas equivalente a aproximadamente 50%.

Genética Humana38

Genes ocorrem a partir da duplicação de genes ancestral,

representando 4% do genoma e; seu papel é importante na evolução,

dando origem a novos genes, muitas vezes com novas funções. As famílias

multigênicas representam grupos de genes relacionados evolutivamente

a partir de um gene ancestral, como as famílias da γ-globina e da γ-globina,

que formam a superfamília de globina da hemoglobina humana.

Devido ao grande conjunto de organismo sequenciado atualmente,

quando uma nova espécie é sequenciada, já é possível estabelecer a

função de uma boa parte dos genes desse genoma. Uma vez, que já

sabemos informações de genes conservados.

Plasticidade e Fluxo GenômicoO processo de plasticidade e fluxo genômico é um tema de relevância

acadêmica e comercial, principalmente a partir do sequenciamento do

genoma por meio da técnica de Sanger e os sequenciadores de segunda

e terceira geração. Geneticistas e biólogos moleculares descobriram que

grande da parte da diversidade genética pode ser consequência de uma

variedade de mecanismos e fenômenos celulares.

Os Elementos Genéticos Móveis (EGMs) estão presentes em grande

número, em praticamente todas as formas de vidas conhecidas; sendo

considerado um dos principais agentes responsáveis pela diversidade

e variação genética, podendo inclusive contribuir como mediadores da

adaptação a novos nichos. Os elementos transponíveis podem transpor

de um local do genoma para outro, e podem inserir uma cópia dele para

um novo sítio.

Os eventos de transposição são necessários para a evolução dos

genomas, uma das hipóteses é que, poderiam influenciar o mecanismo

de splicing (embaralhamento de éxons), modificando à estrutura éxon/

íntron dos genes eucarióticos. A partir desse embaralhamento, podem ser

criados novos genes em decorrência da nova localização de partes de

genes existentes.

A Transferência horizontal ou lateral de genes ocorre quando um ou mais genes passam de uma espécie para outra. O termo horizontal

Genética Humana 39

significa à transmissão de alelos entre espécies na mesma geração. E a transmissão vertical, refere-se àquela a que os alelos são transmitidos na mesma espécie e de uma geração para a seguinte.

As sequências de DNA não codificadoras envolvem: elementos

estruturais dos cromossomos (centrômeros, telômeros, origens de

replicação entre outros), sequências intergênicas, íntrons de genes

codificadores de proteínas, sequências cis-reguladoras com atuação nos

níveis de DNA e RNA (promotores, reforçadores e elementos reguladores

das regiões 5 e 3γ não traduzidas), genes de RNA não codificador,

pseudogenes e sequências repetitivas.

A presença de splicing alternativo (encadeamento alternativo)

aumenta na mesma proporção em que aumenta a complexidade do

organismo, sendo provável que esse mecanismo tenha contribuído para

a evolução da complexidade deste; e possa acarretar evoluções futuras.

Quando o fenômeno é defeituoso pode provocar vários tipos de câncer

e doenças congênitas. As consequências da exclusão de um único éxon

podem ser danosas para um organismo. A deleção ou remoção de éxons

responde por, aproximadamente, 40% desse tipo de processamento

genético em humanos. Um modo de usar o encadeamento alternativo

em terapia é induzindo as células a incluírem um éxon que normalmente

seria deletado, como jáγ foi realizado com células humanas em cultura, para

corrigir defeitos nos genes BRCA1 (breast cancer 1), envolvido no câncer de

mama, e SMN2 (atrofia muscular espinal), ligado à atrofia muscular espinal.

Em espécies altamente diversas como a nossa, há determinadas

variações entre os genomas em que, um determinado gene de um

indivíduo, pode ter um nucleotídeo citocina “C” em uma posição e outra

pessoa apresentar um nucleotídeo timina “T” nesta mesma posição de

um gene. Se essa diferença for polimórfica e isso significa que deve estar

presente em pelo menos 1% dos indivíduos do grupo que se analisa,

essas mudanças são denominadas de SNPs. Na sigla em inglês, o SNP

significa Single Nucleotide Polymorphism ou polimorfismo de um único

nucleotídeo. Os polimorfismos são importantes de ser catalogados porque

muitos deles podem causar ou predispor a doenças; e é interessante que

o indivíduo tenha um diagnóstico cada vez mais precoce das doenças

que ele possa vir a ter.

Genética Humana40

SAIBA MAIS:

Doença conhecida como Anemia falciforme consiste exatamente em uma mudança de bases, de um adenina “A” para timina“T no gene da cadeia beta da hemoglobina que causa uma mutação do aminoácido ácido glutâmico para valina na sexta posição desta cadeia. Essa mutação faz com que a hemoglobina do anêmico tenha formas distorcidas e não carreguem eficientemente o oxigênio através do sangue.

O exemplo mais conhecido de elementos SINE (Short Intersed

Elements) é a sequência Alu, presente na espécie humana e nos primatas.

Estima-se que estejam presentes em um milhão e 500 mil cópias no

genoma humano, totalizando cerca de 10% do genoma. É possível que

a origem dos elementos Alu esteja relacionada à retrotransposição do

RNA 7SL. Com base nessa hipótese, podemos afirmar que Alu é um tipo

de pseudogene processado, pois seria um pseudogene modificado da

sequência que transcrevem o RNA 7SL. A variabilidade das populações

humanas tem sido estudada em relação aos polimorfismos de inserção

de sequências Alu. Como várias dessas inserções são recentes na história

dos humanos, nem todas estão presentes em uma dada posição em

todos os seres humanos, caracterizando, portanto, polimorfismos na

nossa espécie.

Apenas uma pequena parte do genoma de organismos complexos

codifica proteínas, a outra grande parte dos RNAs transcritos compõem o

chamado RNA não codificador (ncRNA). Estes estão associados à regulação

de vários processos celulares como splincing alternativo, a edição do RNA,

o silenciamento gênico, a compensação de dose, a impressão genômica,

a metilação do DNA e a formação da heterocromatina. Alguns tipos de

RNA não codificador, como o RNA telomerásico (envolvido na síntese dos

telômeros cromossômicos) e outros pequenos RNAs, possuem níveis de

expressão relativamente constantes, desempenham papéis estruturais ou

catalíticos necessários para a viabilidade celular e, por isso, podem ser

chamados RNAs não codificadores constitutivos.

Genética Humana 41

Os ncRNA são o RNA de interferência (RNAi) e microRNAs (miRNAs).

Este vem sendo usado em estudos genômicos funcionais, na produção

de modelos animais e em aplicações terapêuticas por empresas

farmacêuticas que buscam alvos promissores para novos medicamentos.

Além disso, as empresas de biotecnologia consideram que o silenciamento

de um gene pelo RNAi poderia ser uma terapia viável no tratamento

do câncer e de infecções virais. Os microRNAs (miRNAs) e os siRNAs

possuem muitas semelhanças, diferenciando-se fundamentalmente

em sua biogênese. E atuam por vias relacionadas na diferenciação da

retina em camundongos, no desenvolvimento craniofacial e dentário em

mamíferos e na proteção contra o estresse celular, cuja alteração está

relacionada com o desenvolvimento de psoríase em humanos.

No mesmo ano da criação do PGH foi criado o Projeto Epigenoma

Humano (PEH), cujo objetivo é identificar, catalogar e interpretar a

importância gênica dos padrões de metilação em todos os genes, na

maioria dos tecidos (estudos de epigenética).

O ncRNA assim como o íntron, complexos proteicos e epigenéticos,

formam uma rede de regulação gênicas que podem conter os segredos

da complexidade dos organismos. Outras questões éticas vêm surgindo,

à medida que os conhecimentos relativos ao nosso genoma aumentam.

Escolha das características genéticas dos seus filhos, discriminação

baseada na constituição genética dos indivíduos suscetíveis a doença

genética pelos planos de saúde, até que ponto uma pessoa quer conhecer

sua constituição genética, entre outras.

Genética Humana42

RESUMINDO:

E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter aprendido que o Projeto Genoma Humano (PGH) é um projeto público internacional criado para desenvolver mapas genéticos e físicos detalhados do genoma humano, bem como conhecer toda a sua sequência de nucleotídeos; iniciado em 1990. A genômica comparativa é área da genômica dedicada à comparação entre genomas de organismos diversos, quanto ao tamanho do genoma, ao número, a função e a organização de genes, as relações evolutivas, a evolução de genes e genomas e outros aspectos, evidenciando suas semelhanças e diferenças. A análise do transcritoma permiti identificar a variação da expressão gênica em diferentes situações. Já a proteômica fornece informações sobre estrutura, localização e função das proteínas, suas interações com outras proteínas, ácidos nucleicos e metabolitos e modificações pós-traducionais. A genômica junto com as demais “ômicas” ajudam a explicar a complexidade de nossa identidade única.

Genética Humana 43

Base Genética do Câncer

INTRODUÇÃO:

Ao término deste capítulo você será capaz de entender a definição e a base genética associada ao câncer. O que acontece com a proliferação celular de uma célula normal e uma doente. E saber quais os fatores ambientais que já foram associados a câncer. Então vamos lá. Avante!

Definição de Câncer

DEFINIÇÃO:

O câncer é um conjunto de doenças complexas que se diferenciam, conforme o tipo celular do qual se originam. As doenças que constituem o câncer variam em sua idade de início, velocidade de desenvolvimento, capacidade invasiva e em seu prognóstico e capacidade de resposta ao tratamento. Contudo, em nível molecular, todos os tipos de câncer mostram características comuns, que os reúnem em uma classe ampla de doenças.

Todos os cânceres evidenciam duas características principais: a

proliferação celular descontrolada; identificado por crescimento e divisão

celulares anormais. E as metástases, um processo que permite que as

células cancerosas se disseminem e invadam outras partes do corpo. Nas

células normais, a proliferação e a invasão são controladas por genes que

se expressam em ocasiões e locais apropriados.

Diferente das doenças cromossômicas, monogênicas e

multifatoriais, cuja anormalidade genética se encontra no DNA de todas

as células do organismo (inclusive os gametas) e podem ser transmitidas

de geração para geração. O câncer é uma doença genética das células

somáticas, originando-se geralmente de mutações em genes que

Genética Humana44

controlam a multiplicação celular somática. O acúmulo dessas mutações

torna o câncer uma doença genética comum entre os humanos.

As células normais apresentam uma regulação controlada do seu

crescimento. A passagem para um crescimento celular desregulado

chama-se neoplasia e o conjunto de células resultantes é denominado

neoplasma ou tumor. É comum, entretanto, o uso do termo “neoplasia”

como sinônimo de neoplasma ou tumor.

Os tumores podem ser benignos ou malignos. Os benignos não

se espalham entre tecidos adjacentes, nem formam metástases, mas

podem causar problemas por pressão mecânica. Os tumores malignos

mostram crescimento desregulado, podem se espalhar tanto para os

tecidos vizinhos, quanto por metástases, formando um novo foco tumoral.

Os principais tipos de tumores classificam-se em carcinomas

(tecido epitelial), sarcomas (tecido conectivo), linfomas (tecido linfático),

gliomas (células gliais do sistema nervoso central - SNC) e leucemias

(órgãos hematopoiéticos).

Os cânceres mais prevalentes são derivados de populações

celulares que se dividem ativamente, por exemplo, de células epiteliais

do intestino, pulmão ou próstata. Já, as formas mais raras de câncer

desenvolvem-se a partir de populações de células que geralmente não

se dividem, por exemplo, células musculares ou nervosas diferenciadas.

SAIBA MAIS:

A denominação dos tumores deriva, geralmente, dos tecidos que os originam. Por exemplo, miomas e adenomas são tumores benignos de músculos e glândulas, respectivamente. O carcinoma ovariano e o sarcoma osteogênico são neoplasmas malignos do epitélio ovariano e do tecido ósseo.

Genética Humana 45

No mundo, entre 100 e 350 em cada grupo de 100 mil pessoas

morrem de câncer a cada ano. Mas apesar, da taxa de mortalidade

por câncer ainda seja alta, houve enorme progresso na detecção e no

tratamento de diferentes tipos de câncer.

Base Genética do CâncerExistem duas classes de genes que constituem apenas uma

pequena proporção do genoma inteiro, mas têm papéis importantes no

desenvolvimento do câncer (proliferação celular descontrolada). A função

normal desses genes é manter a sequência de eventos pelos quais uma

célula cresce e se divide (ciclo celular).

Esses genes são os proto-oncogenes que regulam o crescimento

celular e a diferenciação normal, e os genes supressores de tumor (ou

antioncogenes) que regulam o crescimento anormal, inibindo-o.

Proto-Oncogenes e Oncogenes

DEFINIÇÃO:

O oncogene é uma versão alterada do gene normal, denominado de proto-oncogene. Os proto-oncogenes não teriam sido mantidos no genoma se não tivessem um papel vital no metabolismo celular normal.

Os oncogenes são genes dominantes no nível celular que codificam

proteínas estimuladoras do crescimento, as quais contribuem para o

descontrole da divisão celular e o fenótipo maligno da célula. Derivam,

portanto, de genes celulares normais expressos sob uma forma alterada e

atuam sinergicamente, nenhum deles sozinho causando câncer. A maioria

dos oncogenes não apresenta mutações na linhagem germinativa que

originem síndromes de câncer familiar. Exceção são as proteínas dos

genes RB1 (Retinoblastoma 1) e TP53 (proteína de tumor), designadas

como pRB e p53, respectivamente.

Genética Humana46

O gene que codifica a ciclina D1, por exemplo, está mais expresso

em certos tumores, dentre eles os de mama, bexiga, pulmão e esôfago.

Nas células cancerosas, a amplificação do DNA cria múltiplas cópias do

gene CCND1, elevando a ciclina D1 a níveis, que podem contribuir para

uma entrada descontrolada na fase de Síntese no ciclo celular.

SAIBA MAIS:

Em células eucarióticas, o ciclo celular é dividido em 3 fases principais: Intérfase, na qual ocorre crescimento da célula e preparo para a divisão propriamente dita (G1, S e G2); Fase mitótica (Fase M), na qual ocorrerá a separação dos cromossomos da célula-mãe e Citocinese, erros nesses processos podem acarretar na morte celular ou no desenvolvimento de células tumorais.

Na Tabela 2 estão expostos alguns ocongenes. Em certos tumores

de paratireoide e nos linfomas de células B, o gene CCND1 (Protein

Coding, Cyclin D1) é afetado por alterações cromossômicas, como

as translocações, expressando-se anormalmente. Da mesma forma,

acontece no gene CCNE (cyclin E) envolvido em leucemias e em tumores

de mama e colo.

O gene EGFR, que codifica o receptor do fator de crescimento

epidérmico (EGFR), está amplificado em 35 a 50% dos astrocitomas

malignos (espécie de tumor cerebral), em 20% dos glioblastomas (outro

tipo de tumor cerebral) e em 10 a 30% dos melanomas e cânceres de

mama, ovário, cabeça e pescoço.

O gene FGFR, do receptor do fator de crescimento fibroblástico

(FGFR), está mais expresso em cerca de 20% dos tumores de mama. A

atividade de MDM2 (Mouse double minute 2 homolog) é equivalente, em

seu efeito, à inativação do gene TP53 (protein called tumor protein p53).

A expressão aumentada do gene MDM2 é encontrada principalmente em

tumores de tecido adiposo, sarcomas de tecidos moles, osteossarcomas

e carcinomas esofágicos. Células cancerosas apresentam níveis altos de

Genética Humana 47

telomerase ativa, que ajudam a protegê-las da senescência, tornando-as,

assim, imortais.

A Tabela 2 apresenta os principais oncogenes que alteram o

controle do ciclo celular e suas consequências.

Tabela 2: Oncogenes, produto e origem

Oncogene Produto oncogenico Origem

ABL1 Tirosinoquinase Leucemia de

camundongo

ARAF1 Serino/treoninoquinSarcoma de

camundongo

BCL2

Proteína da membrana

mitocondrial, que impede a

eficiência da apoptose

Linfoma/leucemia de

células γ

BRAFFator citoplasmático de

transdução de sinal

Sarcoma de

camundongo

CRK Ativador de tirosinoquinase Sarcoma de ave

ERBB2 Receptor de fator de

crescimento

Leucemia eritroblástica

de ave

ETS1 Fator de transcrição nuclear Eritroblastose de ave

ETS2 Fator de transcrição nuclear Eritroblastose de ave

FES Tirosinoquinase Sarcoma de gato

FGF4Fator de crescimento

fibroblástico

FGR Tirosinoquinase

TirosinoquinaseSarcoma de gato

FMSTirosinoquinase; receptor de

fator de crescimentoSarcoma de gato

FOS Fator de transcrição nuclearOsteossarcoma de

camundongo

HRASProteína ligadora de GTP

(proteína G)

Sarcoma de rato;

eritroleucemia

Genética Humana48

JUN Fator de transcrição nuclearFibrossarcoma de

galinha

KIT Tirosinoquinase Sarcoma de gato

KRASProteína ligadora de GTP

(proteína G)

Sarcoma de rato;

eritroleucemia

LMYC Fator de transcrição nuclear Mielocitomatose de ave

METReceptor de fator de

crescimento do hepatócito

MOS Serino/treoninoquinase Sarcoma de

camundongo

MYB Fator de transcrição nuclearMieloblastose de

galinha

MYC Fator de transcrição nuclearMielocitomatose de

galinha

MYCN Fator de transcrição nuclear

Mielocitomatose de ave;

neuroblastoma; Ca de

pulmão

NRAS Proteína ligadora de GTP

(proteína G)Neuroblastoma

NTRK1Receptor de fator de

crescimento neurotrófico

PDGFBPolipeptídeo γ do fator de

crescimento plaquetárioSarcoma de macaco

RAF1 Serino/treoninoquinaseLeucemia de

camundongo

REL Proteína nuclear Reticuloendoteliose de

ave

RETReceptor de fator de

crescimento

Neoplasia endócrina

múltipla

ROS1 Tirosinoquinase Sarcoma de ave

SEAReceptor de fator de

crescimentoEritroblastose de ave

Genética Humana 49

SKI Proteína nuclear Sarcoma de ave

SRC TirosinoquinaseSarcoma de Rous

(galinha)

THRA Receptor do hormônio

tireóideo γ 1

Leucemia eritroblástica

de ave

THRB Receptor do hormônio

tireóideo γ

Leucemia eritroblástica

de ave

YES TirosinoquinaseSarcoma viral

Yamagushi

Tabela 3: Oncogenes e genes supressores de tumor que alteram a regulação do ciclo celular e consequências

OncogenesAlteração

GenicaConsequencia

BCL2

Superexpressão

devida a

translocação

Bloqueia a apoptose

próxima a um forte

reforçador

CDK4 AmplificaçãoPromove entrada na

fase S

CDK4 Mutação

Resistência à inibição

pela p16; promove

entrada na fase S

CCND1Amplificação ou

superexpressão

Promove entrada na

fase S

EGFR Amplificação

Promove a

proliferação celular

por ativação da via do

EGFR

FGFR Amplificação

Promove a

proliferação celular

por ativação da via do

FGFR

Genética Humana50

MDM2 Amplificação

Mimetiza a perda da

p53 com a perda de

função dos pontos de

controle de G1/S, S e

G2/M

RAS Amplificação

Promove a

proliferação celular

por transmissão do

sinal de crescimento

RAS MutaçãoInativa a GTPase; ativa

a via do GFR

TERT SuperexpressãoCélulas não entram

em senescencia

Genes supressores de

tumorAlterac γa γo Conseque γncia

BAX Mutação

Falha na promoção da

apoptose de células

danificadas

BUB1 Mutação

Perda da função do

ponto de controle da

formação do fuso

CDH1 Mutação

Perda da inibição por

contato; invasão dos

tecidos e metástases

CDKN1A Mutação

Perda das funções

dos pontos de

controle de G1/S e S

TP53 Mutação

Perda das funções

dos pontos de

controle de G1/S, S e

G2/M

Genética Humana 51

RB1 Mutação

Promove a

proliferação celular;

liberação do fator de

transcrição E2

BCL2=B-cell cll/

lymphoma 2; CDK4=cyclin-

dependent kinase 4;

CCND1=cyclin D1; EGFR

= receptor do fator de

crescimento epidérmico;

FGFR =receptor do

fator de crescimento

fibroblástico; MDM2=MDM2

protooncogene; HRAS=hras

protooncogene, GTPase;

TERT=telomerase

reverse transcriptase;

BAX= bcl2-associated

x protein; BUB1=bub1

mitotic checkpoint

serine/threonine kinase;

CDH1=cadherin 1;

CDKN1A=cyclin-dependent

kinase inhibitor 1A;

TP53=tumor protein p53;

RB1=  Retinoblastoma.

Fonte: Modificada de Strachan et. al, 2013

Genética Humana52

SAIBA MAIS:

Os genes protetores regulam diretamente o ciclo celular. São genes de suscetibilidade para câncer. Como exemplos, os genes RB1 (Protein Coding, RB Transcriptional Corepressor 1), TP53, WT (Wild type) e APC (Polipose adenomatosa coli). Sendo esse último associado a câncer colorretal poliposo hereditário e câncer colorretal não poliposo hereditário.

Entre as doenças humanas, cujo falhas do reparo do DNA está

envolvido, se encontra o xeroderma pigmentoso, uma rara condição

autossômica recessiva que inclui grande susceptibilidade a câncer da

pele e sensibilidade extrema à luz solar. As pessoas com essa doença

também apresentam forte predisposição ao câncer de pele, com uma

incidência variando de 1.000 a 2.000 vezes que a encontrada nas pessoas

não acometidas. Outra doença é uma forma hereditária de câncer de

cólon, o câncer de cólon não poliposo (HNPCC). Esse é um dos cânceres

de cólon hereditários mais comuns (15%). Ainda te Anemia Falciforme,

Síndrome de Werner entre outras.

A Síndrome de Bloom corresponde pela deficiência de crescimento

pré e pós-natal, baixa estatura, fotossensibilidade, telangiectasia entre

outras. Os homens são estéreis, as mulheres têm fertilidade reduzida

e curta duração do período reprodutivo. A doença é causada por

mutações no gene BLM, localizado no cromossomo 15q26.1, e o defeito

genético no sistema de reparo do DNA é devido a mutações no gene

RECQL3, pertencente à família gênica das DNA-helicases, que auxiliam o

desenrolamento da dupla-hélice do DNA, durante sua replicação.

Proliferação CelularAs células do câncer se dividem rápida e continuamente, criando

tumores que comprimem as células normais e acabam desviando os

nutrientes de tecidos saudáveis. As células de um tumor avançado podem

se separar do tumor e se deslocar para locais distantes no corpo; onde se

Genética Humana 53

implantam e desenvolvem novos tumores; onde estabelecem tumores

secundários (metástase).

Mesmo não estando entre um dos países com a maior taxa de

mortalidade em decorrência do câncer, no Brasil, esta é a segunda maior

causa de mortes chegando a 13% e ficando atrás apenas das mortes

causadas por problemas circulatórios como diabetes, infarto, hipertensão,

e outras.

Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que até o

ano de 2030, 27 milhões de pessoas serão acometidas por essa doença.

Fatores de risco como o sobrepeso, dieta com pouca ou nenhuma

ingestão de frutas e legumes, sedentarismo, tabagismo e alcoolismo

expõe cada vez mais pessoas ao risco de desenvolver vários tipos de

câncer que poderiam ser evitados.

Segundo dados do INCA, o Instituto Nacional de Câncer, no Brasil,

o tipo de câncer mais comum é o de pele não melanoma, mas por ser um

tipo de baixa letalidade, não figura entre os maiores causadores de morte.

Entre os homens, o câncer mais comum é o de próstata, seguido pelo de

pulmão, cólon e reto, estômago, cavidade oral, laringe e bexiga. Já entre

as mulheres os tipos mais comuns são os de mama, colo do útero, cólon

e reto, glândula tireoide, pulmão, estômago e ovário.

Cânceres Comuns

No Brasil, o câncer de próstata é o segundo mais comum entre os

homens (atrás apenas do câncer de pele não-melanoma). A próstata é uma

glândula que só o sexo masculino possui e que se localiza na parte baixa

do abdômen,  produz parte do sêmen, líquido espesso que contém os

espermatozoides, liberado durante o ato sexual. É considerado um câncer

da terceira idade, devido acometer cerca de 75% dos casos no mundo

ocorrem a partir dos 65 anos. Alguns desses tumores podem crescer de

forma rápida, sofrer metástase e levar à morte. A maioria, contudo, cresce

de forma tão lenta, levando cerca de 15 anos para atingir 1 cm³; que não

chega a dar sinais durante a vida e nem a ameaçar a saúde do homem. E

Genética Humana54

as principais causas são má alimentação, consumo excessivo de bebidas

alcoólicas, uso de anabolizantes, obesidade e fatores genéticos. 

O câncer de pulmão é o segundo mais comum em homens e

mulheres no Brasil (sem contar o câncer de pele não melanoma). É o

primeiro em todo o mundo desde 1985, tanto em incidência quanto em

mortalidade. Cerca de 13% de todos os casos novos de câncer são de

pulmão. O tabagismo e a exposição passiva ao tabaco são importantes

fatores de risco para o desenvolvimento de câncer de pulmão. Os sintomas

geralmente não ocorrem até que o câncer esteja avançado. Mutações

em diferentes genes, como TP53, RB1, FHIT (fragile histidine triad gene),

EGFR, KRAS, BRAF, ERBB2, MET, STK11(serine/threonine protein kinase

11) e PARK2 (parkin), a amplificação e a deleção de vários genes, bem

como o gene de fusão ALK/EML4 (anaplastic lymphoma kinase), estão

associados ao câncer de pulmão.

O câncer colorretal atinge a região do intestino grosso e do reto. Os

principais sintomas são diarreia, prisão de ventre, gases, dor na região do

abdômen, náuseas, vômitos e emagrecimento geralmente só no estágio

mais avançados. E pode estar associado ao consumo exagerado de bebida

alcoólica, de carne vermelha, de alimentos processados, tabagismo e

sedentarismo são os fatores principais para o desenvolvimento desse tipo

de câncer, que envolve o intestino grosso e o reto. Na maior parte dos

casos a doença tem cura, se for diagnóstico precocemente.

O câncer de estômago é a segunda causa de morte por câncer no

mundo entre homens e mulheres. O principal fator de risco é o contato

com a bactéria H. pylori. Essa bactéria é responsável por até 53% dos

casos. Outros fatores que podem desencadear a doença são de origens

ambientais, comportamentais e genéticos. Uma alimentação saudável

rica em frutas e verduras que possuem vitaminas C, E e betacaroteno

contribuem para uma diminuição das incidências.

O câncer na glândula tireoide acomete mais mulheres que homens,

e isto deve estar associado a fatores hormonais. Fatores ambientais,

Genética Humana 55

alimentos que fazem parte da dieta e questões genéticas também podem

estar ligados ao desenvolvimento da doença.

O câncer de mama o mais comum entre as mulheres de todo o

mundo; não tem somente uma causa. A idade é um dos principais fatores

de risco para a doença (cerca de quatro em cada cinco casos ocorrem

após os 50 anos). Outros são o histórico menstrual de mulheres que

tiveram a menstruação antes dos 12 anos e entraram na menopausa após

os 55 anos, além de obesidade, gravidez tardia e o histórico familiar.

Formas de redução dos riscos incluem dieta saudável, prática de

exercícios e amamentação, mas a melhor maneira de prevenir é fazendo

o autoexame. Depois dos 20 anos, a mulher deve fazer o autoexame da

mama mensalmente e com o médico pelo menos a cada 3 anos. Após

os 40, a consulta com o médico deve ser anual. Um diagnóstico precoce

aumenta as chances de cura e diminui a necessidade de intervenções

cirúrgicas. Grande parte dos casos de câncer de mama hereditário

resulta de mutações germinativas nos genes supressores de tumor

BRCA1 e BRCA2 (genes supressores de tumor), sendo que as mulheres

que herdam alelos mutantes de BRCA1 apresentam, além do câncer de

mama, frequência elevada de câncer no ovário.

O vírus HPV é o principal fator de risco para o câncer do colo do

útero. Além dos fatores genéticos e tabagismo. Depois do câncer de pele,

este é o que possui maiores chances de prevenção e cura. A detecção

pode ser feita através do exame de papanicolau. A doença se manifesta

entre os 20 e 29 anos, mas também existe o risco para mulheres na faixa

entre 50 e 60 anos.

O câncer de pele melanoma  tem alta frequente no Brasil e

corresponde a cerca de 30% de todos os tumores malignos registrados no

país; contudo o melanoma representa apenas 3% das neoplasias malignas

do órgão. Possui grande importância, devido à sua alta possibilidade de

provocar metástase.

As leucemias são neoplasias do tecido hematopoiético, com

acúmulo ou multiplicação irregular de células leucêmicas, originadas de

uma linhagem celular pluripotente, que substituem progressivamente

as células normais e se infiltram na maioria dos tecidos. Podem resultar

Genética Humana56

de mutações somáticas, muitas das quais consistindo em alterações

cromossômicas características (translocações e inversões) nas células da

medula óssea.

SAIBA MAIS:

Os proto-oncogenes são genes que controlam as funções celulares normais; quando sofrem mutação, se tornam oncogenes que estimulam a proliferação celular. Eles tendem a ter ação dominante.

Os genes supressores de tumor inibem a proliferação celular; quando

sofrem mutação, permitem a proliferação celular. Os genes supressores

de tumor podem ter ação recessiva. Organismos heterozigotos para os

genes supressores de tumor são, geralmente, predispostos para o câncer.

Fatores Ambientais e o Câncer O meio ambiente é responsável por 80% dos casos de câncer e

diversos fatores contribuem para o seu desenvolvimento, entre eles

o efeito do fumo, dieta, obesidade, álcool e radiação Ultra Violeta.

Substâncias químicas, como benzeno (usado como solvente industrial),

benzo[a]pireno (encontrado no cigarro) e bifenis policlorados (PCBs,

usados em transformadores industriais e capacitores) também estão

envolvidas.

A maioria dos fatores ambientais associados com câncer causa

mutações somáticas que estimulam a divisão celular ou influenciam o

processo celular normal.

Desvendando-se os mecanismos básicos de funcionamento

dos genes, cria-se uma perspectiva revolucionária no tratamento das

neoplasias. Seu princípio é a reposição de um gene mutante por uma

cópia correta, restaurando o funcionamento celular normal e alterando

terapeuticamente o fenótipo maligno. Com base nas classes de genes

participantes no desenvolvimento das neoplasias, as terapias genéticas

podem ser divididas em três grupos Terapia de supressão do gene

Genética Humana 57

tumoral (TSGT), objetivando matar a célula ou alterar seu padrão de

crescimento, comportamento, capacidade de invasão e disseminação

metastática, terapia do gene suicida, que consiste na transdução de um

gene que transforma uma pró-droga atóxica em uma substância tóxica.

E Terapia genética imunomoduladora, que consiste em um método para

induzir uma resposta imune contra as lesões metastáticas.

A alimentação está sendo estudada como um fator de risco para

o câncer. Alguns estudos mostram que as frutas e vegetais sem amido

podem proteger contra os cânceres de boca, esôfago e estômago. Os

alimentos que contêm níveis significativos e nitritos e nitratos (picles,

salsichas, embutidos e outros tipos de enlatados) são responsáveis pelos

altos índices de câncer de estômago. Os defumados e os churrascos

devido à presença do alcatrão (da fumaça do carvão), a mesma substância

encontrada na fumaça do cigarro, também tem ação carcinogênica. Os

alimentos preservados em sal (carne-de-sol, charque e peixes salgados)

também estão relacionados ao desenvolvimento de câncer de estômago.

Portanto, observe a quantidade de sódio nas tabelas nutricionais dos

produtos antes de comprá-los.

O consumo de álcool também pode aumentar o risco de câncer

de fígado e câncer colorretal principalmente em mulheres. O uso

combinado de álcool e tabaco aumenta o risco de câncer de faringe e a

laringe supraglótica. Envolvido também nos cânceres de fígado, reto e,

possivelmente, mama. Pesquisar tem demonstrado que o tipo de bebida

(cerveja, vinho, cachaça, entre outros) é indiferente.

A obesidade também é um fator de risco para o câncer da vesícula

biliar.

Os indivíduos que adoram se expor ao sol de forma prolongada e

frequente, por atividades profissionais e/ou de lazer, formam um grupo

de maior risco de contrair câncer de pele, principalmente se a for pele

clara.  Assim, não importa a ocasião, use chapéus, guarda-sóis, óculos

escuros e filtros solares para se proteger. É necessário evitar a exposição em horários em que os raios ultravioletas são mais intensos, ou seja, das

10 às 16 horas.

Genética Humana58

Estudos mostram uma forte relação entre atividade física e um

menor risco de câncer colorretal. Alguns estudos mostram que a atividade

física protege contra o câncer de mama na pós menopausa e contra o

câncer de endométrio.

Beber água com grandes quantidades de arsênico está associado

aos cânceres de pele, bexiga e pulmão.

RESUMINDO:

E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter aprendido que o câncer pode ser definido como um grupo de doenças complexas, com comportamentos diferentes, conforme o tipo celular do qual se originam. As principais características que diferem as células cancerosas das células normais são: crescimento e multiplicação descontrolados; perda da inibição por contato; perda da afinidade celular específica; falha nos genes do fator de crescimento; insensibilidade aos sinais externos de interrupção do crescimento; resistência à apoptose entre outros. Os genes cujas mutações causam o câncer se classificam em duas categorias: os proto-oncogenes, que controlam o crescimento e a diferenciação celular normal, mas, se ativados, transformam-se em oncogenes, e os genes supressores de tumor, que são os genes protetores e de manutenção, que inibem o crescimento celular anormal, reparam danos do DNA e mantêm a estabilidade genômica. As síndromes de câncer hereditário são defeitos genéticas cujas neoplasias malignas parecem se aglomerar em certas famílias. O diagnóstico e a terapia do câncer vêm recebendo resultados promissores.

Genética Humana 59

Terapia Gênica

INTRODUÇÃO:

Ao término deste capítulo você será capaz de entender os principais conceitos da Terapia Gênica, estudos experimentais e as perspectivas da terapia genética. Então vamos lá. Avante!.

Conceitos de Terapias GenéticasA terapia gênica é uma ferramenta que usa a tecnologia de genética

molecular no tratamento de doenças. Essa consiste em inserir uma cópia

ativa (normal) de determinado gene nas células de um indivíduo que tem

alelos mutado desse gene. Assim, o gene inserido pode amenizar os

efeitos do gene defeituosos.

O contexto da terapia é amplo, com potencial para tratar doenças

causadas por desordens em genes recessivos (fibrose cística, hemofilia,

distrofia muscular e anemia falciforme), doenças genéticas adquiridas

como câncer, e determinadas infecções virais, como AIDS.

Entre as técnicas mais amplamente utilizadas está a do DNA

recombinante, na qual a cópia normal do gene é inserida em um vetor

(plasmídio, nanoestruturado ou viral) e por eles introduzi-lo no paciente. O

vetor viral é o mais utilizado, por sua eficiência em invadir células e nelas

introduzir seu material genético. Mas há desvantagens.

A terapia gênica ainda obtém resultados dúbios. No caso da

fibrose cística (distúrbio respiratório grave), introduzindo cópias do gene

normal nas células pulmonares, não conseguiu o resultado esperado.

Melhores resultados foram encontrados em tratamentos em distúrbios

do sistema imune e de células do sangue com a introdução de genes

normais utilizando técnicas com células da medula óssea.

Contudo, mesmo com o número crescente de estudos clínicos para

terapia gênica, é preciso aperfeiçoamento da técnica; existem barreiras

Genética Humana60

para transferir genes exógenos para as células humanas, conseguir que

um o gene seja expresso e limitar as respostas imunológicas aos produtos

dos genes e aos vetores. Portanto, não é biologicamente simples.

Fármacos de origem gênica estão sendo desenvolvidos; e já existe

um grupo de terapias direcionadas ao câncer. Esses medicamentos inibem

a atividade dos produtos de oncogenes envolvidos no desenvolvimento

dos tumores. O anticorpo monoclonal é um dos fármacos no tratamento

do câncer de mama, causando a morte das células doentes. Quando

administrado com outros quimioterápicos, reduz a recorrência do câncer

e aumenta a sobrevida dos pacientes, em comparação ao tratamento

apenas com quimioterapia.

SAIBA MAIS:

A terapia gênica pesquisada em sua maior parte se concentra apenas em células somáticas, chamada de terapia gênica somática; oferecendo benefícios para os pacientes, contudo não afeta os genes das futuras gerações. A terapia que envolve as células reprodutivas, ou linhagem celular é tecnicamente possível, contudo, existem questões éticas a ser debatidas.

Requerimentos Basicos para Terapia Gênica

Hoje há várias modalidades de tratamentos genéticos disponíveis.

Até pouco tempo atrás, no entanto, a maioria dos tratamentos

fornecidos por médicos geneticistas se consistia em aconselhamento e

tratamentos sintomáticos. O tratamento dos erros inatos do metabolismo

envolve ajuste na dieta, fórmulas especializadas e suplementação com

vitaminas/cofatores.

As novas modalidades de tratamento vêm se desenvolvendo para

doenças não metabólicas: biofármacos, tratamento como estratégias de

Genética Humana 61

medicina personalizada, clonagem de tecidos, terapia gênica e correção

gênica.

Os requerimentos para terapia gênica efetiva estão destacados

na Tabela 4. Em geral, três tipos básicos de informação precisam estar

disponíveis e compreendidos: a natureza da mutação envolvida, o tipo de

função que o gene exerce e um método efetivo de transferência gênica

(vetor).

Tabela 4: Requerimentos para a terapia gênica

Expressão gênica suficientemente entendida

Possibilidade de transferência de genes para as células

Patogênese da doença suficientemente entendida

Tecnologia de recombinação genética

Gene alvo clonado

Gene alvo identificado

Expressão suficiente e apropriada do gene no momento apro-priado

Expressão suficiente e adequada do gene para o período de tempo adequado

Célula(s)-alvo conhecida

Fonte: Strachan, T. (2013)

SAIBA MAIS:

A clonagem pode ser usada em diferentes níveis; por exemplo a clonagem de uma sequência específica de DNA pode ser utilizada para obter material para pesquisas posteriores. Estes esforços possuem grande potencial para tratamentos médicos.

Genética Humana62

Biofármico

O primeiro medicamento produzido em massa utilizando a engenharia genética foi a insulina humana formada a partir de bactérias Escherichia coli alteradas, em 1982. O desenvolvimento destes medicamentos aumentou enormemente o tratamento para muitos distúrbios. Atualmente, as pessoas são tratadas com insulina sintética em vez de extraí-la de animais (década de 1970).

A deficiência de hormônio do crescimento humano (Growth Hormone Deficiency, GHD) foi descoberta na década de 1920. Estratégias iniciais utilizavam GH extraído de bovino, o que levou ao diagnóstico de encefalite (“Mal da vaca Louca”). Na década de 1950, começaram os primeiros tratamentos com GH extraído da pituitária humana (cadáver). Atualmente, há várias companhias que produzem o hormônio hGH por engenharia genética.

É importante ressaltar que muitos ensaios clínicos com terapia gênica são positivos, mas mesmo diante de limitações, pesquisas com terapia gênica continuam a avançar. Veja exemplos de ensaios clínicos em andamento na Tabela 5.

Tabela 5: Ensaios clínicos com terapia gênica

Deficiência de adenosina desaminase

AIDS/HIV

Câncer

Doença arterial coronariana

Fibrose cística

Distrofia muscular de Duchenne

Deficiência de hormônio do crescimento

Hemoglobinopatias

Hemofilia B

Hipercolesterolemia

Erros inatos do metabolismo (múltiplos)

Doença de Parkinson

Fonte: Strachan, T. (2013)

Genética Humana 63

Terapia Gênica em Seres HumanosExistem 6.000 doenças humanas hereditárias catalogadas e poucas

são tratáveis, atualmente. Poucas partes são tratadas com biofármicos,

como é o caso da insulina a diabéticos. Os pré-requisitos para esse tipo

de tratamento são ausência do metabólito, o medicamento deve ser uma

pequena molécula que pode ser distribuída pelo sistema circulatório para

os tecidos apropriados, ou em casos que é possível controlar os sintomas

por modificação da alimentação.

Outra parte dessas doenças hereditárias podem ser tratadas por

meio da terapia gênica, uma metodologia promissora de tratamento entre

outras terapias. Um transgene é um gene ou material genético transferido

entre dois organismos por via natural ou por técnicas de engenharia

genética. E diz transgênico, o organismo que contém um ou mais genes

transferidos artificialmente de outra espécie. Quando a terapia gênica

é eficaz, o transgene sintetiza o produto gênico ausente e restaura o

fenótipo normal do paciente.

PASSO A PASSO

Todos os protocolos atuais e passados de terapia gênica de

células somáticas são procedimentos de acréscimo de genes. Apenas

acrescentam cópias funcionais do gene anômalo (mutado) do paciente

aos genomas das células receptoras. Eles não substituem o gene anômalo

por um gene funcional. E sim, os genes introduzidos são inseridos em

sítios aleatórios nos cromossomos das células hospedeiras. O protocolo

a ser alcançado no futuro é substituir o gene anômalo (mutado) por um

gene funcional.

A terapia gênica humana é efetuada de acordo com diretrizes

rigorosas contida no National Institutes of Health (NIH). Cada procedimento proposto de terapia gênica é fiscalizado minuciosamente por comissões

de revisão de âmbito local (instituição ou centro médico) e, nacional (NIH).

Portanto, é preciso cumprir exigências para a aprovação de um

procedimento de terapia gênica. Entre elas:

Genética Humana64

1. O gene tem de ser clonado e bem caracterizado, isto é, deve estar

disponível na forma “normal”;

2. É preciso que haja um método eficaz de administração do gene ao(s)

tecido(s) ou às células alvos;

3. Os riscos da terapia gênica para o paciente devem ter sido avaliados

com rigor e ser comprovada;

4. Não pode haver outros métodos de tratamento da doença;

5. Deve haver dados de experimentos preliminares com modelos

animais ou células humanas, que têm de indicar que a terapia gênica

proposta provavelmente será eficaz.

A proposta de uma terapia gênica não será aprovada pelas comissões

de revisão local e nacional até que as exigências estejam convencidas do

cumprimento de todas as condições citadas anteriormente.

Terapia Gênica: Genes

O primeiro tratamento por terapia gênica em seres humanos

ocorreu em 1989, quando uma menina de 4 anos com imunodeficiência

combinada grave por deficiência de adenosina desaminase (ADA- SCID)

recebeu o transgene. A SCID (imunodeficiência combinada grave) é

uma doença autossômica rara do sistema imune e pode levar a morte.

Crianças afetadas pelas diversas formas de SCID (ibidem) têm baixíssima

resistência a infecções e, se não forem tratadas, morrem em geral antes

dos seis meses de idade. A terapia gênica dessa paciente, bem como

a realizada a partir de 1991 em um segundo paciente de nove anos de

idade, teve resultados positivos.

A partir do final de abril de 2008, foram também divulgados os

primeiros resultados de ensaios clínicos de fase I/II para tratamento da

amaurose congênita de Leber (abreviada LCA, do inglês Leber’s congenital

amaurosis). A LCA é uma doença que provoca cegueira progressiva, algumas de causa genética já bem conhecida, como a deficiência da

RPE65, uma enzima necessária para produzir o derivado de vitamina A.

Genética Humana 65

A maioria dos ensaios clínicos de terapia gênica tem sido aplicado

em estudos de câncer, em pacientes em estágios avançados. O efeito

desejável de qualquer tratamento para o câncer é o de provocar a morte

seletiva das células tumorais.  No caso de tumores sólidos, como tumores

originados no sistema nervoso central, isso é possível mediante terapia

gênica localizada. Estratégias vêm sendo desenvolvidas nesse sentido.

Tabela 6: Genes e estratégias para terapias de tumores do sistema nervoso central

Estratégia Exemplos FuncionamentoGenes suicidas: indução

de morte celular programada seletiva das

células tumorais

HSV_TK (timidina cinase de

herpesvírus)

Bloqueio da síntese di DNA quando na presença de uma

pró-droga

Vírus oncolítico com replicação condicional

HSV-1 Onyx-015Replicação somente e células em divisão

ou tumorais.

Indução de apotose FasL, TraiLAtivação da Apoptose

Ligantes de alta afinidade

Receptor de transferrina

Endereçamento específico de drogas

ao tumor

Estratégia corretivaP53, Rb, p16, PTEN

Correção dos genes eleminados nos

tumores

Terapia gênica imunitáriaInterleucinas,

interferons, TNF-γAtivação da resposta

imune antitumoral

Supressão da angiogênese

Angiostatina, endostatina

Bloqueio do crescimento

de novos vasos sanguíneos

RNA de interferência VEGF, EGFR, IGFRRedução da

expressão de Oncongenes

Combinação com terapia celular

Células-tronco neurais ou

mesenquimais como produtoras de vetores virais

Produção continuada e localizada dos

vetores virais

Fonte: Adaptada de Linden & Lenz (2007)

Genética Humana66

SAIBA MAIS:

O procedimento apelidado de “técnica de genes suicidas” consiste em introduzir nas células tumorais um gene que não existe no genoma humano e codifica a enzima timidina cinase, proveniente do genoma do herpesvírus. A presença dessa enzima em uma célula humana mata a célula na presença de uma droga chamada ganciclovir, pois a timidina cinase transforma o ganciclovir em uma toxina. A toxina, por sua vez, só afeta células que se multiplicam.’ Embora a eficácia da tecnologia para tratamento de tumores seja ainda controversa, alguns estudos obtiveram resultados animadores.   Dentre eles, um ensaio clínico de fase I/II na Finlândia, da ressecção de tumores extremamente agressivos do sistema nervoso central, denominados glioblastomas.

Algumas doenças neurodegenerativas estão no grupo de

experimentos clínicos, como a doença de Parkinson (DP). A DP é

caracterizada por perda progressiva de neurônios na parte compacta

da substância negra do mesencéfalo e alterações funcionais em outros

núcleos do tronco cerebral, acompanhada da formação de inclusões

intracelulares denominadas corpos de Lewy. Estratégias de terapia gênica

para tratamento da doença de Parkinson incluem a indução da produção

local de dopamina no estriado, a oferta de fatores neurotróficos para

reduzir a perda progressiva de neurônios dopaminérgicos ou, ainda, a

compensação do desequilíbrio funcional na rede de comunicação celular

dos núcleos da base.

Terapia Gênica: Futuro

Os ensaios clínicos de terapia gênica são encerrados, quando é

identificado alguns efeitos adversos, evitando risco de agravamento. Em

muitos casos, o procedimento usado foi considerado seguro, ou com

efeitos adversos, discretos e toleráveis.

A habilidade de fazer modificações pontuais no genoma humano

tem sido alvo de pesquisas desde o conhecimento do DNA. E no futuro,

Genética Humana 67

é esperado que as substituições gênicas dirigidas sejam o método de

escolha para terapia gênica de diferentes doenças.

As terapias gênicas são procedimentos recentes que ainda se

encontram em fase experimental; utilizando testes em modelos e ensaios

pré-clínicos. Essas pesquisas validam a eficácia de uma estratégia

terapêutica, bem como permitem detectar potenciais riscos a seres

humanos, analisando modificações dos vetores e outros componentes

que possam diminuir a segurança para uso humano.

Processo de Terapia

Embora vários protocolos de terapia gênica sejam bem-sucedidos,

o processo é complexo. E várias técnicas necessitam de revisão ou mais

estudos. Na Tabela 7, são apresentados alguns protocolos, aprovados e

publicados para uso clínico, exemplificando a doença, o alvo e o tipo do

vetor empregado.

Vetores possuem um papel importante para o avanço da terapia

gênica no sentido da aplicação à prática médica.  Cresce, contudo, a

expectativa de utilização de vetores virais mais seguros, como os vetores

derivados de vírus adenoassociado.

IMPORTANTE:

As principais dificuldades enfrentadas nas pesquisas de terapia gênica são: eficiência da transferência; duração da expressão; segurança do procedimento; reação imunitária.

O vetor ideal é o inserido no paciente e que não induz reações

alérgicas ou processo inflamatório, nem aumente as funções normais,

ou influencie nas deficiências ou atividades deletérias. Ainda, deve ser

seguro não somente para o paciente, mas também para o meio ambiente.

Finalizando, o vetor deve ser capaz de expressar o gene, por toda a vida do paciente. Os vetores comumente usados incluem retrovírus, adenovírus e

vírus adeno-associados geneticamente modificados.

Genética Humana68

SAIBA MAIS:

Cada técnica de introdução de material genético exógeno difere entre si e depende do tipo de aplicação proposto. Algumas são mais eficientes, outras mais aptas a carrear genes grandes (>10kB) e integrar-se ao genoma, permitindo uma expressão permanente.

Tabela 7: Protocolos de terapia gênica

Doença Objetivo Células-alvoModo de li-

beração Países com o protocolo

Deficiência de adenosina

deaminase

Substituição da deficiência de

adenosina dea-minase

Sangue Retrovírus

Itália, Holanda

e Estados Unidos

Deficiência de γ 1-antitripsina

Substituição de γ 1-antitripsina

Epitélio respi-ratório

LipossomaEstados Unidos

AIDSInativação do

antígeno de apre-sentação do HIV

Sangue e me-dula

RetrovírusEstados Unidos

CâncerAprimoramento

da função imuneSangue, me-dula e tumor

Retrovírus, lipossoma, eletropo-ração e

transferência mediada por

células

Áustria, Chi-na, França,

Alema-nha, Itália, Holanda

e Estados Unidos

Câncer Remoção tumora Tumor

Retrovírus, DNA não

complexado, transferência mediada por

células

Estados Unidos

Câncer QuimioproteçãoSangue e me-

dulaRetrovírus

Estados Unidos

CâncerMarcação de

células-troncoSangue, me-dula e tumor

Retrovírus

Canadá, França,

Suécia e Estados Unidos

Genética Humana 69

Fibrose císticaSubstituição enzimática

Epitélio respi-ratório

Adenovírus e lipossoma

Inglaterra e Estados

Unidos

Hipercolestero-lemia familiar

Substituição de receptores

lipoprotéticos de baixa densidade

Fígado RetrovírusEstados Unidos

Anemia de Fanconi

Liberação do gene de comple-

mento C

Sangue e me-dula

RetrovírusEstados Unidos

Doença de Gaucher

Substituição da glucocerebrosi-

dase

Sangue e me-dula

RetrovírusEstados Unidos

Hemofilia BSubstituição do

fator IXFibroblastos

da peleRetrovírus China

Artrite reuma-toide

Liberação de citocina

Membrana sinovial

RetrovírusEstados Unidos

Fonte: Gonçalves, A. R. G. e Paiva, R. M. A. (2017)

Tabela 8: Vetores usados na terapia gênica

Vetor Vantagens Desvantagens

RetrovírusTransferência

eficiente

Transfere DNA apenas para as células em divisão, insere

aleatoriamente o risco de produzir vírus do tipo selvagem

Adenovírus

Transfere para células que não

estão em divisão

Provoca reação imunológica

Vírus associado ao adenovírus

Não provoca reação imunológica

Mantém pequena quantidade de DNA,

difícil processar

Herpes-vírus

Pode ser inserido em células do

sistema nervoso, não provoca reação

imunológica

Difícil produzir em grandes quantidades

LentivírusPode acomodar genes maiores

Questões de segurança

Genética Humana70

Lipossomos e outros vetores revestidos de

lipídio

Sem replicação, não estimula

reação imunológicaBaixa eficiência

Injeção diretaSem replicação, direcionado para

tecidos específicos

Baixa eficiência, não trabalha bem dentro de alguns tecidos

Tratamento de pressão

Seguro, porque os tecidos são

tratados fora do corpo e então

transplantados para o paciente

Mais eficiente com pequenas moléculas de DNA

Gene gun (DNA revestido com

pequenas partículas de ouro e disparado para o

tecido)

Sem necessidade de vetor

Baixa eficiência

Fonte: Pierce, B. A. (2017)

Portanto, o balanço dos efeitos dos ensaios clínicos de terapia

gênica mostra que o processo está em desenvolvimento. E a terapia

gênica de células somáticas é propícia para o tratamento de muitas

doenças humanas hereditárias.

Atualmente, a ascensão das técnicas biotecnológicas promove o

aprimoramento da terapia gênica, como para outros tratamentos como

células-tronco pluripotentes induzidas em pacientes portadores de

doenças genéticas; imunoterapia com células T do receptor do antígeno

quimera; e edição genômica pelo sistema CRISPR/Cas9 (sistema

Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/ Associated

Proteins).

Genética Humana 71

RESUMINDO:

E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. A terapia gênica é o acréscimo de uma cópia normal de um gene ao genoma de um paciente que tem cópias anômalas (mutados) do gene. Ela foi implantada com sucesso em 1990 e hoje é usada para tratar doenças genéticas, câncer e doenças infecciosas. Os resultados dos testes de DNA para genes mutantes associados a doenças hereditárias permitem que os conselheiros genéticos informem às famílias sobre a doença. A terapia gênica de células somáticas está em estágio experimental para o tratamento de muitas doenças humanas hereditárias; no entanto, os resultados obtidos até hoje são ambíguos.

Genética Humana72

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Débora Martins Paixão

Genética Humana