M2-PK

M2-PK

M2-PK, forma dimérica da isoenzima piruvato quinase, é um útil marcador tumoral metabólico, que ocorre tanto numa forma tetramérica, que mostra alta afinidade pelo substracto fosfoenolpiruvato, como na forma dimérica, que tem baixa afinidade pelo fosfoenolpiruvato. A M2-PK é uma enzima citolítica.

M2-PK expressa-se em células diferenciadas como pulmonares, tecido adiposo, retina, ilhotas pancreáticas, bem como nas células com altas taxas de síntese de ácidos nucleicos tais como células normais muito proliferativas, células embrionárias e especialmente células tumorais

A forma dimérica predomina nos tumores e denomina-se M2-PK tumoral.

A forma dimérica é hiperexpressada em muitos tumores, provavelmente devido a diferentes necessidades metabólicas mostradas pelas células tumorais, dada a aumentada síntese de ácidos nucleicos, aminoácidos e fosfolípidos.

M2-PK é de grande valia na detecção de recaídas e metástases. M2-PK determina a actividade tumoral que por sua vez dá uma indicação fiável da agressividade do tumor.

Testes fecais baseados em marcadores tumorais podem oferecer uma boa escolha de screening, não invasiva, para cancros colorrectais e pólipos, bem como no despiste de DII.

Dada a grande frequência de cancros colorrectais, e dado a sua morbilidade e mortalidade altas, sendo estas tanto mais elevadas quanto mais tardiamente for feito o diagnóstico, um teste capaz de despistar tanto mais precocemente o cancro colorrectal é importante.

A pesquiza de sangue oculto é um teste com limitações no screening dos cancros colorrectais, pelo que é conveniente encontrar um teste com melhor capacidade dada a baixa sensibilidade na detecção de lesão pré-cancerosa ou mesmo cancerosa. Assim, testes em fezes, tanto no campo de marcadores fecais baseados no DNA, como em marcadores proteicos, foram desenvolvidos.

M2-PK é um teste baseado na detecção das proteínas fecais derivadas dos colonócitos neoplásicos.

M2-PK é uma isoforma da enzima glicolítica piruvato quinase encontrada em tecidos proliferativos com alta capacidade de síntese de ácidos nucleicos, como sucede com as células tumorais.

Para um cut-off de 4 U/ml de M2-PK, verifica-se uma sensibilidade para despiste de cancro colorrectal da ordem dos 68%, valor este superior ao obtido pelo despiste do sangue oculto bem como de testes fecais baseados no DNA.

O cancro do cólon foi detectado com uma sensibilidade de 85%, muito superior à do cancro rectal que apenas tem uma sensibilidade da ordem dos 56%.

A sensibilidade varia com o estadio Duke, sendo superior no estadio D e inferior no estadio A.

A sensibilidade corrigida para o cancro colorrectal é de 79% a um cut-off de 4 U/ml.

A falta de associação entre importantes factores de risco para o cancro colorrectal e níveis aumentados do marcador M2-PK sugere que este marcador não é um marcador de risco de cancro colorrectal mas a libertação do M2-PK tumoral no intestino apenas aumenta quando lesões neoplásicas já estão presentes. É pois um marcador de lesão e não de risco.

M2-PK é uma subforma enzimática que se desenvolve durante o metabolismo das células tumorais. É libertado no sangue e fezes do doente.

Piruvato quinase joga um papel central em todas as células no metabolismo da glicose. Dado a divisão celular das células tumorais ser maior do que a das células normais, aquelas necessitam de maior quantidade de energia do que as células normais. Desta forma, as células tumorais tomam um desvio metabólico que lhes permite uma poupança de energia e cria a subforma específica M2 do piruvato quinase. M2-PK é assim um marcador tumoral produzido pelas células tumorais e lançado no sangue ou outros fluídos corporais, e cujo aumento de concentração aponta para existência de tumor.

M2-PK pode ser doseado no sangue ou, preferencialmente, nas fezes.

De frizar que o resultado laboratorial de M2-PK é uma indicação e não um diagnóstico, uma indicação de que uma colonoscopia tem forte indicação de ser efectuada. O M2-PK pode indicar que um tumor está presente mas pode também significar a presença de um inofensivo estado primário tumoral, como é o de um tumor adenóide.

M2-PK é um marcador utilizado no diagnóstico diferencial de DII em relação a síndrome de cólon irritável.

A isoforma M2, dimérica, do piruvato quinase ( M2-PK ) está elevada nas amostras fecais de doentes com cancro colorrectal.

Verificou-se valores de M2-PK significativamente elevados em doentes com colite ulcerosa, doença de Crohn e cancro colorrectal comparativamente com o síndrome de cólon irritável ou indivíduos sadios.

Há uma forte correlação de M2-PK com níveis de calprotectina fecais. Um cut-off de 3.7 U/ml para M2-PK apresenta valores de sensibilidade, especificidade e valor preditivo positivo de 73%, 74% e 89%, respectivamente, para existência de doença orgânica. Além disso, níveis de M2-PK eram significativamente elevados em doença activa, comparativamente com fase inactiva da doença de Crohn ( 30 U/ml vs 0.55 U/ml ) e colite ulcerosa ( 40 U/ml vs 1.2 U/ml ).

Podemos concluir que M2-PK fecal está elevado na DII, bem como no cancro colorrectal, e é um marcador sensível e específico para doença orgânica gastro-intestinal com um valor preditivo positivo da ordem dos 89%.

A detecção de M2-PK não depende do sangue nas fezes e relaciona-se especificamente com alterações no metabolismo tumoral.

M2-PK parece ser um bom teste de screening em grande escala para carcinoma colorrectal. Pode também ser utilizado para detectar adenomas maiores.

M2-PK também é um método eficaz na detecção de DII, seja doença de Crohn ou colite ulcerosa. Os níveis elevados de M2-PK nestes doentes com DII podem dever-se, muito provavelmente, à proliferação das células epiteliais e leucócitos nas áreas inflamadas.

O teste M2-PK nas fezes permite detectar cancros colorrectais sangrantes ou não sangrantes, bem como pólipos, com elevada sensibilidade e especificidade.

O marcador tumoral M2-PK é um forte marcador de metástases mas não um marcador de um órgão específico.

Níveis aumentados de M2-PK observam-se em tumores de vários órgãos, como:

• cancro gástrico
• cancro pancreático
• cancro colorrectal
• cancro pulmonar ( neste cancro M2-PK é superior ao NSE )
• melanoma
• cancro da mama
• cancro renal
• cancro cervical
• cancro da próstata
• cancro do esófago

Enquanto a forma tetramérica de M2-PK é altamente activa a concentrações fisiológicas de fosfoenolpiruvato e permite uma eficaz conversão de glicose a lactato com a consequente produção de energia, já na forma dimérica do M2-PK esta tem uma baixa afinidade pelo fosfoenolpiruvato sendo praticamente inactiva e dada ser a forma prevalente nas células tumorais, verifica-se nesta situação tumoral que os fosfometabolitos a jusante do piruvato quinase se acumulam e são canalizados para o processo sintético de ácidos nucleicos, fosfolípidos e aminoácidos, importantes constituintes das células altamente proliferativas como as tumorais.

O metabolismo das células tumorais, e outras células proliferativas, é consideravelmente diferente do metabolismo das células normais. Para além de outras alterações caractarísticas de tumor, as células neoplásicas mostram uma hiperregulação da glicólise e glutaminólise, enquanto a gluconeogénese está reduzida ( nas células tumorais a lise da glucose está aumentada, a produção da glucose está diminuída ).

A taxa aumentada de glicólise é importante para as células tumorais por várias razões: energia pode ser provida sem consumo de oxigéneo e intermediários da glicólise são usados como precursores para a síntese dos materiais constructores dos nucleotídeos, aminoácidos, fosfolípidos e triglicerídeos. A regulação destas alterações metabólicas depende da mudança no equipamento da isoenzima piruvato quinase. Isoenzimas específicas do tecido, como L-PK do fígado e rim, M1-PK do músculo e cérebro e R-PK do eritrócito, desaparecem e M2-PK é expressado, sendo que esta isoenzima M2-PK, ao contrário de todas as outras que aparecem em forma tetramérica, aparece tanto na isoforma tetramérica como dimérica, sendo que aquela tem forte afinidade pelo fosfoenolpiruvato e este tem fraca afinidade por este substracto.

Oncoproteínas controlam a razão tetrâmero/dímero da M2-PK. A isoforma dimérica prevalece nas células tumorais sobre a isoforma tetramérica.

Níveis elevados da forma dimérica podem também aparecer em situações não malignas, como inflamação crónica.

1. Doseamento de M2-PK em soro

M2-PK pode aparecer elevado, em doseamentos realizados em soro, para além de situações tumorais, em doenças reumáticas, nefropatia diabética, ICC, DII, pancreatite crónica ou aguda, sépsis e politraumatismo.

M2-PK nos tumores pancreáticos apresentam similar sensibilidade e especificidade comparativamente com CA 19.9 e CEA e correlaciona-se bem com a existência de metástases, o que não se verifica com CA 19.9 nem CEA.

M2-PK nos casos de carcinoma gástrico, demonstrou-se ser pelo menos de igual utilidade ao CA 72.4 e a combinação destes dois marcadores ( M2-PK e CA 72.4 ) mostrou-se superior aos resultados de um só marcador. M2-PK não é um bom parâmetro primário de screening para o carcinoma gástrico, aliás tal como acontece no carcinoma pancreático.

A utilidade do M2-PK no screening do carcinoma esofágico é ainda pouco estudada mas pode ser de alguma utilidade.

M2-PK fortemente se correlaciona com colangiocarcinoma mal diferenciado e/ou doença metastizada e fortemente prevê a sobrevivência.

Nos carcinomas colorrectais, M2-PK mostrou-se superior em relação ao CEA quando não metastizado. Nos cancros colorrectais com metastização, o CEA provou ser superior ao M2-PK. A combinação de M2-PK com CEA aumenta a sensibilidade. No entanto nem M2-PK nem CEA são bons marcadores para screening primário.

De referir que nenhum marcador é bom como screening tumoral gastrointestinal, sendo a sua valia principalmente em follow-up da doença maligna.

2. Doseamento de M2-PK nas fezes

Ao contrário destas técnicas em soro de doseamento da M2-PK, a técnica efectuada em material fecal é uma forma interessante de screening de tumor colorrectal, superior ao despiste do sangue oculto nas fezes, apresentando valores de 68.8-91% para a sensibilidade e uma especificidade da ordem dos 71.9-100%.

Adenomas cólicos podem também ser detectados pelo M2-PK fecal, dependendo a sensibilidade do tamanho do adenoma.

Verifica-se boa correlação entre o M2-PK e o estadio da classificação de Duke. Valores de M2-PK diminuem com a intervenção cirúrgica bem sucedida.

M2-PK fecal não deve ser usado no screening do carcinoma colorrectal em doentes com DII, uma vez que esta doença inflamatória também faz subir a concentração do M2-PK fecal.

M2-PK é um bom teste de screening do tumor colorrectal e um resultado positivo indica fortemente a necessidade de uma colonoscopia com o objectivo de diagnosticar um cancro colorrectal.

A dimerização de M2-PK é induzida pela interacção com diferentes oncoproteínas, incluindo pp60v-src-kinase, oncogenic fibroblast growth factor 1 e papilomavirus humano 16E7. A determinação de M2-PK no sangue é utilizada para estudos de follow-up, falência da terapêutica, recaída ou sucesso terapêutico.

Os valores de concentração de M2-PK correlacionam-se bem com a classificação T bem como com os estadios de Duke.

M2-PK fecal também é um bom marcador da inflamação intestinal, sendo útil no diagnóstico diferencial da DII com o síndrome do cólon irritável.

Verificou-se haver uma forte correlação de valores entre M2-PK e calprotectina nos doentes, quer sejam de cancro colorrectal, quer por DII ( colite ulcerosa ou doença de Crohn ). Também se verifica que na doença inflamatória intestinal em fase activa, os valores de M2-PK são significativamente mais elevados do que os que se observam em fase de remissão.

Verifica-se existir uma maior diferença nos valores de M2-PK, comparativamente com a calprotectina, entre as fases activa e inactiva da doença de Crohn, bem como na colite ulcerosa. Desta forma, podemos considerar que M2-PK é um biomarcador não invasivo da actividade da doença inflamatória intestinal. A capacidade, já confirmada da calprotectina, de previsão de recaída conseguida pelo doseamento da M2-PK ainda tem de ser estabelecida.

Anexo 1:

Efeito de Warburg: nas células neoplásicas, é a taxa aumentada de produção

de lactato na presença de oxigéneo