Classificação dos compostos carcinogénicos

O termo carcinogénico foi inicialmente definido como a capacidade de um composto, sob condições apropriadas, desencadear o desenvolvimento de cancro no Homem e nos animais (Gomes-Carneiro et al., 1997; Huff, 1999). Com a descoberta das

diferentes etapas e mecanismos envolvidos na carcinogénese esta definição tornou-se incompleta e desactualizada (Butterworth e Bogdanffy, 1999). Do ponto de vista experimental considera-se que um composto é carcinogénico quando a sua administração a animais de laboratório induz um aumento, estatisticamente significativo, na incidência de neoplasias, de um ou mais tipos histológicos, em comparação com o identificado no grupo de animais controlo, ou seja, não expostos à substância (Guttiérrez e Salsamendi, 2001).

A incorporação de um composto carcinogénico num determinado grupo não é fácil, porque as informações obtidas de diferentes estudos são complexas e por vezes contraditórias. Alguns autores classificam os compostos carcinogénicos em função da sua intervenção em cada uma das etapas da carcinogénese. Desta forma os compostos carcinogénicos incompletos ou iniciadores são químicos mutagénicos que provocam uma alteração irreversível do ADN desencadeando a iniciação (Mirsalis et al., 1990; Pitot e Dragan, 1991). Os compostos promotores aumentam a proliferação celular nos tecidos susceptíveis, o que contribui para fixar as mutações e favorece modificações na expressão dos genes (Mehta, 1995; Gomes-Carneiro, 1995). Os compostos carcinogénicos completos têm simultaneamente propriedades de iniciadores e promotores, dependendo da dose e do tempo de exposição (Barrett e Shelby, 1986; Pitot e Dragan, 1991; Farmer, 1994; Hasegawa et al., 1998; Trosko, 2001).

Outros autores classificam os compostos carcinogénicos em função do seu mecanismo de acção: genotóxicos e não genotóxicos (mitogénicos e citotóxicos) (Cohen e Ellwein, 1991; Butterworth et al., 1992; Nguyen-ba e Vasseur, 1999; Klaunig et al., 2000; Williams, 2001). Os compostos carcinogénicos genotóxicos são carcinogénicos completos, alteram qualitativa e quantitativamente a informação genética da célula (Trosko, 2001). Apresentam uma relação directa entre a sua estrutura e actividade, são mutagénicos nos ensaios in vitro, e activos em todas as doses, podendo afectar várias espécies de animais, e atingir diferentes órgãos (Klaunig et al., 2000; Guttiérrez e Salsamendi, 2001). Em doses altas causam toxicidade e proliferação celular, aumentam a replicação do ADN e potenciam sua acção carcinogénica (Cohen, 1998c). Após a sua difusão transmembranar são metabolizados em compostos electrofílicos que entram no núcleo e interagem com locais nucleofílicos (ADN, ARN, e proteínas) modificando a sua integridade estrutural por estabelecerem com eles aductos

(Miller e Miller, 1975; Straub e Burlingame, 1981; Hayes e Pulford, 1995; Ashby, 1996; Weisburger, 1999; Frowein, 2000; Bertram, 2000; Baird e Mahadevan, 2004). A formação dos aductos constitui o primeiro passo crítico da carcinogénese e se não forem reparados antes da replicação do ADN podem surgir mutações nos proto-oncogenes e nos genes supressores de tumores, fundamentais para a iniciação (Sobels 1975; Barrett e Wiseman, 1987; Farmer, 1994; Williams, 2001; Li et al., 2005). O número de aductos formado pelos compostos carcinogénicos é variável e cada um deles pode desencadear uma alteração específica no ADN (Straub e Burlingame, 1981; Farmer, 1994; Otteneder e Lutz, 1999). As mutações associadas aos aductos podem surgir por delecção, por frameshift ou pela substituição dos nucleotídeos (Garner, 1998). As mutações desencadeiam um número indefinido de transformações celulares traduzidas pela expressão proteica aberrante e alteram o controlo do ciclo celular (Butterworth e Bogdanffy, 1999; Poirier et al., 2000; Guttiérrez e Salsamendi, 2001). Os aductos assumem grande importância na carcinogénese química, porque distorcem a molécula de ADN, provocando uma transcrição incorrecta; a existência de muitos aductos pode partir a cadeia de ADN provocando mutações e/ou perda do material genético (Cohen, 1995a; Hayes et al., 1995; Trosko, 2001).

A reparação dos aductos é um processo coordenado por várias enzimas e controlado por diferentes genes. Pode realizar-se pela excisão de bases, ou de nucleotídeos, por reparação recombinante ou por reparação mismatch (Farmer, 1994; Moustacchi, 1998; Miller et al., 2001; Hanawalt et al., 2003). A identificação de aductos sugere que o composto carcinogénico foi absorvido, metabolizado e distribuído pelos tecidos, escapou aos mecanismos de desintoxificação e de reparação celular (Garner, 1998; Airoldi et al., 1999; Guengerich, 2000). A identificação e a análise dos aductos pode fazer-se através da utilização de carcinogénicos radioactivos marcados, sendo os mais comuns o carbono 14 e o tritium, estes marcadores identificam um aduto por cada 106 ou 107 nucleotídeos (Garner, 1998). Contudo, as técnicas mais utilizadas para detectar os aductos são os imunoensaios com marcação pelo fósforo 32, a cromatografia gasosa associada à espectrometria de massa e por cromatografia líquida de alta precisão associada à espectroscopia fluorescente (Farmer, 1994; Airoldi et al., 1999). Estão disponíveis no mercado anticorpos monoclonais e policlonais que identificam por técnicas de imunohistoquímica os aductos (Santella et al., 2005). Existe

uma correlação positiva entre a quantidade de aductos detectados nos modelos animais e o número de neoplasias desenvolvidas (Yuspa e Poirier, 1988; Williams, 2001; Baird e Mahadevan, 2004).

Os compostos carcinogénicos não genotóxicos actuam como promotores, não requerem activação metabólica, não tem reactividade directa com o ADN, não formam aductos e são negativos nos testes de mutagenecidade realizados in vivo e in vitro (Butterworth et al., 1992; Melnick et al., 1996; Butterworth e Bogdanffy, 1999; Gonzalez, 2001). Estes compostos modulam a proliferação e a morte celular, potenciam os efeitos dos compostos genotóxicos, não apresentam uma relação directa entre a estrutura e a actividade. São específicos para um órgão e para uma espécie animal concreta (Farmer, 1994; Melnick et al., 1996; Gomes-Carneiro et al., 1997; Butterworth e Bogdanffy, 1999; Klaunig et al., 2000). Melnick et al. (1996) referem que a exposição a estes compostos favorece a síntese de outras substâncias responsáveis pelo desenvolvimento neoplásico. Estes compostos promovem nas células alvo efeitos que, indirectamente, desencadeiam a transformação neoplásica ou favorecem o desenvolvimento neoplásico a partir de células geneticamente transformadas (Williams, 2001). Os compostos carcinogénicos não genotóxicos são classificados como

mitogénicos e citotóxicos, em função da sua acção ser, ou não, mediada por um

receptor, respectivamente (Cohen, 1991; Cohen et al., 1992; Butterworth e Bogdanffy, 1999). Os primeiros, como os ésteres do forbol, as dioxinas e o fenobarbital, induzem a proliferação celular no tecido alvo através da interacção com um receptor celular; por sua vez os citotóxicos provocam a morte celular, nos tecidos susceptíveis, seguida de hiperplasia compensatória, é o caso do clorofórmio (Cohen et al., 1991; Cohen et al., 1992; Buttermorth et al., 1992; Klaunig et al., 2000). O aumento da proliferação celular esta relacionado com o agravamento de danos genéticos espontâneos, o que favorece, por diminuição do tempo disponível para reparação do ADN, a conversão das lesões endógenas em mutações (Cohen, 1991; Melnick et al., 1996). Por outro lado, as células necrosadas são destruídas pelo sistema imunitário com a síntese concomitante de RLO, radicais livres de nitrogénio (RLN) e enzimas proteolíticas (Lutz, 1998; Ohshima e tal., 2005; Valko et al., 2006). Quando a produção dos RLO e RNO excede a capacidade anti-oxidante das células podem ocorrer, por oxidação, danos nos lípidos, proteínas, hidratos de carbono e ácidos nucleicos, conduzindo à carcinogénese e à morte celular

(Ohshima et al., 2005). Os compostos não genotóxicos mitogénicos, para exercerem a sua acção, têm de atingir uma determinada concentração no tecido. Em contrapartida, a acção dos compostos citotóxicos é independente da sua concentração (Butterworth et al., 1992; Butterworth e Bogdanffy, 1999). Os conhecimentos disponíveis em relação ao mecanismo de acção dos compostos carcinogénicos não genotóxicos é substancialmente inferior ao dos compostos carcinogénicos genotóxicos.

A classificação dos compostos carcinogénicos em função do seu mecanismo de acção continua a gerar alguma polémica, Bolt et al. (2004) propõem a divisão dos compostos genotóxicos em dois grupos: reactivos com o ADN e genotóxicos ao nível do cromossoma. Os compostos reactivos com o ADN são subdivididos em três subgrupos diferentes: reactivos com o ADN e iniciadores (sem dose limite); genotóxicos fracos (actuam por mecanismos secundários) e compostos borderline (Figura 1.3).

Figura 1.3-Nova proposta para a classificação dos compostos carcinogénicos químicos.

Os compostos carcinogénicos químicos podem, quando associados, por interagirem nas diferentes vias metabólicas, ter efeitos aditivos, sinérgicos ou antagónicos (Lutz, 2000). A associação do álcool com o ferro tem um efeito aditivo obre o carcinoma hepático; o sinergismo entre fumar e a exposição aos asbestos

C CAARRCCIINNOOGGÉÉNNIICCOO Q QUUÍÍMMIICCOO G GEENNOOTTÓÓXXIICCOO NNÃÃOO G GEENNOOTTÓÓXXIICCOO REACTIVO COM O ADN GENOTÓXICOS BORDERLINE INICIADORES ACÇÃO NO CROMOSSOMA

favorece o desenvolvimento do cancro do pulmão. O antagonismo pode exemplificar-se pela acção protectora dos frutos e vegetais na modulação da susceptibilidade individual ao desenvolvimento neoplásico (Lutz, 2000; Peterson, 2005).