CDKN2A: Dois supressores de tumor de um locus

Quadros de Leitura Alternativos: Um Gene, Duas Proteínas

O locus CDKN2A codifica p16INK4a e p14ARF através de um arranjo genético notável: ambas as proteínas compartilham os éxons 2 e 3, mas usam primeiros éxons diferentes (1α para p16INK4a, 1β para p14ARF) e são traduzidas em diferentes quadros de leitura. As duas proteínas são, portanto, completamente não relacionadas na sequência de aminoácidos – p16INK4a é um inibidor de CDK com quatro repetições de anquirina, enquanto p14ARF não possui atividade enzimática, mas possui potentes propriedades de ligação a proteínas. Esta configuração de quadro de leitura sobreposto não é exclusiva do CDKN2A, mas é rara no genoma dos mamíferos, sugerindo forte pressão evolutiva para co-localizar estas duas funções supressoras de tumor.

Apesar de não compartilharem nenhuma sequência proteica, p16INK4a e p14ARF convergem para um único resultado celular através de mecanismos diferentes: parada do ciclo celular G1. p16INK4a consegue isso inibindo CDK4/CDK6, prevenindo a fosforilação de pRb e a liberação de E2F. O p14ARF consegue isso estabilizando o p53 através do sequestro de MDM2, conduzindo a transcrição de p21 mediada por p53 e a inibição de CDK2. Uma deleção que remove ambos os quadros de leitura elimina simultaneamente ambos os mecanismos de parada G1 e ambas as vias supressoras de tumor de um único evento genômico.

Silenciamento epigenético por metilação do promotor

A deleção de CDKN2A não é o único mecanismo de inativação. O promotor p16INK4a contém uma ilha CpG densa que é uma das regiões mais comumente hipermetiladas no câncer humano, com silenciamento mediado por metilação detectável em ~30% dos cânceres esporádicos em muitos tipos de tecidos. A metilação do promotor p16INK4a é um evento precoce na carcinogênese – detectável em lesões pré-malignas, incluindo leucoplasia oral, esôfago de Barrett e adenomas de cólon – tornando-o um potencial biomarcador de detecção precoce de câncer em biópsias líquidas.

É importante ressaltar que o silenciamento epigenético é reversível em princípio: os inibidores de DNMT (azacitidina, decitabina) podem restaurar a expressão de p16INK4a em células cancerígenas silenciadas por metilação in vitro, embora a eficácia clínica especificamente através da restauração de p16 seja difícil de isolar dos efeitos globais de desmetilação. O promotor p14ARF é menos comumente metilado do que p16INK4a em cânceres esporádicos, o que significa que o silenciamento isolado de p16INK4a pode ocorrer sem inativação simultânea de ARF.

Mecanismos de distribuição e exclusão do tipo de câncer

CDKN2A é recorrentemente alterado em muitos tipos de câncer, incluindo melanoma, adenocarcinoma ductal pancreático, glioma e carcinomas escamosos. A prevalência e a classe de alteração diferem substancialmente por tipo de tumor e coorte. No câncer de pâncreas, a interrupção do CDKN2A é um dos vários eventos desencadeantes recorrentes juntamente com as alterações KRAS, TP53 e SMAD4; esses eventos são comuns, mas não são necessários individualmente em todos os tumores.

Deleção, metilação do promotor e variantes de sequência respondem a diferentes questões. Uma deleção 9p21 homozigótica pode remover ambos os alelos CDKN2A e pode se estender para genes vizinhos, como o MTAP, enquanto eventos menores ou específicos do transcrito podem não afetar os mesmos produtos. A perda de MTAP motivou pesquisas dirigidas por PRMT5 e MAT2A, mas a dependência e as evidências clínicas são específicas do agente e do ambiente. Os ensaios de número de cópias, metilação e sequência devem, portanto, ser interpretados separadamente.

Principais conclusões

• ·CDKN2A codifica duas proteínas supressoras de tumor completamente não relacionadas a partir de quadros de leitura sobrepostos: p16INK4a (inibidor de CDK4/6 com quatro repetições de anquirina) e p14ARF (proteína nucleolar sequestradora de MDM2), compartilhando éxons 2 e 3, mas primeiros éxons e quadros de leitura diferentes.
• ·Uma ampla deleção de CDKN2A pode afetar tanto o controle de p16INK4a – RB quanto de p14ARF – MDM2 – p53, mas os limites de deleção e as consequências da transcrição devem ser estabelecidos.
• ·A hipermetilação do promotor p16INK4a está entre as primeiras alterações epigenéticas detectáveis na carcinogênese, servindo como um potencial biomarcador de biópsia líquida para detecção precoce de câncer em populações de risco.
• ·A deleção de CDKN2A frequentemente codeleta o MTAP no locus 9p21.3, criando uma letalidade sintética do inibidor de PRMT5 que está sendo explorada em ensaios clínicos para cânceres nulos para MTAP.
• ·CDKN2A, KRAS, TP53 e SMAD4 são recorrentemente alterados no adenocarcinoma ductal pancreático, mas a frequência varia e nenhuma combinação fixa de quatro eventos é necessária em cada tumor.