MGMT (proteína)

A O6-metilguanina ADN metiltransferase (MGMT), tamén chamada O6-alquilguanina ADN alquiltransferase (AGT ou AGAT) é unha proteína que nos humanos está codificada no xene MGMT do cromosoma 10.
A O6-metilguanina ADN metiltransferase é esencial para a estabilidade do xenoma. Repara as lesións no ADN mutaxénicas que ocorren de forma natural que orixinan O6-metilguanina (tamén chamada 6-O-metilguanina), converténdoa de novo en guanina e impide a discordancia e os erros durante a replicación do ADN e a transcrición. En consecuencia, a perda de MGMT incrementa o risco de cancro en ratos despois da exposición a axentes alquilantes.
Os dous isocimas bacterianos equivalentes son Ada e Ogt.

 Función e mecanismo 

Aínda que os mutáxenos alquilantes modifican preferencialmente a base guanina na posición N7, a formación de O6-alquil-guanina é unha lesión carcinoxénica importante no ADN. Este aduto do ADN é retirado pola proteína de reparación O6-alquilguanina ADN alquiltransferase por medio dun mecanismo SN2. Esta proteína non é un verdadeiro encima, xa que elimina o grupo alquilo da lesión nunha reacción estoquiométrica e o encima activo non se rexenera despois de que é alquilado (o que se denomina ás veces suicidio dun encima). O residuo aceptor de metilos na proteína é unha cisteína.

200px|Fórmula estrutural da 6-O-metilguanosina.190px|Fórmula estrutural da guanosina.
Desmetilación da 6-O-metilguanosina a guanosina

 Importancia clínica 

A metilación dos promotores dos xenes pode xogar un papel significativo na carcinoxénese. En pacientes con glioblastoma multiforme, un tipo grave de tumor cerebral, o estado de metilación do xene MGMT determina se as células tumorais responderán ao tratamento con temozolomida; se o promotor está metilado, a temozolomida é máis efectiva. A nivel clínico, isto trradúcese nunha supervivencia prolongada de pacientes de glioblastoma cun promotor MGMT metilado. Ademais, a metilación de MGMT pode utilizarse para predicir a supervivencia do paciente en modelos de predición clínica. Para comprobar o estado de metilación do promotor de MGMT en instalacións clínicas, prefírense os métodos baseados no ADN, como a reacción en cadea da polimerase específica de metilación (MS-PCR) ou a pirosecuenciación, mellor que ensaios inmunohistoquímicos ou baseados no ARN.

O xene MGMT é tamén unha útil ferramenta para incrementar a eficacia da terapia xénica. Ao usar un segundo vector de dous compoñentes consistente nun transxene de interese e o MGMT, pode utilizarse a selección de fármacos in vivo para seleccionar células que foron transducidas con éxito.

Os mutáxenos presentes no ambiente, no fume do tabaco e alimentos, así como os produtos metabólicos endóxenos xeran especies electrófilas reactivas que alquilan ou  metilan o ADN especificamente, xerando 6-O-metilguanina (m6G).

En 1985 Yarosh resumiu os traballos iniciais que estableceron a m6G como a base alquilada no ADN que era a máis mutaxénica e carcinoxénica. En 1994 Rasouli-Nia et al. mostraron que aproximadamente se inducía unha mutación por cada oito m6Gs que non eran reparadas no ADN. As mutacións poden causar a progresión cara ao cancro por un proceso de selección natural.Bernstein C, Prasad AR, Nfonsam V, Bernstein H.  (2013). DNA Damage, DNA Repair and Cancer, New Research Directions in DNA Repair, Prof. Clark Chen (Ed.), ISBN 978-953-51-1114-6, InTech, http://www.intechopen.com/books/new-research-directions-in-dna-repair/dna-damage-dna-repair-and-cancer

 Expresión no cancro 

+Cancros deficientes en MGMTTipo de cancroFrecuencia da deficiencia no cancroFrecuencia da deficiencia en defectos de campo adxacentesCervical61%39%Colorrectal40%-90%11%-34%Colorrectal con inestabilidade de microsatélites70%60%Adenocarcinoma esofáxico71%-79%89%Carcinoma de células escamosas esofáxico38%-96%65%Glioblastoma debido á metilación do promotor44%-59%Carcinoma de células escamosas de cabeza e pescozo54%Carcinoma hepatocelular (asociado ao virus da hepatite C)68%65%Larinxe54%-61%38%Estómago32%-88%17%-78%Tiroide87%

 Represión epixenética 

Só unha minoría dos cancros esporádicos cunha deficiencia na reparación do ADN teñen unha mutación nun xene de reparación do ADN. Porén, unha maioría dos cancros esporádicos con deficiencia na reparación do ADN si teñen unha ou máis alteracións epixenéticas, que reducen ou silencian a expresión de xenes de reparación do ADN. Por exemplo, nun estudo de 113 casos de cancro colorrectal secuencial, só catro tiñan unha mutación con cambio de sentido no xene de reparación do ADN MGMT, mentres que a maioría tiñan reducida a expresión de MGMT debido á metilación da rexión promotora de MGMT (o que é unha alteración epixenética).

MGMT pode ser reprimido epixeneticamente de diversas maneiras. Cando a expresión de MGMT está reprimida en cancros, isto xeralmente débese á metilación da súa rexión promotora. Porén, a expresión pode tamén ser reprimida por dimetilación da lisina 9 da histona H3 ou por sobreexpresión de diversos microARNs como miR-181d, miR-767-3p e miR-603.

 Deficiencia en defectos de campo 

miniatura|Segmento do colon diseccionado recentemente e aberto lonxitudinalmente mostrando un cancro e catro pólipos. Debaixo un diagrama esquemático indicando un probable defecto de campo (unha rexión dos tecidos que precede e predispón ao desenvolvemento do cancro) neste segmento do colon. O diagrama indica subclons e subsubclons que eran precursores do tumor.

Un defecto de campo é unha área ou "campo" de epitelio que foi precondicionado debido a cambios epixenéticos ou mutacións de modo que predispón cara ao desenvolvemento dun cancro. Un defecto de campo ilústrase na foto e diagrama mostrado dun segmento de colon con cancro de colon e catro pequenos pólipos na mesma área. Como indicou Rubin, "A gran maioría dos estudos en investigación do cancro fixéronse en tumores ben definidos in vivo ou en focos neoplásicos discretos in vitro. Porén, hai probas de que máis do 80% das mutacións somáticas que se encontran en tumores colorrectais humanos de fenotipo mutador ocorren antes do comezo da expansión clonal terminal." De xeito similar, Vogelstein et al. sinalaron que máis da metde das mutacións somáticas identificadas en tumores ocorren na fase preneoplásica (nun defecto de campo), durante o crecemento de células aparentemente normais.

Na táboa de arriba indícase que se detectaron deficiencias de MGMT nos defectos de campo (en tecidos histoloxicamente normais) que rodean a maior parte dos cancros. Se a MGMT se reduce ou silencia epixeneticamente, probablemente non conferirá unha vantaxe selectiva a unha célula nai. Porén, a expresión reducida ou ausente de MGMT causará un incremento das taxas de mutación, e un ou máis dos xenes mutados poden darlle á célula unha vantaxe selectiva. O xene MGMT con expresión deficiente podería despois ser portado polas células como un xene pasaxeiro (autostopista) selectivamente neutro ou só lixeiramente deletéreo cando a célula nai mutada xere un clon expandido. A presenza continuada dun clon cun xene MGMT reprimido epixeneticamente continuaría xerando máis mutacións, algunhas das cales producirían o tumor.

 Deficiencia con danos exóxenos 

A deficiencia de MGMT por si soa pode non ser suficiente para causar a progesión do cancro. Os ratos con mutación homocigota en MGMT non desenvolven máis cancros que os ratos de tipo salvaxe cando crecen sen estrés. Porén, o tratamento estresante dos ratos con azoximetano e dextrán sulfato causaba máis de catro tumores de colon por rato mutante para MGMT, pero menos dun tumor por rato de tipo salvaxe.

 Represión en coordinación con outros xenes de reparación do ADN 

Nos cancros, con frecuencia moitos xenes de reparación do ADN están reprimidos simultaneamente. Nun exemplo, que implica ao xene MGMT, Jiang et al. realizaron un estudo no que avaliaron a expresión dos ARNm de 27 xenes de reparación do ADN en 40 astrocitomas comparados con tecidos cerebrais normais de individuos sen astrocitoma. Entre os 27 xenes de reparación do ADN avaliados, 13 deles, que eran: MGMT, NTHL1, OGG1, SMUG1, ERCC1, ERCC2, ERCC3, ERCC4, MLH1, MLH3, RAD50, XRCC4 e XRCC5, estaban significativamene regulados á baixa en cada un dos tres graos (II, III e IV) dos astrocitomas. A represión destes 13 xenes tanto en astrocitomas de baixo grao coma de maior grao suxeriu que poden ser importantes nos estadios temperán e posteriores dos astrocitomas. Noutro exemplo, Kitajima et al. atoparon que a inmunorreactividade para a expresión de MGMT e MLH1 estaba estreitamente correlacionada en 135 espécimes de cancro gástrico e a perda de MGMT e hMLH1 parecía estar acelarada sincronicamente durante a progresión de tumores.

A expresión deficiente de múltiples xenes de reparación do ADN obsérvase con frecuencia nos cancros, e pode contribuír a que se produzan miles de mutacións que xeralmente se encontran nos cancros.

 Interaccións 

A O6-metilguanina ADN metiltransferase presenta interaccións co receptor de estróxenos alfa.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
Ada
 Ogt
 6-O-Metilguanina
 ADN metiltransferase
 Metiltransferase

 Bibliografía 

Categoría:Transferases
Categoría:Reparación do ADN