Apoptosis I, la muerte celular discreta

A principio de los años 70, Kerr, Wyllie y Currie describieron mediante microscopía la presencia ,en los tejidos, de células que se separaban de sus vecinas, y que sufrían un proceso de compactación y reducción del núcleo,  condensación de la cromatina y que finalmente se fragmentaban en “cuerpos” pequeños con la membrana celular intacta, de forma que las células se fragmentaban (morían) sin liberar el contenido citoplasmático al entorno. A ese fenómeno descrito morfológicamente se le denominó apoptosis y a los fragmentos citoplasmáticos finales, cuerpos apoptóticos. Posteriormente se realizó una aproximación bioquímica de la apoptosis y se observó que el DNA se fragmentaba en múltiplos de 200 pb y que había cambios en la membrana plasmática y en la mitocondria, y se observó también que se activaban ciertas proteínas específicas de degradación y otras…

“La apoptosis es un tipo de

muerte celular programada…”

Las células pueden morir fundamentalmente de tres formas, por senescencia, por necrosis y/o por muerte celular programada (PCD, programmed cell death).

Cuando un tipo celular envejece, se ha dividido un número elevado de veces (acortamiento de los telómeros, hablaremos en otra entrada), se acumulan especies reactivas de oxígeno y se produce en general una degeneración metabólica debido a la senescencia, llega un momento en el que se muere, no se puede dividir y no se produce el recambio metabólico necesario para mantener la vida.  Pero también la célula se puede morir por un estrés extremo, por ejemplo cuando nos quemamos con cierta gravedad una parte de nuestro cuerpo se produce la necrosis celular. Este tipo de muerte celular patológica, no está regulada, no requiere moléculas celulares concretas o diferenciales y la membrana plasmática se destruye y se liberan los compuestos del citoplasma al entorno, provocando, en general, una respuesta inflamatoria (ampollas tras la quemadura) con posibles efectos secundarios. Pero ninguno de estos fenómenos me llama tanto la atención como la apoptosis y la muerte celular programada. Es un destino celular más en respuesta a una señal celular, como proliferar o diferenciar, la célula puede optar por morir y lo hace de una forma elegante y discreta. La PCD es una respuesta fisiológica de muerte celular que está finamente regulada mediante moléculas específicas, caracterizada porque la membrana plasmática celular permanece intacta de modo que no activa una respuesta inflamatoria y se eliminan los restos celulares rápidamente por fagocitosis llevadas a cabo por otras células. Otro tipo de muerte celular programada a diferencia de la apoptosis es la autofagia celular, es decir, cuando una célula tiene escasez de energía o tiene que renovar sus orgánulos es capaz de comerse a si misma.

“La apoptosis controla el número

y la localización de las células…”

Dado que ante determinadas señales las células pueden morir de forma discreta mediante apoptosis es fácil intuir que este fenómeno controla el número y la localización de las células mediante la eliminación de células redundantes y deslocalizadas. Y las palabras número celular y localización, nos deben sugerir desarrollo. Así la apoptosis está implicada en ciertos fenómenos como la organogénesis y controlan el número de células de los tejidos. Cuando éramos (no puedo afirmar desde que momento: éramos) fetos, durante la organogénesis la formación de los dedos precisa de la entrada de ciertas células interdigitales en apoptosis. También en la angiogénesis (formación de vasos sanguíneos para irrigar un tejido) o en la formación de los nervios interviene la apoptosis. Pero la apoptosis también es un proceso del día a día de la vida, controlan que las células de los tejidos tengan un número concreto, y una localización adecuada, induciendo en aquellas células en exceso o deslocalizadas, la muerte mediante apoptosis.

“Fallos en la apoptosis pueden

generar cáncer y metástasis…”

Si la apoptosis controla el número y la localización celular, es fácil relacionar su fallo con el cáncer y la metástasis. Cuando la apoptosis no ocurre se genera cáncer, pero también enfermedades autoinmunes (los linfocitos autorreactivos no son eliminados por apoptosis) e infecciones virales. Muchos virus cuando infectan las células han desarrollado evolutivamente mecanismos que inhiben las rutas apoptóticas de la célula huésped, para poder sobrevivir y autocopiarse ilimitadamente.  También puede que la apoptosis ocurra donde y cuando no debe y esto se ha relacionado con enfermedades neurodegenerativas, enfermedades isquémicas y con el SIDA.

“El conocimiento de la apoptosis celular

 nos puede brindar una poderosa

herramienta terapeútica”

La apoptosis es un tema candente en investigación, tanto básica como aplicada. Las aplicaciones terapéuticas del conocimiento molecular de la apoptosis son infinitas, al fin y al cabo, poder inducir la muerte a una célula concreta puede ser la base de una terapia eficaz y fina de erradicación del cáncer y otras enfermedades. Pero para ello se necesita conocer en profundidad a los actores moleculares que intervienen en apoptosis y de ello trataremos en una próxima entrada: “Apoptosis II, protagonistas moleculares”.