Epigenética: O Código Além do DNA
Nucleossomo e Cromatina
``` NUCLEOSSOMO (Unidade Básica): Octâmero: (H2A+H2B+H3+H4)×2 + 147 pb DNA Enrolado ~1.65× em volta + H1 (Linker Histone = Condensa Cromatina)
ESTADOS DA CROMATINA: Eucromatina (Aberta = Ativa): Histonas Hiperacetiladas (HATs) H3K4me3 (Promotor Ativo) H3K27Ac (Enhancer Ativo, Super-Enhancers!) RNA Pol II Ser5-P (Iniciando Transcrição)
Heterocromatina Facultativa (Fechada, Reversível): H3K27me3 (= PRC2/EZH2 = PcG Complex) Genes Homeóticos (HOX), X-Inativação (XIST)
Heterocromatina Constitutiva (Fechada, Permanente): H3K9me3 → HP1α/β/γ (Heterochromatin Protein 1) Centromérica + Telomérica ```
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Modificações de Histonas
| Modificação | Local | Efeito | Enzima | Significado | |---|---|---|---|---| | Acetilação | H3K9, H3K27 | Eucromatina | HATs (CBP/p300) | Ativação Transcrição | | Desacetilação | H3K9, H3K27 | Heterocromatina | HDACs (1-18) | Repressão | | H3K4me3 | Promotores | Ativa Transcrição | KMT2 (MLL/SET) | Eucromatina | | H3K27me3 | Corpos PcG | Repressão | EZH2 (PRC2) | Silenciamento | | H3K36me3 | Corpos Genes | Elongação | SETD2 | Ativo | | H3K9me3 | Heterocromatina | Repressão | G9a/SUV39H | Constitutivo | | H2AK119ub | Promotores PcG | Repressão | RING1A/B (PRC1) | PcG | | H3K4me1 | Enhancers | Enhancer Ativo | KMT2C/D (MLL3/4) | Poised Enhancer |
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HATs e HDACs: O Interruptor Epigenético
``` HATs (Histona Acetyltransferases): CBP/p300 (KAT3A/B): H3K27Ac, H3K18Ac, H2BK5Ac → Coativadores de p53, CREB, NF-κB → Mutações = Tumores Hematológicos (AML, Linfoma) PCAF/GCN5 (KAT2B/A): H3K9Ac (Ativo!) MOZ/MYST (KAT6A): Leucemias (Fusões com CBP!) TIP60 (KAT5): DSB Reparo + H4K16Ac (Eucromatina)
HDACs (Histona Deacetylases): Classe I (HDAC 1,2,3,8): Nucleares → Ótimos Alvos Classe II (HDAC 4,5,6,7,9,10): Nucleo/Citoplasma Classe III (SIRTuins 1-7): NAD+-Dependentes! Classe IV (HDAC 11)
INIBIDORES HDAC (iHDAC) APROVADOS: Vorinostate (SAHA, Zolinza): Pan-HDAC; CTCL Refratário (FDA 2006) Romidepsina (Istodax): Classe I Seletivo; CTCL + PTCL Belinostate (Beleodaq): Pan-HDAC; PTCL Panobinostate (Farydak): Pan-HDAC; Mieloma Múltiplo + Bortezomibe Entinostate, Mocetinostate (Classe I, Investigacional + Combinações ICI) ```
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Metilação do DNA: 5mC
``` DNMTS (DNA Methyltransferases): DNMT1 (Maintenance): Hemi-Metilado → Totalmente Metilado (Replicação) Reconhece Fita Parente 5mC → Adiciona na Fita Nova DNMT3A + DNMT3B (De Novo): Estabelecem Novos Padrões DNMT3L: Sem Atividade, Estabiliza DNMT3A/B S-Adenosilmetionina (SAM) = Doador de Metil!
CpG ILHAS (CGI): Região Promotora Rica em CpG (>60% CpG/Esperado) Normal: Desmetilada (Promotores Ativos) 5mC → Silenciamento (MeCP2 Liga 5mC, Recruta HDACs) CANCER: Hipometilação Global → Instabilidade Genômica (Elementos Repetitivos) Hipermetilação Local (TSG Promotores): MLH1, CDKN2A, BRCA1, VHL!
TET ENZIMAS (TET1/2/3): Oxidam 5mC → 5hmC → 5fC → 5caC → TDG → C (Desmetilação Ativa) TET2: Mais Mutado em Hematopoiese Clonal (CHIP!) Mutação TET2 = Expansão Clonal Mieloide (DNMT3A, ASXL1 também!)
INIBIDORES DNMT: 5-Azacitidina (AZA/Vidaza): RNA-Incorporada + DNA → DNMT Armadilha → Desmetilação SMD (Mielodisplasia): OS HR 0.58 vs Conv. (CALGB 9221) AML Velhos/Não-Elegíveis: Resposta ~29% (AZA-001) Decitabina (Dacogen): Apenas DNA-Incorporada → Potente Desmetilação Guadecitabina (S110): Pró-Droga Decitabina (Estável ao pH) ```
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BET Proteins e Super-Enhancers
``` BET PROTEINS (Bromodomain and Extra-Terminal): BRD2, BRD3, BRD4, BRDT 2 Bromodomains (BD1+BD2): Leem H3K27Ac BRD4: Liga Super-Enhancers → Recruta P-TEFb (CDK9/CiclinaT1) → CDK9 Fosforila CTD Ser2 → RNA Pol II Pause Resolução → MYC, BCL2, CDK4, MDM2 TRANSCRIÇÃO!
NMC (NUT MIDLINE CARCINOMA): BRD4-NUT Fusão (Éxon 3 BRD4 + NUT/NUTM1) → Super-Enhancer de MYC em Células Indiferenciadas → Altamente Agressivo, 7m Mediana Sobrevida
JQ1 (BRD4 Inibidor Protótipo): Ocupa BD1+BD2 → Desloca BRD4 de Super-Enhancers → ↓MYC transcrição → Apoptose NMC, AML, Linfoma (Não-Aprovado, Mas Base para BETi Clínicos)
BETi CLÍNICOS: Molibresib (GS-5829): Pan-BET; AML/Linfoma Pelabresib (CPI-0610): MIPSS70 MF (Mielofibrose): MANIFEST Trial Combinado com Ruxolitinibe (JAK1/2-I) → ↑Resposta! ZEN-3694: Prostatá Resistente
BET DEGRADERS (PROTACs): dBET1, ARV-825: Bispecific BRD4+CRBN (Cereblon) → Ubiquitination → Proteassomo → Mais Efetivo que Inibidores (Destroi ao Invés de Apenas Inibir!) ```
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Imprinting e Epigenética Clínica
``` IMPRINTING GENÔMICO: ~100 Genes: Expressão Mono-Alélica Dependente de Origem Parental ICR (Imprinting Control Region) = CpG Metilada
IGF2/H19 (Cromossomo 11p15.5): ICR: Paterno Metilado → Igf2 ATIVO; H19 Silenciado Materno Não-Metilado → CTCF Liga ICR → H19 Ativo; Igf2 Silenciado Beckwith-Wiedemann: ICR Hipermetilado Materno → ↑IGF2 → Overgrowth + Tumores Silver-Russell: ICR Hipometilado Paterno → ↓IGF2 → Low Birth Weight
SNRPN/PWS-AS (Cromossomo 15q11-13): Paterno ATIVO: SNRPN, NECDIN, etc. → Deficiência = PWS (Prader-Willi) Materno ATIVO: UBE3A (Ubiquitin Ligase) → Deficiência = Angelman Syndrome
X-INATIVAÇÃO (LYONIZATION): 1 dos 2 Cromossomos X em Mulheres = Inativo (Barr Body) XIST (Noncoding RNA, Sense) → Recobre X a ser Inativado TSIX (Antisense de XIST) → Antagoniza XIST no X Ativo H3K27me3 por PRC2 + DNA Metilação = Consolidação Silenciamento ```
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Referências
- Dawson MA, Kouzarides T. "Cancer epigenetics: from mechanism to therapy." *Cell.* 2012;150(1):12–27.
- Bhatt DL, et al. "Panobinostat plus bortezomib and dexamethasone versus placebo plus bortezomib and dexamethasone in patients with relapsed or relapsed and refractory multiple myeloma." *Lancet Oncol.* 2016;17(1):100–111.
- Fenaux P, et al. "Efficacy of azacitidine compared with that of conventional care regimens in the treatment of higher-risk myelodysplastic syndromes." *Lancet Oncol.* 2009;10(3):223–232.
- Filippakopoulos P, et al. "Selective inhibition of BET bromodomains." *Nature.* 2010;468(7327):1067–1073.
- Strickland SA, et al. "Pelabresib in combination with ruxolitinib in myelofibrosis." *N Engl J Med.* 2024;390(7):604–613.