Apoptosis, necrosis y otras formas en que nuestras células mueren
Miles de millones de células mueren en tu cuerpo cada día. Algunas desaparecen con un estallido, otras con un gemido.
29 septiembre 2024.- Pueden morir por accidente si se lastiman o se infectan. Por otra parte, si superan su vida útil natural o comienzan a fallar, pueden organizar cuidadosamente una muerte deseable, con sus restos cuidadosamente ordenados.
En un principio, los científicos pensaban que esas eran las únicas dos formas en que una célula animal podía morir, por accidente o por esa versión ordenada y ordenada. Pero en las últimas dos décadas, los investigadores han acumulado muchos más escenarios de muerte celular novedosos, algunos específicos de ciertos tipos de células o situaciones.
Comprender esta panoplia de modos de muerte podría ayudar a los científicos a salvar células buenas y matar a las malas, lo que conduciría a tratamientos para infecciones, enfermedades autoinmunes y cáncer. Se calcula que ahora hay más de 20 nombres diferentes para describir las variedades de muerte celular.
Muerte celular no planificada: Necrosis
A las células les pueden pasar muchas cosas malas: se lastiman o se queman, se las envenena o se las priva de oxígeno, se las infecta con microbios o se enferman de alguna otra manera. Cuando una célula muere por accidente, se llama necrosis.
Existen varios tipos de necrosis , pero ninguno de ellos es bonito: en el caso de la gangrena, cuando las células se ven privadas de sangre, se pudren. En otros casos, las células moribundas se licúan y, a veces, se convierten en una sustancia viscosa de color amarillo. Las células pulmonares dañadas por la tuberculosis se vuelven blanquecinas y blandas (el nombre técnico de este tipo, necrosis “caseosa”, significa literalmente “parecida al queso”).
Cualquier forma de muerte que no sea la necrosis se considera “programada”, lo que significa que la célula la lleva a cabo intencionalmente porque está dañada o ha dejado de ser útil.
Una muerte buena y limpia: Apoptosis
Las dos categorías principales de muerte celular programada son “la silenciosa y la violenta”, dice Thirumala-Devi Kanneganti, inmunóloga del St. Jude Children's Research Hospital en Memphis, Tennessee. La apoptosis, nombrada por primera vez en 1972 , es el tipo silencioso original: es una forma limpia y ordenada de muerte celular que no despierta al sistema inmunológico.
Esto resulta útil cuando las células están dañadas o han cumplido su función. La apoptosis permite a los renacuajos deshacerse de las células de la cola cuando se convierten en ranas, por ejemplo, o a los embriones humanos deshacerse de la membrana que hay entre los dedos en desarrollo.
La célula se encoge y se separa de sus vecinas. El material genético del núcleo se rompe en fragmentos que se aprietan entre sí, y el propio núcleo se fragmenta. La membrana burbujea y se forman ampollas, y la célula se desintegra. Otras células se tragan los trozos, manteniendo el tejido ordenado.
Banderas rojas: Necroptosis y piroptosis
Estas son las células violentas y ayudaron a ampliar el repertorio de muerte celular más allá de la apoptosis y la necrosis. Suelen activarse cuando las células han sido secuestradas por virus u otros agentes infecciosos. En lugar de ser reducidas a fábricas de virus, se suicidan. Estas células caen agitando grandes señales de alerta, en forma de sustancias químicas que liberan para alertar al sistema inmunológico para que entre y salve a sus vecinas.
En un estudio de 1998, un equipo desactivó la capacidad de las células cultivadas en placas para sufrir apoptosis, y las células murieron de todos modos . Pero lo hicieron de una manera desordenada que llegó a llamarse necroptosis por su mezcla de características de apoptosis y necrosis. Al igual que con la necrosis, las células y sus orgánulos se hinchan y luego la membrana externa se rompe. La necroptosis es un mecanismo de respaldo útil porque algunos agentes infecciosos pueden desactivar la apoptosis.
Luego está la piroptosis, observada por primera vez en 1992 entre los glóbulos blancos infectados con la bacteria de la disentería y bautizada en 2001. Se trata de “la muerte proinflamatoria, estridente y alarmante, de una célula potencialmente peligrosa”, escribieron los autores del nombre. Al igual que en la necroptosis, las células se hinchan. Activan enzimas que perforan la membrana celular, por lo que su contenido se filtra, lo que provoca una respuesta inmunitaria.
Ya sea por piroptosis o necroptosis, esa respuesta inmunitaria es necesaria para activar las defensas del cuerpo contra las infecciones, como la fiebre que cocina a los invasores, dice Kanneganti, quien fue coautor de un artículo sobre las moléculas involucradas en la muerte celular en la Revisión Anual de Inmunología de 2020. Pero si mueren demasiadas células o el sistema inmunológico se queda atascado en la posición de "encendido", eso puede provocar una inflamación continua o una enfermedad autoinmune.
Mezcla y combina: PANoptosis
Las células inmunitarias también pueden tener que morir en caso de infección, inflamación o incluso cáncer. Mientras el grupo de Kanneganti investigaba este proceso, observaron un modo alternativo de muerte que incorporaba elementos de apoptosis, necroptosis y piroptosis. Utilizando la primera letra de cada tipo clásico, lo denominaron PANoptosis . Desde entonces, los investigadores han encontrado este método híbrido de muerte también en otros tipos de células.
En la PANoptosis, la célula ensambla una gran máquina de proteínas llamada PANoptosoma, que activa enzimas que perforan las membranas celulares. A medida que muere, la célula libera moléculas de alerta que le indican a otras células inmunitarias que hay un problema.
¿Por qué las células necesitan tantas formas de lograr el mismo fin fatal? Kanneganti supone que las células probablemente desarrollaron estas diferentes opciones durante una carrera armamentista con los microbios que causan enfermedades . Los microbios, con el objetivo de sobrevivir, pueden tratar de desactivar la muerte celular. Pero si la célula tiene un amplio menú de mecanismos de muerte, puede suicidarse de otra manera, sacrificándose para frustrar al patógeno.
Matanza kamikaze: NETosis
Las células inmunitarias pueden sacrificarse de forma aún más espectacular, en una acción kamikaze que también elimina a los patógenos circundantes. Este acto sensacional es competencia de los glóbulos blancos llamados neutrófilos, que patrullan las zonas de infección y se tragan a los invasores.
Pero a veces los agentes infecciosos son demasiado grandes o demasiado numerosos para ser devorados. Los neutrófilos cambian de táctica y vomitan su propio ADN sobre el patógeno, atrapando a los invasores en una especie de red genómica. Se llama NETosis (trampas extracelulares de neutrófilos). Otras células se deshacen de los patógenos enredados.
En ocasiones, la célula que lanza la red ya está muriendo o muerta mientras esto sucede, lo que la convierte en una célula zombi que comete un último acto altruista, dice el inmunólogo Ben Croker, que estudia el fenómeno en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego.
Muerte metálica: Cuproptosis y ferroptosis
Aunque las células cancerosas parecen amenazantes, en realidad son muy vulnerables a la muerte , afirma Todd Golub, biólogo oncológico del Broad Institute de Cambridge (Massachusetts). “La clave”, añade, “es encontrar los desencadenantes adecuados”.
El grupo de Golub encontró un desencadenante en los medicamentos que transportan cobre a las células. El equipo todavía está tratando de averiguar cómo hace que las células croen en un proceso que bautizaron como cupropatía en 2022.
El hierro también puede ser mortal para las células cancerosas, como descubrió el biólogo químico Brent Stockwell de la Universidad de Columbia en Nueva York. Además de los tumores, las células normales del cerebro, el hígado y los riñones parecen ser particularmente susceptibles a esta forma de muerte celular, a la que denominó ferroptosis en 2012. Los investigadores también han observado ferroptosis en una amplia gama de organismos , incluso levaduras y plantas, dice Stockwell, quien coescribió una descripción de las características clave de la ferroptosis en la Revisión anual de biología del cáncer de 2019 .
Stockwell y otros investigadores están trabajando para identificar medicamentos o dietas especiales que activen la ferroptosis para combatir el cáncer, o la bloqueen para proteger a las células de morir en enfermedades como el Alzheimer .
Cómeme: Entosis
A principios de los años 2000, mientras estudiaba células de cáncer de mama, Overholtzer notó algo extraño: células cancerosas que se introducían en otras células. En 2007, él y su supervisor de laboratorio denominaron a este fenómeno entosis.
La célula invasora queda encerrada en una gran burbuja membranosa. Puede morir de hambre y sufrir apoptosis, o ser destruida por la célula circundante. Luego, la célula externa digiere sus restos.
Durante la entosis, una célula se inserta dentro de otra. En estas imágenes, el azul indica el ADN celular y el verde el citoplasma, el interior gelatinoso de una célula. Una célula puede existir dentro de otra célula (A); una célula puede existir dentro de una célula dentro de otra célula (B); y una célula interna puede sufrir una división de ADN (C). Fuente: I. MLYNARCZUK-BIALY ET AL / CÁNCER 2020
Pero, a veces, extrañamente, sobrevive y sale de la célula para volver a vivir de forma independiente. Al observar esto, algunos investigadores han propuesto que la entosis ofrece a las células cancerosas una forma de esconderse temporalmente del sistema inmunitario o de los fármacos contra el cáncer.
Todavía hay mucho que aprender sobre la muerte celular y probablemente existan modos de muerte aún por descubrir.
En definitiva, el estudio de la vida exige la investigación de la muerte celular. Como escribió el autor japonés Haruki Murakami: “La muerte existe, no como su opuesto, sino como parte de la vida”.
Fuente: Knowable magazine
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