MMPs 7 e 26 (matrilisinas 1 e 2)

A MMP-7, também conhecida como matrilisina-1, distingue-se estruturalmente das demais MMPs, estando constituída apenas pelos três domínios necessários à atividade enzimática: o domínio catalítico com íon Zn++ incorporado, necessário à manutenção da latência da MMP; um domínio pró-peptídico e um peptídeo sinalizador, responsável pelo direcionamento de secreção do composto pela célula. Dessa forma, a MMP-7 não possui o domínio hemopexina C-terminal, responsável pela especificidade

de substrato e interações com inibidores das MMPs (WILSON et al., 1995; FOLGUERAS et al., 2004).

O gene que codifica a proteína MMP-7 está localizado no cromossomo 11q22.2- 22.3. Diversos sítios de ligação para fatores de transcrição foram identificados no promotor do gene da matrilisina-1, dentre os quais destacam-se: sítio AP-1, sítio Tcf4 (do inglês, transcription factor 4), LEF (do inglês, lymphoid enhancer-binding factor ), sítio TIE (do inglês, inhibitory element TGF-) e sítio PEA3 (do inglês, activator enhancer polyoma 3) (BRABLETZ et al., 1999; STRONGIN, 2006).

Brabletz et al. (1999), Saeki et al. (2002) e Strongin (2006) enfatizam que dentre os principais fatores implicados no aumento da expressão de MMP-7 em neoplasias, merece destaque a -catenina. Sua atuação multifuncional, ora estabilizando complexos de adesão em associação à E-caderina, em células epiteliais, ora funcionando como fator de transcrição nuclear como ponto final da via -catenina/WNT, sugerem um papel importante desta molécula na regulação da invasão local e metástase, em processos neoplásicos.

Diferentemente das demais MMPs, cuja expressão decorre de estímulo em resposta à injúria ou inflamação, a matrilisina-1 encontra-se expressa de forma constitutiva em tecido epitelial exócrino, na maioria dos tecidos adultos. Especificamente, a MMP-7 é sintetizada por glândulas salivares e glândulas anexas da pele, bem como, pelo epitélio glandular ou ductal do pâncreas, fígado, mama, intestino e trato urogenital (PARKS et al., 2001).

Outro aspecto importante da MMP-7 é o padrão de expressão desta protease em neoplasias. De acordo com Zhang et al. (2005), ao contrário das demais MMPs, as quais revelam expressão predominante em meio ao componente estromal, a MMP-7 localiza- se primariamente no parênquima neoplásico, especialmente em neoplasias de origem epitelial, conforme relatos descritos em carcinomas orais, esofágicos, colorretais, gástricos e de mama (FINGLETON et al., 2001; KITOH et al., 2004; GRAESSLIN et al., 2006).

A expressão de MMP-7 em epitélio normal sugere que esta enzima atue na manutenção da homeostasia epitelial e, de fato, diversos relatos implicam um papel para esta matrilisina na imunidade inata em tecido epitelial. Parks et al. (2001) afirmam que a maioria dos tecidos nos quais MMP-7 é expressa de forma constitutiva, estão expostos ao meio ambiente e a ação de diversos microrganismos.

Os principais substratos que sofrem proteólise por MMP-7 são: colágenos (I e IV desnaturados), elastina, entactina, gelatina 1, fibulina, fibronectina, laminina, vitronectina, agrecana, proteoglicanas, proteína ligante, mielina básica, endostatina, osteonectina,ă -1PI,ă 2-macroglobulina, caseína, FasL (Fas-ligante), integrina, E- caderina, sindecana-1, fibrinogênio, plasminogênio, pró-HB-EGF (do inglês, heparin- binding EGF-like growth factor), pró- -defensina, TNF- ,ăApo-CII (apoliproteína CII) e ADAM-28 (adamalisina-28). A MMP-7 tem sido relacionada à degradação de componentes da MB que é um evento crucial no processo de invasão e metástase (SIRES et al., 1994; CHAKRABORTI et al., 2003; FOLGUERAS et al., 2004; NAGASE et al., 2006).

Fingleton et al. (2001) identificaram um papel peculiar da ação de matrilisina-1 sobre a apoptose em cultura de linhagem de células epiteliais de glândula mamária humana (HBL 100). Estes autores verificaram que na presença crônica de MMP-7, ocorre seleção de uma sub-população celular mais resistente a apoptose mediada pela interação de Fas-L com seu receptor na membrana celular. Com seus resultados, Fingleton et al. (2001) sugerem que a expressão de matrilisina-1, reportada em estágios iniciais do desenvolvimento neoplásico, pode estar relacionada à seleção de células com menor propensão à destruição pelo sistema imune, favorecendo o acúmulo de modificações genéticas adicionais e, finalmente, o surgimento de tumores.

Goffin et al. (2003), em estudo utilizando RT-PCR, analisaram a expressão de diversas MMPs ao longo do ciclo menstrual, constatando três padrões distintos de expressão destas proteases, classificados em: MMPs restritas ao período menstrual, MMPs expressas por todo o ciclo e MMPs expressas predominantemente durante a fase proliferativa. A MMP-7, bem como uma protease intimamente relacionada, denominada de matrilisina-2 (MMP-26), foi evidenciada nesta última fase. Para estes autores, a expressão das matrilisinas-1 e -2 durante esta fase do ciclo menstrual sugere implicação destas proteases em diversos processos, como proliferação celular, rápido crescimento glandular, expansão estromal e angiogênese.

Achados similares foram identificados por Graesslin et al. (2006), em estudo sobre a expressão de MMP-7 em endométrio humano normal, hiperplásico e neoplásico. Estes pesquisadores relataram marcante expressão imuno-histoquímica de matrilisina-1 durante a fase proliferativa do ciclo menstrual, sugerindo um papel para esta protease na degradação de debris luminais e remodelação da MEC. Adicionalmente, constatou-se correlação entre a forte imunorreatividade para MMP-7 e o envolvimento de vasos

linfáticos e sangüíneos, no endométrio neoplásico, fato que enaltece o papel desta protease na degradação do colágeno tipo IV, presente em MBs, bem como, na ativação das formas zimogênicas de gelatinases A e B.

Alguns autores revelam uma correlação entre o grau de malignidade de neoplasias e a expressão de MMP-7. Como exemplo, merece destaque o estudo imuno- histoquímico realizado por Kitoh et al. (2004), em adenomas, carcinomas in situ e carcinomas invasivos da mucosa gástrica. Estes pesquisadores constataram um gradiente crescente na expressão de matrilisina-1 desde os adenomas aos carcinomas invasivos. A imunorreatividade para MMP-7 apresentou-se de forma mais significativa em áreas de invasão de vasos sangüíneos e linfáticos, enaltecendo o papel desta protease sobre componentes da MB e sua associação com o desenvolvimento de metástases de carcinomas gástricos.

A MMP-26, também denominada de matrilisina-2, constitui-se em um dos membros da família das MMPs descoberto recentemente, tendo sua estrutura incompletamente elucidada. O gene responsável pela codificação desta protease encontra-se situado no lócus cromossômico 11p15.3, relativamente distante do cluster 11q21-q23, que envolve pelo menos 8 genes responsáveis pela codificação das MMPs- 1, -3, -7, -8, -10, -12, -13, -20 e -27 (AHOKAS et al., 2005; STRONGIN, 2006).

Dentre os principais substratos para MMP-26, destacam-se o colágeno tipo IV desnaturado, fibronectina, fibrinogênio, vitronectina, gelatina 1, 2-macroglobulina e 1-antitripsina,ă -1PI e IGFBP-1 (URIA, LÓPEZ-OTÍN, 2000; NABESHIMA et al., 2002). Adicionalmente, a MMP-26 é capaz de ativar a pró-MMP-9 em um sítio que determina a formação de uma forma ativa de gelatinase B mais estável do que quando ativada por outras MMPs, como a MMP-7 (ZHAO et al., 2003; AHOKAS et al., 2005).

Bioquimicamente, a MMP-26 distingue-se das outras MMPs em diversos aspectos. Dentre as características peculiares, destaca-se sua estrutura mínima, em virtude da inexistência do domínio Hemopexina-C terminal, essencial para a regulação da atividade e determinação da especificidade de substratos para esta protease (FOLGUERAS et al., 2004; STRONGIN, 2006). Adicionalmente, apesar de seu peso molecular semelhante ao da MMP-7, estas duas proteases compartilham apenas 40% de homologia em suas cadeias polipeptídicas (STRONGIN, 2006).

Um achado único para a MMP-26 está localizado no domínio catalítico desta enzima. A manutenção das MMPs como zimogênios depende da interação entre o íon zinco e um resíduo de cisteína, impedindo a entrada de uma molécula de água,

necessária à ativação da protease. Exclusivamente para a matrilisina-2, observa-se uma modificação constitutiva no sítio catalítico, caracterizada pela substituição do aminoácido arginina (Arg81) por histidina (His81), culminando com o favorecimento da ativação autocatalítica desta MMP (MARCHENKO et al., 2001).

Uría, López-Otín (2000) e Park et al. (2002) destacam que a MMP-26 encontra- se expressa em diversas linhagens celulares neoplásicas, como adenocarcinomas de mama, pulmão e próstata, com um nível significativo de expressão em tecidos normais sendo evidenciado apenas em útero e placenta. Para estes autores, a expressão limitada desta matrilisina em tecido normal sugere que a síntese desta protease deva estar regulada para eventos estritamente específicos, como o processo de implantação no útero.

Strongin (2006), detalhando a estrutura do gene da MMP-26, descreve que sua estrutura de exons e introns apresenta-se semelhante ao do gene da MMP-7, bem como, diferentemente de outros genes responsáveis pela codificação de outras MMPs, a região do promotor do gene da MMP-26 apresenta apenas poucos sítios de ligação para fatores de transcrição.

Diversos estudos descrevem a existência de uma estrutura extremamente simples e bastante regulada, na região do promotor do gene da MMP-26 (MARCHENKO et al., 2002; LI et al., 2004). Esta regulação está representada pela presença dos sítios de ligação AP-1 (alvo da via de sinalização c-Jun/ c-Fos/ Ras), Tcf4 ou LEF (respectivamente, alvo da via de sinalização -catenina/WNT) e Poly (A), situado upstream ao promotor do gene (MARCHENKO et al., 2004; STRONGIN, 2006). Marchenko et al. (2004) afirmam que a presença do sítio de ligação Tcf4 no promotor do gene da MMP-26 implica sua expressão majoritária em células epiteliais normais ou transformadas neoplasicamente, de forma semelhante ao descrito para a MMP-7.

Ahokas et al. (2005) enfatizam, ainda, que a expressão de MMP-26 está relacionada ao processo de reparo. Em estudo de biologia molecular e imuno- histoquímica, em culturas de células epiteliais normais e neoplásicas da epiderme, estes autores evidenciaram aumento da expressão de matrilisina-2 quando da interrupção de continuidade da MB, durante o processo de reparo e invasão neoplásica. Adicionalmente, estes pesquisadores verificaram diminuição da expressão de MMP-26 em carcinomas epidermóides pouco diferenciados, sugerindo que a ausência de imunorreatividade para matrilisina-2 poderia ser considerada como marcador para lesões com crescimento agressivo.