Peptídeo relacionado ao PTH (PTHrP) em Hipercalcemia

Hormônio paratireoidiano (PTH) – fatores semelhantes aos responsáveis pela síndrome de hipercalcemia de malignidade – foram propostos pela primeira vez por Albright1 na década de 40, com base em observações clínicas em um único paciente com hipercalcemia como resultado de carcinoma de células renais. Albright sugeriu que a síndrome clínica em seu paciente se assemelhava à do hiperparatiroidismo primário, e a explicação mais provável era que um fator semelhante ao PTH produzido pelo tumor era responsável. Este pensamento prevaleceu durante os 40 anos seguintes, e com a identificação do PTH e o desenvolvimento de antissoros e imunoensaios para a sua medição nas décadas de 60 e 70, muitos investigadores procuraram o PTH associado a tumores sólidos. Esta pesquisa foi, em geral, negativa, além de alguma confusão causada pelos anti-soros originais utilizados para identificação de PTH pela RIA, e alguns investigadores relataram que PTH – ou pelo menos moléculas semelhantes a PTH – eram produzidos por tumores associados a malignidade.2-4 Em retrospectiva, esses ensaios podem ter sido um fraco reconhecimento do peptídeo relacionado ao PTH (PTHrP), que está intimamente relacionado em sua extremidade N-terminal ao PTH nativo.

A situação foi esclarecida ainda mais na década de 1980, quando se descobriu que pacientes com hipercalcemia de malignidade tinham freqüentemente aumento do AMPc nefrogênico e, além disso, tinham um fator de circulação que aumentava a atividade adenilato ciclase em células ósseas cultivadas ou membranas renais de forma muito semelhante à do PTC, mas claramente não era PTC.5,6 Assim, concluiu-se que um fator semelhante ao PTH e não o PTH nativo foi produzido por tumores associados à hipercalcemia. No final da década de 80, o princípio ativo responsável por esta síndrome foi identificado como PTHrP, um peptídeo produzido por tumores com homologia próxima na sequência N-terminal ao próprio PTH. Na verdade, descobriu-se que a PTHrP surgiu após a duplicação gênica da PTH, após a qual ambos os produtos gênicos se desenvolveram independentemente como duas moléculas com complexidades estruturais e mecanismos de controle diferentes. Apesar destas diferenças, a PTHrP exerce efeitos celulares através da ligação e ativação do receptor que compartilha com a PTH, o receptor de PTH tipo 1.5,7-10

Nos anos 90, outras observações sobre a PTHrP mostraram que ela era produzida não só por carcinomas escamosos e outros tumores associados à síndrome de hipercalcemia humoral de malignidade, mas também por tumores não-hipercalcemicos que causavam osteólise local, como o câncer de mama,11,12 e de fato era responsável pela osteólise associada ao câncer de mama em alguns modelos.13

Após sua identificação e clonagem molecular no final dos anos 80, as atenções voltaram-se então para o papel fisiológico da PTHrP. Estudos genéticos em camundongos, em meados dos anos 90, amplamente utilizados para caracterizar o papel fisiológico das moléculas na biologia óssea, mostraram que a PTHrP era responsável pela formação óssea endocondral normal e proliferação controlada de cartilagens na placa de crescimento. As células pericondral e condrócitos sintetizam PTHrP nas extremidades do molde da cartilagem na placa de crescimento.14-16 PTHrP atua para prevenir a diferenciação condrócita, retardando assim o aparecimento de condrócitos hipertróficos pós-mitóticos. A expressão de PTHrP na placa de crescimento é controlada pelo porco-espinho indiano e seus mediadores a jusante na família Gli, através de uma relação de feedback negativo. A família Gs e Gg de proteínas heterotriméricas G medeia os efeitos da PTHrP nos condrócitos para limitar sua diferenciação pelo inibidor de ciclina-cdk a jusante p57 que é suprimido para manter a proliferação de condrócitos e pelo fator de transcrição Sox9.17-19. Estes efeitos da PTHrP na placa de crescimento parecem servir ao seu principal papel fisiológico.

PTHrP tem demonstrado desempenhar um papel local na função osteoblástica normal.20 A ablação específica do osteoblasto da PTHrP em camundongos resulta em osteoporose e um comprometimento da formação óssea, sugerindo uma função parácrina. Assim, a PTHrP pode regular a diferenciação e atividade normal do osteoblasto (e possivelmente do osteoclasto) no microambiente ósseo21 e a PTHrP está sendo desenvolvida como um agente anabólico potencial para a osteoporose com efeitos estimuladores ósseos semelhantes aos da PTH.22,23 Também tem outros papéis locais do tipo citocinético de importância incerta, inclusive na mama, bexiga urinária, útero, músculo liso vascular, folículos pilosos e pele. Também transfere cálcio através da placenta da mãe para o feto.24-26 Vários fragmentos de PTHrP que têm atividades biológicas foram descritos, mas nenhum deles foi confirmado como sendo importante tanto fisiologicamente quanto in vivo, e ainda permanecem controversos e uma questão de investigação.

Com as observações de que a PTHrP desempenha um papel importante tanto na hipercalcemia humoral de malignidade quanto na osteólise localizada associada ao câncer metastático, nossos conceitos da síndrome de hipercalcemia de malignidade mudaram consideravelmente. Até meados da década de 1990, pensava-se que a hipercalcemia humoral maligna se devia a um fator circulante (nomeadamente a PTHrP) e que a osteólise localizada se devia a citocinas locais ou a efeitos diretos das células tumorais para causar destruição óssea localizada.27 Com a observação de que a PTHrP pode ser responsável por ambas as síndromes, pelo menos em muitos pacientes, tornou-se claro que a hipercalcemia da malignidade representa um espectro, com a PTHrP atuando como fator circulatório quando é produzida em quantidades excessivas por alguns tumores (causando assim hipercalcemia humoral), mas sob outras circunstâncias atuando como fator local quando produzida por células tumorais metastáticas no microambiente ósseo e causando metástases ósseas osteolíticas (Tabela 1).

Embora PTHrP e PTH partilhem o mesmo receptor, existem diferenças entre as síndromes de hipercalcemia humoral de malignidade e hiperparatiroidismo primário. Na hipercalcemia humoral de malignidade, a formação óssea é suprimida e os pacientes têm uma alcalose metabólica e não uma acidose hiperclorêmica. Além disso, as concentrações séricas de 1,25 diidroxivitamina D3 estão aumentadas no hiperparatiroidismo primário e reprimidas no câncer. As razões para estas diferenças são desconhecidas, mas podem ser devidas a outros fatores produzidos em conjunto com a PTHrP em hipercalcemia humoral de malignidade.27,28

Outras síndromes de câncer estão associadas ao excesso de PTHrP. Provavelmente o mais importante destes é a cachexia, que tem sido enfatizada por Ogata e colegas.29 A hipercalcemia humoral maligna induz acúmulo de peptídeos orixegênicos, como o neuropeptídeo Y no núcleo arqueado do hipotálamo, e tanto a cachexia quanto o mRNA para estes peptídeos são reduzidos por terapias anti-PTHrP. Ainda não está claro se a caquexia é de fato devida à PTHrP diretamente ou se é uma conseqüência do aumento da carga tumoral na medula óssea.

Desde que a PTHrP é um fator tão importante na causa dessas síndromes comuns associadas à malignidade, diferentes tentativas têm sido feitas para bloquear sua atividade biológica. Uma abordagem foi o desenvolvimento de anticorpos neutralizantes da PTHrP, com base em estudos pré-clínicos mostrando que os anticorpos neutralizantes reduzem o cálcio sérico e as metástases ósseas em modelos pré-clínicos.13,30 Um segundo foi a utilização de pequenas moléculas que inibem a transcrição da PTHrP. Identificamos pequenas moléculas específicas que inibem a transcrição de PTHrP pelas células tumorais.31 Essas moléculas, que são antimetabolitos e incluem 6-thioguanine, foram identificadas em um ensaio de triagem com base em células e constatou-se que reduzem a osteólise e o cálcio sérico inferior em modelos pré-clínicos de metástases ósseas e hipercalcemia. Um terceiro foi o desenvolvimento de antagonistas do PTHrP ligados ao receptor de PTH, mas isto não levou a uma terapêutica de sucesso até agora. Outras possibilidades incluem pequenas abordagens moleculares para inibir a transdução do sinal PTHrP dentro das células tumorais.32

A regulação da produção de PTHrP por células malignas é uma questão de extremo interesse. Por que certas células cancerígenas expressam um peptídeo que é fisiologicamente importante para as células cartilaginosas da placa de crescimento? Na placa de crescimento, a PTHrP é regulada pela via do porco-espinho e pela família Gli de mediadores transcripcionais. Acreditamos que mecanismos semelhantes também estão envolvidos no câncer, embora um pouco mais complexos. Em tumores sólidos associados à expressão da PTHrP, verificou-se que a transcrição da PTHrP é conduzida por membros da família Gli de forma semelhante ao que acontece na placa de crescimento em desenvolvimento.33,34 A célula cancerígena utiliza essa via de desenvolvimento geralmente dormente do porco-espinho, importante na vida embrionária para melhorar sua expressão da PTHrP, iniciar a reabsorção óssea e formar um nidus para uma metástase óssea. O processo é impulsionado pelo TGF-β, que é liberado no microambiente ósseo quando o osso é reabsorvido, pois é o fator de crescimento mais abundante na matriz óssea.35,36 Isso acrescenta outro nível de compreensão ao ciclo vicioso entre células tumorais e osteoclastos no microambiente ósseo no câncer metastático (Figura 1).27,37 Assim, o TGF-β liberado como consequência da reabsorção óssea no microambiente ósseo estimula a expressão dos membros da família Gli na via do porco-espinho, levando, por sua vez, ao aumento da expressão do PTHrP e à reabsorção óssea. A reabsorção óssea favorece o crescimento das células tumorais e a liberação adicional de TGF-β ativo da matriz óssea.

PTHrP é, portanto, uma molécula extremamente interessante. Derivada do mesmo gene ancestral do PTH, ela tem um papel fisiológico limitado na vida embrionária e pós-natal precoce para regular o crescimento das cartilagens no desenvolvimento de ossos longos. Não tem um papel fisiológico importante para o nosso conhecimento na vida adulta; no entanto, tem um papel patológico importante, mediando a destruição óssea e hipercalcemia por certos tumores que aprenderam a activar a via de desenvolvimento do porco-espinho e a expressar a PTHrP, o que permite às células tumorais criar um “porto seguro” sob a forma de uma metástase óssea. Como nosso conhecimento deste interessante processo pelo qual o câncer destrói o osso, parece certo que as tentativas farmacológicas bem sucedidas para limitar a expressão da PTHrP ou seus efeitos possuem benefícios potenciais para a multidão de pacientes com câncer avançado.

• © 2008 American Society of Nephrology

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