O que é epigenética e metilação do DNA?
Epigenética (do grego *epi* = acima) refere-se a alterações na expressão gênica herdáveis que não envolvem mudança na sequência de DNA — o "segundo código genético". Os principais mecanismos epigenéticos:
- Metilação de DNA: adição de grupo metil em citosina (5-metilcitosina, 5mC)
- Modificações de histonas: acetilação, metilação, fosforilação de caudas de histonas
- RNA não-codificante: microRNA, lncRNA, piRNA
- Remodelação de cromatina: SWI/SNF, NuRD complexos
Metilação de DNA:
- Ocorre predominantemente em CpG dinucleotídeos (citosina seguida de guanina na mesma fita 5'→3')
- O genoma mamífero tem ~3 bilhões de CpGs mas apenas ~1% são ricos em CpGs (ilhas CpG) — localizadas em ~60-70% dos promotores de genes
- Promotor metilado = gene silenciado (a metilação impede ligação de fatores de transcrição e recruta histona desacetilases)
- DNA metilação é herdada mitoticamente (mark epigenético estável)
Enzimas DNMT (DNA methyltransferases):
- DNMT1: "metiltransferase de manutenção" — copia padrão de metilação após replicação (usa hemi-metilado como substrato)
- DNMT3A e DNMT3B: "de novo methyltransferases" — estabelecem novos padrões de metilação no desenvolvimento; mutadas em AML (~22%) e MDS
- DNMT3L: cofator de DNMT3A/3B, sem atividade catalítica própria
- TET1, TET2, TET3: oxidam 5mC → 5-hmC → 5-fC → 5-caC → desmetilação ativa; TET2 mutado em MDS/AML
Padrões de metilação em câncer
Câncer exibe dois padrões opostos de metilação simultaneamente — o paradoxo epigenético:
1. Hipometilação global:
- Cromossomos pericentroméricos e retroelementos normalmente metilados perdem metilação
- Consequências: instabilidade genômica (perda de silenciamento de repetições → rearranjos), ativação de proto-oncogenes e retrotransposons
2. Hipermetilação de ilhas CpG em promotores de supressores tumorais: Silenciamento epigenético de genes que normalmente seriam mutados — alternativa à mutação somática:
- CDKN2A (p16): silenciado por hipermetilação em >30% dos cânceres (melanoma, NSCLC, CRC...)
- CDH1 (E-caderina): hipermetilado em cânceres gástricos difusos, lobulares de mama
- MLH1 (reparo de MMR): hipermetilação de MLH1 causa ~15% dos CRCs esporádicos MSI-H
- BRCA1: hipermetilado em ~10% dos cânceres de mama esporádicos (alternativa à mutação germinativa)
- VHL: hipermetilado em ~20% dos ccRCCs sem mutação de VHL
- DAPK1, APC, RASSF1A: supressores frequentemente hipermetilados
CIMP (CpG Island Methylator Phenotype):
- Subgrupo de cânceres com hipermetilação ampla de múltiplas ilhas CpG
- CRC CIMP-H: fortemente associado a MLH1 silenciado → MSI-H, mutação BRAF V600E
- Glioma CIMP: IDH1/2 mutado → 2-HG (oncometabolito) inibe TET → hipermetilação global → melhor prognóstico
IDH1/2 e oncometabólito 2-HG:
- Mutações em IDH1 (R132H) ou IDH2 (R172K) → produzem 2-hidroxiglutarato (2-HG) em vez de α-cetoglutarato
- 2-HG inibe TET (demethylases) e JMJD (demetilases de histona) → hipermathylation global → "glioma CIMP"
- Inibidores de IDH1 (ivosidenibe) e IDH2 (enasidenibe) aprovados em AML
DNMT-inibidores: azacitidina e decitabina
Inibidores de DNMT (hipometilantes): Análogos de nucleosídeo que se incorporam ao DNA e inibem covalentemente DNMT1 → desmetilação progressiva ao longo de replicações → reativação de genes silenciados.
Azacitidina (Vidaza — Bristol-Myers Squibb):
- Análogo de citidina (pode ser incorporado tanto ao DNA quanto ao RNA)
- MDS (síndrome mielodisplásica): aprovado FDA 2004; EORTC 16011: OS 24.5 vs. 15.0 meses vs. cuidado de suporte
- AML idosos ou inaptos para quimioterapia intensa: em combinação com venetoclax (VIALE-A) → OS 14.7 vs. 9.6 meses
- Dose: 75mg/m² SC ou IV × 7 dias a cada 28 dias
- Mecanismo duplo: incorporação no DNA → inibição de DNMT; incorporação no RNA → inibe ribossoma → componente citotóxico direto
Decitabina (Dacogen — Otsuka):
- Análogo 5-aza-2'-desoxicitidina: incorporado APENAS ao DNA (não ao RNA)
- MDS: aprovado FDA 2006; mecanismo mais puro de desmetilação
- AML idosos: combinação com decitabina cedazuridina oral (ASTX727) vs. decitabina IV
Cedazuridina + Decitabina (Inqovi):
- Cedazuridina inibe CDA (citidina desaminase intestinal) → permite administração oral de decitabina com biodisponibilidade similar à IV
- Aprovado FDA 2020 para MDS e CMML — primeiro hipometilante oral
Guadecitabina (SGI-110):
- Dinucleotídeo de decitabina + desoxiguanosina → maior meia-vida, menor inativação por CDA
- Fase 3 em AML: resultados negativos em primeira linha vs. tratamento de escolha
Modificações de histonas e inibidores de HDAC
Histonas são as proteínas ao redor das quais o DNA se enrola (nucleossoma = 8 histonas + 146 pb de DNA). As caudas N-terminais de histonas são modificadas covalentemente:
| Modificação | Enzima que adiciona | Enzima que remove | Efeito | |---|---|---|---| | Acetilação (H3K9ac, H3K27ac) | HAT | HDAC | Ativação (cromatina aberta) | | Metilação H3K4me3 | KMT | KDM | Ativação (marca de promotor ativo) | | Metilação H3K27me3 | PRC2/EZH2 | KDM6A | Repressão (cromatina fechada) | | Ubiquitinação H2AK119ub | PRC1/RING1B | BAP1 | Repressão | | Fosforilação H3S10 | Aurora B | PP1 | Condensação mitótica |
HDACs (Histona Desacetilases):
- 18 membros em 4 classes: Classe I (HDAC 1,2,3,8), Classe IIa (HDAC 4,5,7,9), Classe IIb (HDAC 6,10), Classe IV (HDAC 11), Classe III (Sirtuínas SIRTs 1-7 — NAD-dependentes)
- Enzimas alvo de múltiplos inibidores aprovados
Inibidores de HDAC aprovados: | Agente | Classe | Indicação | |---|---|---| | Vorinostate (SAHA) | pan-HDAC | CTCL (linfoma T cutâneo) | | Romidepsina | pan-HDAC | CTCL, PTCL | | Belinostate | pan-HDAC | PTCL | | Panobinostate | pan-HDAC | Mieloma + bortezomib + dexametasona | | Tucidinostate | HDAC1/2 seletivo | Mama HR+ + exemestano (China) |
EZH2, BET, IDH1/2 e o futuro da terapia epigenética
EZH2 (Enhancer of Zeste Homolog 2):
- Catalítica subunidade do complexo Polycomb PRC2 — metila H3K27 → H3K27me3 → silenciamento transcricional
- Mutações ativadoras de EZH2 em linfomas (DLBCL GCB, linfoma folicular): Y641, A677, A687 → hipermethylation de H3K27
- Tazemetostate (Tazverik): EZH2-inibidor; aprovado FDA 2020 para:
- Linfoma folicular r/r EZH2-mutado: ORR 69% - Mesotelioma epitelioide com perda de BAP1 (perda de ubiquitinação H2A → EZH2 sem contrapeso): aprovação tumor-agnóstica
- EZH2 como supressor tumoral: em tumores de células T e sarcomas, EZH2 pode ser supressor
BET (Bromodomain and Extra-Terminal Domain) inibidores:
- BRD2, BRD3, BRD4: leitores de H3/H4 acetilados → recrutam P-TEFb para elongação de transcrição de MYC, BCL-2, ciclinas
- BRD4 tem papel especialmente em "super-enhancers" de oncogenes
- JQ1, OTX015, GSK525762 (molibresib), PLX51107: inibidores de bromodomínio em fase 1/2 em NUT carcinoma (NMC), AML, TNBC
- NUT carcinoma (NMC): BRD4-NUT ou BRD3-NUT fusão por t(15;19) → bloqueio de diferenciação; muito sensível a BET-inibidores
IDH1/2 em AML e colangiocarcinoma:
- Ivosidenibe (Tibsovo): IDH1-inibidor; AML IDH1-mutado (1ª linha em idosos e r/r) e colangiocarcinoma IDH1-mutado pós-gemcitabina
- Enasidenibe (Idhifa): IDH2-inibidor; AML IDH2-mutado r/r
- Olutasidenibe: IDH1-inibidor 2ª geração; AML IDH1-mutado
Combina hipermetilantes + IDH-inibidores: estudos exploram azacitidina + ivosidenibe em AML IDH1-mutado — sinergismo epigenético.
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