06/11/2011
O Ciclo Celular
Estudo de Sinalização Celular do Câncer
M
Controle do Ciclo Celular
G2
G1
..
.G
. 0
.
Senescência
G0‘
S
Guido Lenz
Quanto tempo dura o ciclo?
Relação entre o tempo do ciclo e o número de organismos
que uma célula potencialmente forma em 24h.
Célula
Fibroblasto
Levedura
Bactéria 1
Bactéria 2
Bactéria 3
Duração
do ciclo
24h
80 min
40 min
30 min
25 min
Células novas
formadas em
24h
1
262 mil
68 bilhões
280 trilhões
220 quatrillhões
Massa total
produzida
100 pg
2,6 μg
70 mg
280 g
220 kg
Depende se você é uma célula unicelular ou faz parte de um organismo multicelular
1
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Idade das nossas células
Desenvolvimento no SNC
VZ: zona ventricular.
Cancer...
• Quando estudamos uma população de
células, elas estarão distribuidas nas diversas
fases do ciclo
• A proporção de células em cada fase
corresponde à duração de cada fase
• Sincronização
– S: Hidroxiuréia
– M: Nocodazole
Citometria de Fluxo
SSC (complexidade)
Dinâmica populacional
Dubletes
Células
Pedaços de células
FSC (tamanho)
• Sincronização “dura” no máximo um ciclo...
2
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Citometria de Fluxo
SSC (complexidade)
Frequência
Subdiplóide
(apoptose)
G1
1000
G2
2000
A
Citometria de Fluxo - células coradas com iodeto de propídeo
Normal
Hiperdiplóide
Genotóxico
Eventos
Células permeabilizadas
Núcleo corado com IP
(iodeto de propídeo)
Citometria de Fluxo
Intensidade IP (linear)
SubG1
Intensidade de Fluorescência Vermelha
FSC (tamanho)
Distribuição do ciclo celular
G2
G1
BRDU (verde)
M
..
.G
. 0
.
G0‘
X
S
B
M
M
G2
G1
..
.G
. 0
.
G0‘
IP (vermelho)
Incubar com BrDU por duas horas
G2
G1
..
.G
. 0
.
G0‘
S
S
Citometria de Fluxo - células coradas com
Intensidade de
Fluorescência Verde
Velocidade de proliferação
Normal
SubG1
e
Genotóxico
SubG1
Intensidade de Fluorescência Vermelha
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C
Cumulative Population Doublings (CPD)
Population doubling
Conceitos
• População – células em diferentes fases
(exceto sincronizados artificialmente)
• Maioria das células estão paradas num
organismo adulto
• Existem diferentes formas paradas no ciclo
20
Normal
15
Citostático
Citotóxico
10
5
0
2
-5
4
6
8
10
– Go
– Go´
– Senescência
12
Dias emCultu ra
PD = {log (Nt) – log (Nto)}
log (2)
Os Controladores
Quantas CDKs são necessárias para
regular o ciclo celular em mamíferos?
CDKs
Cdk11
Cdk8
Cdk7
CRK7
CHED
Cdk9
CCRK
PITSLRE
Cdk10
Cdk3
PFTAIRE2
PFTAIRE1
PCTAIRE2
PCTAIRE1
PCTAIRE3
CDKs
Ciclina F
Ciclina O
Cdk11
Cdk8
Cdk7
CRK7
CHED
Cdk9
CCRK
PITSLRE
Cdk10
Cdk3
PFTAIRE2
PFTAIRE1
PCTAIRE2
PCTAIRE1
PCTAIRE3
CKIs
CiclinaH
CiclinaK
Ciclina T1
Ciclina T2
Ciclina L1
Ciclina L2
Ciclina M3
Ciclina M1
Ciclina M2
Ciclina M4
Cables1
Cables2
CiclinaI
Ciclina G1
Ciclina G2
CiclinaJ
TKO – triple knockout
CDK2, CDK4 e CDK6 -/-
Ciclinas
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Os Controladores
Os Pontos de Controle
Câncer
Transição G1-S
Sinais
externos
P
Ras
Raf
EGR
Grb2
SOS
Transição S-G2 – Dano no DNA
TGFβ
P
P
PP
MEK
PP
Câncer
SMAD
MKP
p21
ERK
Cdk1
Myc
Ciclina B
CDC25
Ciclina D1
p21
p15
p53
Ciclina E
Chk1/2
CDK4/6
CDK2
ATM
DNAPK
Sinais
Internos
Rb
E2F
5
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Transição S-G2 – Tamanho
Os Pontos de Controle
Câncer
Ins
PIP2
PIP3
Akt
p110
p85
P
PTEN
PI3K
TSC1
TSC2
mTor
P
p70S6K
P
S6
Mitose
Controle da Mitose
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Paradas no Ciclo
Sinais
externos
EGR
TGFβ
Ins
PIP2
P
Ras
Raf
Grb2
SOS
P
PIP3
p75
Akt
P
p110
PTEN
P
PI3K
TSC1
TSC2
PP
Cinase
Proteína Ligadora
mTor
MEK
Fator de transcrição
Fosfatase
PP
P
SMAD
MKP
p70S6K
ERK
Myc
P
S6
p21
Ciclina D1
M
AT
ADN K
P
Envolvidos na
Etiologia do Câncer
Quinase
lina
Cic
p53
Ciclina E
p15
k1/2
Ch
C
25
DC
B
CDK4/6
Proteína Ligadora
CDK2
Fator de transcrição
Fosfatase
k1
Cd
p21
PP
Rb
Rb
E2F
E2F
DNAPol α
ORCs, MCMs
Terapias que agem sobre o ciclo
Taxol
Vincristina
M
G2
G1
..
.G
. 0
.
Senescência
G0‘
S
Ciclo celular e Câncer
• Descontrole do ciclo celular é central na
etiologia do câncer
• Vários oncogenes e genes supressores
tumorais são reguladores diretos ou indiretos
do ciclo celular...
• Muitas terapias agem sobre o ciclo celular,
mas a maioria ainda é inespecífica
Cisplatina
TMZ
Radiação γ
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