Epigenética e cancro: o que diz a ciência

Epigenética, o estudo das alterações hereditárias na expressão dos genes sem alterar a sequência do ADNde ADN, tornou-se um domínio-chave na compreensão do cancro. Da metilação do ADN à modificação das histonas e aos ARN não codificantes, estas alterações epigenéticas influenciam o desenvolvimento e a progressão dos tumores e oferecem novas vias de diagnóstico e tratamento. Este artigo explora estes mecanismos e as suas implicações em vários aspectos da oncologia, incluindo o potencial da nutrigenómica na prevenção do cancro.

A epigenética no diagnóstico do cancro

A deteção precoce e precisa do cancro é um passo importante para o sucesso do tratamento. A metilação do ADN, que é o processo de adição de grupos metilo às moléculas de ADN, modificando assim a atividade de um segmento de ADN sem alterar a própria sequência, é uma abordagem promissora para a deteção de padrões de metilação anormais associados ao desenvolvimento do cancro. Esta modificação pode influenciar a atividade dos genes e é, portanto, crucial para compreender como certos genes podem promover ou prevenir o cancro. A deteção da hipermetilação do promotor tem atraído uma grande atenção no diagnóstico do cancro.

A modificação das histonas, que envolve alterações nas proteínas em torno das quais o ADN é enrolado, é outro potencial biomarcador epigenético. Estas proteínas, conhecidas como histonas, desempenham um papel fundamental na regulação da expressão genética. As modificações, como a adição ou remoção de grupos químicos nestas histonas, podem ligar ou desligar genes e são, por isso, essenciais no processo de desenvolvimento do cancro. A deteção de modificações pós-traducionais anormais nas histonas é uma abordagem emergente para o diagnóstico do cancro e a previsão dos resultados. No cancro do pulmão, modificações específicas das histonas, como níveis mais baixos de metilação H3 e H4, têm sido associadas a um mau prognóstico e à mortalidade.

A metilação dos miRNAs é um novo biomarcador epigenético em vários tipos de cancro, incluindo o cancro do pulmão. A hipermetilação do miR-124a e do MiR-29 tem sido associada a um mau prognóstico no cancro do pulmão.

Mecanismos epigenéticos

As alterações epigenéticas podem “ligar” ou “desligar” um gene através de vários mecanismos, incluindo a metilação do ADN, a modificação das histonas e os ARN não codificantes.

• Metilação do ADN: envolve a transferência de um grupo metilo para uma posição específica no ADN para modular o recrutamento de proteínas essenciais para o início da expressão genética. Em geral, a metilação bloqueia a expressão génica e a desmetilação é necessária para eliminar esta inibição.
• Modificação das histonas: As histonas são proteínas cromossómicas enroladas em torno do ADN. As histonas bem enroladas impedem que as proteínas que regulam a expressão genética acedam ao ADN, inibindo assim a expressão. O empacotamento frouxo das histonas tem o efeito oposto. A modificação das histonas envolve a adição ou remoção de grupos químicos para regular o empacotamento apertado ou solto das histonas.
• RNA não-codificante : As sequências de DNA são transcritas para gerar RNAs codificantes ou não-codificantes. Enquanto os ARN codificantes produzem proteínas, os ARN não codificantes controlam a expressão genética através de vários mecanismos.

Alterações epigenéticas no cancro

As alterações epigenéticas estão associadas ao desenvolvimento e à progressão do cancro. No entanto, a sua natureza reversível e o seu padrão de herança somática tornam-nas potenciais alvos terapêuticos. Na investigação sobre o cancro, a epigenética é essencial para o diagnóstico precoce, a deteção do tipo de cancro e a conceção de novas terapias.

• Metilação do ADN no cancro: A hipometilação global do ADN é acompanhada de hipermetilação noutras regiões. A hipometilação induz a expressão de oncogenes (genes promotores de cancro), enquanto a hipermetilação suprime a expressão de genes supressores de tumores. Estes processos colectivos iniciam e promovem o desenvolvimento do cancro.
• Modificação das histonas no cancro: níveis mais baixos de modificações pós-traducionais das histonas (metilação ou acetilação) estão associados a um mau prognóstico no cancro da próstata, do pulmão e do rim. Inversamente, níveis mais elevados de uma modificação específica da histona (H3K9ac) estão associados a uma pior sobrevivência no cancro do pulmão.
• MicroRNAs (miRNAs) no cancro: os miRNAs são um tipo de RNA não codificante que se liga a RNAs mensageiros alvo para inibir a sua tradução e subsequente síntese proteica. As alterações na sua estrutura e função podem desencadear doenças. Alguns miRNAs com função oncogénica são designados por onco-miRNAs.

A expressão reduzida do miR-101 foi observada em muitos tipos de cancro, levando ao aumento da expressão de uma enzima responsável pela metilação das histonas. Esta indução de metilação em genes supressores de tumores pode aumentar o risco de desenvolvimento de cancro.

Epigenética no tratamento do cancro

As terapias epigenéticas combinadas têm mostrado resultados promissores no tratamento de doentes com cancro, uma vez que a tumorigénese está associada a numerosas alterações epigenéticas. Para tirar o máximo partido destas terapias, é essencialidentificar as alterações genéticas e epigenéticas específicas associadas à tumorigénese em cada doente.

No cancro da bexiga, a expressão dos genes supressores de tumores é inibida pelo complexo repressivo de polycomb ou pela metilação de novo do ADN. A supressão da expressão mediada pelo complexo repressor polycomb pode ser tratada com inibidores da enzima de metilação das histonas. Do mesmo modo, a metilação de novo do ADN pode ser bloqueada por inibidores da DNAC. As terapias epigenéticas podem ser combinadas com a quimioterapia convencional para aumentar a eficácia do tratamento. Verificou-se que uma combinação de quimioterapia e de medicamentos epigenéticos reduz o crescimento de cancros agressivos recidivantes e refractários, como o linfoma difuso de grandes células B. Os medicamentos epigenéticos também ajudam a aumentar a sensibilidade das células cancerígenas à quimioterapia.

A citotoxicidade induzida pela quimioterapia em doses elevadas pode desencadear alterações epigenéticas nas células cancerígenascomo a metilação do ADN e a acetilação das histonas. Isto pode levar à resistência aos medicamentos. O tratamento com inibidores destes processos epigenéticos pode suprimir a resistência aos medicamentos e melhorar o prognóstico do cancro.

Compreender o papel da epigenética no cancro é essencial para o desenvolvimento de estratégias de diagnóstico precoce, tratamento orientado e melhores resultados para os doentes com cancro. As descobertas no domínio da epigenética estão a abrir caminho a uma abordagem mais precisa e personalizada da luta contra o cancro. Embora a epigenética desempenhe um papel essencial no tratamento do cancro, está também intimamente ligada a outro domínio importante: a nutrigenómica.

O que é a nutrigenómica?

A nutrigenómica estuda a forma como os nutrientes e os compostos alimentares podem induzir modificações epigenéticas. Por exemplo, certos alimentos são ricos em compostos capazes de influenciar a metilação do ADN, um processo chave na epigenética. Nutrientes como o ácido fólico, as vitaminas do complexo B e os polifenóis presentes na fruta e nos vegetais podem ajudar a regular a atividade genética de uma forma benéfica. Estes compostos podem ativar ou reprimir a expressão de genes relacionados com o cancro, oferecendo um potencial de prevenção e tratamento.

Além disso, o consumo regular de alimentos específicos pode desempenhar um papel na modificação das histonas e na regulação dos RNAs não codificantes, dois outros aspectos importantes da epigenética. Por exemplo, sabe-se que os ácidos gordos ómega 3, presentes nos peixes gordos, influenciam os RNAs não codificantes, que por sua vez podem regular a expressão de genes ligados ao desenvolvimento do cancro.

Esta interligação entre a dieta e a epigenética abre perspectivas fascinantes para a prevenção e gestão do cancro, sublinhando a importância de uma dieta equilibrada e rica em nutrientes para a manutenção de uma saúde óptima.

A importância da nutrigenómica na compreensão do cancro

A epigenética é um domínio complexo da biologia que explora a forma como os factores ambientais e o estilo de vida humano influenciam a expressão genética. Um aspeto particularmente fascinante deste estudo é a nutrigenómica, que analisa a forma como a nutrição pode interagir com os nossos genes e, consequentemente, ter um impacto significativo na nossa saúde, incluindo no contexto do cancro.

Nutrigenómica: Dieta e modificações epigenéticas

A nutrigenómica centra-se na forma como os nutrientes que consumimos podem influenciar a nossa epigenética. A nossa alimentação fornece uma vasta gama de compostos, como vitaminas, minerais e fitonutrientes, que podem atuar como reguladores epigenéticos.

• Metilação do ADN: Alguns nutrientes, como o ácido fólico e a vitamina B12, são essenciais para a metilação do ADN. Uma deficiência destes nutrientes pode levar a anomalias na metilação do ADN, o que pode contribuir para o desenvolvimento do cancro.
• Histonas e dieta: Os compostos da dieta, como os polifenóis encontrados na fruta e nos vegetais, podem influenciar a modificação das histonas. Podem ajudar a manter uma estrutura de histonas conducente à regulação normal dos genes.
• RNA não codificante : Certos ácidos gordos, como os ácidos gordos ómega 3, têm sido associados à regulação de RNAs não codificantes. Estes ARNs podem desempenhar um papel crucial na regulação dos genes envolvidos no crescimento dos tumores.

Nutrigenómica e prevenção do cancro

O impacto da nutrigenómica na prevenção do cancro é inegável. Uma dieta equilibrada e rica em nutrientes essenciais pode ajudar a manter uma epigenética saudável, reduzindo assim o risco de modificações epigenéticas nocivas associadas ao cancro.

Por exemplo, estudos demonstraram que as dietas ricas em vegetais crucíferos, como os brócolos e a couve-flor, contêm compostos que podem apoiar a metilação do ADN, ajudando a prevenir a ocorrência de alterações epigenéticas associadas ao cancro.

Fonte:

1. https://www.cureus.com/articles/76816-epigenetics-the-key-to-future-diagnostics-and-therapeutics-of-lung-cancer#!/
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2802667/
3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5008069/
4. https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-020-01197-3
5. https://www.news-medical.net/health/Understanding-the-Vital-Role-of-Epigenetics-in-Cancer.aspx