Do ponto de vista da farmacologia clássica, o surgimento da quimioterapia foi o primeiro passo rumo à “bala mágica” buscada por Paul Ehrlich no início do século XX, já que muitos dos quimioterápicos clássicos apresentam alvos farmacológicos definidos. O que atualmente parece ser uma revolução é a capacidade que as drogas de alvo molecular têm de inibir processos celulares que estão presentes na célula tumoral de forma qualitativamente ou quantitativamente diferente da célula normal.
O câncer pode ser definido como crescimento tecidual resultante do desequilíbrio entre proliferação celular e apoptose, ou morte celular programada. Esse desequilíbrio é secundário a uma série de alterações genéticas ou epigenéticas, a maioria delas de natureza somática (adquirida). As células neoplásicas estão inseridas num microambiente que inclui outras células, a matriz extracelular e os elementos do estroma, tais como vasos e nervos. A comunicação entre duas ou mais células é mediada por moléculas que atuam em células-alvo localizadas à distância (comunicação endócrina) ou na sua vizinhança (comunicação parácrina); em alguns casos, a mesma célula é a emissora e a receptora do sinal bioquímico (comunicação autócrina).
Além dos processos extracelulares de comunicação, inúmeros processos intracelulares coletivamente denominados “transdução de sinal” - ou “vias de sinalização” – são desencadeados pela interação entre moléculas mensageiras (os chamados ligantes) e receptores específicos localizados na célula-alvo. Esses receptores podem estar localizados na membrana celular – no caso de ligantes hidrofílicos como glicoproteínas e catecolaminas –, ou então no interior da célula – no caso de ligantes lipofílicos como esteróides e retinóides.
Genes associados ao câncer
A célula neoplásica apresenta uma série de anomalias genéticas, grande parte delas somáticas (adquiridas). Evidentemente, existem casos em que a alteração genética determinante é de natureza germinativa, mas estima-se que isso ocorra em apenas 5 a 10% dos tumores. Algumas das anomalias genéticas do câncer envolvem cromossomos inteiros ou partes dos mesmos, levando a alterações cromossômicas, numéricas ou estruturais, detectáveis pela citogenética ou por FISH (fluorescent in situ hybridization). Outras alterações são detectáveis apenas no nível do seqüenciamento de genes, sendo elas as mutações e deleções. Além disso, vem ficando claro que os fenômenos epigenéticos – aqueles em que a seqüência de bases nitrogenadas não está alterada – são muito importantes em oncologia; entre eles, os mais importantes são a metilação e a modificação da acetilação de histonas.
Alguns dos genes alterados estão envolvidos em funções fundamentais à homeostase celular. Tais funções incluem, por exemplo, o controle do ciclo celular, a transdução de sinal, a reparação do dano ao DNA e as relações entre a célula neoplásica e as células vizinhas ou a matriz extracelular. De maneira simplificada, pode-se dividir os genes associados ao câncer em três grupos: (1) oncogenes, quando o aumento da função está associada com neoplasias; (2) genes supressores de tumores, quando o que se encontra no câncer é a diminuição de função ou deleção gênica; e (3) genes de reparo do DNA, cuja ausência ou redução de função se associa com determinados tipos de câncer.
Transdução de sinal e receptores
Diversos processos de transdução de sinal são caracterizados pela adição de fosfato a substratos protéicos ou lipídicos, sendo essa reação catalizada por enzimas denominadas quinases. As quinases que fosforilam proteínas em resíduos específicos do aminoácido tirosina são denominadas tirosina-quinases. Existem ainda as serina/treonina-quinases e as quinases de lipídeos. Já foram descritas cerca de 500 quinases relacionadas a processos de transdução de sinal. Da mesma forma, cerca de 130 fosfatases são conhecidas; as fosfatases catalizam a remoção dos grupamentos fosfato inseridos pelas quinases.
Muito importantes em oncologia são os receptores de membrana com atividade intrínseca de tirosina-quinase. Existem atualmente cerca de 60 receptores desse tipo, agrupados em cerca de 20 famílias. As mais importantes são as famílias do EGFR (epidermal growth factor receptor), do VEGFR (vascular endothelial growth factor receptor), do PDGFR (platelet-derived growth factor receptor) e do c-Kit (o receptor para o stem cell factor).
O mecanismo genérico de funcionamento dos receptores de membrana é semelhante: após a interação entre a porção extracelular do receptor e seu respectivo ligante, ocorre dimerização do receptor, mudanças na sua conformação estrutural, auto-fosforilação em resíduos de tirosina localizados na sua porção intracelular e ativação de vias intracelulares de transdução de sinal.
Entre as vias intracelulares mais importantes está a via das quinases ativadas por mitógenos (mitogen-activated protein kinases, ou MAP-quinases) (Figura – via das MAP-quinases). Outras vias importantes são as da PI-3-quinase (phosphatidylinositol 3-kinase) e a via denominada Jak/STAT (Janus kinase/signal transducer and activator of transcription). Características dessas vias de transdução incluem a “conversa-cruzada” entre muitas delas, a existência de diversos mecanismos de ativação ou inibição de algumas moléculas e a redundância de alguns processos.
Em virtude de sua expressão gênica ou protéica aumentada, muitos dos receptores com atividade intrínseca de tirosina-quinase podem ser classificadas como oncogenes. Assim, diversas estratégias terapêuticas para inibir a função desses receptores vêm sendo pesquisadas. Entre elas, as mais importantes são a utilização de anticorpos monoclonais contra sua porção extracelular e a utilização de inibidores específicos de sua atividade de tirosina-quinase.
Além das tirosina-quinases dos receptores, existem diversas tirosina-quinases solúveis, tais como BCR-ABL (a proteína quimérica produzida pelo gene que resulta da translocação 9, 22 na leucemia mielóide crônica), Src e Jak, entre outras.
Angiogênese
Em sua fase inicial, um tumor sólido é composto por células neoplásicas que obtêm seus nutrientes e fatores de crescimento por difusão a partir dos tecidos adjacentes. Focos tumorais maiores que 1 a 2 mm em diâmetro necessitam de um suprimento sangüíneo garantido, para que continuem a crescer. Para isso, as células tumorais passam a produzir fatores de crescimento (p.ex., VEGF, FGF e outros) que promovem a formação de novos vasos, num processo denominado angiogênese.
A angiogênese, essencial ao crescimento tumoral, é também importante para que o tumor possa ganhar acesso à circulação e causar metástases. O fenômeno da angiogênese apresenta diversos aspectos que vêm sendo mais bem compreendidos, possibilitando a descoberta de novas drogas que têm por finalidade bloquear a formação de novos vasos, levando assim à redução do suprimento sangüíneo ao tumor.
Métodos diagnósticos
Entre as técnicas de biologia molecular empregadas no dia-a-dia do diagnóstico do câncer estão a imuno-histoquímica e a técnica de FISH (fluorescent in situ hybridization). A imuno-histoquímica é baseada no reconhecimento de proteínas específicas, presentes no tecido tumoral, por meio do uso de anticorpos monoclonais contra essas proteínas. Isso permite, por exemplo, a detecção da expressão tecidual de receptores e enzimas de interesse em espécimes tumorais.
Diferentemente da imuno-histoquímica, que detecta a expressão tecidual de uma proteína de interesse, a técnica de FISH detecta alterações no nível do gene de interesse no próprio DNA nuclear de células tumorais. Tais alterações genéticas incluem translocações (é o caso, por exemplo, das translocações 9;22, na leucemia mielóide crônica, e 15;17, na leucemia promielocítica aguda) e a amplificação gênica (que ocorre, por exemplo, no caso do gene HER-2, localizado no cromossomo 17).
Outras técnicas para diagnóstico molecular, mais utilizadas em pesquisa básica, também poderão ser incorporadas na prática clínica, permitindo a avaliação diagnóstica ou prognóstica em oncologia. Uma dessas técnicas, conhecida como microarrays, permite quantificar o nível de expressão gênica em espécimes tumorais, sendo sua grande vantagem a possibilidade de estudar, num único exame, o nível de expressão de milhares de genes de interesse.
Uma das aplicações dos microarrays seria no campo da farmacogenômica, que poderia permitir a seleção de pacientes com maior probabilidade de resposta a determinados tratamentos, de acordo com as características genéticas de seus tumores.
