Bases moleculares dos adenomas hipofisários com ênfase nos somatotropinomas

Molecular basis of pituitary adenomas with emphasis on somatotropinomas

REVISÃO

Bases moleculares dos adenomas hipofisários com ênfase nos somatotropinomas

Molecular basis of pituitary adenomas with emphasis on somatotropinomas

Ines Donangelo; Mônica Gadelha

Serviço de Endocrinologia do Hospital Universitário Clementino Fraga Filho e Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

Esta revisão descreve as bases moleculares dos adenomas hipofisários com ênfase nos tumores secretores de GH (somatotropinomas). São discutidos os papéis de genes de supressão tumoral (como RB1, MEN-1) e de oncogenes (como gsp, PTTG) na iniciação e progressão destes tumores. A caracterização destes marcadores moleculares pode ajudar na compreensão do comportamento tumoral, auxiliando a conduta terapêutica. Entretanto, apesar dos recentes avanços, ainda não é totalmente conhecida a seqüência de alterações genéticas envolvidas na patogênese destes adenomas.

Descritores: Acromegalia; Adenomas hipofisários; Patogênese; Oncogene; Gene de supressão tumoral

ABSTRACT

This review describes the molecular basis of pituitary adenomas with emphasis on GH-secreting tumors (somatotropinomas). The roles of tumor suppressor genes (such as RB1 and MEN-1) and oncogenes (such as gsp and PTTG) in tumor initiation and promotion are discussed. The characterization of these molecular markers may contribute to the understanding of tumor behavior, helping in the therapeutical management. However, despite recent advances, the sequence of genetic abnormalities participating in the pathogenesis of these adenomas is not completely known.

Keywords: Acromegaly; Pituitary adenomas; Pathogenesis; Oncogene; Tumor suppressor gene

OS TUMORES DA ADENO-HIPÓFISE representam 15% das neoplasias intracranianas e são geralmente benignos (1). Apesar de serem bastante comuns na população geral, apenas uma pequena fração destes tumores leva a manifestações clínicas, seja pela presença de compressão de estruturas vizinhas (hipopituitarismo, sintomas visuais, cefaléia) ou devido a síndromes endócrinas causadas por hipersecreção hormonal. Os adenomas hipofisários secretores de GH (somatotropinomas) causam acromegalia/ gigantismo e representam 25% dos adenomas hipofisários com expressão clínica (2).

A maioria dos adenomas hipofisários é de crescimento lento, porém, em cerca de um terço dos casos, o tumor adquire comportamento invasivo e, em uma fração pequena (~0,1%), ocorre metástase à distância, caracterizando malignidade (3). As definições do que seja comportamento tumoral "agressivo" ou "invasivo" se confundem na literatura e, nesta revisão, serão usadas como sinônimos. As características histopatológicas do tumor não são capazes de fornecer dados relevantes para o manejo clínico como, por exemplo, o potencial de evoluir de forma invasiva, de recidivar após cirurgia ou de responder à radioterapia (3).

Na gênese de adenomas hipofisários, estão envolvidas alterações intrínsecas das células adeno-hipofisárias, como perda de genes de supressão tumoral e ativação de proto-oncogenes, sinais locais, como fatores de crescimento, e possivelmente estímulos hipotalâmicos. Apesar de amplamente estudados, os mecanismos de tumorigênese ainda são pouco compreendidos. Até o momento, nenhuma das observações de estudos celulares e moleculares mudou a abordagem do paciente com tumor hipofisário, e não há marcadores prognósticos estabelecidos que possam guiar decisões terapêuticas. Em última análise, a elucidação dos mecanismos moleculares de iniciação (ganho de função proliferativa) e promoção (expansão clonal e progressão tumoral) neoplásica da célula hipofisária tem como objetivo melhorar os cuidados do paciente.

Nesta revisão, abordaremos a situação atual de entendimento da patogênese dos adenomas hipofisários com ênfase nos tumores secretores de GH. É importante comentar que, em muitos trabalhos, os tumores secretores de GH são uma pequena fração dos tumores hipofisários estudados, o que pode tornar difícil o reconhecimento de alterações genéticas específicas associadas a este subtipo tumoral.

ASPECTOS GERAIS

Influência Hipotalâmica vs. Defeito Hipofisário Intrínseco

Em relação aos mecanismos propostos de iniciação de adenomas hipofisários, existem argumentos a favor e contra as hipóteses de estímulo hormonal hipotalâmica e de mutação intrínseca. A célula hipofisária normal está sob rígido controle de fatores estimuladores e inibidores do hipotálamo. Roedores castrados ou tireoidectomizados precocemente apresentam hiperplasia hipofisária, que pode evoluir para desenvolvimento tumoral (4,5), e camundongos transgênicos para secreção de GHRH desenvolvem hiperplasia somatotrófica, que pode progredir para adenoma secretor de GH (6). Entretanto, em humanos, os tumores gonadotróficos (incluindo os clinicamente não-funcionantes) não parecem ser secundários à falência gonadal primária, e o hipotireoidismo primário de longa evolução pode causar hiperplasia tireotrófica, que raramente progride para adenoma (7). Na maioria dos casos de produção tumoral de GHRH ectópica (carcinóide brônquico, carcinoma de pequenas células, tumor de ilhota pancreática) e eutópica (hamartomas e gangliocitomas), ocorre hiperplasia somatotrófica sem desenvolvimento de adenoma (8). Entretanto, há relato de desenvolvimento de adenoma hipofisário em um paciente com gangliocitoma hipotalâmico produtor de GHRH (9). Estes dados sugerem que, apenas em condições excepcionais, adenomas hipofisários podem se desenvolver em tecido hiperplásico.

Evidências mais convincentes sugerem que a iniciação da tumorigênese ocorra na própria hipófise. Estudos histológicos de peças cirúrgicas distinguem claramente as bordas dos adenomas, que não são circundadas por tecido hipofisário hiperplásico. Além disso, a ressecção cirúrgica de pequenos adenomas geralmente leva à cura e à baixa taxa de recidiva da doença. A monoclonalidade é considerada a maior evidência a favor do processo de iniciação ser induzido por mutação somática (10). Nesta situação, assume-se que alteração (ou alterações) genética(s) de uma única célula de uma dada linhagem lhe confere(m) capacidade proliferativa. Em um compilado de trabalhos publicados sobre este tema (11), 44 dos 49 adenomas hipofisários estudados revelou ser monoclonal, inclusive os 3 somatotropinomas estudados.

O esclarecimento dos mecanismos iniciadores da tumorigênese hipofisária é essencial por ser determinante para a definição do modelo mais apropriado de investigação das alterações genéticas. Até o momento, as observações apoiam a hipótese do defeito intrínseco de uma célula levando à expansão monoclonal, mas provavelmente os hormônios hipotalâmicos e outros fatores locais têm papel permissivo na promoção do crescimento e na evolução para comportamento invasivo.

Controle do Ciclo Celular na Tumorigênese

A divisão celular requer a transição coordenada por duas fases funcionais (figura 1): a fase S, período de síntese de DNA, e a fase M, durante a qual os cromossomas se condensam e se alinham no feixe de mitrotúbulos e as cromátides irmãs são separadas.

Estas fases são separadas por intervalos denominados G1 (gap 1), quando a célula se prepara para o início da síntese de DNA, e G2 (gap 2), período que precede a fase M. Quando não estão ciclando, as células encontram-se em uma fase quiescente denominada G0, sendo necessários sinais intra e extracelulares para que elas retornem ao ciclo celular. A transição entre as fases é regida pela oscilação na atividade de cinases denominadas CDKs (cyclin-dependent kinases, cinases dependentes de ciclinas) e as suas sub-unidades regulatórias, as ciclinas. Enquanto as CDKs estão presentes na maioria das células em níveis constitucionais, a síntese e degradação das ciclinas ocorrem somente em certas fases do ciclo celular. O acoplamento cíclico, ativação e desacoplamento de complexos ciclina-CDK específicos são eventos-chave que dirigem o ciclo celular (12). Durante o processo normal de divisão celular, existe constante exposição a agentes externos carcinogênicos.

A célula se protege dos efeitos nocivos desta agressão através de rigorosas barreiras fisiológicas em pontos estratégicos do ciclo celular, os pontos de checagem. A passagem por estes pontos de controle permite que a progressão em direção à divisão celular ocorra somente se as condições da célula estiverem perfeitas, o que inclui replicação de DNA completa e sem danos. Se a interrupção da proliferação se fizer necessária, um sistema de reparo da informação genética é ativado, e o retorno ao ciclo somente ocorre se ou quando os erros estiverem corrigidos (13). Assim, o desenvolvimento de células anormais, isto é, com mutações que levem à formação de neoplasias, é extremamente raro quando levamos em conta a infinidade de células que se dividem diariamente (14). Os principais determinantes de parada do ciclo celular são a proteína do retinoblastoma (pRb) e os CDKIs (cyclin-dependent kinases inhibitors, inibidores das cinases dependentes de ciclinas).

No final da fase G1 do ciclo, existe o ponto de restrição (figura 1) que, uma vez ultrapassado, leva a célula impreterivelmente para a fase S, onde ocorre a replicação do DNA celular. O principal regulador deste ponto é a pRb, que, em sua forma ativa, hipofosforilada, impede a progressão do ciclo ao seqüestrar fatores de transcrição. Após estímulo externo para iniciar a replicação celular, ocorre ativação seqüencial de ciclinas. O aumento nos níveis de ciclinas leva à sua ligação com CDKs, tornando-as ativas. Estes complexos ciclinas-CDKs adquirem a capacidade de inativar por fosforilação a pRb. A pRb inativa libera os fatores de transcrição, levando à expressão de genes necessários para replicação de DNA, permitindo, portanto, o avanço do ciclo celular para a fase S (12).

A atividade promotora da divisão celular dos complexos ciclina-CDKs é regulada negativamente pelos CDKIs, que reprimem a progressão do ciclo celular. Estes podem ser divididos na família Cip/Kip, que inclui a p27/kip1, p21/cip1 e p57/kip2, e na família INK4, representada pela p16/INK4a, p15/INK4b, p18/INK4c e p19/INK4d. Ambas famílias de proteínas têm em comum a capacidade de inibir os complexos ciclina-CDK que fosforilam a pRb. A família Cip/Kip (p21, p27 e p57) pode também bloquear a progressão do ciclo de uma forma independente de pRb (12).

A proteína p53 tem importante papel na resposta celular ao dano de seu DNA. Em uma célula normal, o DNA danificado é um estímulo para a fosforilação de p53. Esta fosforilação ativa a p53, que aumenta a transcrição de vários genes, entre eles o gene do p21. O aumento nos níveis de p21 bloqueia a ativação de CDKs e, conseqüentemente, a progressão do ciclo da fase G1 para S, permitindo mais tempo para que o DNA seja reparado. A p53 induz a apoptose, caso o reparo do DNA não seja bem sucedido (12).

Cada uma das proteínas citadas que participa na regulação do ciclo celular é codificada por um gene. Como explicado no próximo tópico, anormalidades tanto em genes que levam à progressão do ciclo e divisão celular como em genes que bloqueiam a progressão do ciclo podem levar à formação de uma célula com características neoplásicas. Os primeiros são exemplos de proto-oncogenes e os segundos de genes de supressão tumoral, respectivamente.

Oncogenes e Genes de Supressão Tumoral

Os produtos dos proto-oncogenes são altamente conservados evolutivamente e regulam a cascata de eventos que leva à progressão ordenada do ciclo, da divisão e da diferenciação celulares. Além de proteínas que favorecem a progressão do ciclo, como citado no tópico anterior, codificam também fatores de crescimento, seus receptores e proteínas que participam de sinalização celular. Na tumorigênese hipofisária, os fatores de crescimento, de transcrição e as proteínas sinalizadoras parecem ter função apenas permissiva (15,16). Os proto-oncogenes podem ser convertidos em oncogenes por mutações ativadoras ou pela sua superexpressão (13). Ambas formas de ativação de oncogenes foram descritas em tumores hipofisários, sendo o oncogene gsp um exemplo da primeira e o oncogene PTTG (pituitary tumor transforming gene, gene transformador de tumores hipofisários) um exemplo da segunda forma de ativação (17). Como apenas uma cópia anormal do gene é suficiente para levar a seu efeito estimulador, os oncogenes são considerados de atuação dominante e a mutação ativadora somente precisa ocorrer em um dos alelos da célula.

Por outro lado, os genes de supressão tumoral podem ter uma variedade de funções, muitas das quais não conhecidas, e têm como ponto chave o fato de ambas as cópias alélicas terem de ser inativadas para que exista perda de função. Em mutações germinativas, todas as células do corpo apresentam um dos alelos mutados, necessitando-se apenas uma mutação somática do outro alelo para inativação do gene no tecido alvo. Isto ocorre em síndromes neoplásicas hereditárias, como a neoplasia endócrina múltipla tipo 1 (MEN-1, multiple endocrine neoplasia type 1) ou no retinoblastoma hereditário. Perda de um dos alelos na célula tumoral em uma determinada região cromossômica, a chamada perda de heterozigose (LOH – loss of heterozygosity) sugere a presença de alteração genética somática e a existência de um gene de supressão tumoral na região cromossômica avaliada. O modelo que explica o desenvolvimento de neoplasias a partir de dois eventos mutacionais complementares e independentes foi descrito por Knudson e encontra-se exemplificado na figura 2 (18). A inativação do gene de supressão tumoral pode ocorrer também por duas mutações somáticas seguidas em uma mesma célula. Neste caso, teremos uma neoplasia esporádica, mais provável de ocorrer em células que apresentaram um maior número de divisões, portanto em indivíduos com maior idade (19).

Nos adenomas hipofisários, foram encontradas perdas e ganhos nas mais variadas regiões cromossômicas, o que se denomina desequilíbrio cromossômico. O ganho ou perda de material genético pode indicar a presença de oncogenes ou genes de supressão tumoral, respectivamente. O desequilíbrio cromossômico é mais freqüente em adenomas funcionantes em comparação aos não funcionantes (20-22). Além disso, existe correlação entre maior freqüência de perdas alélicas e comportamento tumoral mais agressivo (11,23,24). A seguir, discutiremos de que forma alterações em genes de supressão tumoral ou oncogenes podem contribuir na patogênese dos adenomas hipofisários, especialmente dos tumores secretores de GH.

GENES DE SUPRESSÃO TUMORAL (TABELA 1)

Região Cromossômica 13q

O gene do retinoblastoma, o RB1 (retinoblastoma 1 gene), foi o primeiro gene de supressão tumoral descrito. Ele está localizado na região cromossômica 13q14.2 e o seu produto é a pRb que, como dito anteriormente, tem função muito importante no controle do ciclo celular. Sua inativação permite a passagem pelo ponto de restrição e progressão do ciclo da fase G1 para a S (figura 1).

Uma série de trabalhos apóia o envolvimento do cromossomo 13q em neoplasias hipofisárias. Os estudos que avaliaram estes tumores por hibridização genômica comparativa (CGH – Comparative Genomic Hybridization) encontraram perdas no cromossomo 13 em 4 a 42% dos casos avaliados (20-22,25-28). A perda ocorreu mais freqüentemente na região 13q e, em três trabalhos, foi possível restringir áreas de sobreposição nas regiões 13q14 (inclui locus RB1) [20], 13q22-23 [22] e 13q21-q31 [21] (excluem locus RB1).

A primeira evidência de que o RB1 esteja envolvido na patogênese de tumores hipofisários foi a observação do modelo animal com perda deste gene. Camundongos com inativação de um dos alelos do rb1 desenvolvem carcinoma de lobo intermediário de hipófise secretores de MSH e de ACTH (29,30). A correlação do modelo animal com humanos deve ser realizada com cautela, pois, em humanos, os carcinomas hipofisários são muito raros e o lobo intermediário é uma estrutura vestigial.

Os primeiros estudos realizados em tumores hipofisários em humanos não encontraram perda alélica no locus do RB1. Foi pesquisada LOH para marcadores polimórficos localizados neste gene em um total de 90 tumores (12 somatotropinomas), não se encontrando, em nenhum caso, perda alélica (31-33).

Recentemente, Honda e cols. (34) avaliaram um grupo de 31 adenomas hipofisários (12 somatotropinomas) e não encontraram anormalidades no locus, e a perda da pRb ocorreu apenas em um tumor secretor de prolactina.

Apesar dos trabalhos anteriores refutarem a hipótese do envolvimento do RB1 na patogênese de tumores hipofisários, alguns trabalhos apoiam esta possibilidade. Hinton e cols. (35) relataram o caso de um tumor hipofisário secretor de ACTH que progrediu de adenoma para carcinoma metastático. A expressão da pRb foi fortemente positiva no tecido adenomatoso e negativa no carcinoma adjacente e na sua metástase, sugerindo que a perda desta proteína tenha participado na transformação maligna. Simpson e cols. (36) estudaram adenomas hipofisários não funcionantes e somatotropinomas e encontraram diferentes resultados nos dois subtipos. Apesar de LOH no locus do RB1 ser infreqüente em todo o grupo [8,5% (4 de 47) dos somatotropinomas e 3,8% (3 de 79) dos tumores não funcionantes], a perda da pRb foi significativamente mais freqüente nos tumores secretores de GH [27% (9 de 33)] do que nos não funcionantes [4% (2 de 53)]. Como não se encontrou correlação entre LOH no locus do RB1 e perda da expressão da pRb, os autores sugeriram que mecanismos epigenéticos, e não grandes deleções, podem ser um mecanismo responsável pela inativação da expressão do RB1. De fato, metilação da região promotora do RB1 pôde ser observada em 4 de 7 somatotropinomas negativos para pRb (37).

Existe a possibilidade do envolvimento de outro gene de supressão tumoral próximo ao RB1 no cromossomo 13q. Pei e cols. (38) encontraram que LOH no locus do RB1 ocorreu em tumores malignos e invasivos (nenhum dos quais somatotropinomas), mas a pRb estava presente no tecido tumoral em todos os casos. De forma semelhante, Bates e cols. (23) estudaram 89 adenomas hipofisários (11 somatotropinomas) e observaram que a perda de um marcador próximo ao locus do RB1 foi a alteração mais freqüente na região cromossômica 13q12-14, e não foi possível correlacionar perdas do locus do RB1 com a perda da pRb no tecido tumoral.

Os trabalhos são controversos quanto à associação de anormalidades genéticas no cromossomo 13q com comportamento tumoral mais agressivo. Além do relato de caso de Hinton e cols. (35) descrito acima, outros trabalhos sugerem que anormalidades no locus do RB1 ou em região próxima participem na progressão tumoral. Em alguns estudos, observou-se que a freqüência de deleções alélicas no cromossoma 13q aumenta com a agressividade biológica destes tumores (23,38). Particularmente, em dois casos de tumores recorrentes, um prolactinoma e um pluri-hormonal, a perda alélica nesta região cromossômica somente foi observada no DNA de tecido tumoral da segunda, mas não da primeira cirurgia, sugerindo que esta perda esteja associada à progressão tumoral (38).

Nestes trabalhos, o número de tumores secretores de GH foi uma pequena fração do total estudado (12 de 107 tumores hipofisários) (23,35, 38). Simpson e cols. (36) encontraram também que os tumores não-funcionantes invasivos (54%, 26 de 48) apresentam freqüência maior de LOH no cromossomo 13q quando comparado aos não invasivos (29%, 10 de 34). Entretanto, estudaram também um número grande de somatotropinomas, encontrando que, nestes, a freqüência de perda alélica não variou em tumores invasivos (28%, 5 de 18) e não invasivos (31%, 11 de 35).

Este achado sugere a existência de diferenças entre os subtipos tumorais: em tumores produtores de GH, é possível que as perdas no cromossomo 13q tenham papel iniciador na tumorigênese, e não na progressão tumoral.

O papel do RB1 em adenomas hipofisários secretores de GH também é objeto de pesquisa do nosso grupo no Laboratório de Neuroendocrinologia Molecular do HUCFF/UFRJ. Realizamos um mapa de deleção tumoral da região cromossômica 13q com marcadores extragênicos e intragênicos ao RB1 e pesquisamos a pRb por imuno-histoquímica. Nossos resultados apontam para a participação do RB1 e também de outro gene de supressão tumoral da região. Em 5 de 43 (12%) somatotropinomas, observamos LOH para pelo menos um dos marcadores dessa região cromossômica. Entretanto, em 4 destes 5 casos, a pRb foi avaliada no tecido tumoral, encontrando-se positiva. Isto sugere a participação de outro gene de supressão tumoral. Por outro lado, em 10 de 50 casos (20%), a expressão da pRb foi muito baixa (< 10%) ou negativa, o que pode ser explicado por microdeleções ou pela inativação de expressão do gene, já que em todos estes casos não encontramos LOH. Nesta fração de adenomas, não é possível excluir a participação do RB1 na sua patogênese. Da mesma forma que Simpson e cols. (36), não encontramos correlação entre os achados acima e agressividade tumoral.

Gene da p27

A proteína p27 é inibidora de progressão do ciclo celular. Camundongos com perda da p27 apresentam alta incidência de adenomas hipofisários de lobo intermediário, à semelhança do observado nas inativações do RB1 (39-41). Assim, a pRb e a p27 parecem participar da mesma via reguladora do ciclo celular e são importantes na patogênese de tumores hipofisários em roedores. Um terço dos camundongos com superexpressão de GHRH desenvolvem somatotropinomas, e a perda concomitante do gene da p27 leva ao aparecimento mais precoce destes adenomas, aumentando a sua incidência para cerca de 80% (42).

Em tumores hipofisários humanos, não se encontrou LOH ou mutações no gene da p27 (43,44), inclusive em somatotropinomas (45,46). Entretanto, a maior parte (47-50), mas não todos (46) os estudos que avaliaram a expressão da p27 através de imuno-histoquímica, encontraram menores níveis desta proteína nos tumores hipofisários, inclusive os secretores de GH, quando comparados ao tecido hipofisário normal. A perda de p27 foi mais acentuada em carcinomas hipofisários (47,48) e tumores secretores de ACTH (49). Observou-se que os níveis de RNA mensageiro da p27 são semelhantes em tumores hipofisários quando comparado a tecido hipofisário normal (48). Estes dados sugerem que a inativação do p27 por mecanismos traducionais ou pós-traducionais tenha papel na patogênese de tumores hipofisários, inclusive dos secretores de GH, com possível contribuição na progressão para comportamento agressivo.

Gene da p16

O gene P16INK4a localiza-se na região cromossômica 9p21 e codifica a proteína p16, importante inibidora do ciclo celular. Em condições normais, a perda da p16 leva à inativação da pRb. Observou-se que, em algumas neoplasias, as duas proteínas têm níveis inversamente correlacionados, isto é, anormalidades na expressão de um dos dois genes pode levar a aumento compensatório nos níveis da outra proteína (51,52).

Em adenomas hipofisários, observa-se baixa expressão da p16 (53,54). Entretanto, perda alélica no locus deste gene é infreqüente (55,56), e não foram encontradas mutações no gene da p16 (53,55). O mecanismo principal de inativação da expressão do gene da p16 é a hipermetilação da sua região promotora, observada mais freqüentemente nos adenomas hipofisários clinicamente não-funcionantes (54,57, 58). Porém, esta alteração epigenética não parece importante nos adenomas secretores de GH, uma vez que, neste subtipo tumoral, a freqüência de hipermetilação é baixa e não se correlaciona com eventuais anormalidades na expressão da p16 (54,58,59).

Gene da p53

O gene da p53 localiza-se na região cromossômica 17p31, e a proteína p53 possui atividade inibidora do ciclo celular e pró-apoptótica. Nas células normais, a p53 encontra-se expressa em baixos níveis, indetectáveis por imuno-histoquímica. As formas mutadas desta proteína, no entanto, apresentam meia-vida mais longa, e o seu acúmulo nuclear passa a ser detectado por imuno-histoquímica. Por outro lado, é possível que o aumento na expressão desta proteína seja decorrente de uma tentativa de frear o ciclo celular como resposta à desregulação por um estímulo de outra origem (11), portanto a interpretação dos resultados isolados de imuno-histoquímica deve ser cautelosa.

O tratamento com radiação de neoplasias leva a dano extenso de DNA com conseqüente aumento da expressão de p53. A elevação da p53 promove evolução da célula para apoptose. Quando ocorrem mutações no gene da p53 com produção de proteína p53 defeituosa, o tumor geralmente responde mal à radiação. Assim, em teoria, o nível de p53 funcionante nas células tumorais poderia ajudar a prever a responsividade à radioterapia (15).

Apesar do gene da p53 ser o mais comumente alterado em neoplasias humanas, mutações neste gene não foram descritas em tumores hipofisários (60-62), e anormalidades em sua expressão são infreqüentes (61,63,64), inclusive em adenomas secretores de GH. Entretanto, alguns trabalhos encontraram expressão aumentada de p53 em adenomas hipofisários invasivos e carcinomas (65-67) e, de forma mais intensa, nas suas metástases (67). Porém, apenas em um dos 27 somatotropinomas avaliados observou-se expressão anômala de p53 (65), o que sugere que esta seja uma anormalidade rara neste subtipo tumoral. Como a definição de carcinoma hipofisário requer a demonstração de metástase, a superexpressão no tecido hipofisário poderia representar potencial indicador prognóstico (67). Entretanto, este não pode ser considerado um marcador definitivo, pois os achados são heterogêneos, havendo relato de carcinoma hipofisário negativo para p53 (68).

Região Cromossômica 11q13

A MEN-1 é uma síndrome autossômica dominante caracterizada por tumores em paratireóide, pâncreas endócrino e adeno-hipófise. Os adenomas hipofisários ocorrem em cerca de metade destes pacientes, sendo o prolactinoma o subtipo mais freqüente seguido pelo somatotropinoma (69). O comportamento clínico-patológico destes tumores hipofisários é semelhante ao dos esporádicos em termos de idade, distribuição entre os sexos e tamanho e agressividade tumorais (69). Esta síndrome é causada por mutações no gene MEN1, localizado na região cromossômica 11q13. O produto deste gene é a proteína nuclear MENINA, que parece estar envolvida na regulação de fatores de transcrição, como o JunD, e da proteína supressora de metástase Nm23 (70,71).

Vários trabalhos verificaram que alterações no MEN1 são infreqüentes em adenomas hipofisários esporádicos. Levy e cols. (11) realizaram uma compilação dos estudos e verificaram que perda alélica de marcadores na região cromossômica 11q13, englobando o locus do MEN1, ocorre em 14% dos casos (57 de 414), mas mutações inativadoras na região codificante deste gene são raras (5 de 368 casos, 1,3%). A expressão do RNA mensageiro (RNAm) do MEN1 foi pequisada em alguns trabalhos, com resultados conflitantes (72-75).

Estes resultados se aplicam também aos adenomas hipofisários secretores de GH. A perda alélica no cromossoma 11 foi bastante variável, com incidência de 0 a 38% nos vários estudos, em média 14,3%, 21 de um total de 147 tumores avaliados (74-84). Entretanto, mutações no gene MEN1 foram observadas em apenas 3 (2,9%) somatotropinomas de um total de 102 avaliados (72,74-81,83,85,86). Os resultados do nosso grupo estão de acordo com os trabalhos anteriores: dos 54 adenomas secretores de GH esporádicos estudados, encontrou-se perda alélica para pelo menos um dos marcadores da região cromossômica 11q13 em 35% dos casos (19 de 54) e, em um caso, observou-se retenção de um marcador localizado no MEN1. Não foi observada diferença significativa na freqüência de perdas alélicas entre os tumores invasivos e não invasivos, sugerindo que a inativação de um gene de supressão tumoral nesta região participe das etapas iniciais da tumorigênese (87).

Uma minoria dos somatotropinomas ocorre com agregação familiar, seja na forma de MEN-1, de Complexo de Carney (CNC) ou de Somatotropinoma Familiar Isolado (IFS, Isolated Familial Somatotropinoma). Denomina-se IFS a presença de, ao menos, dois casos de somatotropinoma em uma mesma família, desde que excluídos MEN-1 e CNC. Que seja de nosso conhecimento, foram relatadas, até o momento, 45 famílias com IFS (revisado em 88-98). O estudo de algumas destas famílias identificou ligação dos casos afetados (linkage) com a região cromossômica 11q13, o locus do MEN1 (94,97,99-101), bem como LOH nesta região cromossômica em tumores destes pacientes (100,102). A possibilidade da IFS representar uma variante fenotípica da MEN-1 foi descartada por não terem sido detectadas mutações na seqüência codificante deste gene nas famílias estudadas (92,95, 96,101,102) (exceto mutação somática em um caso) (103), ou anormalidades na expressão de seu RNAm (102). Estes resultados, em conjunto com os encontrados em somatotropinomas esporádicos, sugerem a presença de outro gene de supressão tumoral, diferente do MEN1, região cromossômica 11q13.

Gene PRKAR1A: Complexo de Carney

O complexo de Carney (CNC) é uma condição rara, autossômica dominante, caracterizada por mixomas cardíacos, cutâneos e mamários, lesões lentiginosas e nevos cutâneos, schwanomas, cistos ovarianos e tumores de adrenal (doença adrenocortical nodular pigmentada), de testículo (tumor de células de Sertoli), de tireóide (adenoma e carcinoma) e de hipófise (principalmente somatotropinomas e também prolactinomas) (104).

Os genes responsáveis pelo CNC localizam-se nas regiões cromossômicas 2p16 e 17q22-24. O gene da primeira região ainda não está identificado, e as evidências sugerem tratar-se de um oncogene. O gene do cromossomo 17 é o supressor tumoral PRKAR1A (protein kinase A type I - alpha regulatory subunit), que codifica a sub-unidade reguladora tipo 1 alfa da proteína cinase A (PKA) (105). A sub-unidade tipo 1 alfa tem ação inibitória sobre a atividade da PKA, portanto inativações no PRKAR1A levam a amplificação da resposta intracelular da proteína cinase A ao AMPc (106). Não foram encontradas mutações no PRKAR1A em somatotropinomas esporádicos (107).

Gene Nm23

O gene Nm23 é um supressor de tumor que codifica uma proteína que participa no desenvolvimento e diferenciação normais da célula através da regulação da dinâmica dos microtúbulos (108). A diminuição de sua expressão está associada à maior proliferação e menor diferenciação celular (109). Também foi demonstrada sua interação com a MENINA e anormalidade na interação destas duas proteínas devido a mutações no gene MEN1 pode ter importante implicação na atividade supressora de tumorigênese deste gene (71).

Em um trabalho que avaliou o papel da expressão do gene Nm23 em adenomas hipofisários, inclusive 9 somatotropinomas, verificou-se que a menor expressão do Nm23 está associada a tumores com invasão de seios cavernosos. Entretanto, não foram detectadas mutações na seqüência codificante deste gene, indicando anormalidade possivelmente transcricional ou pós-transcricional. Se estes achados se confirmarem, é possível que os níveis de nm23 representem um parâmetro para guiar conduta pós-cirúrgica, uma vez que tumores invasivos freqüentemente necessitam terapia adjuvante (110).

Receptores de Somatostatina

Não foram encontradas mutações em receptores da somatostatina subtipo 2 (SSTR2) em adenomas hipofisários secretores de GH, mesmo nos tumores resistentes a análogos da somatostatina (111,112). Mas há um caso relatado de mutação no receptor subtipo 5 (SSTR5) em somatotropinoma resistente a este análogo (113). A expressão destes receptores não se correlaciona aos níveis de GH, tamanho ou grau de invasão tumorais, mas os tumores com maior resistência aos análogos de somatostatina apresentam menor expressão de SSTR 2 e 5 (112).

ONCOGENES (TABELA 2)

Gene GNAS1 (guanidine nucleotide-activating a subunit)

O receptor de GHRH na célula somatotrófica está acoplado a uma proteína Gs, que regula a formação de AMPc via ativação da adenilato ciclase (AC). Em sua forma inativa, a proteína G_s é formada por uma GDP ligada às sub-unidades a_s e bg. Quando o receptor é ativado, o GDP é substituído por GTP e a a_s dissocia-se de bg, o que proporciona a ativação da AC (figura 3). Esta ativação é interrompida pela atividade GTPase intrínseca da sub-unidade a, determinando o retorno da proteína G à sua forma inativa (114).

A sub-unidade a da proteína G_s (Gsa) é codificada pelo proto-oncogene GNAS1. Mutações ativadoras do gene GNAS1 levam à formação do oncogene gsp, isto é, a uma G_sa que perde a atividade GTPase intrínseca levando, portanto, à adenilato ciclase constitutivamente ativada (115,116) (figura 3). A ocorrência desta mutação na célula somatotrófica está associada à secreção de GH independente de ligação do GHRH hipotalâmico ao seu receptor, bem como à proliferação e diferenciação celulares (114,115). A presença do oncogene gsp em adenomas secretores de GH é a alteração genética melhor estabelecida em tumorigênese hipofisária.

Duas mutações pontuais de GNAS1, no codon 201 (Arg ® Cys ou His) e codon 227 (Gln ® Arg ou Leu) são identificadas em adenomas hipofisários secretores de GH (115,116). A freqüência desta alteração genética varia em função da população estudada, sendo encontrada em 4-10% dos somatotropinomas em japoneses (117,118) e em até 40% entre os coreanos, chilenos e europeus (119-122).

Clinicamente, somatotropinomas com esta mutação tendem a ser menores (121,123,124) e mais responsivos à dopamina e somatostatina (124). Por outro lado, pacientes com tumores gsp + não diferem dos pacientes com tumores gsp - quanto aos níveis de GH, idade, sexo, duração dos sintomas, taxa de cura ou características clínicas ao diagnóstico (124,125). Mais raramente (< 10% dos casos), ativação do oncogene gsp foi descrita em adenomas hipofisários não funcionantes (126,127) e secretores de ACTH (128).

Gene GNAI2

O gene GNAI2 codifica a sub-unidade a_i2 da proteína G (Ga_i2). À semelhança do descrito acima para Gsa, mutações ativadoras do gene GNAI2 levam à inibição da GTPase intrínseca, que passa a ser denominado oncogene gip2. Mutações gip2 podem levar à transformação em alguns tipos celulares através da ativação da via da MAP cinase intracelular (129).

Em um estudo, mutações na Gai2 foram observadas em 13% (3 de 22) dos casos de um grupo de adenomas não funcionantes (127), mas este achado não foi confirmado por outros autores (126). Nenhuma mutação foi encontrada em uma família com IFS (92), e apenas uma mutação foi observada em um total de 46 somatotropinomas esporádicos avaliados (111,122,130).

Proteína CREB (CREB – cAMP Response Element Binding Protein)

Os níveis intracelulares aumentados de AMPc ativam a proteína cinase A (PKA), que, por sua vez, fosforila (ativa) o CREB. O CREB ativado participa na transformação somatotrófica, levando à transcrição do GH e proliferação celular. Bertherat e cols. (131) observaram que todos os 15 adenomas hipofisários secretores de GH avaliados apresentavam ativação do CREB, o que não ocorreu nos adenomas não funcionantes. Entretanto, apenas 4 dos somatotropinomas avaliados apresentavam o oncogene gsp, e demonstrou-se que a ativação de CREB também ocorreu em adenomas que expressam altos níveis de G_sa nativa. De forma semelhante, Peri e cols. (132) verificaram que, apesar da expressão de CREB ser maior nos adenomas secretores de GH gsp+ quando comparados aos gsp-, possivelmente existam mecanismos de ativação de CREB ainda não esclarecidos diferentes de mutações na G_sa.

Gene Transformador de Tumores Hipofisários (PTTG)

O PTTG é um proto-oncogene pouco expresso na maioria dos tecidos que passa a ser oncogene através de sua superexpressão, levando à transformação celular in vitro e ao desenvolvimento de tumores in vivo (133). Observa-se um aumento na sua expressão na maioria dos tumores hipofisários quando comparados com hipófises normais, sendo este o achado nos 19 tumores secretores de GH estudados em duas séries (134,135). Apesar de que inicialmente o PTTG mostrou estar expresso em níveis significativamente mais altos em tumores funcionantes invasivos contra os não invasivos, este achado não foi confirmado em estudo mais recente, que avaliou um número maior de tumores e que utilizou metodologia mais precisa de determinação de expressão gênica (136).

Os mecanismos de tumorigênese do PTTG não estão completamente estabelecidos, mas duas funções do gene se destacam (17,137):

TRANSATIVAÇÃO DE OUTROS GENES:

Fator de crescimento do fibroblasto (fibroblast growth factor, FGF)

A PTTG estimula a expressão do FGF, que, por sua vez, está implicado na tumorigênese hipofisária pelo seu efeito promotor de angiogênese e mitogênese. Por outro lado, o FGF também leva à superexpressão do PTTG, o que significa que o aumento da expressão de um gene acaba levando ao aumento na expressão de ambos, constituindo, assim, um mecanismo de retro-alimentação positiva. Existe associação funcional direta entre o PTTG, o FGF e a angiogênese, sugerindo que a transativação do FGF pelo PTTG pode causar aumento da vascularização de tumores hipofisários (138).

Ongene c-myc

O PTTG possui uma região com atividade ligadora de DNA que facilita sua ligação à região promotora de c-myc, um regulador da proliferação celular. O aumento na expressão de c-myc está associado a aumento na taxa de crescimento e transformação de células em cultura. Portanto, o oncogene c-myc, sendo ativado pelo PTTG, poderia ter papel na tumorigênese induzida por este gene. Porém, não se encontrou correlação entre as expressões do PTTG e do c-myc, e os dois são expressos em momentos diferentes do ciclo celular (a expressão do PTTG é máxima na fase G2/M e a do c-myc na fase S).

FUNÇÃO DE SECURINA DO PTTG:

O PTTG é expresso no citoplasma e no núcleo, principalmente na fase de mitose do ciclo celular. O PTTG codifica uma securina humana, ou seja, uma proteína que participa na regulação da divisão celular por influenciar na ligação das cromátides irmãs durante a mitose. Para que ocorra a separação equivalente do material genético em duas células durante a mitose, as duas cromátides se ligam através de coesinas, que são degradadas pelas separinas ao sinal do termino da metáfase. A PTTG, na sua função de securina, se liga às separinas impedindo a proteólise prematura das coesinas (figura 4). Portanto, a superexpressão do PTTG impede a separação equivalente das cromátides, com a formação de células aneuplóides (isto é, com perda ou ganho de cromossomas). A aneuploidia é um achado invariável em tumores sólidos, já foi documentada em tumores hipofisários e está freqüentemente associada à progressão tumoral, inclusive dos tumores secretores de GH (25,26).

Ciclinas

As ciclinas D e E têm importante papel na regulação da passagem da fase G1 para S do ciclo celular. Sua superexpressão pode aumentar a formação dos complexos ciclina-CDK, levando à progressão do ciclo (figura 1). De um total de 135 adenomas hipofisários avaliados, inclusive 47 secretores de GH, observou-se maior expressão de ciclina D nos tumores quando comparado ao tecido hipofisário normal. Esta expressão foi significativamente maior em tumores agressivos (139-141) e não funcionantes (139,140) quando comparada aos tumores indolentes e aos outros subtipos, respectivamente. As ciclinas A, B e E também apresentam maior freqüência de positividade nos adenomas maiores e com atividade proliferativa mais intensa (140,141). Como não há destaque na expressão de uma ciclina em relação às outras, é possível que estas alterações sejam decorrentes de estímulo mitogênico, outro não identificado (141).

Genes ras e myc

Os proto-oncogenes ras (H-ras, K-ras, N-ras) são importantes fatores para proliferação e diferenciação celular, e já mostraram ter papel nos estágios iniciais e na progressão da tumorigênese. Mutações ras foram identificadas em várias neoplasias humanas, inclusive tumores benignos e malignos de tireóide. Em tumores hipofisários, as mutações ras são raras. Em uma série que avaliou 19 tumores, inclusive 6 somatotropinomas, apenas em um prolactinoma altamente invasivo identificou-se mutação no gene ras (142). Em outro estudo, 78 tumores hipofisários, constituídos sobretudo de prolactinomas com diferentes graus de agressividade, não se encontrou mutação em nenhum dos três genes ras (143). Em uma série de 88 adenomas hipofisários, inclusive 25 somatotropinomas, foram avaliados 10 oncogenes conhecidos, entre eles o N-ras, o H-ras, o mycL1, mycN e myc, não se encontrando anormalidades em nenhum caso (82).

Hormônio Liberador de GH (GHRH) e Receptor de GHRH

O GHRH é o principal regulador positivo das células somatotróficas na hipófise, estimulando a sua função secretora e atividade proliferativa. Como dito anteriormente, camundongos transgênicos para o GHRH humano desenvolvem hiperplasia hipofisária, que progride para adenoma secretor de GH (6). Por estes motivos, a participação do excesso de GHRH na patogênese de somatotropinomas em humanos parece bastante plausível. De fato, o receptor de GHRH (GHRH-R) encontra-se superexpresso em adenomas secretores de GH quando comparado a tecido hipofisário normal ou os outros subtipos tumorais (144). Entretanto, não foram descritas mutações ativadoras no receptor de GHRH em somatotropinomas esporádicos (145,146) ou em duas famílias com IFS (102,92). Os adenomas somatotróficos podem produzir GHRH localmente, e Thapar e cols. (147) observaram que os níveis mais altos de expressão de GHRH se correlacionaram com tumores mais agressivos, que apresentam menores taxas de remissão e maiores taxas de recorrência após a ressecção cirúrgica. O significado destes resultados ainda não está esclarecido, mas é possível que a produção excessiva de GHRH-R ou de GHRH local participe na progressão tumoral.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Apesar de amplamente estudados, não se sabe muito sobre os mecanismos de iniciação e progressão dos adenomas hipofisários. Com relação aos somatotropinomas, a anormalidade melhor caracterizada é o oncogene gsp, observado em até 40% dos casos. Superexpressão do PTTG e inativações de genes de supressão tumoral nas regiões cromossômicas 11q13, 13q (RB1?), da p27 e nm23 também já foram descritas neste subtipo de adenoma. O papel do aumento da expressão do receptor de GHRH, das ciclinas e do CREB necessita ser mais bem compreendido. A participação de outros genes, como o gip2, ras, PRKAR1A, da p16 e da p53 é bastante rara.

Recebido em 27/02/04

Revisado em 09/06/04

Aceito em 21/06/04

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  07 Mar 2005
• Data do Fascículo
  Ago 2004

Histórico

• Aceito
  21 Jun 2004
• Recebido
  27 Fev 2004
• Revisado
  09 Jun 2004