terça-feira, 2 de dezembro de 2014

10ª Postagem - Sinalização Celular e Câncer

Chegamos a última postagem!  Hoje trataremos do câncer e sua relação com a sinalização celular. Para iniciar convém definir o que é câncer, é um termo usado para designar diversas patologias que acometem diversas partes do organismo, mas que possuem características em comum: as células tumorais apresentam desregulação dos mecanismos de controle de crescimento e proliferação, esse descontrole está comumente relacionado a alterações no DNA. Assim, essas alterações podem ser passadas as células filhas e gerando várias células anormais. 
É preciso deixar claro que o desenvolvimento do câncer está relacionado a diversas descontroles nos mecanismos celulares, como maior resistência a apoptose. Essas desregulações é um reflexo de alterações em proteínas constituintes das vias de sinalização celular. Tão logo, um maior entendimento dessas vias de sinalização são importantes na busca por mecanismos terapêuticos mais eficazes. Pois o câncer é atualmente umas das patologias que mais tem óbitos no mundo.  Na cidade de Teresina, de acordo como INCA - Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva,  teremos 710 novos casos de câncer em 2014 e no estado do Piauí serão 2670. (Observe na imagem abaixo para ver o tipos de câncer que mais acomete os teresinenses e piauienses, clique na imagem para ampliar):

  


Nós vamos utilizar como exemplo o câncer colateral para vermos como funciona a relação entre a sinalização celular e o câncer. (Acompanhe a explicação na imagem abaixo)
O gene supressor APC está alterado em cânceres CCR , essas alterações no gene APC levam à perda de função da proteína APC, e elevando os níveis de proteína ß‑catenina no citoplasma e núcleo, esses fatores desregulam a via de sinalização Wnt/b‑catenina.  Esse acúmulo de b‑catenina no citoplasma e sua ida ao núcleo interage com o fator celular TCF/LEF e que regulam a atividade de genes como C‑MYC e MMP9, que promovem o aumento da proliferação de células, característica comum do câncer. Outro fator que promove a proliferação celular é a ativação do RAS que promove a ativação por fosforilação da via ERK1/2, esta induz a Ciclina D1, que é um dos responsáveis pelo aumento da proliferação celular. Além disso, a RAS pode também ativar a via P13K, que está relacionada ao aumento da sobrevivência celular.
Cabe ainda citar as Rho GTPases, que estão relacionadas com a sinalização que regula a reorganização do citoesqueleto de actina .  A primeira proteína efetora de Rho identificada foi a ROCK. ARho GTPases modulam o citoesqueleto de actina, que aumentam o potencial migratório, invasivo e metastático das células tumorais. 
E os fármacos?
A inibição da proteína quinase MEK, pelo inibidor GSK1120212, tem contribuído para estabilização da síndrome mielodisplásica em aproximadamente 54% dos pacientes tratados . Além disso, o inibidor TIC10, o qual inibe ambas as vias de sinalização Akt e ERK1/2, atua como potente agente antitumoral. Contudo, poucos estudos relacionam a inibição da via de sinalização regulada pela Rho GTPase com o tratamento antitumoral.
Através do que observamos no paragrafo anterior é que concluímos a importância de se entender as vias de sinalização afetadas ou ativada com o câncer, para que se encontra mecanismos terapêuticos cada vez mais eficientes. Tudo isso pode contribuir para um tratamento menos agressivo para os pacientes com câncer. 
 "E não se esqueça, previna-se do câncer, tenha uma  alimentação saudável, distância do cigarro, faça atividade física e controle seu peso. São medidas simples que podem fazer a diferença!"

Referência: 
http://cienciaecultura.bvs.br/pdf/cic/v66n1/a13v66n1.pdf
http://www.inca.gov.br/estimativa/2014/estimativa-24042014.pdf

terça-feira, 25 de novembro de 2014

9ª Postagem - Segundos Mensageiros - Parte 2

Na postagem de hoje continuaremos abordando os segundos mensageiros, dando ênfase a outras moléculas essenciais para o funcionamento adequado de um processo de sinalização celular. 
  1. Cálcio: desempenha um papel importante na transdução de vários sinais, principalmente, os que levam a respostas celulares. Entre eles podem ser citados: motilidade celular, fertilização de ovos, neurotansmissão e secreção de proteínas. É preciso que se mantenha um nível adequado de cálcio dentro e fora da célula. Quando se ocorre elevações ou reduções desses níveis, são utilizados mecanismos rigorosos, como a compartimentalização celular. Por exemplo, as concentrações intracelulares de cálcio podem ser reduzidas com seu sequestro para o retículo endoplasmático ou para a mitocôndria. 
  2. Calmodulina: é uma proteína encontrada em todas as células de animais e plantas. A ligação de cálcio induz uma mudança conformacional na calmodulina, permitindo que ela se ligue a proteínas-alvo como a AMPc-PDE. Ela está envolvida em diversos mecanismos, através de ativação de efetores alvos, pode-se citar sua relação com a regulação do metabolismo de combustíveis, na permeabilidade iônica, na biologia de neurotransmissores. Além do mais, alguns camundongos deficientes em adenil ciclase calmodulina-dependente são deficientes de memória espacial, mostrando o papel desse segundo mensageiro nessa função. 
  3. Fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2): está relacionado na produção de dois outros segundos mensageiros:
    1. 1,4,5 - trifosfato de inositol (IP3): está relacionado a mobilização de reservas do cálcio intracelular. Calcula-se que o IP3 estimulado libere de 20 a 30 íons cálcio. Revelando que o processo funciona como uma cascata, em que através de concentrações nanomolares de IP3 se obtém concentrações milimolares de cálcio. 
    2. Diacilglicerol: ativa a proteína quinase C, esta fosforila uma grande variedade de pproteínas alvos de sinal em serina ou treonina.
  4. Eicosanoides: são derivados do ácido araquidônico e agem como hormônios e sinalizam através de receptores ligados à proteína G. Apresentam como atividades biológicas: 
        • Modulação da contração do músculo liso;
        • Agregação de plaquetas;
        • Secreção do ácido gástrico;
        • Equilíbrio Hidroeletrolítico. 
        • Mediação de Dor;
        • Resposta Inflamatória. 
  • Um tios de eicosanoides se destaca e merecem ser citado:
    • Prostaglandinas - sua conversão do ácido araquidônico necessita das ciclooxigenase - COX. Duas isoformas de ciclooxigenase são foram encontradas, a COX-1, que é expressa continuamente e a COX-2, expressa através de respostas inflamatórias. Muitas drogas anti-inflamatórias não esteroides (AINES) como a aspirina, agem reduzindo a inflamação e aliviando a dor através do bloqueio da COX-1 ou COX-2, mas tem como efeitos colaterais: sagramento e inflamação da mucosa gástrica.
       
Fonte:
Baynes, John W; Dominiczack, Marek H. Bioquímica Médica.[Tradução da 2ª edição Bárbara de Alencar Leão Martins].Editora Elsevier.Rio de Janeiro,2007

terça-feira, 18 de novembro de 2014

8ª Postagem - Segundos Mensageiros - Parte 1

Os segundos mensageiros são as moléculas envolvidas na transdução de sinal, elas recebem um sinal de um primeiro mensageiro e, em alguns casos, promovem a formação de um cascata, amplificando a sinalização.

O AMP cíclico - é derivado do ATP pela ação catalítica da enzima de sinalização adenilato ciclase, essa etapa é a ativação. Já a desativação ocorre através da sua hidrólise, resultando em 5'-AMP, catalisada pela enzimas fosfodiesterases. A maior importância do cAMP está na regulação da degradação do glicogênio, vários experimentos mostraram que hormônios que ativam a adenilato ciclase e, consequentemente a cAMP, estão intimamente relacionados a degradação de glicogênio, confirmando o papel desse segundo mensageiro. A cAMP também pode ser ativada através de proteínas G, já vista anteriormente em outras postagens. 

Proteína Quinase A - trabalha juntamente com o cAMP. O efeito do AMP cíclico na interconversão de glicogênio-glicose é feito por meio da regulação de uma enzima chave: a proteína quinase A (PKA), esta então fosforila e modula a atividade de duas enzimas-chave, a fosforilase quinase e a glicogênio sintase, as quais estão envolvidos na regulação de metabolismo do glicogênio. O envolvimento de uma cascata de transdução é importante para amplificar o sinal original, fazendo com que a amplificação de um único sinal hormonal leve à liberação de um grande número de moléculas de açúcar.

Fosfodiesterases - terminam a sinalização do cAMP por meio da conversão de cAMP em 5'AMP, possuindo um papel fisiológio crucial. Pois, foi confirmado que eles regulam a ativação plaquetária, o relaxamento vascular, a contração do músculo cardíaco e a inflamação. Sendo importante na formulação de alguns fármacos, por exemplo, as metilxantinos, que tem sido utilizado como broncodilatador em pessoas que fazem tratamento da asma. 



Referências Bibliográficas:
Bioquímica médica básica de Marks / Colleen Smith, Allan D. Marks, Michel Lieberman ; tradução Ângela de Mattos Dutra ... [et al.] – 2.ed. – Porto Alegre : Artmed, 2007.
NELSON, D. L.; COX, M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. 3ed. São Paulo: Sarvier, 2002

terça-feira, 11 de novembro de 2014

7ª Postagem - Regulação da Transcrição por hormônios esteróides

Os hormônios esteroides agem diferente das outras moléculas já vistas nesse blog, pois atuam diretamente no núcleo. 
Os esteroides são hidrofóbicos, por isso possuem dificuldade em serem transportados pelo sangue, assim ligam-se as proteínas plasmáticas para se transportarem de seu local de liberação até seus tecidos alvos. Quando chegarem as células alvos, se difundem facilmente pela membrana plasmática e se ligam a proteínas receptoras no núcleo. 
Ao se ligar com o receptor, o hormônio esteroide desencadeia uma mudança conformacional nas proteínas receptoras e estas agora são capazes de interagir com sequências que regulam a expressão gênica, essas sequências são conhecidas como elementos de resposta hormonal - HREs. 
O hormônio ligado ao receptor pode aumentar ou suprimir a expressão gênica de genes próximos ao HREs. Para que todo esse processo ocorra são necessários horas ou dias. 
Assim, os passos são:
  1. O hormônio H, com suas proteínas séricas, se difunde através da membrana plasmática e se liga as proteínas receptoras (Rec); 
  2. A ligação do hormônio promove a mudança conformacional da proteína receptora, esta de liga ao DNA adjacente ao gene;
  3. A ligação afeta a transcrição do gene adjacente, aumentando ou diminuindo a formação do RNA mensageiro;
  4. Os níveis alterados de produtos gênicos é resultado da resposta hormonal.

RELAÇÃO CLÍNICA
O medicamento tamoxifeno é utilizado para tratar o câncer de mama. Em alguns tipos de câncer de mama, a atividade do estrógeno é marcante, como este é um hormônio esteroide sua resposta celular é dada através da transcrição gênica. O tamoxifeno é um antagonista do estrógeno, ele se liga as proteínas receptoras do estrógeno e compete com ele, mas não possui nenhuma resposta celular. Consequentemente, o tamoxifeno diminui ou pará o crescimento de células cancerosas no câncer de mama dependente de estrógeno. 
Outro fármaco que se utiliza de uma técnica parecida é RU486, neste caso ele é um antagonista da progesterona e compete com ela pela ligação com seus receptores, seu efeito é interromper gravidezes inciais, visto que a progesterona é um hormônio necessário para a implantação e manutenção do embrião no útero. 

Referências Bibliográficas:
Bioquímica médica básica de Marks / Colleen Smith, Allan D. Marks, Michel Lieberman ; tradução Ângela de Mattos Dutra ... [et al.] – 2.ed. – Porto Alegre : Artmed, 2007.
NELSON, D. L.; COX, M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. 3ed. São Paulo: Sarvier, 2002

terça-feira, 4 de novembro de 2014

6ª Postagem - Transdução Sensorial da Visão

A detecção da visão e de outros sentidos é fundamentalmente semelhante as transduções de sinais já vistas nesse blog. O sinal é  amplificado por processos que envolvam canais iônios ou segundos mensageiros. 
No olho humano, um feixe de luz chega a um grupo de neurônios especializados, que podem ser de dois tipos:
  1. Bastonetes - ajudam a discriminar quando a pouca luz, mas não é sensível a cores;
  2. Cones - e sensível as cores. 
Ambos são formados em duas partes, um segmento externo que possui a proteína rodpsina. E um segmento interno que contém o núcleo e as mitocôndrias. Esses neurônios, como os demais outros, possuem um potencial elétrico transmembrana, que é possível graças a atividade ATPase Na+ e Ca2+, além dos canais iônicos dependentes de cGMP. 
De modo geral, a processo da visão ocorre porque a luz induz a diminuição de cGMP, fazendo com que o canal iônico se feche. Logo, a membrana irá se torna hiperpolarizada devido a atividade da ATPase Na+ e K+. 
Mas como a luz consegue diminuir as taxas de cGMP?

A resposta está na rodpsina, que é uma proteína com 7 α-hélice que atravessam a membrana. (imagem). Veja em detalhes o que acontece: 
  1. A luz ativa a rodpsina;
  2. A rodpsina interage com uma segunda proteína, transducina(T), que é análoga a proteína G, catalisando a transformação de GTP em GDP e a separação das subunidades T (α, β, γ). Assim como na proteína G, a subunidade Tα se separa da subunidade Tβγ. 
  3. Tα-GTP ativa a PDE, que é a enzima cGMP fosfodiesterase(PDE), responsável pela transformação de cGMP em 5'-GMP, o que a inativa. 
  4. A inativação de cGMP bloqueia os cânais iôniocos de Na+ e Ca2+, suprepolarizando a membrana.(Veja a imagem abaixo com mais detalhes) 

Esse processo acarenta em grande amplificação, devido a cascata enzimática. Uma única molécula de rodpsina excitada ativa 500 moléculas de transducina, que ativa logo após uma PDE, que por fim, hidrolisa 4200 moléculas de cGMP. 
Vale ressaltar que a rodpsina abosorve comprimento de onda verde azulado e adquire portanto uma cor avermelhada, para outros comprimentos de ondas existem outras opsinas, que estão presentes nos cones, por isso eles são especialistas em distinguir as cores. Essas outras opsinas são:
  1. Fotopsina I - absorve o espectro amarelo;
  2. Fotopsina II - absorve o verde;
  3. Fotopsina III - absorve o violeta.
RELAÇÃO CLÍNICA

Como uma pessoa com cegueira noturna enxerga
A rodpsina é formada de uma parte proteica e uma não-proteica, essa última é chamada de 11-cis-retinal e é derivada da vitamina A. Assim, a deficiência de retinol faz com que corpo não produza rodpsinas adequadamente, o que causa a Cegueira Noturna - uma patologia em que o indivíduo sente dificuldade em enxergar na penumbra. Nesse caso a doença pode ser tratada através de suplementação oral de vitamina A.  





Fontes: 
Bioquímica médica básica de Marks / Colleen Smith, Allan D. Marks, Michel Lieberman ; tradução Ângela de Mattos Dutra ... [et al.] – 2.ed. – Porto Alegre : Artmed, 2007.
NELSON, D. L.; COX, M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. 3ed. São Paulo: Sarvier, 2002
http://drauziovarella.com.br/letras/d/deficiencia-de-vitamina-a-xeroftalmia/
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1413-81232010000700008&script=sci_arttext

quarta-feira, 29 de outubro de 2014

5ª Postagem - Receptores de Insulina

A insulina regula tanto o metabolismo de enzimas sensíveis quanto a transcrição de determinados genes. 
O receptor de insulina consiste de duas cadeias α idênticas que estão localizadas na parte de fora da membrana plasmática, e de duas cadeias β dentro da membrana (olhe a figura). As cadeias α possuem o local de ligação da insulina, enquanto o β é o local que ocorre a fosforilação de proteínas especificas, assim é considerado uma proteína quinase, que é responsável por fosforilação de diversos substratos. 
E como isso ocorre?
A ligação da insulina na cadeia α promove a dimerização do dímero αβ, esse processo acarreta a fosforilação da Tyr, que é uma subunidade da cadeia β,  observe na imagem que para esse processo é usado o fosfato do ATP. Tão logo o processo é uma autofosforilação, ativando o domínio da tirosina quinase que então catalisa a fosforilação de outras proteínas-alvo.  
Agora observe nessa outra imagem toda a cascatas de enzimas ativadas que depois ocorre. Veja que ela se finaliza com a transcrição gênica, para promover mudanças na célula. 
Assim o resultado de um catalisador que ativa um segundo catalisador, que ativa um terceiro catalisador é uma cascata de sinalização que amplifica o sinal inicial em várias ordens de grandeza. 
Como pode se observar todo esse processo pode causa inúmeras respostas a insulina, mas essas respostas podem ser divididas em grandes grupos: 
  1. A insulina anula a fosforilação estimulada pelo glucagon;
  2. A insulina trabalha através da cascata de fosforilação que estimula a fosforilação de diversas enzimas;
  3. A insulina induz e reprime a síntese de enzimas específicas;
  4. A insulina age como fator de crescimento e tem um efeito usual estimulatório na síntese de proteínas;
  5. A insulina estimula o transporte de glicose e aminoácidos para o interior da célula. 


 Quando esses receptores de insulina não estão funcionando corretamente podem dar origem a Diabetes Mellitus. Que podem ser de dois tipos, a do tipo 1 não está relacionada com os receptores de insulina, visto que o problema é decorrente da baixa produção de insulina pelas células β do pâncreas. Já a tipo 2 ocorre a resistência a insulina que pode ser ocasionada pela mutação de seus receptores, que ocasiona a deficiência de transporte de glicose para dentro da célula.  Os sintomas da diabetes podem incluir: poliúria (aumento do volume urinário); polidipsia (sede aumentada e aumento de ingestão de líquidos); polifagia (apetite aumentado). 

Referências:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Diabetes_mellitus
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0004-27302006000200022&script=sci_arttext
Bioquímica médica básica de Marks / Colleen Smith, Allan D. Marks, Michel Lieberman ; tradução Ângela de Mattos Dutra ... [et al.] – 2.ed. – Porto Alegre : Artmed, 2007.
NELSON, D. L.; COX, M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. 3ed. São Paulo: Sarvier, 2002

terça-feira, 21 de outubro de 2014

4ª Postagem - Proteínas G.

Imagine esses sintomas em um paciente: diarreia volumosa, tipo água de arroz; dores do tipo cólica; náuseas; vômitos; taquicardia, anúria (micção abaixo de 100 mililitros), hipotermia. Todos eles são sintomas da cólera - "a doença dos países pobres", essa patologia é causada pelo vibrião colérico (Vibrio Cholerae), uma bactéria que se aloja no intestino e libera uma super toxina que causa uma diarreia intensa. 
Mas por que a cólera é responsável por essa diarreia intensa? 
A resposta está na sinalização celular que já foi bastante teorizado nas postagens passadas. Para se entender a causa da cólera, é preciso que se fale de outro tipo de mecanismo de transdução de sinal que ocorre na células: Receptores Ligados a Proteína G e a Mensageiros Secundários. 
As proteínas G são compostas de subunidades α,  β e γ. Existe uma subunidade GTP/GDP ligada a α; quando ela é GDP, o α permanece ligado ao dímero βγ e o receptor não está ocupado.
Observe uma proteína G com suas subunidades α, β e γ.

Quando o hormônio se liga, ele causa uma mudança conformacional no receptor que ativa a dissociação do GDP e a ligação do GTP. A troca do GDP por GTP dissocia a subunidade α do receptor de βγ. A novo dímero αGTP se liga a enzima alvo na membrana, alterando sua atividade, por exemplo, ativando a adenilil-ciclase, aumentando, assim, a síntese de AMPc.

Com o tempo, ocorre hidrólise de GTP em GDP e Pi, então, se dissocia de sua protéina alvo, a adenilil-ciclase, refazendo a proteína G αβγ, a qual pode voltar a se ligar ao receptor de hormônio desocupado. E como funciona a adenilil-ciclase?
Ela produz  AMPc, que exerce diversos efeitos na célula. Ele é um ativador alostérico da proteína-quinase A, que é responsável pela fosforilação de um grande número de enzimas metabólicas, fornecendo respostas rápidas a hormônios, como o glucagon. Ela também ativa uma rota lenta de transcrição gênica. Além de em alguns tipos celulares ativar diretamente canis regulados por ligantes. 
Mas como a toxina da cólera funciona? Ela inibe a atividade GTPase da proteína G, ou seja, ela impede que ocorra a hidrólise de GTP em GDP e Pi na subunidade  α, deixando-a impedida de refazer o trímero αβγ. Consequentemente, a proteína G fica sempre ativada, aumentando a produção de AMPc, que faz com que o canal CFTR seja ativado, resultando em secreção de íon cloreto e sódio para dentro do lúmen intestinal, essa saída é acompanhada de perda de água, que resulta em diarreia aquosa e vômito. 

O vídeo abaixo mostra como funciona a atividade da proteína G na ativação da adenilil-ciclase: 


Referências: 
Bioquímica médica básica de Marks / Colleen Smith, Allan D. Marks, Michel Lieberman ; tradução Ângela de Mattos Dutra ... [et al.] – 2.ed. – Porto Alegre : Artmed, 2007.
NELSON, D. L.; COX, M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. 3ed. São Paulo: Sarvier, 2002
http://www.uff.br/neuroimuno/tese%20Mariana%20Pereira.pdf
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0004-27302001000300004
http://www.researchgate.net/publication/237310692_O_Papel_das_GProtenas_na_Fisiopatologia_das_Doenas_Cardiovasculares/links/0c96052c45f99dadf2000000
http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3lera