Biomarcadores e Câncer

Como importantes indicadores biológicos do estado de progressão tumoral e condição fisiológica das células, os biomarcadores representam ferramentas poderosas no

Silva, K.T.S. Introdução monitoramento do câncer e aferição da eficácia e segurança de agentes quimioterápicos (Duffy et al., 2003; Cho, 2007). Tais moléculas podem ser divididas pela habilidade de auxiliar na prevenção, promover detecção precoce, estabelecer prognóstico e predizer a resposta do paciente a terapias específicas (McLeod and Murray, 1999; Kulasingam and Diamandis, 2008). A descoberta de biomarcadores também auxilia no entendimento de mecanismos biológicos que ocorrem durante o desenvolvimento e progressão da doença. A ação de circuitos regulatórios e a ocorrência de reações cruzadas entre as vias envolvidas no processo bioquímico de estabelecimento do câncer dificulta o entendimento e predição do funcionamento intracelular. Como nas células normais, a maioria das células tumorais utiliza vias de sinalização redundantes para assegurar a manutenção e viabilidade das funções críticas à sobrevivência (Cho, 2007).

O estadiamento convencional para o CCR não leva em conta a grande variabilidade existente entre os pacientes e, alguns estágios de progressão não podem ser preditos utilizando o critério histopatológico comum (Kahlenberg et al., 2003). Com o avanço das técnicas de análise molecular e uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na tumorogênese, diversos fatores prognósticos moleculares têm sido identificados.

Entre os marcadores proteicos conhecidos, o antígeno carcinoembrionário (CEA) é utilizado atualmente na clínica para prognóstico molecular em câncer colorretal. A concentração sérica desta molécula acima de 5 ng/mL está associada com a recorrência da doença e metástase. O CEA é uma glicoproteína de membrana de alta massa molecular pertencente à superfamília das imunoglobulinas. Esta molécula desempenha papéis na adesão celular, imunidade e apoptose estando implicada na ocorrência de metástase (Duffy et al., 2003; Kahlenberg et al., 2003).

Embora o CEA seja o biomarcador mais utilizado no CCR, sua detecção somente torna-se possível em pacientes em estágio de desenvolvimento avançado, o que impede que ele seja útil na detecção precoce deste tipo de câncer. Outros antígenos tumorais têm sido estudados como potenciais biomarcadores para o CCR. Entre eles destacam-se o CA19-9 (antígeno carboidrato 19-9), CA 242, CA-195, CA 50, CA 74-2, CD44 (Cluster

Silva, K.T.S. Introdução

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Sendo assim, o entendimento das bases bioquímicas e alterações moleculares envolvidas na carcinogênese pode facilitar a detecção de tumores em estágios iniciais e lesões pré-cancerosas que apresentam risco de sofrer transformações malignas. A detecção pré-sintomática desses estágios iniciais traz grande benefício na redução dos níveis de mortalidade (Alquist, 2010).

1.6.1. Proteômica e Phage Display

As aberrações relacionadas aos tumores afetam os níveis genômicos, transcricionais e pós-transcricionais (Hassaneim et al., 2011). Desde o sequenciamento do genoma humano, vários esforços na aplicação das análises de expressão gênica na pesquisa médica, especialmente em câncer, têm sido realizados. Estudos no nível de expressão gênica resultam em melhor entendimento do comportamento celular tanto nas células normais quanto nas células tumorais (Wulfkuhle et al., 2003). Entretanto, geralmente não há relação direta entre alterações na expressão gênica e níveis de expressão proteica.

As proteínas são os maiores elementos funcionais das células e os estudos de seus perfis de expressão em processos regulatórios podem auxiliar no entendimento das alterações moleculares presentes no câncer. Os estudos de interação de proteínas com outras moléculas, indução e controle de vias metabólicas, proliferação celular, crescimento, apoptose e senescência, oferecem uma visão única de sistemas biológicos complexos (Chuthapisith et al., 2007).

Métodos proteômicos utilizados na identificação de marcadores tumorais tem como objetivo buscar modificações específicas nas proteínas de tecidos tumorais para permitir a realização de tratamentos individualizados para certos tipos de câncer (Simpson and Dorow, 2001). Tradicionalmente, a análise do perfil proteômico de misturas complexas como lisados celulares ou frações sub celulares enriquecidas, envolve a combinação de diversas técnicas de fracionamento com a espectrometria de massas (MS) para a identificação das proteínas que compõem a amostra (Cecconi and Zamò, 2011).

Além da identificação e análise dos níveis de expressão proteicos, há um grande interesse na elucidação das redes de interação de proteínas relacionadas ao câncer. A habilidade de utilizar bibliotecas sintéticas de peptídeos para obter ligantes específicos de

Silva, K.T.S. Introdução proteínas e entender suas interações permite uma maior compreensão das alterações relacionadas ao proteoma tumoral (Sidhu and Koide, 2007).

A tecnologia de apresentação por fagos (Phage Display) consiste na fusão gênica de sequências nucleotídicas que codificam proteínas ou peptídeos ao DNA de um vírus bacteriófago e resultam na expressão heteróloga dessas sequências na superfície do capsídeo viral (Smith, 1985). A construção de uma biblioteca peptídica com sequências aleatórias (geralmente com mais de 1011 _{sequências) constitui uma população de ligantes}

com diferentes capacidades de interação com moléculas alvo provenientes de tecidos ou células (Scott and Smith,1990; Sidhu et al., 2000).

Técnicas combinatoriais permitem a seleção imparcial de ligantes em um ensaio funcional sem conhecimento sobre a natureza do alvo na doença. Entretanto, é difícil isolar ligantes específicos devido à complexidade de alvos expressos simultaneamente em um tecido ou população celular. Estudos recentes detectaram um grande número de alvos moleculares super regulados em células tumorais ou associadas a tumores (St Croix

et al., 2000; Ruoslahti, 2001; Vogelstein and Kinzler, 2004).

A identificação de receptores e seus ligantes correspondentes seletivamente expressos em patologias específicas podem ser úteis no desenvolvimento de sistemas de entrega de drogas, realização de terapia com o uso de vetores e drogas citotóxicas, o que aumentaria a janela terapêutica até mesmo para os tratamentos já utilizados (Sergeeva et

Silva, K.T.S. Justificativa