APOPTOSE E NEOPLASIA

1.APOPTOSE

1.1 DEFINIÇÃO

Apoptose, ou morte celular programada, é um processo essencial para a manutenção do desenvolvimento dos seres vivos, sendo importante para eliminar células supérfluas ou defeituosas. Durante a apoptose, a célula sofre alterações morfológicas características desse tipo de morte celular. Tais alterações incluem a retração da célula, perda de aderência com a matriz extracelular e células vizinhas, condensação da cromatina, fragmentação internucleossômica do DNA e formação dos corpos apoptóticos. Muitas são as moléculas envolvidas no controle das vias de ativação da apoptose, dentre estas, as proteínas antiapoptóticas e pró-apoptóticas, além das caspases. Esse fenômeno biológico, além de desempenhar um papel importante no controle de diversos processos vitais, está associado a inúmeras doenças, como o câncer. A compreensão dos mecanismos apoptóticos permitiu o desenvolvimento de novas estratégias no tratamento do câncer. Tais estratégias são embasadas na indução da morte nas células tumorais e em uma maior resposta aos tratamentos com radiação e agentes citotóxicos.

1.2 CAUSAS

A apoptose é uma forma de morte celular destinada a eliminar células do hospedeiro indesejáveis através da ativação de um série coordenada e programada internamente de eventos executados por um conjunto exclusivo de produtos gênicos. É responsável por numerosos ventos fisiológico, adaptativos e patológicos como por exemplo:

û  Destruição programada de células durante a embriogênese;

û  Involução dependente de hormônio no adulto, como a degradação das células endometriais na menstruação;

û  Deleção celular em populações de células em proliferação, como nos epitélios das criptas intestinais;

û  Morte celular em tumores;

û  Morte de neutrófilos durante uma resposta inflamatória aguda;

û  Morte de células imunes, linfócitos T e B após a depleção de citocinas;

û  Atrofia patológica em órgãos parenquimatosos após obstrução ductal, como ocorre no pâncreas, glândula parótida e rim;

û  Lesão celular em certas doenças virais como hepatite viral;

û  Morte celular produzida por uma variedade de estímulos nocivos que são capazes de produzir necrose, mas quando fornecidos em baixas doses. Por exemplo; calor, radiação e hipóxia.

1.3 MORFOLOGIA

A apoptose pode ser reconhecida por características morfológicas muito marcantes e coordenadas (Figura 1). De um modo geral, a apoptose é um fenômeno bastante rápido: ocorre uma retração da célula que causa perda da aderência com a matriz extracelular e células vizinhas.

As organelas celulares mantêm a sua morfologia, com exceção, em alguns casos, das mitocôndrias, que podem apresentar ruptura da membrana externa. A cromatina sofre condensação e se concentra junto à membrana nuclear, que se mantém intacta. A seguir, a membrana celular forma prolongamentos (blebs) e o núcleo se desintegra em fragmentos envoltos pela membrana nuclear. Os prolongamentos da membrana celular

aumentam de número e tamanho e rompem, originando estruturas contendo o conteúdo celular. Estas porções celulares envoltas pela membrana celular são denominadas corpos apoptóticos. Os corpos apoptóticos são rapidamente fagocitados por macrófagos e removidos sem causar um processo inflamatório. Outra característica muito marcante da morte por apoptose é a fragmentação internucleossômica do DNA, a qual possui um padrão característico. Uma endonuclease é ativada e produz fragmentos de DNA de tamanhos variáveis, mas sempre múltiplos de 200 pares de base. A demonstração de que a apoptose é um mecanismo inato de defesa antineoplásica e que vários agentes quimioterápicos agem através da indução desse tipo de morte celular levou a uma intensa investigação dos mecanismos moleculares da apoptose e sua aplicação no tratamento do câncer.

Figura 1. Características morfológicas da apoptose e da necrose

1.3.1Eventos que caracterizam as células que sofrem apoptose.

û  Retração celular: a célula exibe um tamanho menor; o citoplasma denso; e as organelas, embora relativamente normais, estão mais compactadas.

û  Condensação da cromatina: esta é a característica mais marcante da apoptose. A cromatina agrega-se na periferia, sobre a membrana nuclear, em massas densas bem delimitadas, de formas e tamanhos diversos. O núcleo pode romper-se, dois ou mais fragmentos.

û  Formação de bolhas citoplasmáticas e corpúsculos apoptóticos: a célula apoptótica primeiro mostra bolhas superficiais extensas, sofrendo então fragmentação em um grupo de corpúsculos apoptóticos ligados à membrana e composta de citoplasmas e organelas estreitamente acondicionadas, com ou sem um fragmento nuclear.

û  Fagocitose das células ou corpúsculos apoptóticos: por células sadias adjacentes, sejam elas células parenquimatosas ou macrófagos. Os corpúsculos apoptóticos são rapidamente degradados dentro dos lisossomas, e as células adjacentes migram ou proliferam para repor o espaço ocupado pela célula apoptótica agora eliminada.

1.4 CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS

û  Clivagem de proteína: uma característica especifica da apoptose é a hidrólise de proteínas envolvendo a ativação de vários membros de uma família recém-descoberta de cisteína-protease denominada caspases.  A clivagem por caspases das proteínas do citoesqueleto e da estrutura nuclear produz as alterações estruturais nucleares e citoplasmáticas distintivas vistas nas células apoptóticas. A atividade de caspase também desencadeia endonucleases.

û  Entrecruzamento de proteínas: entrecruzamento extenso de proteínas por ativação de transglutaminase converte as proteínas citoplasmáticas em cascas retraídas, ligadas de maneira covalente, que podem romper-se em corpúsculos apoptóticos.

û  Quebra do DNA: as células apoptóticas exibem quebras típicas do DNA em fragmentos grandes de 50 a 300 quilobases. Subsequentemente a clivagem internucleossômica do DNA em oligonucleossomas em múltiplos de 180 a 200 pares de bases por endonucleases dependentes de Ca e Mg.

û  Reconhecimento fagocítico: as células apoptóticas expressam fosfatidilserina nas camadas externas das suas membranas plasmáticas, tendo o fosfolipídio “virado” das camadas internas. Em alguns tipos de apoptose, a trombospondina, uma glicoproteína aderente, também se expressa nas superfícies dos corpúsculos apoptóticos. Essas alterações permitem o reconhecimento precoce de células mortas por macrófagos e células adjacentes para a fagocitose, sem a liberação de componentes celulares pró-inflamatórios. Desse modo, a resposta apoptótica distribui as células com comprometimento mínimo para o tecido circundante.

1.5 VIAS DE ATIVAÇÃO DA APOPTOSE

Diversos são os fatores que podem desencadear a apoptose, entre eles: ligação de moléculas a receptores de membrana, agentes quimioterápicos, radiação ionizante, danos no DNA, choque térmico, deprivação de fatores de crescimento, baixa quantidade de nutrientes e níveis aumentados de espécies reativas do oxigênio. A ativação da apoptose pode ser iniciada de duas diferentes maneiras: pela via extrínseca (citoplasmática) ou pela via intrínseca (mitocondrial).

û  Via Extrínseca: A via extrínseca é desencadeada pela ligação de ligantes específicos a um grupo de receptores de membrana da superfamília dos receptores de fatores de necrose tumoral (rTNF). Esta ligação é capaz de ativar a cascata das caspases. Todos os membros da família rTNF possuem um subdomínio extracelular rico em cisteína, o qual permite que eles reconheçam seus ligantes. Tal fato resulta na trimerização e consequente ativação dos receptores de morte específicos. A sinalização a seguir é mediada pela porção citoplasmática desses receptores que contém uma sequencia de 65 aminoácidos chamada "domínio de morte" sendo, por isso, chamados de "receptores de morte celular". Quando os receptores de morte celular reconhecem um ligante específico, os seus domínios de morte interagem com moléculas conhecidas como FADD/ MORT-1. Essas moléculas têm a capacidade de recrutarem a caspase-8 que irá ativar a caspase-3, executando a morte por apoptose.

û  Via Intrínseca: A via intrínseca é ativada por estresse intracelular ou extracelular como a deprivação de fatores de crescimento, danos no DNA, hipóxia ou ativação de oncogenes. Os sinais que são traduzidos em resposta a estes insultos convergem principalmente para a mitocôndria3. Inúmeros estudos sobre apoptose apontam a mitocôndria como o principal mediador desse tipo de morte. Essa organela integra os estímulos de morte celular, induzindo a permeabilização mitocondrial e consequente liberação de moléculas pró-apoptóticas nela presentes. Quando sinais de morte alcançam a mitocôndria, levam ao colapso do potencial da membrana mitocondrial interna, bem como a uma transição da permeabilidade mitocondrial (TPM). Ao mesmo tempo, a água do espaço entre membranas passa para a matriz mitocondrial, levando à ruptura da organela e consequente liberação de proteínas pró-apoptóticas para o citoplasma. Além da liberação de moléculas pela mitocôndria, a indução do colapso do potencial da membrana mitocondrial interna e TPM levam à perda da homeostasia celular, interrompendo a síntese de ATP e aumentando a produção de espécies reativas do oxigênio (EROS). O aumento nos níveis de EROS leva à oxidação de lipídios, proteínas e ácidos nucléicos, aumentando o colapso do potencial da membrana mitocondrial interna. A resposta da mitocôndria ao dano oxidativo é uma via importante no início da apoptose. Além disso, é sabido que as EROS induzem a ativação das caspases -9 e -3. Alguns estudos indicam que durante a apoptose ocorre a formação de um megaporo que contém diversas proteínas e abrange as membranas interna e externa da mitocôndria. Através desse poro ocorre a liberação do citocromo c para o citoplasma onde participa da ativação da apoptose. Os diferentes sinais indutores de apoptose são detectados pela mitocôndria, fazendo com que ocorra um desacoplamento da cadeia respiratória e consequente liberação de citocromo c e proteínas ativadoras da apoptose para o citosol. Quando no citosol, o citocromo c forma um complexo com a APAF- 1 e a caspase-9, o chamado apoptossomo, que promove a clivagem da pró-caspase-9, liberando a caspase-9, ativa52 . Uma vez ativada, a caspase-9 ativa a caspase-3 que vai ocasionar a apoptose. Mais recentemente, foi descrita a participação, na via mitocondrial, de uma flavoproteína conhecida por Fator Indutor de Apoptose (AIF). A AIF migra da mitocôndria para o núcleo após um estímulo de apoptose e induz a condensação da cromatina e fragmentação do DNA em fragmentos de 50Kb, independente da ativação das caspases.

1.6 APOPTOSE E CÂNCER

Embora o câncer exiba características muito heterogêneas, todos os tumores malignos adquiriram a propriedade de crescer além dos limites impostos às células normais. A expansão clonal de uma célula transformada depende de um descontrole da sua capacidade proliferativa e de uma crescente incapacidade de morrer por apoptose. Portanto, apesar da enorme variabilidade do câncer, evidências demonstram que a resistência a apoptose é uma das características mais marcantes da maioria dos tumores malignos. De fato, a análise do processo de tumorigênese revela que a capacidade de resistir à morte pode ser adquirida por diferentes mecanismos e acontecer em vários momentos do desenvolvimento tumoral. Entre estes, a resistência à morte por apoptose em células que escaparam do controle do crescimento e da diferenciação normais exercidos por fatores solúveis ou por contatos célula/célula ou célula/matriz extracelular até aquela induzida por lesões no DNA, por hipóxia ou por espécies reativas do oxigênio. A apoptose na prática clínica é alvo para um potencial uso terapêutico da morte celular programada ou para a compreensão dos mecanismos de resistência à radioterapia e à quimioterapia. A elucidação de alguns dos mecanismos moleculares da apoptose abriram perspectivas de modulação desses processos. As estratégias se baseiam em induzir a morte nas células tumorais através do bloqueio de genes com oligonucleotídeos antisense e drogas convencionais, ou ainda a substituição de função desses genes com o uso de moléculas recombinantes.

Diversos estudos clínicos e pré-clínicos com drogas que têm por alvo membros da família Bcl-2 estão em andamento. A redução na atividade do Bcl-2 e Bcl-XL é suficiente para induzir a célula a entrar em apoptose.

2. NEOPLASIA

2.1 DEFINIÇÃO

O termo neoplasia significa literalmente “crescimento novo”, e esse novo crescimento é um neoplasma. O termo tumor foi originalmente aplicado ao intumescimento causado pela inflamação. As neoplasias também podem induzir intumescimento; entretanto, com o decorrer do tempo, o uso não-neoplásico do termo tumor  foi abandonado, de modo que, na atualidade,, o termo é sinônimo de neoplasia. A oncologia (do grego oncos = tumor) refere-se ao estudo dos tumores ou neoplasias. A palavra câncer é o termo comum utilizado para referir-se a todos os tumores malignos.

O oncologista Willis foi o que chegou mais perto de uma definição para o termo neoplasia, haja vista que a maioria dos médicos saiba o que quer dizer e não saber definir.  “uma neoplasia é uma massa anormal de tecido, cujo crescimento excede aquele dos tecidos normais e não esta coordenado a ele, persistindo da mesma maneira excessiva após o termino do estimulo que induz a alteração.”

2.2 TERMINOLOGIAS

As neoplasias costumam ser classificadas como benignas ou malignas. As neoplasias que contem células bem diferenciadas, agrupadas em uma única massa, são consideradas benignas. Estes tumores geralmente não causam morte, a menos que sua localização ou tamanho interfiram nas funções vitais. Já as neoplasias malignas são menos diferenciadas e tem a habilidade de se destacar, entrar nos sistemas circulatórios ou linfáticos, bem como formar tumores malignos em outros locais. As neoplasias malignas costumam causar sofrimento e morte, se não forem tratadas ou controladas.

2.2.1 Neoplasias benignas

Os tumores benignos são caracterizados por taxa lenta e progressiva de crescimento que pode se manter ou regredir, modo expansivo de crescimento, presença de cápsula fibrosa bem definida, e por não formar metástase para locais distantes. Por motivos desconhecidos os tumores benignos parecem ter perdido a habilidade de suprimir o programa genético para a replicação celular, mas conservam o programa para a diferenciação celular normal. Os tumores benignos crescem por expansão e estão envolvidos em uma capsula fibrosa, o que contrasta muito com as neoplasias malignas que crescem infiltrando-se nos tecidos vizinhos. A cápsula é responsável por uma linha de nítida demarcação entre o tumor benigno e os tecidos adjacentes, um fator que facilita a remoção cirúrgica.

Figura 3. Pólipo colônico. A, Esse tumor glandular benigno ( adenoma) projeta-se na luz do cólon e esta fixado à mucosa por um pedículo distinto. B, Aspecto macroscópico de vários pólipos colônicos.

2.2.2 Neoplasias malignas

As neoplasias malignas tendem a crescer rapidamente, espalhar-se muito e matar independente de sua localização original. Devido a sua rápida taxa de crescimento, os tumores malignos tendem a comprimir vasos sanguíneos e impedir o fluxo sanguíneo, causando isquemia e necrose tissular; privar tecidos normais dos seus nutrientes essenciais; e liberar enzimas e toxinas que destroem o tecido tumoral e o tecido normal. A natureza destrutiva dos tumores malignos é relacionada a sua falta de diferenciação celular, características celulares, taxa de crescimento e habilidade de se espalhar e formar metástases.

Existem duas categorias de câncer: os tumores sólidos e os cânceres hematológicos. Os tumores sólidos inicialmente ficam confinados a um tecido ou órgão especifico. A medida que progride o crescimento de um tumor sólido, as células soltam-se da massa tumoral original e viajam pelo sangue e sistema linfático, para produzir metástase em locais diferentes. Os cânceres hematológicos envolvem as células formadoras do sangue que naturalmente migram para o sangue e sistema linfático, tornando-os doenças disseminadas.

Figura 4. Tumor maligno (adenocarcinoma) do cólon. Observa-se glândulas cancerosas de formas e tamanhos irregulares e não se assemelham as glândulas colônicas normais.

2.3 CARACTERISTICAS DA CÉLULA CANCEROSA

As células cancerosas, ao contrario das normais, não sofrem proliferação e diferenciação normais. Acredita-se que as células cancerosas se desenvolvam de mutações que ocorrem durante o processo de diferenciação. Quando a mutação ocorre bem cedo no processo, o tumor resultante é pouco diferenciado e altamente maligno; quando ocorre mais tarde no processo, resultam tumores diferenciados melhor e menos malignos.

O termo anaplasia é usado para descrever a falta de diferenciação celular no tecido canceroso. As células cancerosas indiferenciadas são alteradas em aspecto, tamanho e forma do núcleo em relação às células do tecido do qual o câncer se originou.  As células altamente anaplásicas, seja qual for seu tecido de origem, começam a se assemelhar umas as outras mais que em seu tecido original.  Por exemplo, quando examinamos ao microscópio, o tecido canceroso que se originou no fígado não tem o aspecto o tecido hepático normal.

As alterações na diferenciação celular são acompanhadas por mudanças nas características celulares e funcionamento da célula que distinguem as células cancerosas de suas contrapartes normais totalmente diferenciadas. Estas mudanças consistem na inibição por contato, perda da coesividade e adesão, prejuízo da comunicação célula-célula, expressão dos antígenos tissulares alterados e elaboração das enzimas degradativas que participam na invasão e dispersão metastática.

A inibição por contato é o termino do crescimento após uma célula entrar em contato com outra. Essa inibição geralmente desliga o crescimento celular, bloqueando a síntese de DNA, RNA e proteínas. Na cicatrização de feridas, a inibição por contato faz com que o crescimento de tecido fibroso pare no ponto onde as margens da ferida se juntam. Entretanto, as células cancerosas tendem a crescer sem levar em conta os outros tecidos. A reduzida tendência das células cancerosas em se unir (coesivamente e adesivamente) permite que as células da superfície do tumor se soltem. Estas células aparecem nos líquidos corpóreos vizinhos ou secreções, podendo, geralmente, ser detectadas usando o teste de Papanicolaou (Pap.). O impedimento da comunicação célula-célula interfere na formação das conexões intercelulares e respostas aos sinais derivados da membrana.

As células cancerosas expressão varias moléculas ou antígenos de superfície celular imunologicamente identificados como exógenos. Estes antígeno tissulares são codificados pelos genes das células. Muitas células cancerosas transformadas revertem a estágios iniciais de expressão gênica e produzem antígenos imunologicamente distintos dos antígenos expressos pelas células de tecido bem diferenciado do qual se originou o câncer.

2.4 METÁSTASE

São implantes tumorais descontínuos em relação ao tumor primário. As metástases inequivocadamente definem um tumor como maligno, visto que as neoplasias malignas não se metastatizam. A invasão dos cânceres permite a sua penetração nos vasos sanguíneos, linfáticos e cavidades corporais, proporcionando-lhes, assim, a oportunidade da disseminação.

Quanto mais agressiva, de crescimento rápido e maior neoplasia primaria, maior a probabilidade de sofrer metástase ou de já apresentar metástase.  Em cerca de 30% dos pacientes recém diagnosticados com tumores sólidos,estes se apresentam com metástases. A disseminação metastática reduz acentuadamente a possibilidade de cura. Por conseguinte, na ausência de formas de prevenção do câncer, nenhuma medida poderia ser mais benéfica para o paciente doo que métodos para impedir a sua disseminação distante.

Figura 5. Fígado salpicado de câncer metastático.

2.4.1 Vias de disseminação

A disseminação dos cânceres pode ocorrer de 3 formas:

û  Implantação nas cavidades corporais e superfície. Pode ocorrer implantação nas cavidades corporais e superfície toa vez que uma neoplasia maligna penetrar num “campo aberto” natural. A cavidade peritoneal é a mis frequentemente afetada, embora qualquer outra cavidade – pleural, pericárdica, subaracnóide e espaço articular – possa ser o sitio de implantação. Essa implantação é particularmente característica dos carcinomas que surgem nos ovários, quando, não raramente, todas as superfícies peritoneais tornam-se recobertas por uma espessa camada de “verniz” canceroso. Notavelmente, as células tumorais podem permanecer confinadas a superfície da víscera abdominal revestida, sem penetrar na substancia. Algumas vezes, os carcinomas de ovário e apêndice secretores de muco preenchem a cavidade abdominal com uma massa neoplásica gelatinosa, descrita como pseudomixoma peritonei.

û  Disseminação linfática. O transporte através dos linfáticos constituem a via mais comum para a disseminação inicial o carcinomas; entretanto, os sarcomas também podem utilizar essa via. A ênfase na disseminação linfática dos carcinomas e na disseminação hematogênica dos sarcomas é enganadora, visto que, em última analise, existem numerosas interconexões entre o sistema vascular e o linfático. O padrão de comprometimento dos linfonodos segue as vias naturais de drenagem. Em muitos casos, os linfonodos regionais atuam como barreiras eficazes contra a disseminação posterior do tumor, pelo menos durante algum tempo. Admite-se que as células, após a sua retenção no linfonodo, podem ser destruídas. Uma resposta imune especifica para o tumor pode participar nessa destruição celular. A drenagem dos restos de células tumorais ou de antígenos tumorais, ou de ambos, também innduz alterações reativas dentro dos linfonodos. P   or conseguinte, o aumento dos linfonodos pode ser causado por disseminação e crescimento de células cancerosas e por hiperplasia reativa. Por conseguinte, o aumento de linfonodos nas proximidades de um câncer não indica, necessariamente, a disseminação da lesão primaria.

û  Disseminação hematogênica. A disseminação hematogênica é típica de sarcomas, mas também é utilizada por carcinomas. As artérias, com suas paredes espessas, são menos facilmente penetradas do que as veias. Entretanto, pode ocorrer disseminação arterial quando as células tumorais atravessam os leitos capilares pulmonares ou derivações arteriovenosas pulmonares, ou quando as próprias metástases pulmonares dão origem a êmbolos tumorais adicionais. Nessa disseminação arterial, vários fatores condicionam os padrões de distribuição das metástases. Com a invasão venosa, as células transportadas no sangue seguem o fluxo venoso, drenando o local da neoplasia. Como se sabe, o fígado e os pulmões são mais frequentemente afetados de forma secundaria nessa disseminação hematogênica. Toda a drenagem da área portal flui para o fígado, e todo o sangue caval flui para os pulmões. Os cânceres que surgem em estreita proximidade com a coluna vertebral quase sempre embolizam através do plexo paravertebral, e essa via provavelmente esta envolvida nas frequentes metástases vertebrais de carcinoma da tireoide e próstata.

Figura 6. Comparação entre tumor benigno do miométrio (leiomioma) e tumor maligno de origem semelhante (leiomiossarcoma).

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A proliferação celular é o processo pelo qual as células se dividem e geram uma prole. Ela é normalmente regulada de modo que o número de células que estão ativamente se dividindo seja igual ao número de células que estão morrendo ou sendo descartadas. Diferente dos processos adaptativos normais, tais como hipertrofia e hiperplasia, as neoplasias não obedecem às leis de crescimento celular normal.

A maioria dos tecidos sofre esse constante processo de renovação, caracterizada por um processo ativo de alterações morfológicas e bioquímicas, a apoptose. A apoptose é também um mecanismo de defesa, que é ativado sempre que ocorre uma invasão por agentes patogênicos, ou ainda quando o DNA for lesado. A compreensão dos mecanismos e das alterações nos componentes das vias apoptóticas e sua correlação com a ocorrência do câncer são importantes para o desenvolvimento de novas terapias e métodos de prevenção do câncer.

REFERÊNCIAS

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GRIVICICH, IVANA.; REGNER, ANDRÉA.; BRONDANI DA ROCHA, ADRIANA. Morte Celular por Apoptose. 2007. Disponível em: <http://www1.inca.gov.br/rbc/n_53/v03/pdf/revisao4.pdf>. Acesso em: 09 mai. 2012

Porth, Carol Mattson. Fisiopatologia. Ed. Guanabara Koogan, 6º edição. P. 143 – 170.

Figuras: COTRAN, RAMZI.; KUMAR,VINAY.; COLLINS, TUCKER. Patologia estrutural e funcional. Ed. Guanabara koogan, 6º edição. P. 233 – 293.