A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA

Apresentação em tema: "A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA"— Transcrição da apresentação:

1 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA
Biologia do Desenvolvimento Filipe Alfaiate, ; Susana Cecílio, Biologia Humana Docente: Paulo de Oliveira Ano Lectivo: 2010/2011

2 A talidomida foi criada na Alemanha em 1953
Substância usualmente utilizada como medicamento sedativo, anti- inflamatório e hipnótico. É responsável por efeitos teratogénicos, causando malformações, entre as quais, a ausência de membros no feto, durante a gravidez. Utilizada também em insónias, dores de cabeça e constipações A sua acção terapêutica permitiu que rapidamente fosse um êxito no mercado farmacêutico (usado também contra a lepra) Crianças nascidas com malformações, ausência ou o encurtamento dos braços, pernas ou até mesmo de dedos) de malformações em órgãos internos Utilizado por mulheres grávidas no combate às insónias e ansiedade, e também no alívio dos enjoos matinais.

3 TALIDOMIDA Amélia Focomélia Ausência Total de Membros
Encurtamento de Membros Focomélia Perda de Dedos

4 TALIDOMIDA

5 TALIDOMIDA Retirada do mercado em 1961
Autorizada em patologias e complicações associadas à lepra, HIV, doença de Crohn, lúpus, mieloma múltiplo e úlceras A ciência tem-se dedicado nos últimos anos a criar compostos sintéticos que tenham as funções da talidomida mas que não possuam os seus efeitos nocivos

6 TALIDOMIDA Teratogénese da Talidomida
Replicação ou transcrição do DNA; Síntese ou função de factores de crescimento; Síntese ou função de integrinas; Angiogénese; Condrogénese; Proliferação celular

7 TALIDOMIDA Ligação ao Cereblon Pró-Apoptose Anti-proliferação
Anti-angiogénese HIF1 NF-kB Via WNT - PPAR

8 EFEITOS DA TALIDOMIDA

9 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Ligação ao Cereblon
É uma proteína presente em humanos codificada pelo gene CRBN, onde participa na formação da ubiquitina ligase E3. Com a ubiquitinização, há um aumento dos níveis de FGF8 e BMPs, essenciais em processos de embriogénese. Alvo primário da talidomida A talidomida liga-se ao cereblon, tornando-o inactivo (no complexo onde está envolvido) A talidomida liga-se ao cereblon, tornando-o inactivo Efeito de inibição de desenvolvimento dos membros

10 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Ligação ao Cereblon
[ Cereblon DDB1 CUL4A ROC1 Desenvolvimento dos membros UBIQUITINA LIGASE E3

11 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Ligação ao Cereblon
[ Talidomida Cereblon DDB1 CUL4A ROC1 Inibição da acção Ubiquitina ligase UBIQUITINA LIGASE E3 Acumulação de substratos que irão inibir a acção dos FGFs e BMPs Não há desenvolvimento de membros

12 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Pró- apoptose/Anti-proliferação
Supressão do AKT – leva à activaçãoo do Bax que pela sua vez haverá activação da apoptose (por exemplo)

13 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Pró- apoptose/Anti-proliferação
Morte Celular aumentada Malformações nos membros Stress oxidativo da Talidomida Protege PTEN activo da degradação Supressão da sinalização Akt Células sem protecção de apoptose (mediada por caspases) Sinalização de proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) Estímulo de morte celular (Apoptose)

14 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Pró- apoptose/Anti-proliferação
Com mecanismos de apoptose, morte celular, não haverá proliferação celular. Supressão do AKT – leva à activaçãoo do Bax que pela sua vez haverá activação da apoptose (por exemplo)

15 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Anti-angiogénese
Os primórdios dos membros são fornecidos por ramos das artérias intersegmentares que surgem a partir da aorta, formando uma rede capilar fina em todo o mesênquima. Os primórdios dos membros superiores desenvolvem-se cerca de 2 dias antes dos primórdios dos membros inferiores. Os tecidos dos brotos dos membros são provenientes de duas fontes principais: mesoderme e ectoderme. A maioria dos vasos sanguíneos dos brotos de membros surgem como brotos das artérias intersegmentares e drenam para as veias cardinais Membros inferiores menos afectados se o fármaco for tomado numa altura mais precoce

16 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Anti-angiogénese
A talidomida destrói vasos sanguíneos imaturos e impede a extensão de vasos já formados Impede a sua irrigação sanguínea para nutrir as células em mitose. Maioria dos tecidos do organismo apresenta vasos sanguíneos mais maduros , comparativamente aos tecidos dos membros em desenvolvimento São menos afetados pela acção desse fármaco

17 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Anti-angiogénese
Para estimular a angiogénese nos membros que se desenvolvem, o FGF-2 e o IGF-1 ligam-se a receptores proteicos nas células epiteliais dos vasos sanguíneos, ocorrendo uma cascata de reacções, das quais resultam a formação das integrinas av e ß3, que por sua vez estimulam a angiogénese A capacidade de se intercalar em zonas do DNA ricas em G, permite à talidomida bloquear os genes que codificam para o IGF-1 e para o FGF-2, já que se intercala nas regiões promotoras destes genes bloqueando o acesso do factor Sp1 e a consequente transcrição dos genes Durante o desenvolvimento embrionário, a talidomida afecta o IGF-1 e o FGF-2, que estimulam sinergicamente a transcrição das subunidades av e ß3 dos genes das integrinas. O que ocorre através de um intermediário que é um factor específico promotor da transcrição (promoter-specific transcription factor), denominado Sp1 que apresenta a capacidade de se ligar às regiões promotoras ricas em G destes genes. Os dímeros avß3 estimulam a angiogénese no desenvolvimento dos membros, o que permite o seu alongamento, e também em outras estruturas, como é o caso do ouvido. [18,25] A capacidade de se intercalar em zonas do DNA ricas em G, permite à talidomida bloquear os genes que codificam para o IGF-1 e para o FGF-2, já que se intercala nas regiões promotoras destes genes bloqueando o acesso do factor Sp1 e a consequente transcrição dos genes.[18] Isto é possível porque as regiões promotoras dos genes que codificam para o IGF-1 e o FGF-2, os genes que codificam para os seus receptores, bem como os genes das subunidades av e ß3, não possuem as típicas TATA boxes, mas sim várias GC boxes (GGGCGG).[18,25] A talidomida ou um dos seus metabolitos, tem a competência de se ligar às GC boxes dada a sua maior afinidade para estes dois nucleótidos.[18,25]

18 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Anti-angiogénese
Mecanismos que inibem a angiogénese: Presença de endostatina e succinato (pode inibir a prolil-hidroxilase) Metabolitos formados in vivo, efeito sobre o factor de crescimento endotélio vascular (VEGF) e sobre o factor básico dos fibroblastos (b- FGF, nomeadamente FGF 8 e FGF 10) Efeitos da Talidomida no HIF-1 Bloqueio na actividade do factor nuclear NF-kB Inibição do TNF-α. TNF-a tem um efeito pró-angiogénico NF-kB), que é um factor de transcrição com um papel crucial no crescimento celular e nas respostas imunitárias O fármaco interrompe o desenvolvimento normal do feto bloqueando a angiogénese, ou a capacidade de inibir a formação de novos capilares, pela inibição do factor de crescimento básico fibroblasto (bFGF) Alterações no padrão de expressão de alguns genes envolvidos com a sinalização celular, como aqueles que expressam os fatores de crescimento de fibroblastos Fgf8 e Fgf10 (associados com elevações da morte celular programada ou apoptose das células dos tecidos dos membros em desenvolvimento), também parecem estar envolvidas na ação da talidomida durante o período embrionário

19 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA HIF-1
Hypoxia-Inducible Factor (HIF) são factores de transcrição que reagem as mudanças na concentração de oxigénio nos tecidos. Em situações de Hipóxia HIF-1 alfa HIF-1 beta HIF-1 Hipóxia: situações de stress por parte da mãe; No feto: talidomida- não há vascularização- não há O2 nos tecidos – HIF-1 mecanismo compensador HIF-1 alfa: citoplasma HIF-1 beta: no núcleo

20 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA HIF-1
Em situação de Hipóxia Formação complexo HIF-1 alfa estável + HIF-1 beta Complexo liga-se ao "hypoxia-response element” Activação de vias Regulação de processos como angiogénese, proliferação, etc Formação dos membros Activa vias que regulam processos tais como angiogénese,adaptação metabólica, eritropoiese e proliferação celular.

21 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA HIF-1
HIF-1alfa em Normóxia Hidroxilação Ubiquitinização Rápida degradação em proteossomas

22 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA HIF-1
Talidomida inibe NF-KB e por sua vez este impede a indução da acumulação de HFI-1

23 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Inibição do NF-kB
CYP2C19 (local de hidroxilação) Formação de metabolitos de talidomida Interferência com a activação do NF-kB Inactivação da regulação de expressão de genes Genes da angiogénese, proliferação e supressão de apoptose

24 TALIDOMIDA Inibição do NF-kB
Metabolitos Hidroxilados de Talidomida NF-kB Núcleo IKK cinase NF-kB NF-kB + IKB Regulação Angiogénese Proliferação celular Inibição da apoptose Inibição TNF-α Citoplasma

25 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Via Wnt - PPAR
Frizzled A via de sinalização Wnt é uma via de proteínas envolvida na embriogénese e no cancro. No caso da Talidomida, esta tem acção sobre a PPAR (peroxisome proliferator-activated receptor-delta ou nuclear hormone receptor 1), fazendo com que a jusante da cascata haja um aumento da concentração da PPAR, havendo assim um feedback negativo. Deste modo não haverá acção da PPAR, pelo que o ciclo celular será inibido, não havendo mais mitoses celulares. GSK3 βCat P βCat LEF TCF PPAR Talidomida Ciclo Celular [PPAR]

26 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Janelas de Desenvolvimento Embrionário
Na espécie humana, o desenvolvimento dos membros estende-se entre a 4ª (dia 23) e a 9ª semanas (dia 55) após a fertilização e ocorre das regiões proximais (úmero e fémur) para as porções distais (dígitos). Defeitos nos membros são verificados em mães expostas à talidomida, em fases em que, geralmente, não sabem que estão grávidas, entre o 20º e o 36º dias após a fertilização (ou entre o 34º e o 50º dias após o último ciclo menstrual) A ingestão de um único comprido de talidomida durante esse período é suficiente para causar defeitos no feto

27 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Janelas de Desenvolvimento Embrionário
O período mais crítico do desenvolvimento do membro dá-se entre o 24º e o 36º dias após a fertilização. Exposição antes do dia 33 Defeitos graves (Amélia) Exposição até ao dia 36 (final do período crítico dos membros) Amélia ou defeitos apenas em parte dos membros O período mais crítico do desenvolvimento do membro é dias após a fertilização. A exposição a este teratogênico antes do dia 33 pode causar defeitos graves, como Amelia, a ausência de membros. Por conseguinte, um teratogênico que poderia causar amélia dos membros ou partes deles deve agir antes de 36 dias, ao final do período crítico de desenvolvimento dos membros

28 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Janelas de Desenvolvimento Embrionário
Efeitos Talidomida Desenvolvimento membros Período Crítico Dias após fertilização

29 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Janelas de Desenvolvimento Embrionário
Distúrbios, ocorridos no período mais crítico de desenvolvimento, podem originar grandes malformações congénitas do embrião

30 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Janelas de Desenvolvimento Embrionário
Defeitos e manifestações clínicas observadas: Oculares: anoftalmia, microftalmia, coloboma, oftalmoplegia Auditivas: anotia, microtia, surdez; Neurológicas: dislexia, autismo, epilepsia; Internas: laringe, traquéia, coração, trato alimentar, rins e órgãos sexuais;

31 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Janelas de Desenvolvimento Embrionário
Outras anomalias induzidas pela ingestão de talidomida incluem defeitos no coração, ausência de ouvidos externos e intestinos malformados.

32 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Janelas de Desenvolvimento Embrionário
Taxa de mortalidade das crianças expostas à talidomida superior a 40% antes do primeiro ano de vida devido, principalmente, a defeitos no coração e rins. Cerca de 90% das crianças sobreviventes apresentam defeitos no desenvolvimento de seus membros.

33 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA Tratamento do Cancro
Um tumor necessita de novos vasos sanguíneos para crescer . Talidomida Angiogénese Induzem a actividade anti-tumoral Inibição do crescimento de tumores

34 A VIDA SECRETA DA TALIDOMIDA
Mas por que a talidomida afecta apenas a formação dos membros e alguns órgãos específicos e não apresenta uma acção mais disseminada sobre o organismo? E por que esse fármaco é efectivo apenas durante uma etapa do desenvolvimento embrionário? 1- A formação dos membros é um processo complexo e que ocorre quando o plano corporal já está estabelecido e os principais órgãos e tecidos já estão formados. Maioria dos tecidos do organismo apresenta vasos sanguíneos mais maduros , comparativamente aos tecidos dos membros em desenvolvimento; A talidomida destrói vasos sanguíneos imaturos e impede a extensão de vasos já formados. Maior sensibilidade dos membros do que as outras partes do corpo, já que estas são mais sensíveis num período de tempo mais curto Interfere com os factores IGF-1 e FGF-2 que se relacionam preferencialmente com o desenvolvimento dos membros. 2- Estudos: Alguns órgãos e tecidos começam o desenvolvimento numa etapa mais precoce (antes da 4º semana) quando comparado com os membros, ou após 50º dia. Os m.i. começam o seu desenvolvimento mais tarde que os m.s., por exempl o.

35 Obrigado pela vossa atenção!

36 Referências Bibliográficas
Ando, Y., Fuse, E. & Figg, W.D. (2002). Thalidomide Metabolism by the CYP2C Subfamily. Clinical Cancer Research 8: 1964–1973. Dimopoulos, M.A. & Eleutherakis-Papaiakovou, V. (2004). Adverse Effects of Thalidomide Administration in Patients with Neoplastic Diseases. Am J Med 117: 508–515. Franks, M., Macpherson, G. & Figg, W. (2004). Thalidomide. The Lancet 363: Ito, T., Ando, H. & Handa H. (2011). Teratogenic effects of thalidomide: molecular mechanisms. Cell Mol Life Sci 68: 1569–1579. Ito, T., Ando, H., Suzuki, T., Ogura, T., Hotta, K., Imamura, Y., Yamaguchi, Y. & Handa, H. (2010). Identification of a Primary Target of Thalidomide Teratogenicity. Science 327: 1345. Pridgeon, S. & Drake, M. (2005). Thalidomide and its use in renal and prostate cancer. Cancer Therapy 3: Smithells, D. (1998). Does Thalidomide Cause Second Generation Birth Defects? Drug Safely 19 (5): Stephens, T., Bunde, C., & Fillmor, B. (2000). Mechanism of Action in Thalidomide Teratogenesis. Biochemical Pharmacology 59: Vargesson, N. (2009). Thalidomide-induced limb defects: resolving a 50-year-old puzzle. BioEssays 31: 1327–1336.