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Ciência Hoje

Preservando para o Futuro

Publicado em 01 dezembro 2010

Por Oncologia

A importância de um banco de tumores para a pesquisa sobre o câncer

Toda a informação necessária para o funcionamento de uma célula (incluindo a maneira como ela se relaciona com outras, para formar tecidos e órgãos no corpo humano) está contida em seu material genético, ou genoma - uma longa molécula de ácido desoxirribonucleico (DNA) guardada em seu núcleo. Para que ocorra a produção de proteínas e outras moléculas regulatórias, partes do DNA servem de molde, em um processo denominado transcrição, para a síntese de moléculas de ácido ribonucleico (RNA). Uma parte desses RNAs - os conhecidos como RNAs mensageiros - fornecem as instruções para a produção de proteínas e de outras moléculas importantes. Uma célula normal sintetiza os RNAs e, com base neles, produz as proteínas e outras moléculas de que precisa para seu funcionamento normal e sua multilicação. Numerosos fatores, porém, podem desreguiar esse processo e fazer com que as células cresçam e se reproduzam de modo desordenado - condição conhecida como câncer. Muitos estudos relacionam alterações ocorridas no material genético e no processo de produção do RNA (ou na leitura deste, na produção de proteínas e moléculas) ao aparecimento e à progressão de diversos tipos de câncer, e sabe-se que essas alterações têm ainda a capacidade de influenciar a conduta terapêutica.

O sequenciamento completo do genoma humano por um consórcio internacional de pesquisa, entre 1980 e 1990, determinou o conjunto das unidades fundamentais do DNA (os nucleotídios, em termos técnicos) de uma célula humana e identificou os genes de nossa espécie. Isso levou ao desenvolvimento de novas técnicas de biologia molecular, capazes de gerar informações com maior rapidez e qualidade e menor custo. Embora não tenha participado desse projeto pioneiro, o Brasil contribuiu de modo significativo para os estudos dos genes humanos por meio do Projeto Genoma Humano do Câncer.

Esse projeto baseou-se em amostras tumorais e não tumorais, das quais foi extraído RNA de alta qualidade, revertido em DNA complementar (cDNA) por uma enzima específica e então seqüenciado (essa reversão permite um enfoque na porção do genoma que é de fato transcrita). Isso possibilitou identificar cerca de 1,2 milhão de seqüências derivadas de genes ativos nas amostras estudadas, depositadas em bancos de dados públicos.

Projetos desse tipo são viáveis apenas quando os ácidos nucleicos (DNA e RNA) das amostras de interesse estão muito bem preservados e disponíveis. Assim, quando o Projeto Genoma Humano do Câncer começou, o Hospital A. C. Camargo (também conhecido como Hospital do Câncer) decidiu criar um banco biológico, com amostras de tecidos tumorais e normais armazenadas em condições ideais de preservação, que permitisse obter ácidos nucleicos de alta qualidade (ver "Iniciativa brasileira").

Quando um paciente com câncer é submetido a uma cirurgia, seu tumor é retirado e analisado por médicos patologistas, o que permite fornecer informações importantes para a definição do tratamento. No entanto, o modo tradicional de confeccionar as lâminas com material do tumor, para análise ao microscópio, não é adequado para a preservação dos ácidos nucleicos, sobretudo no caso do RNA. Para que esses ácidos sejam aproveitados para estudos moleculares, o material excedente do tumor, que seria descartado, é processado em condições altamente controladas, que mantêm sua qualidade, fundamental para os projetos de pesquisa. As amostras, em condições adequadas, podem ser preservadas indefinidamente.

Para isso, é preciso definir procedimentos para coleta, armazenamento e manipulação dos tecidos, até o momento da extração dos ácidos nucleicos. Uma das etapas cruciais é o congelamento das amostras em nitrogênio líquido (a -196oC). Nos últimos 12 meses, o biobanco aperfeiçoou os processos de coleta e armazenamento de tecidos, permitindo obter DNA e RNA com o mesmo nível de qualidade que teriam se a extração ocorresse no dia em que as amostras foram extraídas dos pacientes.

CONTROLE DE QUALIDADE E ELEVADO APROVEITAMENTO

Um artigo interessante publicado em junho deste ano na revista norte-americana Wired Magazine, voltada para a divulgação de inovações tecnológicas, faz uma revelação surpreendente: muitos biobancos dos Estados Unidos, líder mundial em pesquisas científicas e avanços tecnológicos, têm amostras biológicas humanas com qualidade inferior à necessária para a condução de estudos com técnicas moleculares modernas. Isso evidencia a importância de padronização das etapas do processo, desde a coleta até a purificação das moléculas de interesse.

Diversos fatores podem interferir na qualidade do material, como tamanho das amostras coletadas, exatidão do diagnóstico, tempo para o congelamento (existe um tempo máximo aceitável, chamado de tempo de hipóxia fria, para a preservação de uma amostra de tecido fresco) e temperatura de armazenamento a longo prazo. Essa qualidade depende ainda da manutenção dos equipamentos usados na preservação e do treinamento adequado do pessoal encarregado da manipulação das amostras biológicas.

Para assegurar um padrão exemplar, ficou clara a necessidade de controle minucioso da purificação dos ácidos nucleicos das amostras de tumores. Por isso, em meados de 2004, o Hospital A. C. Camargo criou outro biobanco: o de macromoléculas, incumbido de purificar DNA e RNA das amostras de tumores e do material biológico dos pacientes. Esse novo banco tem como objetivo a recuperação de material genético de alta qualidade e em grande quantidade. Ter um banco de ácidos nucléicos vinculado ao banco de tumores é vantajoso porque possibilita extrair grande quantidade de DNA e RNA da mesma amostra de tecido, para uso em vários estudos. O uso de maior número de amostras aumenta a capacidade de identificar marcadores moleculares - nesse caso, características específicas no DNA ou no RNA que podem ser associadas a determinadas características clínicas do paciente.

O Banco de Tumores e o Banco de Ácidos Nucléicos não só controlam o diagnóstico das amostras coletadas, mas também garantem a qualidade dos ácidos nucleicos purificados desse material. Todas as etapas que podem afetar a qualidade final do material são controladas: o momento da coleta de amostras no centro cirúrgico, o registro em um sistema informatizado, o congelamento e o armazenamento do tecido, a solicitação da amostra, a retirada do material do Banco de Tumores, a purificação do DNA e do RNA, a avaliação de sua integridade, a distribuição da molécula aos pesquisadores e o armazenamento do material excedente para uso posterior por outros projetos.

Essa estrutura possibilitou altos índices de aproveitamento do material biológico. Os dados mostram que, em conjunto, os dois bancos são capazes de preservar, com a qualidade necessária para uso em qualquer tipo de estudo molecular, o RNA de 73% das amostras de tecidos e o DNA de 99% delas. Os biobancos contam hoje com mais de 20 mil amostras de tecidos (figura 1) e 5,5 mil amostras de ácidos nucleicos extraídos desses tecidos (3 mil amostras de RNA e 2,5 mil de DNA). Essas amostras de ácidos nucleicos são utilizadas em projetos de pesquisa desenvolvidos no próprio instituto ou em colaboração com diversos outros projetos, nacionais ou internacionais.

A ÉTICA EM PESQUISA E OS BANCOS DE TUMORES

A pesquisa com amostras biológicas humanas deve seguir princípios rígidos, regulamentados por normas específicas no Brasil. Todo biobanco precisa ter um regulamento, aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da instituição à qual está vinculado, e os responsáveis pela guarda do material e pela autorização de uso devem ser identificados. O material guardado é codificado, para assegurar a privacidade do paciente doador da amostra e tornar confidenciais todos os dados associados.

Além disso, pesquisas que utilizem materiais do banco devem ser aprovadas pelo Comitê de Ética em Pesquisa, e há situações em que é necessária a aprovação da Comissão Nacional de Ética em Pesquisa. Para que amostras biológicas sejam coletadas e armazenadas para uso em pesquisas é exigida a assinatura, pelo paciente ou responsável legal, de um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, que deve explicar, em linguagem clara e de fácil entendimento, o que é um banco de tumores (ou qualquer outro biobanco com finalidade de pesquisa) e qual a sua finalidade.

Um aspecto interessante da regulamentação é a exigência de que os biobancos forneçam, a intervalos predeterminados, informações sobre as atividades de pesquisa realizadas com as amostras armazenadas. Essa talvez seja a finalidade principal de um biobanco: contribuir para o avanço da pesquisa em saúde, para que, no futuro, possam ser obtidos resultados que levem a diagnósticos mais precisos, tratamentos mais adequados, melhores chances de sobrevida e melhor qualidade de vida.

INICIATIVA BRASILEIRA. O Projeto Genoma Humano do Câncer (HCGP, na sigla em inglês) foi lançado em 1999 pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e pelo Instituto Ludwig de Pesquisas sobre o Câncer, ligado ao Hospital A. C. Camargo. Naquele momento, pesquisadores do estado de São Paulo finalizavam o sequenciamento do genoma da bactéria Xylella fastidiosa (que ataca as laranjas), dentro de um programa da Fapesp, e as instituições e os pesquisadores envolvidos decidiram ousar, saltando dos genes de um organismo mais simples (não visado por outros grupos) para os humanos (tarefa de alta complexidade, que envolvia centenas de grupos mundiais). Além disso, enquanto o genoma da X. fastidiosa foi sequenciado com métodos já conhecidos, no caso dos genes do câncer foi utilizada uma tecnologia inédita, desenvolvida no Brasil. O resultado foi um projeto de quase US$ 20 milhões, envolvendo mais de 30 laboratórios de pesquisa do estado de São Paulo. Após cerca de três anos de trabalho, que geraram algumas dezenas de artigos científicos, o Brasil tornouse o segundo maior contribui dor mundial de sequências derivadas de genes humanos e ativas em tecidos tumorais.

Nesse período ocorreu um aumento de 100% no número de artigos científicos publicados por pesquisadores do Hospital A. C. Camargo (figura 2). Além disso, o tipo de publicação mudou: após o início das atividades do Banco de Tumores, a grande maioria dos artigos científicos produzidos por pesquisadores desse hospital foi publicada em periódicos internacionais. Assim, a existência do banco no Brasil e a qualidade de suas amostras possibilitaram realizar, no país, pesquisa com qualidade comparável à feita em países do primeiro mundo.

MAIS BENEFÍCIOS PARA AS GERAÇÕES FUTURAS

Um dos principais usos das amostras na pesquisa do câncer é a busca de marcadores moleculares que permitam realizar o diagnóstico precoce dos diferentes tipos de câncer, o que auxilia no tratamento dos pacientes. Conhecendo um marcador (uma alteração de DNA ou RNA) que ocorra apenas em células cancerosas, é possível verificar a presença da doença antes que o paciente apresente sintomas clínicos. Em 2009, o biobanco atendeu a 27 projetos de pesquisa envolvendo tumores de próstata, mama, cólon, rim, teci dos moles (sarcomas) e da região de cabeça e pescoço.

Alguns trabalhos relevantes, que utilizaram amostras de nosso biobanco, foram publicados nos últimos anos, entre eles a descoberta de marcadores potenciais para a detecção de tumores de próstata e de classificadores moleculares que indicam lesões gástricas com potencial de evolução para tumores malignos. Além disso, foram identificados marcadores moleculares ligados à progressão do câncer de mama, que apresentam potencial para diferenciar os tumores com baixa chance de progredir daqueles com maiores chances de crescimento. Outro aspecto interessante é que a maior parte das amostras foi empregada em mais de um projeto de pesquisa: em média, foram quatro projetos por amostra, sendo os tumores de cabeça/pescoço e de mama os mais utilizados, com 18 e 22 projetos por amostra, respectivamente.

Doar uma amostra biológica para a pesquisa do câncer é um ato de altruísmo. É provável que o paciente que concorda com a coleta e o armazenamento de uma pequena amostra do câncer que o acometeu não seja diretamente beneficiado pelas pesquisas que vierem a utilizar essa amostra. É, portanto, um ato em benefício da sociedade, feito com a esperança de que, no futuro, possamos dispor de armas mais eficazes para tratar uma doença que não reconhece fronteiras, idade, gênero ou etnia.