MECANISMOS DE INVASÃO E METÁSTASES

MECANISMOS DE INVASÃO E METÁSTASES
Fabiana Henriques Machado de Melo, Mara de Souza Junqueira
e Roger Chammas
Cânceres são doenças genéticas, resultantes de mutações acumuladas no
genoma. Estas mutações estão associadas ao descontrole de programas
essenciais como proliferação, morte e diferenciação celular. Acredita-se que o
genoma das células transformadas seja instável e desta instabilidade resulte a
aquisição acumulativa de mutações que podem converter uma célula normal em
uma célula cancerosa. Hanahan e Weinberg agruparam as capacidades
adquiridas por uma célula cancerosa em 6 classes de alterações que interferem
com a fisiologia normal de células e tecidos : (1) auto-suficiência quanto a fatores
de crescimento; (2) insensibilidade a fatores inibitórios de proliferação; (3) evasão
da apoptose ou morte celular programada; (4) potencial replicativo infinito; (5)
angiogênese sustentada; e, (6) invasão tecidual e metástase.
No processo de carcinogênese, como classicamente definido e discutido
em outros capítulos deste livro, é frequentemente ao longo da fase de progressão
tumoral, que algumas células adquirem um fenótipo mais agressivo, invadindo
tecidos adjacentes e formando metástases à distância. Na tentativa de se definir
melhor o fenótipo metastático, comparam-se as células metastáticas e as células
não-metastáticas. As células metastáticas frequentemente apresentam moléculas
diferentemente expressas qualitativa e/ou quantitativamente. Estas moléculas têm
sido identificadas como possíveis marcadores de progressão tumoral, e são
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utilizadas para exploração da fisiopatologia da disseminação metastática dos
tumores. Algumas moléculas têm sua expressão diminuída ou mesmo abolida nas
células metastáticas. A identificação destes genes supressores de metástases e a
caracterização de seu mecanismo de ação também têm recebido a atenção de
diferentes grupos de pesquisa.
A metástase é um processo complexo, constituído de várias etapas, e que
resulta das interações entre as células tumorais e o microambiente tecidual onde
estas células se encontram. Durante a disseminação de um tumor, as células
tumorais devem ser capazes de se soltar do tumor primário (perda da interação
célula-célula) e escapar do tecido de origem; invadir a matriz extracelular, migrar
ativamente pelo estroma intersticial; induzir a formação de novos vasos
sanguíneos e/ou linfáticos (angiogênese), essenciais para a expansão da massa
tumoral; por estes mesmos vasos, as células tumorais podem alcançar a corrente
sanguínea ou linfática, após atravessar a membrana basal e o endotélio dos vasos
(intravasão), sobreviver na circulação, interagir com o endotélio vascular,
extravasar e, ainda, proliferar no parênquima do órgão-alvo (Figura 1). O processo
de angiogênese é crítico para a expansão das células do tumor primário e dos
focos metastáticos. Ao longo deste processo, as células tumorais interagem com
diversos elementos do hospedeiro, que ora atuam facilitando o processo de
metastatização, ora atuam impedindo-o. A identificação de moléculas e genes que
estão associados ao processo metastático e a elucidação de seu papel neste
processo são importantes para a exploração de novos métodos para o diagnóstico
precoce, avaliação prognóstica e padronização de novas estratégias terapêuticas.
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Em tese, estas informações serão úteis para o controle clínico da ocorrência de
metástases, que é a causa da morte de 2 a cada 3 pacientes com câncer.
Neste capítulo, discutiremos as bases moleculares das principais etapas do
processo de disseminação tumoral, dando ênfase às perspectivas de intervenção,
ainda em fase de avaliação nos diversos centros de pesquisa sobre câncer. A
maior parte das informações sobre os mecanismos fisiopatológicos da
disseminação tumoral vem de estudos em carcinomas, que correspondem a cerca
de 80% dos tumores em adultos. De maneira geral, a disseminação de outros
tipos de tumores envolvem as mesmas grandes famílias de moléculas, como
discutido a seguir; embora os membros destas famílias possam variar entre
tumores de diferentes origens.
Desorganização tecidual e microinvasão: o papel de E-caderina na
organização de tecidos epiteliais
As moléculas efetoras e reguladoras do processo de invasão tumoral são
moléculas que têm papel importante em eventos fisiológicos, como a
morfogênese, embriogênese e angiogênese. Porém, em contraste à invasão de
células tumorais, a invasão de células normais é finamente regulada e cessa
quando o estímulo é retirado.
Para as células tumorais invadirem os tecidos adjacentes e formarem
metástases à distância, elas devem ter a habilidade de formar interações
transientes ora com as proteínas da matriz extracelular, ora com as outras células,
como células do estroma, células endoteliais e plaquetas. Entre as moléculas de
adesão célula-célula alteradas estão as caderinas e as CAMs (cell adhesion
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molecules), proteínas pertencentes à superfamília das imunoglobulinas; entre as
moléculas que regulam as interações entre células e a matriz extracelular estão as
integrinas.
As caderinas são moléculas de adesão dependentes de Ca 2+ que medeiam
a interação homotípica célula-célula, inicialmente identificadas nas junções
aderentes (adherens junctions). As caderinas são uma superfamília de pelo menos
30 diferentes moléculas, cuja expressão é controlada têmporo-espacialmente.
A molécula de E-caderina, que é expressa por células epiteliais, é a que se
encontra mais freqüentemente alterada em tumores. Diferentes estudos revelaram
que a E-caderina é freqüentemente inativada durante o desenvolvimento de
carcinomas humanos, incluindo carcinomas de mama, cólon, próstata, estômago,
fígado, esôfago, pele, rim e pulmão e está associada à invasão e a formação de
metástases em linfonodos e à distância. A inibição da função de E-caderina pode
ocorrer por diversos mecanismos, entre eles mutação ou deleç ão do gene CDH1,
rearranjo cromossômico ou hipermetilação. De fato, deleções ou hipermetilação da
região 16q22, onde o gene da E-caderina se localiza, são freqüentes em
carcinomas do trato gastro-intestinal humano. Alternativamente, descreve-se a
perda da expressão de fatores de transcrição que freqüentemente coincidem com
a supressão da atividade do promotor de E-caderina em carcinomas invasivos. Em
modelos experimentais, a inibição da expressão de E-caderina em células de
carcinoma, facilita a invasão tumoral, enquanto o reestabelecimento da expressão
de E-caderina resulta em diminuição de proliferação e inibição de invasão e
metástases. E-caderina é em parte responsável pelo fenômeno de inibição por
contato, uma característica de células epiteliais normais, associadas ao bloqueio
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de proliferação quando células entram em contato umas com as outras. Esta
característica é fundamental para a manutenção da arquitetura dos epitélios. Em
modelos animais, a perda funcional de E-caderina está associada à aceleração da
progressão tumoral, adenocarcinomas e lesões metastáticas aparecem mais
precocemente em animais que não expressam E-caderinas funcionais. Estas
propriedades de E-caderinas permitiram classificá-la como uma molécula
supressora de metástases.
A perda funcional de E-caderina também está associada ao
desenvolvimento de melanomas, neoplasias malignas de melanócitos.
Melanócitos encontram-se frequentemente na camada basal da epiderme, onde
interagem com queratinócitos, formando a chamada unidade de pigmentaç ão da
pele. A perda de expressão de E-caderina parece ser um passo crítico na
progressão de melanomas, permitindo que as células tumorais sejam liberadas da
epiderme e invadam a derme. Ao deixar de expressar E-caderina, as células de
melanoma passam a expressar altos níveis de N-caderina, potencializando as
interações com fibroblastos e células endoteliais que também expressam N-
caderina. Esta mudança no padrão de expressão de caderinas ocorre durante a
progressão tumoral e já foi documentada in vitro e in vivo. Este fenômeno tem sido
observado em outros tipos de cânceres humanos, como carcinoma de próstata,
carcinoma de tireóide e linfomas de células T. Resultados experimentais
mostraram que essa alteração no padrão de expressão das caderinas pode ter
papel importante nas interações entre células tumorais e células do hospedeiro, na
migração, invasão tecidual e regulação da expressão gênica. A expressão de N-
caderina em células de carcinoma de mama está correlacionada com aumento da
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motilidade e invasão, sugerindo que a N-caderina potencialize a interação entre as
células tumorais e as células do estroma.
Inicialmente, pensava-se que a E-caderina poderia ter um papel na
supressão da progressão tumoral por inibir a invasão e metástase, conferindo às
células uma maior capacidade de interação com as células adjacentes. Porém,
mais recentemente foi mostrado que, além de seu papel como supressor de
metástases, a perda de E-caderina também pode contribuir para a ocorrência de
eventos da carcinogênese, como a perda do controle sobre o crescimento e
proliferação celular. A porção citoplasmática da E-caderina interage com as
moléculas de α e β-catenina, este último produto de um conhecido protooncogene.
Além da β-catenina fazer parte do complexo de adesão de E-caderina, ela tem
papel essencial como mediador da via de transdução de sinal de Wnt/Wingless
(glicoproteína que exerce papel na embriogênese), que ativa os fatores de
transcrição LEF/Tcf, que por sua vez controlam a transcrição de genes que
codificam, por exemplo, ciclina D1, Myc e metaloproteinases.
De maneira simplificada, o pool de β−catenina citoplasmática pode ser
considerado um dos elementos reguladores da proliferação e invasão de células
epiteliais. Quando há β−catenina livre no citoplasma, esta molécula transloca para
o núcleo, onde ativa os fatores de transcrição da família de LEF/Tcf, induzindo a
transcrição de genes que controlam o ciclo celular (Myc e ciclina D1), ou ainda, a
transcrição de enzimas proteolíticas como as metaloproteinases (vide abaixo). Nos
tecidos, quando há interação entre células e formação das junções aderentes,
mediadas por E-caderinas, as moléculas de β−catenina são recrutadas para a
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egião submembranar. Direciona-se assim o pool citoplasmático de β−catenina
para uma função associada à organização do citoesqueleto. As células então
parariam de proliferar. Há formas alternativas de controlar-se o pool citoplasmático
de β−catenina, como por exemplo, estimulando-se sua degradação. Esta função
depende de moléculas como o produto do gene APC, frequentemente alterado em
pacientes com polipose adenomatosa colônica familial. A falta deste mecanismo
de degradação ou a perda funcional de E-caderina levam ao acúmulo do pool
citoplasmático de β−catenina e sua ulterior translocação para o núcleo. A β-
catenina também exerce papel no controle da proliferação e apoptose e também
está aumentada em alguns tipos de câncer. Dados recentes mostraram que a E-
caderina suprime o crescimento de células de carcinoma de cólon por inibir a via
de sinalização β-catenina/Wnt.
A transição epitélio-mesenquimal
Ao mesmo tempo que a células tumorais se soltam do tumor primário por
diminuição da interação célula-célula, elas devem ter a capacidade de migrar e
invadir o estroma adjacente. Células de carcinomas passam por um processo
denominado de transição epitélio-mesenquimal: a célula tumoral, de origem
epitelial passa a expressar um conjunto de genes tipicamente expressos em
células do tecido conjuntivo. Segundo Thierry, do ponto de vista celular, a
transição se dá entre um morfotipo epitelióide, menos migratório, para um
morfotipo fibroblastóide, mais migratório. Por muito tempo, este fenômeno foi
chamado de desdiferenciação, e definido por parâmetros morfológicos, e não
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moleculares. De maneira geral, tem-se evitado o uso do termo desdiferenciação.
Sabemos atualmente que este comportamento das células neoplásicas é bastante
influenciado pela interação com a matriz extracelular, que tem capacidade
instrucional, modulando a expressão de diferentes genes. A transição epitélio-
mesenquimal é controlada por fatores peptídicos (fatores de motilidade ou
dispersão) que interagem com receptores específicos, muitos deles com atividade
tirosino-quinase, que além de atuar nesta transição de fenótipos, também podem
atuar como fatores de crescimento. São exemplos destas moléculas: HGF
(hepatocyte growth factor), membros da família de EGF (epidermal growth
factors), e seus receptores, respectivamente c-met e membros da família dos
receptores de EGF (EGFR e p185 neu /Her2 ou erbB-2, como discutido em outros
capítulos deste livro). Estas moléculas parecem controlar diretamente os efetores
da resposta de migração celular, sendo assim responsáveis pela sinalização da
dispersão ou desagregação de células de um tecido.
Integrinas: sensores do microambiente
A capacidade de migração pela matriz extracelular é mediada por
moléculas da superfamília das integrinas, glicoproteínas heterodiméricas integrais
de membrana que integram os meios intra- e extracelulares; e, depende da ação
de metaloproteases. As integrinas são compostas de uma cadeia α (α1-10, αv, αIIb,
αL, αM, αX, por exemplo) e uma cadeia β (β1-6, por exemplo). Há uma grande
variedade destes receptores de superfície celular: pelo menos 25 moléculas
diferentes que atuam na adesão das células a outras células (por exemplo,
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membros da sub-família das β2 integrinas) e de células à matriz extracelular (por
exemplo, membros da sub-família das β1 e β3 integrinas). A função das integrinas
é controlada em parte pela ação dos fatores de motilidade ou dispersão
mencionados acima.
À medida que as células tumorais se locomovem por matrizes
extracelulares diferentes daquela encontrada em seu extrato tecidual de origem,
os sinais externos de proliferação e sobrevivência vão sendo também
progressivamente alterados. De fato, quando células epiteliais e endoteliais
normais são desalojadas de seus extratos de origem, estas células iniciam o
processo de morte celular programada. Este processo de morte é conhecido como
anoikis (do grego, sem casa). Há evidências de que as integrinas sejam também
moléculas sinalizadoras do desalojamento. Ao mesmo tempo, integrinas regulam
as vias de sobrevivência celular. O modelo proposto para integração destas vias
de sinalização é o de que a ocupação das integrinas na superfície celular
sinalizaria adequação do meio externo e portanto sobrevivência celular. Em
diferentes microambientes, identificados pela célula através da relativa
desocupação de suas integrinas, a ausência ou diminuição relativa dos sinais de
sobrevivência culminaria então na morte celular por apoptose. Este modelo, ainda
alvo de testes de validação, tem implicações interessantes. A observação mais
relevante, é que ao longo do processo de transformação as células cancerosas
evadem estes mecanismos e são capazes de sobreviver em diferentes
microambientes.
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Várias alterações na padrão de expressão e/ou função de integrinas ao
longo da progressão tumoral foram identificadas. Mais frequentemente as
integrinas são responsáveis por um processo de migração disfuncional. Assim, por
exemplo, fibroblastos são células migratórias, mas, de maneira geral migram
pouco ou quase nada sobre membranas basais (matriz extracelular especializada
que separa por exemplo os epitélios do tecido conjuntivo subjacente). No processo
de transformação maligna de fibroblastos, há aumento da capacidade de migração
do fibroblasto transformado sobre laminina, glicoproteína específica das
membranas basais. Esta migração disfuncional depende do acúmulo de uma
integrina específica, α6β1 integrina, que é responsável pela resposta migratória
das células transformadas.
As células tumorais apresentam pelo menos dois mecanismos de migração
pela matriz extracelular: (1) um movimento celular individual, semelhante ao
movimento de leucócitos pelos tecidos inflamados, chamado de migração
amebóide; (2) um movimento celular coletivo, caracterizado pela migração de
agregados celulares. O movimento celular coletivo requer que as células,
agrupadas através de interações célula-célula, formem uma unidade assimétrica.
Na frente de migração, estão as células com características mais migratórias,
onde é gerada a força motriz; as células localizadas posteriormente são
virtualmente puxadas pelas células localizadas anteriormente. O mecanismo de
comunicação e transmissão de força utilizado pelas células em movimento não é
conhecido. Resultados recentes mostraram que o movimento coletivo de células
de melanoma é bloqueado com anticorpos anti-β1 integrinas; curiosamente, o
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movimento amebóide não é sensível à inibição por anti-β1 integrinas. Pode-se
concluir que ao alterar as interações célula-célula e/ou célula-matriz, células
tumorais sofrem transição de um programa de migração para outro. Esses
resultados ilustram o conceito de plasticidade da migração de células tumorais. O
movimento coletivo de células de melanoma representa uma estratégia de
migração eficiente, que permite a translocação ativa e passiva de células
heterogêneas (nem todas as células precisariam ser igualmente migratórias),
potencializando a disseminação de células que apresentem diferentes
características dentro da massa tumoral. Existiria assim um efeito de comunidade,
onde o fenótipo metastático poderia ser a resultante de fenótipos compartilhados
por uma população de células tumorais heterogêneas entre si. Essa é uma
característica das células tumorais que deverá ser levada em consideração na
geração de futuras estratégias terapêuticas.
A distribuição polarizada das integrinas observada em células epiteliais
normais é perdida em células de carcinoma. As integrinas α6β1 e α6β4, que são
ligantes de laminina-1, concentradas normalmente na membrana basolateral,
passam a ter uma distribuição mais uniforme. A integrina α5β1, que se liga a
fibronectina, também tem alteração na sua distribuição em fibroblastos
transformados. Estes, antes agrupados nas placas de adesão focal, são
encontrados em toda a superfície celular de maneira difusa após a transformação.
Resultados indicam que há uma correlação inversa entre a deposição de
fibronectina na matriz e a migração celular, sugerindo que a diminuição de
fibronectina na matriz e o aumento da capacidade invasiva de fibroblastos
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transformados pode ser causado pela redução da expressão ou da função da α5β1
integrina. Por outro lado, o aumento da expressão da integrina αvβ3 parece
contribuir para a aquisição do fenótipo maligno de células de melanoma. A
transição do melanoma de crescimento radial para o de crescimento vertical, é
acompanhado do aumento da expressão dessa integrina.
As vias de sinalização de integrinas são controladas por diferentes
moléculas, que têm sido identificadas como supressoras de metástases. Incluem -
se aí CD82, membro da família das tetraspaninas e RHOGDI2, um regulador da
função de RHO e RAC, que controlam a organização do citoesqueleto em
processos de movimento celular. Algumas tetraspaninas colocalizam com
integrinas na membrana plasmática das células em microdomínios especializados.
Nestes microdomínios encontram-se diferentes lipídios e glicolipídios, como os
gangliosídeos, por exemplo. Diferentes marcadores associados a progressão
tumoral pertencem à família dos gangliosídeos. Mais recentemente, evidências
experimentais indicam que os gangliosídeos podem modular a migração celular
dependente de integrinas, provavelmente interferindo com a interação integrina-
tetraspanina.
Além da família das integrinas αv estar relacionada com a aquisição da
capacidade migratória, ela também tem papel importante na angiogênese (ver
abaixo). A αvβ3 integrina é expressa em vasos neoformados durante processos
fisiológicos e patogênicos, como a progressão tumoral. A análise da expressão da
αvβ3 integrina em tumores de pacientes com carcinoma de cólon mostrou uma
relação inversa entre o intervalo de sobrevida livre de doença dos pacientes e os
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níveis intratumorais desta integrina. Esta variável parece dependente da
densidade microvascular analisada para cada caso.
As integrinas da família αv também estão envolvidas na regulação da
atividade das enzimas proteolíticas que degradam a membrana basal, a primeira
barreira que as células tumorais devem ultrapassar. Na verdade, a interrupção da
organização ou integridade da membrana basal é um marcador histológico chave
na transição de um tumor para carcinoma invasivo. As enzimas que degradam a
matriz extracelular pertencem à família das metaloproteinases, que será discutida
a seguir.
A degradação da matriz extracelular
Para que haja a migração de células tumorais pelas diferentes matrizes
extracelulares do organismo (através das membranas basais, pelo estroma
intersticial e pelas matrizes ósseas), é necessário que haja degradação da matriz
extracelular. A degradação da matriz ocorre em condições fisiológicas e
patológicas, sendo finamente regulada em diversos níveis, como será discutido a
seguir. Entre as moléculas efetoras desta degradação encontra-se uma família de
enzimas, as metaloproteinases de matriz extracelular (MMP), proteinases
dependentes de zinco para sua atividade. A família das MMP conta com mais de
25 diferentes membros, subdividida em 4 grupos, de acordo com a sua estrutura
primária e a especificidade ao substrato: colagenases, gelatinases, estromelisinas
e metaloproteínases-tipo membrana (Tabela 1). A degradação da matriz
extracelular também depende de enzimas que degradam polissacarídeos
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complexos, como os glicosaminoglicanos (por exemplo, hialuronidases,
heparanases e condroitinases).
Atividade aumentada de MMPs está associada às fases de crescimento do
tumor, invasão e metástases, sendo freqüentemente superexpressas em
diferentes cânceres. A maioria das MMPs é secretada em forma latente
(zimogênio). As pró-MMPs são ativadas por proteólise no espaço extracelular. A
ativação de pró-MMPs depende da ação de uma serino-protease, a plasmina; que,
por sua vez também existe numa forma latente, o plasminogênio. A conversão de
plasminogênio em plasmina depende de um outro sistema de serino-proteases: os
ativadores do plasminogênio (tipos tecidual e uroquinase, tPA e uPA,
respectivamente). A ativação dos ativadores do plasminogênio depende de sua
interação com receptores específicos de membrana e depende, pelo menos em
parte, de αv integrinas. Ainda, a expressão de MMPs também é controlada
transcricionalmente. Citocinas e fatores peptídicos como interleucina (IL)-4 e IL-10,
fatores de crescimento (EGF, fator de crescimento transfomante α (TGF-α), fator
de crescimento fibroblasto básico (bFGF), e TGF-β-1 induzem a expressão de
diferentes membros da família das MMPs.
Ao lado das cascatas de ativação, o processo de degradação da matriz
extracelular também é regulado por diferentes inibidores encontrados no plasma e
nos tecidos. Entre os inibidores plasmáticos, por exemplo, encontram -se inibidores
de proteases não específicos como a α2-macroglobulina e α1-antiprotease; entre
os inibidores teciduais destaca-se a família das TIMPs (tissue inhibitors of
metalloproteinases ). As TIMPs, uma família de 4 proteínas (TIMP-1, TIMP-2,
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TIMP -3 e TIMP -4), exercem um duplo controle sobre as MMPs inibindo tanto sua
forma ativa como no seu processo de ativação (Figura 2). Além da função de
inibidores da atividade das MMPs, as TIMPs também induzem mudança na
morfologia da célula, estimulam o crescimento de vários tipos celulares e modulam
negativamente o processo de angiogênese.
MMPs na disseminação de tumores
As MMPs medeiam a degradação da matriz extracelular e da membrana
basal durante fases precoces do processo de tumorigênese, contribuindo para a
formação do microambiente que promove o crescimento do tumor. As MMPs
também participam em estágios mais tardios do desenvolvimento do câncer,
promovendo o crescimento sustentado tanto de tumores primários como
metastáticos pela ativação de fatores de crescimento, inativação de proteínas de
ligação a fatores de crescimento ou pela liberação de moléculas mitogênicas
residentes na matriz extracelular. MMPs atuam assim modulando a
biodisponibilidade de fatores de crescimento, favorecendo a expansão das células
tumorais; quer diretamente, induzindo a proliferação de células tumorais; quer
indiretamente, regulando o comportamento das células endoteliais (vide abaixo) e
fibroblastos que suportam o crescimento do tumor.
Um dos primeiros passos na invasão de carcinomas é a disrupção da
membrana basal e subsequente migração por esta matriz extracelular
proteolisada. A membrana basal é constituída de moléculas como laminina,
colágeno tipo IV e proteoglicanos contendo heparam-sulfato. Mais recentemente,
mostrou-se que a molécula de laminina-5, presente em membranas basais de
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epitélios, por exemplo, está associada ao controle do fenótipo migratório.
Laminina-5 íntegra sinaliza o estado estacionário. A clivagem de laminina-5 por
MMP-2 ou MMP-14 revelam um sítio críptico da molécula de laminina que
desencadeia a motilidade celular. Esta forma clivada é encontrada em tumores
experimentais; em cânceres humanos, MMP-14 co-localiza com laminina-5, o que
sugere que este seja um mecanismo operante associado a cânceres
microinvasivos.
A transição epitélio-mesenquimal é um processo finamente regulado.
Discutimos acima o papel das junções aderentes e E-caderina na manutenção da
arquitetura dos epitélios, e na regulação de vias de sinalização associadas a via
Wnt/wingless. E-caderina é clivada pela MMP -3 ou 7 e a liberação do fragmento
de E-caderina promove a invasão das células do tumor de maneira parácrina in
vitro , possivelmente atuando como inibidor competitivo de outras moléculas de E-
caderina intactas. A clivagem de E-caderina também desencadeia a transição
epitélio-mesenquimal, associada ao comportamento invasivo de tumores. Outras
moléculas, como CD44, também regulam este processo.
A ativação de MMPs também figura entre os mecanismos que as células
tumorais utilizam para escapar da "vigilância" do sistema imune. A proliferação de
linfócitos T, que é regulada pela sinalização de citocinas pelo receptor α da
interleucina 2 (IL-2Rα), pode ser inibida pela clivagem deste receptor por MMP-9.
MMPs também ativam TGF-β, um fator supressor de linfócitos T na resposta
contra os tumores. A clivagem do inibidor de proteinase α1, gerado por MMP-11,
diminui a sensibilidade das células do tumor a células natural killer.
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A expressão de MMPs, embora baixa ou não detectável na maioria dos
tecidos normais, encontra-se aumentada na maioria dos tumores. Animais
modificados geneticamente e que não expressam algumas das MMPs apresentam
tumores menores que os animais normais, ou ainda apresentam tumores mais
tardiamente. Estas moléculas, que têm sido consideradas moléculas associadas a
tumor, no entanto não são produzidas somente pelas células tumorais
propriamente ditas. Estudos usando a técnica de hibridação in situ , permitiram
mostrar que o mRNA de diversas MMPs é produzido também por fibroblastos do
estroma e células inflamatórias presentes no microambiente onde se encontram
as células tumorais. Assim, postula-se que as células tumorais paracrinamente
modulem a expressão de MMPs por células normais. As células inflamatórias,
como mastócitos, macrófagos e neutrófilos, além de produzir MMPs também
produzem citocinas que podem atuar como moduladores positivos deste processo.
Cria-se assim uma rede tecidual de ativação transcricional , síntese, secreção e
ativação de MMPs, como aquela ativada no processo de remodelação tecidual
normal; embora sem os mecanismos de controle normal operantes. O fenômeno
discutido acima ilustra claramente o conceito de que o comportamento dos
tumores não depende somente da célula tumoral, mas também de suas interações
com elementos do hospedeiro, que ocorrem no contexto do microambiente
tumoral.
Da mesma forma que as células tumorais invadem os tecidos do
hospedeiro, células do hospedeiro, como células endoteliais e pericitos, são
recrutadas pelo tumor, invadem-no e formam estruturas vasculares (vasos
sanguíneos e linfáticos), que compõem um elemento importante do microambiente
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tumoral (Figura 3). A vascularização do tumor se dá por angiogênese. Ao mesmo
tempo que se criam rotas vasculares de influxo de nutrientes, necessários para a
expansão da massa tumoral; os vasos neoformados podem dar vazão ao efluxo
de células tumorais para a circulação hematogênica ou linfática, resultando assim
na disseminação sistêmica do tumor.
Angiogênese
A angiogênese é um processo fisiológico definido como a formação de
novos vasos a partir de vasos pré-existentes que ocorre durante a formação de
novos tecidos, onde são requeridos oxigênio e nutrientes para o crescimento das
células.
As células de um tumor conseguem obter nutrientes e oxigênio por difusão
passiva a uma distância de ~0.2 a 0.5 mm. Portanto, tumores sólidos só podem
apresentar tamanho superior a 0.5 a 1 mm 3 (~10 6 células) quando são
vascularizados, o que nos permite concluir que o crescimento tumoral depende da
angiogênese. No entanto, a angiogênese em tumores é bastante diferente daquela
vista em tecidos normais, apresentando vasos vazantes, com diâmetro irregular e
paredes finas, com fluxo sanguíneo aberrante e áreas de necrose. Além de
diferenças morfológicas, muitas moléculas de superfície são diferencialmente
expressas entre as células endoteliais da vasculatura tumoral e do tecido normal,
como descrito a seguir.
As células tumorais começam a promover a angiogênese já nas fases
iniciais da tumorigênese. O processo de angiogênese é resultado do balanço entre
fatores estimulatórios, como o VEGF (fator de crescimento de célula endotelial
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vascular), PDGF (fator de crescimento derivado de plaquetas), TGF-α e -β, FGF-2
(fator de crescimento de fibroblastos tipo 2 ou básico) e citocinas pró-inflamatórias
como TNF-α (fator de necrose tumoral α); e entre fatores inibitórios como
interferons, angiostatina, endostatina, trombospondina e inibidores de
metaloproteinases. Ao longo da transformação maligna, há aumento da expressão
das proteínas pró-angiogênicas e diminuição das proteínas supressoras da
angiogênese, algumas delas controladas por TP53, como trombospondina, por
exemplo.
O primeiro passo da neovascularização é a ativação de células endoteliais
quiescentes pelos fatores liberados pelas células tumorais ou pelas células do
estroma adjacente. Esta ativação ocorre em resposta a estímulos estressantes
como a hipóxia, privação de nutrientes ou compressão. Em condições de
normoxia, o O2 difunde livremente pelas células, levando a modificações pós -
traducionais de diferentes proteínas, entre elas o fator transcricional HIF-1α. a
forma oxigenada de HIF-1α é ubiquitinada e degradada pelo proteasoma, num
mecanismo que depende da proteína VHL, mutada em alguns tumores, como na
síndrome de von Hippel Lindau. Em condições de hipóxia, os níveis de HIF-1α
aumentam, a molécula então transloca para o núcleo, onde associada a HIF-1β
atua como fator de transcrição regulando por exemplo a expressão gênica de
VEGF, que atua sobre as células endoteliais.
Nestas condições, as células endoteliais são estimuladas a produzir
metaloproteinases, a degradar a matriz extracelular e a proliferar. A degradação e
remodelação da matriz permitem que as células endoteliais em proliferação
19

migrem através do tecido e formem estruturas tubulares. Enquanto ocorre a
remodelação da matriz pelas metaloproteinases, as células endoteliais em
resposta a ativação de fatores de crescimento alteram a expressão de seus
receptores de superfície. Por exemplo, têm -se o aumento da expressão do
receptores de fatores de crescimento, como o receptor para VEGF. Também
ocorre diminuição da expressão de caderinas. Por outro lado, têm-se aumento da
expressão de integrinas, entre elas α2β1, α3β1, α5β1 e αvβ3. Essas alterações
determinam o comportamento das células endoteliais, que perdem a interação
célula-célula e aumentam a habilidade de interagir e de migrar pela matriz
extracelular.
Entre as integrinas com a expressão alterada, o aumento da expressão da
αvβ3.é o mais notável. Ao contrário das outras integrinas, αvβ3 não é encontrada
em células endotelias quiescentes. Devido a esse padrão de expressão seletiva
em células endoteliais de vasos tumorais, esta integrina tem sido alvo de
abordagens terapêuticas experimentais e em estudos clínicos de fase 1 e 2, até o
momento.
No processo de angiogênese, MMPs tem função pró-angiogênica pela
liberação de fatores como FGF básico e TGF-β, residentes na matriz; mas
também anti-angiogênica, associada à clivagem de componentes da matriz
extracelular e geração de peptídeos com ação anti-angiogênica. Assim por
exemplo, a degradação de colágeno tipo I é necessária para a invasão das células
endoteliais e a ulterior formação de vasos (estruturas tubulares). MMP-2, 9 e 14
regulam diretamente a angiogênese. Há evidências de que a inibição da
20

expressão de MMP-2 em células tumorais está associada a angiogênese
deficiente. Por outro lado, uma série de fatores anti-angiogênicos foi recentemente
caracterizada, como por exemplo a angiostatina, a endostatina e tumstatina. Estas
moléculas são derivadas de plasminogênio, colágeno XVIII e colágeno tipo IV,
respectivamente. É importante ressaltar que as moléculas parentais não tem
nenhum efeito anti-angiogênico, que só é observado após o processamento por
proteólise limitada (clivagem) do plasminogênio e dos colágenos. A clivagem de
plasminogênio pelas MMP-2, 3, 7, 9 e 12 (metaloelastase de macrófago) dá
origem a angiostatina; MMP-3, 9, 12, 13 e 20 estão envolvidas na geração de
endostatina, um fragmento C-terminal da clivagem do colágeno tipo XVIII. Tanto
angiostatina como endostatina reduzem a proliferação de células endoteliais e
endostatina pode inibir a invasão das células endoteliais por agir como um inibidor
das MMP-14 e 2. Embora os dados em animais de experimentação quanto ao uso
de angiostatina e endostatina sejam bastante promissores, o uso clínico destas
moléculas tem encontrado uma série de barreiras; não sendo ainda eficiente. De
qualquer maneira, o princípio de sua utilização tem motivado a geração de
compostos modificados que atuem de maneira similar a estes angiostáticos.
MMP-12 pode também inibir a angiogênese do tumor por clivagem e
inativação do receptor de uPA (uPAR), que é necessário para a invasão das
células endoteliais pela matriz provisória de fibrina. Tanto inibidores sintéticos de
MMPs como por exemplo marimastate, batimastate e inibidores endógenos, como
as TIMPs são capazes de inibir a formação de tubos capilares in vitro e in vivo.
Vários inibidores de angiogênese têm sido desenvolvidos, tendo como alvo as
células endoteliais presentes no microambiente tumoral, ao invés das células
21

tumorais (Tabela 2). Esta nova abordagem terapêutica é promissora porque ao
contrário das células tumorais, as células endoteliais são geneticamente estáveis
e conseqüentemente não acumulam mutações que permitiriam o desenvolvimento
de resistência a drogas. Além disso, a expressão de moléculas específicas à
vasculatura do tumor sugere que estes vasos poderiam ser seletivamente
destruídos sem afetar a integridade dos vasos normais.
Os vasos não são formados somente pelas células endoteliais. Células
estromais de suporte, os pericitos, interagem com as células endoteliais. As
células endoteliais modulam a função do pericito, secretando PDGF, que atua de
maneira parácrina nos pericitos que expressam o receptor para este fator de
crescimento. O receptor de PDGF é uma tirosino-quinase e sua atividade regula,
entre outros processos, a pressão intersticial intratumoral, frequentemente
elevada. Inibidores da atividade de receptores de PDGF, como o STI571 (Glivec),
têm sido avaliados como redutores da pressão intersticial intratumoral. Os
resultados são bastante promissores: a administração conjunta de quimioterápicos
e STI571 está associado a uma maior captação de quimioterápicos pela célula
tumoral em modelos experimentais. Este conceito, uma vez confirmado mais
amplamente, como demonstrado para drogas como taxol e 5-fluorouracil (em
estudo clínico), permitiria administrar doses progressivamente menores, porém
igualmente eficazes de quimioterápicos, otimizando seu índice terapêutico.
A expressão alterada de moléculas de superfície e de matriz pelas células
endoteliais do tumor também podem ser exploradas para a geração de novas
técnicas de diagnóstico e prognóstico. Análises de expressão gênica através da
técnica de SAGE (serial analysis of gene expression) revelaram que células
22

endoteliais da vasculatura de tumores de cólon humano apresentam níveis de
colagenases, bem como de outras proteínas da matriz e metaloproteinases, de 10
a 30 vezes maior quando comparado aos níveis das células do tecido adjacente
normal. Bibliotecas de fagos têm sido desenvolvidas para identificar peptídeos que
se ligam especificamente a proteínas presentes nas células endoteliais dos vasos
tumorais. Um dos peptídeos identificados reconhece as integrinas α5β1 e αvβ3.
Outro peptídio que foi identificado se liga a um novo marcador do endotélio, o
aminopeptidase-N. Anticorpos anti-aminopeptidade-N, bem como seus inibidores
enzimáticos, inibem a angiogênese, indicando que esta peptidase pode também
estar envolvida na migração de células endoteliais.
Em modelos experimentais, tumores de crescimento lento, que são mais
difíceis de serem tratados com quimioterapia, são responsivos a terapia anti-
angiogênica. Deve-se levar em consideração, que os inibidores de angiogênese
são mais efetivos quando administrados num esquema que mantenha a
concentração da droga na circulação constante, ao invés de uma terapia que seja
periodicamente descontinuada. A terapia anti-angiogênica, baseada em anticorpos
como por exemplo anti-αvβ3 integrinas, angiostáticos endógenos (angiostatina e
similares) ou exógenos; ou ainda, inibidores de MMPs que atuam também na
inibição da angiogênese guarda um grande potencial, que precisa ser
sistematicamente avaliado. Problemas antecipados a esta terapia recaem sobre
um fenômeno ainda pouco estudado, denominado mimetismo vasculogênico.
Observado em melanomas, este processo se caracteriza pela formação de
estruturas vasculares revestidas por células tumorais, e não somente células
23

endoteliais. Acredita-se que neste caso as células tumorais mimetizem as células
endoteliais, formando estruturas que se anastomosam com vasos já formados,
garantindo assim o aporte de nutrientes e oxigênio ao interior do tumor. Não se
sabe ainda quão geral é este fenômeno.
Linfangiogênese
Apesar do amplo conhecimento sobre o papel da angiogênese na
progressão tumoral, relativamente pouco se sabe a respeito da linfangiogênese,
isto é, geração de novos vasos linfáticos.
Até há pouco tempo, sugeria-se que não existiam vasos linfáticos dentro de
massas tumorais. Esta seria uma das causas para a alta pressão intersticial
observada em tumores sólidos, discutida acima. Com a geração de marcadores
mais específicos para os vasos linfáticos, contudo, muitos grupos identificaram a
presença de vasos linfáticos colabados no microambiente tumoral. O colapso
destes vasos dentro do tumor parece ser devido ao estresse mecânico gerado
pelas células tumorais em proliferação; o que, por sua vez, contribui para o
aumento da pressão dentro do interstício tumoral.
Mais recentemente, identificaram-se dois fatores linfangiogênicos. O
primeiro fator de crescimento linfangiogênico descoberto foi o fator de crescimento
vascular endotelial do tipo C (VEGF C). O VEGF C é sintetizado como uma pré-
pró-proteína e muitas formas são geradas através de um processo proteolítico. O
VEGFC tem afinidade por dois receptores de superfície do tipo tirosina quinase,
VEGFR2 e VEGFR3, que são predominantemente expressos nas células
endoteliais dos vasos sangüíneos e linfáticos, respectivamente. Como o VEGF, o
24

VEGF C estimula a migração e proliferação de células endoteliais e induz aumento
na permeabilidade vascular, porém doses maiores de VEGF C são necessárias
para se observarem estes efeitos. Diferentemente do VEGF, a expressão de
VEGF C não é estimulada pela hipóxia, e sim por citocinas pró-inflamatórias.
Evidências experimentais indicam que o VEGF C regula o crescimento de vasos
linfáticos em vários modelos animais. Em animais geneticamente modificados, a
super-expressão de VEGF C acelera o aparecimento de metástases. O aumento
da expressão de VEGF C em queratinócitos da pele leva a hiperplasia dos vasos
linfáticos da derme. As respostas angiogênica e linfoangiogência de VEGF C
dependem do grau de processamento proteolítico do seu precursor e do padrão
de expressão dos seus receptores nas células endoteliais dos vasos sangüíneos e
linfáticos no tecido alvo.
O segundo fator de crescimento identificado foi o VEGF D (também
conhecido como fator de crescimento induzido por c-FOS ou FIGF). O VEGF D é
processado da mesma maneira que o VEGF C e tem afinidade pelos mesmos
receptores nas células endoteliais. Como o VEGF C o VEGF D é linfoangiogênico
quando tem sua expressão aumentada em queratinócitos da pele.
Estudos recentes demonstraram que a expressão de VEGF C é detectável
em metade dos cânceres humanos analisados e que há uma correlação entre a
expressão de VEGF C e a formação de metastáses em linfonodos regionais em
cânceres coloretal, de tireóide, próstata, estômago, pulmão e carcinoma
esofágico. A expressão aumentada de VEGF D foi observada em melanomas
quando comparados com melanócitos. Apesar dos avanços nessa área, ainda não
25

foi determinado se a inibição da linfoangiogênese seria uma estratégia terapêutica
eficaz na inibição da disseminação de células tumorais e formação de metástases.
Um conceito importante de se discutir é o da disseminação de células
tumorais para linfonodos. Dado o grande número de anastomoses linfático-
venosas, as células que saem dos tumores podem chegar aos linfonodos de
drenagem quer por vasos linfáticos, quer por vasos sanguíneos. A via de saída da
célula tumoral parece ser menos crítica do que a real capacidade da célula
tumoral colonizar o linfonodo. De qualquer forma, estudos experimentais
mostraram que a linfangiogênese acelera o aparecimento de metástases. Não se
sabe, no entanto, se os vasos linfáticos pré-existentes já seriam suficientes para
dar vazão à disseminação das células metastáticas; ou se haveria a formação de
novo de vasos linfáticos (linfangiogenêse) ou eventual hipertrofia/hiperplasia da
rede linfática existente. Estes pontos deverão ser esclarecidos experimentalmente
nos próximos anos.
Fase Intravascular da disseminação tumoral
O achado de células tumorais na circulação sanguínea e/ou linfática não é
infrequente; embora em alguns estudos tenha-se mostrado uma correlação entre o
número de células tumorais circulantes e o prognóstico de pacientes, o significado
clínico deste achado ainda não foi firmemente estabelecido. Por ora, o achado de
células tumorais na circulação serviria somente para identificação de doença
residual. O processo de metástase é tido como ineficiente: estima-se que somente
uma a cada 10.000 células tumorais presentes na circulação, em sistemas
experimentais, tem a capacidade de gerar um nódulo metastático.
26

O processo de entrada das células tumorais na circulação, contudo, não é
um processo passivo. De fato, as células metastáticas têm maior capacidade de
migrar de maneira polarizada para o interior dos vasos sanguíneos do que as
células não metastáticas, que se fragmentam mais facilmente ao longo do
processo de entrada na circulação, talvez por menor deformabilidade.
Uma vez na circulação, a eficiência do processo depende da capacidade
das células tumorais formarem êmbolos mistos com elementos figurados do
sangue, principalmente plaquetas. A interação das células tumorais com plaquetas
é mediada por um outro sistema de moléculas de adesão: as selectinas.
Selectinas são glicoproteínas transmembranares que apresentam a
capacidade de se ligar especificamente a carboidratos (o que as define como
lectinas animais), presentes em diferentes moléculas como glicoproteínas,
glicolipídios e glicosaminoglicanos/proteoglicanos. Existem três selectinas em
mamíferos: a L- selectina, encontrada em leucócitos; a P-selectina, encontrada em
plaquetas e células endoteliais e a E-selectina, encontrada em células endoteliais.
A interação de selectinas com seus ligantes depende em parte de uma estrutura
de carboidratos carregado negativamente. Mais frequentemente a ligação se dá
entre a selectina e agregados de um antígeno carboidrato conhecido como
sialosil-Lewis x/a .Este antígeno é encontrado em diferentes moléculas e tem sido
considerado um marcador associado a tumores. De fato, sialosil-Lewis a é o
antígeno reconhecido por CA19-9, que encontra aplicação no seguimento clínico
de portadores de alguns tumores, como por exemplo, tumores de ovário. A
expressão de antígenos sialosil-Lewis x/a em carcinomas de mama, cólon, próstata,
vias biliares, estômago e pulmão é um fator de mau prognóstico. Estes antígenos
27

geralmente se apresentam em glicoproteínas, classificadas como membros da
família das mucinas. Estas mucinas aumentam a tendência de agregação
plaquetária, e quando isto ocorre em torno da célula tumoral, aumenta-se a
probabilidade da formação de um êmbolo misto, constituído de células tumorais e
plaquetas, que serviriam como um envoltório para a célula tumoral circulante.
Admite-se, embora faltem ainda evidências conclusivas, que o envoltório de
plaquetas serviria como um escudo para o êmbolo tumoral, dificultando assim o
acesso e portanto reconhecimento e destruição da célula tumoral por células de
defesa (quer do sistema imune inato como do adaptativo). A formação do êm bolo
misto depende da interação entre P-selectina e seus ligantes. Esta noção foi
recentemente confirmada em sistemas experimentais, onde se avaliou a
progressão de carcinomas de cólon em animais deficientes em P-selectina. A
disfunção plaquetária esteve associada a uma menor propensão na formação de
metástases. Estes dados sugerem que intervenções farmacológicas que diminuam
a tendência de formação de trombos/êmbolos poderiam ser úteis no controle da
doença metastática. Em sistemas experimentais, a fração de baixo peso molecular
da heparina, que tem ação anti-trombótica, inibiu de maneira significativa o
desenvolvimento de metástases. Estudos clínicos estão sendo propostos para se
avaliar o impacto do uso desta estratégia em momentos críticos do tratamento de
pacientes com câncer, como por exemplo no período pós-operatório, onde apesar
de técnica cirúrgica adequada existe um aumento significativo de células tumorais
circulantes. Pelo que discutimos acima, é necessário um estudo sistemático para
se avaliar o real benefício clínico de estratégias como esta.
28

De qualquer forma, na circulação o êmbolo metastático tende a ser retido
em leitos vasculares dos diferentes órgãos. Esta retenção é física; e, também
pode haver retenção em leitos vasculares específicos pelo reconhecimento de
moléculas de adesão território-específicas. Este reconhecimento é um dos
elementos que define o fenômeno de organotropismo das metástases, embora
sua contribuição seja pequena neste processo.
O extravasamento da célula tumoral
Estudos usando microscopia intravital, identificaram duas formas de saída
da célula tumoral para o interior dos órgãos sede de metástases. No primeiro,
após a parada da célula no leito vascular, num processo semelhante ao fenômeno
de rolamento de leucócitos pelo endotélio inflamado, as células tumorais
isoladamente se despreendem do trombo, interagem com a célula endotelial e
transmigram para o interior do órgão-alvo. No segundo, as células tumorais
formam grandes trombos que induzem a destruição da parede do vaso, e
subsequente infiltração da célula tumoral.
Os mecanismos de transmigração e migração pelo estroma intersticial são
semelhantes àqueles discutidos acima. O processo de transmigração de células
tumorais, que define o eficiente extravasamento, depende de uma combinação de
fatores, à semelhança do que ocorre com leucócitos. Mais recentemente, mostrou-
se que células tumorais também expressam receptores de quimiocinas, e que o
conjunto de receptores expressos está associado à capacidade da célula
metastatizar para órgãos específicos, que produzam as quimiocinas cognatas.
Parte do organotropismo depende então da expressão de receptores de
29

quimiocinas. Curiosamente, entre os genes controlados por HIF (como discutido
acima), encontram-se genes que codificam receptores de quimiocinas, como o
CXCR4. A expressão deste receptor está associado à formação de metástases
ósseas em pacientes com adenocarcinomas de mama; e, em sistemas
experimentais, variantes metástaticas expressam níveis elevados deste receptor
quando comparadas a variantes não metastáticas.
Quando da formação do trombo, as células endoteliais sofrem um processo
de morte celular por desalojamento (anoikis). O mecanismo deste processo de
invasão não está completamente esclarecido. A análise do fenômeno indica que a
célula endotelial perde sua capacidade de adesão à membrana basal
subendotelial, o que é seguido do processo de apoptose. As células tumorais
migrariam então para o interior do órgão-alvo, podendo gerar assim o implante
metastático. Não está claro ainda qual o efetor da perda de adesão das células
endoteliais, que é primariamente mediada por integrinas. Candidatos para esta
função são membros da crescente família das disintegrinas, moléculas que
possuem domínios semelhantes aos das moléculas de matriz extracelular que são
reconhecidas pelas integrinas.
A formação do nódulo metastático
Podemos propor os seguintes cenários para o destino da célula
metastática: (1) a célula metastática não produz seus próprios fatores de
crescimento, nem responde a fatores produzidos no órgão-alvo ; (1a) se a célula
for completamente resistente ao anoikis, será formado um depósito metastático
onde as células estarão quiescentes; (1b) se a célula ainda for sensível a anoikis,
30

o desalojamento estará associado à morte da célula metastática; (2) células
resistentes a anoikis e que produzam ou respondam a fatores de crescimento
presentes no órgão-alvo, haverá crescimento da metástase até o volume crítico de
0.5 a 1 mm 3 , quando será fundamental o recrutamento de vasos para a expansão
da metástase.
A célula metastática pode ficar quiescente no seu novo ambiente até o
momento em que passa a produzir seus próprios fatores de crescimento ou passe
a responder a fatores externos. É possível ainda que no novo ambiente, as células
passem a reconhecer sinais anti-proliferativos. A quiescência da massa tumoral
também pode ser conseqüência da inadequada angiogênese, induzindo um
estado de dormência nas células do depósito metastático. Esta observação foi
feita quando se descreveu o angiostático angiostatina, e sugeriu uma base
molecular para o fenômeno que era conhecido como imunidade concomitante em
tumores. Este fenômeno se baseia na observação clínica e experimental que os
depósitos metastáticos apresentavam uma taxa de crescimento muito acelerada
após a retirada da massa tumoral primária. Em 1994, Folkman e colaboradores
mostraram que este fenômeno era devido a um angiostático circulante presente no
soro de animais com grandes massas tumorais; o angiostático seria destruído no
tumor primário, mas não na circulação agindo sistemicamente bloqueando a
angiogênese associada à inflamação ou a tumores. Quando há um desequilíbrio
entre as substâncias angiogênicas e angiostáticas no sentido angiogênico, há
remodelação do microambiente tumoral, com formação de vasos que suportam a
expansão da massa tumoral metastática, que eventualmente poderia dar origem a
novas metástases (Fig. 1).
31

Estes cenários nos remetem às características adquiridas pela célula
cancerosa, como proposto por Hanahan e Weinberg. A primeira noção que precisa
ser reforçada é a de que estas capacidades não são absolutas, dependendo do
ambiente tecidual em que as células se encontram. Isto é, os sinais de
sobrevivência e proliferação/anti-proliferação provavelmente são qualitativa e
quantitativamente diferentes nos diferentes tecidos ou microambientes. A segunda
noção é a de que não existe uma ordem na aquisição das capacidades da célula
cancerosa. A terceira noção é a de que nem todas as células da massa tumoral
compartilham necessariamente todas as características necessárias para o
desenvolvimento do câncer, como se imaginava a princípio. De fato, a célula que
adquire a capacidade de invasão não é necessariamente a célula que sobrevive
na circulação ou a que recruta plaquetas e interage com o endotélio. O processo
de metastatização parece antes ser a conseqüência da complementação de
fenótipos de uma comunidade de células heterogêneas. Finalmente, cânceres são
microambientes compostos de células cujo genoma foi alterado e de células do
hospedeiro, cujo genoma aparentemente não foi alterado. Estas noções devem
ser a base para propostas de estratégias terapêuticas combinadas, que tenham
como alvo não somente a célula tumoral propriamente dita, mas também
elementos do hospedeiro, como por exemplo, células endoteliais, pericitos e
plaquetas, que atuam promovendo a progressão tumoral.
32

Leituras recomendadas
Chammas, R. e R.R. Brentani (2002). Cell-matrix interactions. Encyclopedia
of Cancer (2 a ed., org. J. Bertino) 1: 405-413. Elsevier Science (USA).
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33

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34

Grupo MMP Substrato(s)
Colagenases
Colagenase intersticial
Colagenase 1
MMP 8 Colageno tipo I,II,III,VII e X
Colagenase neutrofila
Colagenase 2
MMP 1 Colageno tipo I,II,III,VII e X
Colagenase 3 MMP 13 Colageno tipo I,II,III,IV,VII,X,XIV; tenascina; agrecan e
fibronectina
Colagenase 4
MMP 18 Colageno tipo I; gelatinas
Gelatinases
Gelatinase A MMP 2 Gelatina tipo I,IV,V e X; laminina-5 e TGF-β-latente
Gelatinase B
MMP 9 Gelatina tipo I,IV,V e X; laminina-5 e TGF-β-latente
Estromelisinas
Estromelisina 1 MMP 3 Colageno tipo III,IV,IX e X; gelatina; pro-MMP1; laminina;
proteoglicano; fibronectina; elastina; E-caderina; perlecan
e pro-MMP13
Estromelisina 2 MMP 10 Colageno tipo III,IV,IX e X; gelatina; pro-MMP1; laminina e
proteoglicano
Estromelisina 3 MMP 11 α-1-antiprotease
Matrilisina MMP 7 Gelatina; fibronectina; pro-MMP1; laminina; colageno IV
Metaloelastase
MMP 12 Elastina e pro-MMP13
MMPs-tipo Membrana
MT1MMP MMP 14 Pro-MMP2; gelatina; colagenos; fibronectina e
proteoglicanos
MT2MMP MMP 15 Pro-MMP2; fibronectina; tenascina e laminina
MT3MMP MMP 16 Pro-MMP2; gelatina; colageno III e fibronectina
MT4MMP MMP 17 N.D
MT5MMP MMP 24 N.D
MT6MMP MMP 25 N.D
RASI-1 MMP 19 N.D
Enamelisina MMP 20 Amelogenina
Femalisina MMP 23 N.D
Endometase MMP 26 N.D
Epilisina MMP 28 N.D
CMMP MMP 22 N.D
N.D.: não determinado
Tabela 1. Família das Metaloproteinase de Matriz Extracelular (MMP). Agruparam-se os membros da família das
metaloproteinases de matriz em quatro gurpos distintos. Colagenases, gelatinases e estromelisinas são secretados em
forma latente ou inativa. As MMPs de membrana apresentam um domínio transmembranar. Os substratos já identificados
das diversas MMP estão listados na coluna da direita.
35

INIBIDORES DA ANGIOGÊNESE
Agente angiostático Alvo e Mecanismo de
ação na célula endotelial
Angiostatina ATP-sintase, angiomotina
e anexina II. Inibe a
proliferação e migração
Bevacizumab (Avastina) Anticorpo
contra VEGF
monoclonal
Arresten Integrina α1β1. Inibe a
proliferação e migração.
Canstatina Integrina αvβ3. Inibe a
proliferação e migração.
Combretastana Microtúbulos. Induz a
reorganização do
citoesqueleto de actina
Fase de Estudo Clínico
(em 2002)
Fase 1
Fases 2 e 3
Não
Endostatina Integrina α1β1. Inibe a Fases 1 e 2.
proliferação e migração e
induz a apoptose.
NM-3 Inibidor de VEGF. Inibe a Fase 1
proliferação
Tumstatina Integrina αvβ3. Inibe a Não
2-metoxiestradiol
proliferação
Inibe a proliferação Fases 1 e 2
Vitaxina Anticorpo monoclonal Fases 1 e 2
contra Integrina αvβ3.
36
Aprovado para início em
2003
Fase 1 completa
Tabela 2. Exemplos de angiostáticos, seu mecanismo possível de ação e
fase de estudos clínicos em que se encontram. Várias estratégias baseadas na
inibição do processo de angiogênese encontram-se em fase de estudos em
diferentes centros de pesquisa e tratamento (adaptado de Kerbel e Folkman
(2002) Nature Rev.Cancer 2: 727-739).

Legendas das Figuras
Figura 1. Esquema das etapas do processo de disseminação tumoral.
Alterações genéticas se acumulam nas células em processo de transformação. O
processo microinvasivo se caracteriza pela aquisição das capacidades de
migração disfuncional e de sobrevivência em microambientes distintos do original
da célula transformada. A expansão da massa tumoral só se dá quando ocorre
indução sustentada de angiogênese, que permite o influxo de nutrientes e O2 para
a massa tumoral. Da mesma forma que a vascularização neoformada permite
influxo de nutrientes, pode haver por estes mesmos vasos a saída da célula
tumoral do tumor para a circulação sistêmica. Uma vez na circulação, a viabilidade
da célula tumoral depende de sua interação com elementos como as plaquetas. A
formação de microêmbolos facilita, em parte, o processo de disseminação à
distância. No órgão-alvo, se as células tumorais sobreviverem, o foco metastático
pode ficar em estado de dormência ou sofrer expansão, dependente de
vascularização. O processo pode ser cíclico, e metátases podem ser originadas de
outras metástases. A expressão de genes associados à progressão tumoral está
associada a alterações físicas no genoma da célula transformada (mutações);
porém, há também evidências de que traços do fenótipo metastático sejam
atribuíveis a alterações epigenéticas da célula tumoral, como por exemplo
expressão descontrolada ou silenciamento de genes -chave para o processo de
metastatização.
Figura 2. Esquema do contole da degradação da matriz extracelular, um
processo regulado em vários níveis: (1) a ativação de metaloproteinases de
matriz (MMPs, como colagenase, gelatinase e estromelisina), secretadas como
pró-enzimas, depende da serino-protease, plasmina; (2) plasmina precisa ser
ativada a partir do plasminogênio pelos ativadores de plasminogênio; (3) que, por
sua vez, também são secretados em formas latentes. Ao lado desta hierarquia de
ativação, há uma série de inibidores mais ou menos específicos. Entre os menos
específicos estão os inibidores plasmáticos, entre os mais específicos estão os
inibidores teciduais, como TIMPs. Os ativadores de plasminogênio também são
inibíveis por inibidores como PAI-1 e PAI-2. A degradação da matriz está
associada à liberação (aumento de biodisponibilidade) de uma série de fatores
peptídicos residentes na matriz extracelular, como FGF-2 e TGF-β ; além do fato
de muitas das atividades de proteínas de matriz extracelular serem próprias de
seus fragmentos, e não das moléculas intactas (sítios ou domínios funcionais
crípticos). Exemplos incluem os fragmentos motogênicos de laminina-5 ou os
peptídeos angiostáticos derivados do plasminogênio, colágenos IV e XVIII
(respectivamente, angiostatina, tumstatina e endostatina).
Figura 3. Angiogênese em melanomas experimentais. Células tumorais foram
transplantadas em animais singênicos. O desenvolvimento de massas tumorais
(M) depende da formação de uma adequada rede de vasos sanguíneos (V),
formada a partir de vasos do próprio hospedeiro e que invadem a massa tumoral,
permitindo assim o influxo de nutrientes e oxigênio. Áreas necróticas (N), refletem
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o desbalanço entre o aporte de nutrientes e a proliferação das células tumorais
(Coloração: hematoxilina e eosina; barra equivale a 100 micrômetros. Em
colaboração com Dra. Estela Novak, Fundação Hemocentro de São Paulo).
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