Muerte Celular Córdoba 2010 FDCuello-Carrión

Muerte Celular
Fernando Darío Cuello Carrión
Profesional Adjunto CPA-CONICET
Laboratorio de Oncología
Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo (IMBECU)
Centro Científico Tecnológico Mendoza (CCT-Mza)
Vice-Presidente
Fundación Argentina para la Investigación del Cáncer (FAIC)
APOPTOSIS
Propone unificar criterios para la definición
de la Muerte Celular y sus distintas
morfologías
Formula
advertencias
sobre
el
uso
inadecuado de términos y conceptos que
retardan el progreso de la investigación en
el área de la Muerte Celular
AUTOFAGIA
Ausencia de cromatina condensada
Vacuolización masiva del citoplasma
Acumulación de vacuolas autofágicas (doblemembrana)
Poca o ninguna captación por fagocitos, in vivo
“Muerte celular autafágica” define una
muerte celular que ocurre con autofagia, aún
cuando el término puede sugerir
erróneamente una forma de muerte que
sucede por autofagia, ya que este proceso
frecuentemente promueve la sobrevida
celular
Redondamiento de la célula
Retracción de pseudópodos
Reducción del volumen celular y nuclear (picnosis)
Fragmentación nuclear (cariorrexis)
Escasas modificaciones o ninguna en las organelas
Ampollamiento de la membrana plasmática
Engolfamiento por fagocitos residentes, in vivo
“Apoptosis” es el término original
acuñado por Kerr para definir un tipo
de muerte celular con rasgos
morfológicos específicos. Apoptosis no
es un sinónimo de Muerte Celular
Programada o activación de caspasas
NECROSIS
Hinchazón citoplasmática (oncosis)
Ruptura de la membrana plasmática
Hinchazón de las organelas citoplasmáticas
Condensación moderada de la cromatina
“Necrosis” identifica, de un modo negativo, a
un tipo de muerte celular que carece de los
rasgos de la apoptosis o de la autofagia. La
necrosis puede ocurrir de una manera
regulada, llamada “necroptosis”, la cúal
involucra una secuencia precisa de señales
CORNIFICACIÓN
Eliminación de las organelas citosólicas
Modificaciones de la membrana plasmática
Acumulación de lípidos en los gránulos F y L
Extrusión de lípidos al espacio extracelular
Descamación (pérdida de corneocitos) por
activación de proteasas
La formación de la “cubierta cornificada” o
“queratinización” es específica de la piel y
sirve para crear una barrera funcional. Aún
cuando la apoptosis puede ser inducida por
daños en la capa epidérmica basal (por ejemplo,
por UV), la cornificación es exclusiva de las
capas superficiales (granulares y stratum
corneum )
1)
2)
“Las células moribundas están comprometidas
en un proceso reversible hasta que alcanzan
una fase irreversible o punto de no-retorno”
Se ha propuesto:
Activación masiva de
caspasas
Pérdida de ∆Ψm
Permeabilización completa
de la membrana
mitocondrial externa
Exposición de
Fosfatidilserina (FS)
Pero:
Caspasas activadas en
procesos no letales
El ∆Ψm puede disiparse
La permeabilización
parcial puede no llevar a
la muerte celular
La exposición de FS
puede ser reversible
1)
2)
3)
Evitar expresiones como “% de apoptosis”,...necrosis”,
...muerte celular” o ...sobrevida celular” cuando…
No se menciona el método empleado para evaluar a la
muerte celular
Se describen los resultados obtenidos en ensayos libres
de células, basados en purificación de componentes
celulares
Deberían ser reemplazadas por expresiones más
acertadas como “% de células con cromatina
condensada”, …con ADN fragmentado”, …con bajo
∆Ψm”, …IP positivas”, …con caspasa-3 clivada”, …TUNEL
positivas”, …formadoras de colonias”, …vacuoladas o
…GFP-LC3 positivas”, etc.
NCCD aconseja cuantificar a la Muerte Celular y/u
otros eventos catabólicos por más de un ensayo
La pérdida de la integridad de la membrana
plasmática, definida por la incorporación de
colorantes vitales (IP), in vitro
La célula, incluído su núcleo, ha sufrido una
fragmentación completa que resulta en
cuerpos discretos (referidos como cuerpos
apoptóticos)
Sus cadáveres (o fragmentos) han sido
engolfados por una célula adyacente, in vivo
ANOIKIS
CATÁSTROFE MITÓTICA
Ocurre durante o inmediatamente después
de una mitosis desregulada
Acompañada de alteraciones morfológicas
(micro o multinucleación)
No hay consenso amplio para usar este
término
La catástrofe mitótica puede llevar a una
morfología tanto apoptótica como necrótica
NCCD recomienda usar expresiones como
“muerte celular precedida por multinucleación” o
“muerte celular durante la metafase”
Apoptosis inducida por la pérdida de anclaje
a un sustrato o a otras células
Los mecanismos moleculares son idénticos a
los de la apoptosis clásica
NCCD admite el uso de este término por
razones históricas
Queda por determinar si otras modalidades
de muerte celular ocurren luego de
desprendimiento in vivo, esto es hay anoikis
refractaria a inhibidores de caspasas o con
rasgos necróticos
EXCITOTOXICIDAD
Ocurre en neuronas expuestas a AA
excitatorios (Glu) que habren canales Nmetil-D-aspartato con aumento de Ca2+
citosólico y activación de vias letales
Se superpone con otros tipos de muerte,
como apoptosis y necrosis, dependiendo de la
intensidad del estímulo iniciador
La MMP es un evento crítico
Por esto y por la presencia de reguladores
comunes como óxido nítrico, no puede ser
considerada como una modalidad de muerte
celular separada
PIROPTOSIS
Descripta por 1ra. vez en Mθ infectados con
S. typhimurium
Activación apical de Casp-1 (IL-1β converting
enzyme) pero no de Casp-3
S. typhimurium, P. aeruginosa y S. flexneri
activan a Casp-1 vía Ipaf (Apaf-1-related
NLR protein)
La piroptosis inducida por la toxina de B.
anthracis no requiere Ipaf e involucra a otra
NLR, Nap1
Mθ tratados con LPS (con o sin ATP) sufren
piroptosis mediada por la proteina
adaptadora ASC, que con Casp-1 forman el
“Piroptosoma”
DEGENERACIÓN WALLERIANA
Formas caracterizadas de catabolismo
celular que tienen lugar en el S. Nervioso
Parte de una neurona o axón degenera sin
afectar al cuerpo neuronal principal
Este término no describe un tipo de muerte
celular sensu stricto, ya que las neuronas
afectadas permanecen vivas
PIRONECROSIS
Es un tipo de muerte celular necrótica en Mθ
infectados con S. flexneri en una alta tasa
bacteria/Mθ
Están involucradas Nalp3 y ASC, y se
relaciona con la liberación de HMGB-1, Casp-1
e IL-1β
Pironecrosis y piroptosis se diferencian por
el hecho de que la última, y no la primera,
requiere de Casp-1
Queda por determinar si RIP-1 está
involucrada, y sí pironecrosis y piroptosis
juegan algún rol más alla del S. I. Innato
ENTOSIS
Descripta por 1ra. vez como una forma de
“canibalismo celular” en linfoblastos de
pacientes con enfermedad de Huntington
Modalidad de MC en la que una célula engolfa
a otra vecina viva la cual muere dentro de un
fagosoma.
Las células MCF-7 son las más eficientes para
realizar entosis (ya qure carecen de Casp-3 y
Beclina-1)
No es inhibida por Bcl-2 o Z-VAD-fmk
Las células internalizadas aparentan ser
normales y luego desaparecen, al parecer por
degradación lisosomal
En raras ocaciones, son capaces de dividirse
o son liberadas, por lo que es dificil
reconocer la morfología de la entosis y si es
una forma de muerte celular, realmente
PARAPTOSIS
Forma de MCP morfológica y bioquímicamente
distinta de la apoptosis
En diversos tipos celulares es disparada por
ILGFR-1
Asociada con vacuolización citoplasmática
extensa e hinchazón mitocondrial y del RE
Sus manifestaciones no se previenen por
inhibidores de caspasas ni por proteinas
antiapoptóticas de la flía. del BCL-2
Aparentemente, la cascada de señalización
involucra a miembros de la flía de las MAPK
No está claro si representa una ruta de
muerte celular realmente distinta de otras
SIDA
Desórdenes Neurodegenerativos: enf. de Alzheimer
enf. de Parkinson
retinitis pigmentosa
degeneración cerebelar
Sindromes Mielodisplásicos: anemia aplásica
Daños Isquémicos: infarto de miocardio
injuria por reperfusión
Enf. hepáticas inducidas por tóxicos: alcohol
Cáncer: linfomas foliculares
carcinomas con mutaciones en el gen p53
tumores hormono-dependientes (mama, ovario y
próstata)
Desórdenes autoinmunes: lupus eritematoso sistémico
enf. inflamatoria intestinal
diabetes mellitus autoinmune
artritis reumatoide
psoriasis
Infecciones por virus: herpesvirus, adenovirus, poxvirus
El mecanismo de acción de la mayoría de las drogas
quimioterápicas es a través de la inducción de la
apoptosis en la célula tumoral...
TUNEL Modificado vs. Estándard
TUNEL
Terminal deoxynucleotidyl transferase
-mediated dUTP nick end-labeling
Nucleót-DIG
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Nucleót-DIG
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AntiDIG-Peroxidasa
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AntiDIG-Peroxidasa
P
DAB: Diaminobencidina
P
DAB: Diaminobencidina
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P
B
B
S
B
B
P
P
P
B
B
S
B
B
P
P
Mo-AntiDIG-Biot/Rb-AntiMo-Biot
Streptavidina-Biot-Peroxidasa