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BIOMARCADORES DE AMINOÁCIDOS REVELAM UM SINAL PRECOCE PARA CÂNCER

BIOMARCADORES DE AMINOÁCIDOS REVELAM UM SINAL PRECOCE PARA CÂNCER

Edição Vol. 2, N. 2, 20 de Outubro de 2014

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2014.10.19.005

  Um biomarcador, ou marcador biológico, geralmente refere-se a um indicador mensurável de um estado ou condição biológica. O termo ocasionalmente também se refere a uma substância cuja presença indica a existência de organismos vivos.

Biomarcadores são frequentemente medidos e avaliados para examinar processos biológicos normais, processos patogênicos (doenças) ou respostas farmacológicas a uma intervenção terapêutica, e são usados ​​em muitos campos científicos.

Na medicina, um biomarcador pode ser uma substância rastreável que é introduzida num organismo como um meio para analisar a função do órgão ou de outros aspectos de saúde. Por exemplo, cloreto de rubídio é utilizado como um isótopo radioativo para avaliar a perfusão do músculo cardíaco. O biomarcador também pode ser uma substância cuja detecção indica um estado de doença em particular, por exemplo, a presença de um anticorpo pode indicar uma infecção. Mais especificamente, um biomarcador indica uma alteração na expressão ou estado de uma proteína que se correlaciona com o risco ou a progressão de uma doença, ou com a suscetibilidade da doença a um dado tratamento.

Biomarcadores bioquímicos são muitas vezes utilizados em ensaios clínicos, onde são derivados de fluidos corporais que são facilmente disponíveis para os pesquisadores na fase inicial. Uma forma útil de encontrar causas genéticas de doenças, tais como a esquizofrenia, tem sido a utilização de um tipo especial de biomarcador chamado endofenótipos.

Outros biomarcadores podem ser baseados em medidas da atividade elétrica do cérebro (usando eletroencefalografia ou magnetoencefalografia), ou medidas volumétricas de certas regiões do cérebro (ressonância magnética) ou teste de saliva de metabólitos naturais, como o nitrito de saliva, um marcador substituto para óxido nítrico.

Um exemplo de um biomarcador utilizado na medicina é o antígeno específico da próstata (em inglês, prostate-specific antigen, PSA). Este marcador pode ser medido como um indicador de tamanho da próstata com as rápidas mudanças potencialmente indicando câncer (Figura 1).

 biomarcadores

Figura 1: Biomarcadores do sangue. Biomarcadores são moléculas que estão presente no sangue ou em outros fluidos corporais somente em situações fisiológicas específicas como, na presença de um tumor ou condições patológicas (doenças) definidas. Os biomarcadores também são idenficados quando o paciente também está realizando um tratamento. Assim, é possível acompanhar se o tratamento está ou não fazendo efeito.

Nosso grupo vem pesquisando marcadores biológicos para várias doenças hipertensivas como AVC, pré-eclâmpsia, hipertensão arterial sistêmica, dentre outras (1, 2).

Neste estudo, publicado na revista científica Nature Medicine de setembro de 2014, e liderado pelos professores Dr. Matthew Vander Heiden do Instituto Koch do MIT (Massachusetts Institute of Technology), para Pesquisa Integrativa do Câncer (Integrative Cancer Research), em Cambridge, Massachusetts, nos EUA, e pelo professor Dr. Brian Wolpin, do Dana-Farber Cancer Institute, em Boston, também nos EUA, baseia-se na análise de amostras de sangue de 1.500 pessoas que participaram em estudos de saúde em longo prazo. Os pesquisadores compararam amostras de pessoas que acabaram sendo diagnosticadas com câncer de pâncreas e amostras daqueles que não tinham o tumor pancreático. Os resultados foram dramáticos: Pessoas com um aumento de aminoácidos conhecidos como, aminoácidos de cadeia ramificada, eram muito mais propensas a serem diagnosticadas com câncer de pâncreas no prazo de um a 10 anos (3).

Anos antes dos pacientes apresentarem outros sinais de doença, os pacientes com câncer de pâncreas têm níveis muito elevados de certos tipos de aminoácidos em sua corrente sanguínea, de acordo com um novo estudo do MIT, Dana-Farber Cancer Institute e do Broad Institute.

Este achado, que sugere que o tecido muscular está sendo quebrado durante os estágios iniciais da doença, pode oferecer novas perspectivas para o desenvolvimento de kits de diagnóstico precoce para o câncer de pâncreas, que mata cerca de 40 mil americanos a cada ano e, geralmente, não é identificado até que seja tarde demais para se iniciar o tratamento.

O câncer de pâncreas, mesmo em seus estágios iniciais, causa a quebra de proteínas e desregulação do metabolismo. O que isso significa para o tumor, e o que isso significa para a saúde do paciente são duas questões que há muito se tenta responde-las.

O Dr. Wolpin, epidemiologista clínico, montou um acervo de amostras de pacientes a partir de vários estudos de saúde pública. Todos os pacientes tiveram seu sangue coletado quando começaram a participar dos estudos e, posteriormente, preencheram questionários anuais de saúde.

Trabalhando com pesquisadores do Instituto Broad, a equipe analisou amostras de sangue para mais de 100 metabólitos diferentes _ moléculas, como proteínas e açúcares, produzidos como subprodutos de processos metabólicos.

O que descobriram foi que essa assinatura, realmente interessante, serviu para prever o diagnóstico do câncer de pâncreas, que fora a elevação nestes três aminoácidos de cadeia ramificada: leucina, isoleucina e valina. Que estão dentre os 20 aminoácidos _ os blocos de construção das proteínas _ normalmente encontrados no corpo humano. Curiosamente, estes aminoácidos são aqueles usados para induzir massa muscular em pessoas que fazem musculação. Há suplementos nutricionais comercialmente disponíveis, conhecidos como BCAA, que apresentam em sua formulação uma quantidade maior justamente destes 3 aminoácidos, leucina, isoleucina e valina. Entretanto, não há nada que ligue o uso destes suplementos para treinamento físico com causa de câncer pancreático.

Alguns dos pacientes no estudo foram diagnosticados com câncer de pâncreas apenas um ano depois de suas amostras de sangue ter sido colhidas, enquanto outros foram diagnosticados dois, cinco, ou mesmo 10 anos depois! (3)

Descobriu-se que os níveis mais elevados de aminoácidos de cadeia ramificada estão presentes em pessoas que passaram a desenvolver o câncer de pâncreas em comparação com aqueles que não desenvolveram a doença. Estes achados levam à hipótese de que o aumento em aminoácidos de cadeia ramificada é devido à presença de um tumor pancreático precoce (3).

Degradação recente de proteínas

O laboratório do professor Vander Heiden testou esta hipótese estudando camundongos que são geneticamente programados para desenvolverem o câncer de pâncreas (Vejam a importância de se usar animais em pesquisas científicas. Você acha que seria legal, em termos de leis ou fascinante induzir câncer em seres humanos para se confirmar essa hipótese?). Usando os modelos de camundongo, os pesquisadores descobriram que poderiam perfeitamente recapitular essas exatas mudanças metabólicas durante os estágios iniciais do câncer. O que acontece é que, como pessoas ou camundongos que desenvolveram câncer de pâncreas, nos estágios iniciais, faz com que o corpo entre nesse estado metabólico alterado onde ele começa a quebrar proteínas de tecidos distantes.

Este é um achado de importância fundamental na biologia do câncer de pâncreas. Isso realmente abre uma janela de possibilidade para que laboratórios possam tentar determinar o mecanismo desta degradação metabólica.

Os pesquisadores estão agora estudando o porquê dessa degradação de proteínas, que ainda não se identificou ocorrer em outros tipos de câncer, ocorre nos estágios iniciais do câncer de pâncreas. Eles suspeitam que os tumores pancreáticos possam estar tentando alimentar sua própria célula com aminoácidos de que necessitam para construir mais células cancerosas. Os pesquisadores também estão explorando possíveis ligações entre esta degradação recente de proteínas e a doença debilitante conhecida como caquexia, que muitas vezes ocorre nos estágios finais do câncer de pâncreas.

Uma questão também a ser respondida é saber se essa assinatura pode ser usada para a detecção precoce do câncer pancreático. Os resultados precisam ser validados com mais dados e, pode ser difícil desenvolver um diagnóstico confiável baseado somente nesta assinatura. No entanto, o estudo desta disfunção metabólica ainda pode revelar marcadores adicionais, tais como desregulação hormonal, que poderia ser combinada para gerar um teste mais preciso.

Os resultados também podem permitir aos cientistas buscarem novos tratamentos que trabalham pesquisando o metabolismo do tumor e cortando o fornecimento de nutrientes de um tumor.

Referências

1. Goulart VAM, Resende RR. CUIDADOS NA GRAVIDEZ: Você Sabe o que é Pré-Eclâmpsia? Nanocell News. 2014 06/03/2014;1(12). Epub 06/02/2014.

2. Goulart VAM, Resende RR. NOVOS BIOMARCADORES DA PRÉ-DIABETES TIPO 2 ATRAVÉS DE ESTUDOS METABOLÔMICOS. Nanocell News. 2014 01/28/2014;1(6). Epub 01/28/2014.

3. Mayers JR, Wu C, Clish CB, Kraft P, Torrence ME, Fiske BP, et al. Elevation of circulating branched-chain amino acids is an early event in human pancreatic adenocarcinoma development. Nat Med. 2014 Sep 28. PubMed PMID: 25261994. Epub 2014/09/30. Eng.

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