METALOPROTEINASE DE MATRIZ (MMP)

As MMPs são classificadas como uma subfamília de proteinases da família de metaloproteinases zinco-dependentes M10, especializadas na clivagem das proteínas extracelulares (ANDERSEN et al., 2004; NAGASE et al., 2006; HANNAS et al., 2007; KRANE, INADA, 2008). A família de MMPs inclui pelo menos 24 membros bem caracterizados, que podem ser classificados em subgrupos de acordo com sua especificidade para determinados substratos e por sua homologia de subsequências em 5 subfamílias: colagenases (MMP-1, -8 e -13); gelatinases/colagenase IV (MMP-2 e -9); estromelisina (MMP- 3 e -10); MMPs tipo membrana (MT-MMPs, MMP-14, -15, -16 e -17) e outras MMPs (MMP- 7, -11, -12, -19, -20 e outras) (KUMAMOTO et al., 2003; ZHANG et al., 2005; GEORGES et al., 2009).

Uma MMP típica consiste em um pro-peptídeo com cerca de 80 aminoácidos, um domínio catalítico com cerca de 170 aminoácidos, um peptídeo ligante de variados tamanhos,

também chamado de “hinge region”, e um domínio hemopexina (Hpx), com aproximadamente

200 aminoácidos (NAGASE et al., 2006) (figura 1). Segundo Thomas, Lewis e Speight (1999) as MMPs tipo membrana constituem moléculas transmembrana, enquanto as outras são secretadas pelas células.

Figura 1. Estrutura das famílias das MMPs.

Fonte: Adaptado de Nagase, Visse e Murphy, 2006.

Legenda: sp, sinal de sequência; pro, pró-domínio; cat, domínio catalítico; FNII, fibronectina tipo II; L1, ligante 1; CysR, rico em cisteína; Ig, domínio imunoglobulina; L2, ligante 2; Mb, membrana plasmática; TM, domínio transmembrana; GPI, ancora glicosilfosfatidilinositol.

A atividade funcional das MMPs é regulada por 4 mecanismos: (1) por controle transcricional positivo e negativo dos genes de MMP; (2) pela ativação de estado latente; (3) pelas diferenças entre substratos específicos; ou (4) por modulação através dos inibidores teciduais de metaloproteinases (TIMPs) (DEW et al., 2000; HANNAS et al., 2007). A degradação da matriz extracelular (MEC), mediada por MMPs, é uma característica importante do desenvolvimento, morfogênese, reparo tecidual e remodelagem. É precisamente regulada sob condições fisiológicas normais, mas quando se encontra desregulada pode causar diversas doenças tais como artrite, nefrite, câncer, encefalomielite, úlceras crônicas, fibrose, entre outras (NAGASE; VISSE; MURPHY, 2006).

Segundo Georges et al. (2009), as MMPs também atuam no processo de reabsorção óssea, por participarem na remodelação da MEC, migração e invasão celular e na liberação de fatores de crescimento modificadores. Existem fortes evidências de que as MMPs têm um importante papel durante a osteogênese e remodelação óssea. Sua síntese pelos osteoblastos tem sido demonstrada durante a degradação de osteóide antes da reabsorção da matriz mineralizada pelos osteoclastos (DEW et al., 2000). Desta forma, a expressão alterada de proteínas específicas da MEC, associada à presença exuberante de MMPs e à ausência de expressão dos TIMPs, podem influenciar o comportamento destas lesões, contribuindo para o crescimento e alta agressividade, no caso de alguns tumores (ROSENTHAL; MATRISIAN, 2006).

Além das MMPs e seus inibidores teciduais, a expressão de outros biomarcadores está envolvida no processo de reabsorção óssea e no desenvolvimento de lesões odontogênicas, como RANK/RANKL/OPG (KUMAMOTO; OOYA, 2004; SILVA et al., 2008), IL-1α (KUBOTA, SHIRASUNA, 2007; SUYAMA et al., 2008) e TNF-α (KUMAMOTO, OOYA, 2006).

Acredita-se que, células tumorais no microambiente de um tecido ósseo, iniciam uma resposta inflamatória que leva ao recrutamento de osteoclastos ativados e então, à reabsorção óssea, criando um meio favorável ao seu próprio crescimento, contribuindo para o desenvolvimento do tumor (STEEVE et al., 2004). Silva et al. (2008) afirmam que o desequilíbrio na ação de fatores sinalizadores de processos de diferenciação e ativação osteoclásticas pode contribuir para a reabsorção óssea envolvida no crescimento de ameloblastomas, TOCs e cistos dentígeros.

Assim, a participação das MMPs na progressão tumoral tem sido amplamente estudada. De acordo com Ribeiro et al. (2012), os tumores são tipicamente circundados por MEC. A invasão tumoral é um processo neoplásico em que as células neoplásicas destroem e infiltram o tecido normal ao redor da massa tumoral principal. Segundo esses autores, este processo pode ser analisado em três estágios, que se inicia pela adesão da célula tumoral à MEC, seguida pela degradação proteolítica da MEC, e finalmente, migração das células neoplásicas pela área lesada, sendo essa degradação da MEC realizada pelas MMPs.

Embora alguns autores discordem de que as MMPs atuem como as principais proteínas envolvidas no processo de degradação da MEC e consequente reabsorção óssea e progressão tumoral (FULLER; KIRSTEN; CHAMBERS, 2007), diversos estudos apontam que as MMPs podem modular outras funções no microambiente tumoral em adição à sua atividade proteolítica, interagindo com a MEC liberando e ativando diferentes fatores de crescimento; assim, as MMPs são reguladoras das funções celulares tanto em condições fisiológicas quanto patológicas (SANTOS et al., 2011; RIBEIRO et al., 2012).

Segundo Lynch e Matrisian (2002), a expressão de MMPs por células tumorais ou estromais em resposta ao crescimento neoplásico foi inicialmente associada apenas a estágios finais do desenvolvimento tumoral, isto é, com invasão e metástase. No entanto, diversos estudos sugerem que as MMPs influenciam também os mecanismos de crescimento dos cistos odontogênicos, bem como o potencial invasivo e destrutivo dos tumores odontogênicos (LEONARDI et al., 2010; QIAN, HUANG, 2010; SIQUEIRA et al., 2010; HENRIQUES et al., 2011; SANTOS et al., 2011; RIBEIRO et al., 2012).

2.3.1 Metaloproteinase de matriz – 9 (MMP-9)

A MMP-9 é uma colagenase que possui 92 kDa em sua forma latente e 83 kDa em sua forma ativa (KUBOTA et al., 2000). É também chamada de gelatinase B (ANNE et al., 2013), sendo assim denominada em função de sua capacidade de degradar colágeno desnaturado (gelatina) (THOMAS; LEWIS; SPEIGHT, 1999).

Segundo Pinheiro et al. (2004), a MMP-9 não apenas contribui para a degradação óssea, mas também atua como uma reguladora no processo de reabsorção óssea inicial. É considerada a proteinase mais importante envolvida na reabsorção óssea devido os osteoclastos expressarem essa enzima em níveis extremamente elevados (ANNE et al., 2013).

Segundo Santos et al. (2011), o papel da MMP-9 no desenvolvimento dos TOCs, cistos dentígeros e cistos radiculares está associado à regulação de fatores ligados à proliferação e migração celular, apoptose e respostas imune e inflamatória.

Henriques et al. (2011) sugeriram que a interação entre a produção de MMP-9 e TIMP- 2 e a degradação dos componentes da membrana basal contribuem para os distintos comportamentos dos ameloblastomas e TOCs quando comparados com cistos dentígeros e radiculares.

Juntamente com a MMP-2, possui um papel importante na tumorigênese pela habilidade de degradar colágeno tipo IV, que constitui o maior componente da membrana basal e representa o primeiro obstáculo para invasão e metástase das células tumorais (HONG et al., 2000; ROBINSON et al., 2003; RIBEIRO et al., 2012). Muitos cistos dentígeros têm apresentado uma contínua positividade para colágeno tipo IV na membrana basal do epitélio, enquanto nos TOCs e ameloblastomas uma presença mais marcante e difusa tem sido identificada tanto nas células epiteliais quanto nas mesenquimais (ANNE et al., 2013).

O estudo de Kumamoto et al. (2003) avaliou a expressão imuno-histoquímica de algumas MMPs, dentre elas a MMP-9, e seus inibidores teciduais (TIMPs) em casos de ameloblastomas e germes dentários. Os resultados deste estudo apontaram que a expressão estromal da MMP-9 nos ameloblastomas foi significantemente maior que no componente mesenquimal dos germes dentários, sugerindo que uma produção aumentada desta MMP poderia estar relacionada com a alteração neoplásica dos tecidos odontogênicos.

Os experimentos de Qian e Huang (2010) buscaram analisar a expressão da MMP-9 e TIMP-1 em culturas de células de ameloblastoma quanto à reabsorção óssea. Esses autores utilizaram sistemas de cocultura de células de ameloblastomas e células da medula óssea de camundongos neonatais e observaram que a expressão de MMP-9 juntamente com RANKL,

permitiu a indução da diferenciação osteoclástica com consequente atividade de reabsorção óssea pelas células de ameloblastomas. Porém, ao incluir o TIMP-1 ao sistema, a atividade inibitória desta proteína sobre a MMP-9 não mostrou um efeito inibitório significativo no processo de reabsorção óssea. Portanto, esses autores sugeriram que a MMP-9 poderia participar na degradação da matriz óssea, entretanto não seria a principal protease envolvida.

Contudo, a expressão de MMP-9 tem sido demonstrada como um importante fator para o estabelecimento das diferenças entre o comportamento biológico de lesões odontogênicas mais indolentes, tais como os cistos dentígeros, cistos radiculares e tumores odontogênicos adenomatóides (TOAs), e as mais agressivas, como os TOCs e ameloblastomas (RIBEIRO et al, 2009; HENRIQUES et al., 2011; FINKELSTEIN et al., 2013).

Uma expressão elevada dessa protease tanto em células neoplásicas quanto estromais, também foi encontrada por Siqueira et al. (2010), quando compararam o comportamento biológico de ameloblastomas e tumores odontogênicos císticos calcificantes (TOCCs). Esses autores sugerem que mecanismos independentes envolvendo a síntese dessas MMPs e a atividade proliferativa contribuem para a invasão local dos ameloblastomas, influenciando seu comportamento biológico agressivo.

Ribeiro et al. (2012) avaliaram a expressão das MMPs em relação à agressividade e atividade proliferativa de TOCs e encontraram uma expressão significativamente mais abundante de MMP-9 nesses tumores quando comparados ao TOCCs, que são caracterizados como tumores minimamente invasivos, isto é, não agressivos.

2.3.2 Metaloproteinase de matriz – 13 (MMP-13)

A MMP-13, ou colagenase-3, foi originalmente relacionada ao câncer de mama (FREIJE, DÍEZ-ITZA, BALBIN, 1994), sendo produzida tanto por fibroblastos e células do epitélio escamoso maligno, como por células plasmáticas associadas à lesão óssea destrutiva (WAHLGREN et al., 2001, 2003).

Estudos têm apontado os miofibroblastos como secretores da MMP-13 (LEDERLE et al., 2010), e sendo responsáveis em transformá-la na sua forma ativa (NIELSEN et al., 2001; NIELSEN et al., 2008; SHI, WANG, TARBELL, 2011). De Aquino et al. (2009) indicam que outros tipos celulares, tais como células endoteliais, fibroblastos, osteoblastos e condrócitos possam induzir a expressão da MMP-13.

Juntamente com as MMP-1 e MMP-8, constituem as principais proteinases capazes de iniciar a degradação de vários colágenos fibrilares nativos, incluindo os colágenos I, II, III e IV (STAMENKOVIC, 2000).

O colágeno é considerado o principal componente orgânico do tecido ósseo normal e a proteína mais abundante da matriz extracelular intersticial. Sendo que em mamíferos, o colágeno tipo I representa cerca de 90% do total dessas proteínas fibrosas (BRASILEIRO FILHO, 2004; COWAN et al., 2009).

A MMP-13 exerce um papel essencial na cascata de ativação de MMPs, tanto ativando como sendo ativada por outras MMPs (LEEMAN et al., 2002) e tem seu efeito biológico marcadamente relacionado com a ativação de células osteoclásticas (HANNAS et al., 2007).

Desde a descoberta de seu envolvimento com tumores em humanos em 1994, a expressão elevada de MMP-13 tem sido encontrada em diferentes malignidades, sendo relacionada tanto com o comportamento do tumor quanto com o prognóstico do paciente (FREIJE et al., 1994; JOHANSSON et al., 1997; NIELSEN et al., 2001).

Escassos trabalhos são relatados na literatura quanto a expressão da MMP-13 em lesões odontogênicas, porém, seu papel na progressão de outros tumores tem sido bastante demonstrado, tais como em câncer de cabeça e pescoço, de laringe, de mama, gástrico, condrossarcoma, coloretal, carcinomas vulvares e linfomas epiteliais malignos (FREIJE et al., 1994; JOHANSSON et al., 1997; JOHANSSON et al., 1999; PENDÁS et al., 2000; DEL CASAR LIZCANO et al., 2003; KRECICKI et al., 2003; CULHACI et al., 2004; ROEB et al., 2004; CORTE et al., 2005; LUUKKAA et al., 2006; KUDO et al., 2012).

Leonardi et al. (2010) sugeriram que a MMP-13 pode induzir a migração epitelial e o potencial de crescimento dos TOCs, quando comparados a outros cistos odontogênicos, tais como os cistos dentígeros e radiculares. Estes autores encontraram uma expressão mais proeminente desta MMP no estroma da lesão, principalmente quando associadas à SCNCB, o que pode justificar a maior agressividade dos ceratocistos odontogênicos sindrômicos quando comparados aos casos esporádicos.