The anti-oncogenic role of Stromal p53 in colorectal cancer

Tese de mestrado, Oncobiologia, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2021O cancro é um dos principais problemas de saúde pública na conjuntura atual, e estima-se que será a principal causa de morte no século XXI. O cancro colorretal, em particular, destaca-se por ser um dos cancros mais frequentes na população mundial, e é expectável que a sua incidência e mortalidade aumentem nos próximos anos. Em 2020, foram reportados 10.501 novos casos e 4275 óbitos em Portugal. Os principais fatores de risco associados a esta patologia incluem idade, sexo, alimentação rica em carnes vermelhas, história familiar e fatores genéticos, história pessoal de doença do intestino, tabaco e álcool. Os sintomas mais comuns, apesar de serem afetos a outras doenças, são: alteração do trânsito intestinal, alteração das características das fezes, sangue nas fezes, dor abdominal, emagrecimento inexplicável e fadiga prolongada. As estratégias terapêuticas mais utilizadas no tratamento deste cancro incluem a cirurgia, com o intuito de remover o tumor, a quimioterapia, que interfere com a capacidade de proliferação das células cancerosas, e a terapêutica dirigida, direcionada a características moleculares do cancro. Ainda assim, o prognóstico desta doença continua a ser pouco favorável, o que requer novas estratégias que melhorem a prevenção, o rastreio e o tratamento. A principal ferramenta para a deteção de doenças oncológicas são os exames de rastreio. No entanto, nos últimos anos têm-se desenvolvido novas estratégias para facilitar o processo de deteção. Surgem assim os biomarcadores, entidades que são mensuráveis e que indicam a ocorrência de uma determinada função patológica. Para além de poderem detetar a presença de uma determinada doença (biomarcadores de diagnóstico), os biomarcadores podem também dar indicações sobre a resposta a uma determinada terapêutica (biomarcadores preditivos) ou prever a forma como a doença pode evoluir (biomarcadores de prognóstico). É assim de extrema relevância a determinação de parâmetros, particularmente moleculares, que possam contribuir para uma melhor compreensão do cancro colorretal e consequentemente permitir o desenvolvimento de terapêuticas mais eficazes. O processo de carcinogénese do cancro colorretal é caracterizado pela acumulação de alterações genéticas e epigenéticas que levam à proliferação descontrolada de células normais, o que origina tumores benignos, denominados adenomas, e culmina na formação de tumores invasivos. A primeira etapa deste processo depende da inativação de genes supressores de tumor ou da ativação de oncogenes. De seguida, são necessárias quatro a cinco mutações para o tumor se tornar maligno. Apesar de existir uma certa ordem na ocorrência destas mutações, é a acumulação das mesmas que determina as propriedades do tumor. A perda de estabilidade genómica facilita a acumulação destas mutações e leva ao desenvolvimento do cancro colorretal. Há várias vias através das quais este processo pode ocorrer, mas a mais comum é a via da instabilidade cromossómica. Esta via tem quatro eventos chave: a perda do gene supressor de tumor APC, a ativação do oncogene KRAS, a perda do gene supressor de tumor TP53 e a perda da heterozigotia do braço longo do cromossoma 18. Destes genes, o TP53 é o mais estudado em investigação oncológica, visto estar mutado em cerca de 50% de todos os cancros humanos. O TP53 é um gene supressor de tumor que dá origem à proteína p53, que atua como fator de transcrição. A sua função como supressor de tumor deriva da sua capacidade de responder a condições de stress, que incluem danos no DNA, níveis baixos de oxigénio (hipoxia), ativação de oncogenes, escassez de nutrientes e disfunção ribossomal. Ao estar sujeita a estas condições, a proteína p53 induz a expressão de genes envolvidos na regulação do ciclo celular, na apoptose, na senescência e na reparação de danos no DNA. Deste modo, a p53 é capaz de despoletar programas apoptóticos e impedir o ciclo celular e assim limitar a proliferação de células tumorais. Quando o TP53 está mutado, para além da sua função como supressor de tumor se tornar obsoleta, pode ainda promover a proliferação das células cancerosas e por conseguinte levar ao crescimento de tumores. Pode também estar associado a fenótipos mais agressivos. Conformemente, a perda do TP53 durante a carcinogénese do cancro colorretal dá-se numa fase mais tardia e está associada à disseminação de células tumorais para órgãos distantes (metástases). O desenvolvimento do cancro não depende apenas das células tumorais em si, mas também de componentes celulares e não celulares que circunscrevem o tumor. Estes componentes formam o chamado microambiente tumoral. Este microambiente é composto por fibroblastos, células do sistema imunitário, adipócitos, células neuroendócrinas, matriz extracelular, vasos sanguíneos e linfáticos, entre outros. Numa fase inicial, o microambiente pode formar uma barreira de modo a impedir a propagação do tumor, mas, à medida que o tumor progride, pode acabar por auxiliar no seu desenvolvimento e crescimento. As células cancerosas são assim capazes de recrutar o microambiente tumoral através de diferentes fatores, incluindo oncogenes. No entanto, o microambiente pode também apresentar fatores indicadores de bom prognóstico. Têm surgido nos últimos anos diversas estratégias que procuram compreender os processos que ocorrem no microambiente de modo a integrá-los no desenvolvimento de novas terapêuticas. A elevada instabilidade genética que caracteriza o cancro colorretal dificulta o sucesso da maior parte das terapêuticas que são utilizadas atualmente. As células estromais são mais estáveis do ponto de vista genético, o que as torna alvos atrativos para terapêutica dirigida. É assim imperativo o estudo do microambiente tumoral e dos seus diferentes componentes. Um dos possíveis alvos no microambiente é o TP53. A expressão do TP53 numa determinada célula pode afetar as células circundantes através da regulação de genes que codificam fatores que podem ser secretados. Deste modo, a sua presença no microambiente tumoral pode ser crítica no desenvolvimento tumoral. Na verdade, vários estudos revelaram que a expressão do TP53, na sua forma não mutada, no microambiente tumoral pode ter efeitos diretos no desenvolvimento do tumor. Foi observado que a p53, quando presente no microambiente tumoral, é capaz de inibir a proliferação e disseminação das células tumorais em diferentes tipos de cancro, inibir o processo de angiogénese e ainda potenciar uma resposta imune antitumoral. No cancro colorretal, estipula-se que a p53 possa exercer efeitos semelhantes e estar assim associada a um prognóstico mais favorável. A análise ao estatuto da p53 no microambiente tumoral é feita maioritariamente através da microdissecção de amostras fixadas em formalina e incluídas em parafina. No entanto, estas amostras podem dar origem a artefactos, de modo que os resultados obtidos não são totalmente fidedignos. Assim, são necessários novos estudos que permitam avaliar a função e estatuto da p53 no microambiente tumoral, com a premissa de que o conhecimento obtido possa ser incorporado na prática clínica, melhorando assim os tratamentos já existentes e possibilitando o desenvolvimento de novas terapêuticas.Cancer is one of the most prominent health concerns in the current conjuncture, and it is expected to be the leading cause of death in the 21st century. Colorectal cancer (CRC) is the third most commonly diagnosed cancer and the second cause of cancer-related deaths in the world, making it one of the most studied malignancies in cancer research. The most common risk factors for this disease are age, sex, poor dietary habits and previous family history. The current treatment regimens for this disease include surgery, chemotherapy and targeted therapy. Albeit the efforts to treat this disease, the prognosis is still poor. It is therefore imperative to comprehend the underlying mechanisms of this disease in order to develop effective treatments for CRC patients. The adenoma-carcinoma sequence describes the process of carcinogenesis in CRC, characterised by an accumulation of multiple genetic and epigenetic alterations that lead to the transformation of normal glandular epithelial cells into adenomas and culminates in the development of invasive carcinomas. The chromosomal instability pathway accounts for over 80% of all CRC cases, and is therefore considered the classical pathway. The genomic changes that occur in this pathway include the activation of the proto-oncogene KRAS, the loss of tumour suppressor genes, APC and TP53, and the loss of heterozygosity for the long arm of chromosome 18 (18q LOH). Among these genes, TP53 is the most studied in cancer research, since it is mutated in about 50% of all human cancers. TP53 is a tumour suppressor gene whose function arises from the corresponding protein’s ability to act as a transcription factor. It is activated by stressful conditions such as DNA damage, oncogene activation, nutrient deprivation, hypoxia and ribosome dysfunction, and consequently triggers the expression of genes that regulate cell cycle, apoptosis, senescence and DNA repair. p53 can thus hinder tumour cell proliferation and its loss is a crucial step for the tumourigenic process, as it enables the tumour to proliferate and grow. In the carcinogenesis of CRC, the loss of TP53 is a late event and it is related to invasive growth. Cancer development does not rely exclusively on cancer cell-autonomous characteristics. In fact, cellular and non-cellular components that circumscribe the tumour, which comprise the tumour microenvironment (TME), play a crucial role in tumour development. The TME is composed of various elements, including fibroblasts, immune and inflammatory cells, adipose cells, neuroendocrine cells, extracellular matrix and vascular networks. It has been reported that the TME, if unaltered, may work as a barrier to tumour formation and invasion and thus constrain the malignant phenotype. However, as the tumour progresses, the TME may display a tumour-promoting function, since tumour cells are capable of initiating a crosstalk with stromal cells that can contribute to tumour progression. Most anticancer therapeutic strategies focus on tumour cells, but the heterogeneity that characterizes these cells renders them more susceptible to therapeutic resistance. Accordingly, stromal cells appear to be a suitable target, since they are genetically more stable. One of the possible targets in the TME is TP53. TP53 may have a relevant role in the TME, since its expression in a cell can affect the surrounding cells by regulating genes that encode secreted factors. Indeed, several studies have reported that stromal p53 can elicit antitumoural responses, including tumour growth suppression, decreased angiogenesis, inhibition of metastasis and enhanced antitumour immunity. Correspondingly, such effects may occur in CRC, which could establish stromal p53 as a biomarker for good prognosis. Further studies to assess the role of stromal p53 are thus required, in the hope that the subsequent knowledge can be incorporated into clinical practice and translate into more effective therapeutic approaches