Resumo - Apoptose

Prévia do material em texto

Transcrição da Aula 16 – Apoptose
Camilla Ribeiro de Oliveira
 Existe a apoptose normal ou alterada/patológica. A apoptose é importante durante a heterogênese, a hematopoese normal ou patológica, em reações inflamatórias e durante a embriogênese para a formação de órgãos e tecidos. Além disso, o mecanismo de apoptose (cascata de apoptose) é ativado quando a célula entra em contato com produtos genotóxicos (tóxicos para o genoma). Existem vários tipos de mecanismos de morte celular além da apoptose para células que entram em contato com produtos genotóxicos. 
Ademais, existem outros tipos de morte celular, como a autofagia, a necrose e a senescência.
A autofagia é um processo controlado geneticamente e ativado durante o estresse metabólico celular. Neste processo, a célula forma aglomerados de citoplasma envolvidos pela membrana resultando nos chamados autofagossomos. Estes autofagossomos se fusionam com os lisossomos e o conteúdo dessas vesículas é degradado por hidrolases lisossomais.
A necrose é uma morte celular patológica. Durante esta morte celular, a célula possui alterações morfológicas como aumento de volume, condensação de cromatina, alterações citoplasmáticas e rompimento de membrana celular. O conteúdo da célula é liberado, podendo acarretar prejuízos para células vizinhas e ocasionando uma reação inflamatória local.
A senescência é um processo importante para o envelhecimento. Neste caso, há mecanismos regulatórios que aumentam a degradação dos telômeros, facilitando, consequentemente, o envelhecimento celular. Ademais, durante a senescência, as células perdem a capacidade de replicação celular; ou seja, após certa quantidade de replicação celular, a célula para de se dividir. 
Apoptose é uma morte celular programada e fisiológica. Durante a sua ocorrência, também ocorrem alterações morfológicas nas células e estas alterações acontecem devido a eventos moleculares e bioquímicas. As principais alterações moleculares são:
- A condensação de cromatina
- Fragmentação nucleossômica, processo ocorrido por causa da ativação de endonucleases.
Sendo assim, além da condensação da cromatina, os nucleossomos são fragmentados por enzimas denominadas endonucleases.
Na apoptose, a célula possui a capacidade de manter a integridade das organelas, exceto das mitocôndrias. Dessa maneira, a mitocôndria pode ou não ter a sua membrana rompida durante o processo de apoptose. 
Ainda por cima, a célula sofre um processo denominado retração celular, ou seja, perda da capacidade de ligação entre a matriz extracelular e a outras células vizinhas, a célula perde a capacidade de se ligar a células vizinhas. 
Ademais, a membrana celular de uma célula em apoptose é submetida à formação de corpos apoptóticos. A membrana da célula em apoptose possui protrusões que, com o passar do tempo, são rompidas e formam corpos apoptóticos. Estes corpos apoptóticos serão fagocitados por macrófagos e, por conseguinte, não haverá liberação do conteúdo da célula na região vizinha, não produzindo reação inflamatória naquele local. Então, a principal diferença entre apoptose e necrose é que, na apoptose, a célula consegue preservar o seu conteúdo.
Para ativação da apoptose é necessária a ativação de proteínas imprescindíveis chamadas caspases. As caspases são cisteínas proteases, enzimas (proteases) que possuem cisteína no seu sítio ativo. Estas são enzimas que possuem a capacidade de degradarem substrato que possuam principalmente aspartato, devido à afinidade de ligação.
As caspases são produzidas no organismo na forma de zimogênios. Os zimogênios são precursores inativos de uma determinada proteína. Exemplificando, os fatores de coagulação são sintetizados como zimogênios (inativo) que sofrem clivagem proteolítica e se transformam em fatores de coagulação ativos. As caspases funcionam da mesma forma: são sintetizadas na forma de zimogênios e, após a clivagem proteolítica, se transformam em caspases ativas.
No organismo, existem 14 ou mais caspases diferentes. Todavia, envolvidas na apoptose, existem as caspases 3, 6, 7, 8, 9 e 10. As outras caspases estão relacionadas com outros processos no organismo.
Além das caspases, outras proteínas também são importantes para a apoptose. Uma dessas proteínas é a família Bcl2.
A família Bcl2 é formada por dois tipos de proteínas:
- Proteínas pró-apoptóticas: principais são as proteínas Bax e Bid. Estas são proteínas que sinalizam para o início da apoptose na célula.
- Proteínas repressoras de apoptose: principais são as proteínas Bcl2. Estas proteínas Bcl2 possuem a habilidade repressora de apoptose devido a capacidade de reduzir a liberação de citocromo C pela mitocôndria. A liberação de citocromo C pela mitocôndria é importante para a ativação de uma via de apoptose na célula.
Para homeostasia do organismo é necessário o equilíbrio entre proteínas pró-apoptóticas e proteínas anti-apoptóticas. Existem situações no organismo em que a síntese de proteínas pró-apoptóticas é aumentada, como exemplo: em células infectadas, em células que podem ocorrer mudança no DNA, em células com privação de fator de crescimento, em células com privação de nutrientes, no aumento de espécies reativas de oxigênio e outras. Contudo, existem também situações em que as proteínas repressoras de apoptose possuem a sua produção aumentada, como exemplo: no câncer. Células tumorais e células cancerígenas possuem aumento de expressão de uma proteína chamada Bcl2, sendo assim, elas morrem menos. Ademais, estas proteínas Bcl2 são resistentes a muitos fármacos, dificultando ainda mais a morte de células cancerígenas. O fármaco oligonucleotídeo antisense anti Bcl2 é um oligonucleotídeo que impede a expressão da proteína Bcl2, então, ele deve ser inserido no material genético do paciente para reduzir a expressão da proteína Bcl2. 
A apoptose pode ser ativada por diversos fatores, todavia há também a ativação por outras duas formas: por ligação de determinadas substâncias a receptores chamados de receptores de fator de necrose tumoral (via extrínseca) ou por via intrínseca. 
Existem no organismo duas vias de ativação da apoptose:
- Via extrínseca ou via citoplasmática: A via de ativação da apoptose extrínseca só é ativada quando determinadas substâncias se ligam aos chamados receptores de fator de necrose tumoral. Estes receptores de membrana possuem subunidades extracelulares e subunidades citoplasmáticas. As subunidades extracelulares do receptor recebem a substância responsável pela ligação no receptor, ao ocorrer a ligação, ocorre a ativação de um domínio citoplasmático. O domínio citoplasmático deste receptor recebe o nome de domínio de morte e a sua ativação promove o recrutamento de caspase 8 para aquela região da célula. A função da caspase 8 é ativar outra caspase chamada de caspase 3 que é imprescindível para o início de morte celular. Existem as caspases iniciadoras (iniciar a apoptose) e as caspases que prolongam a apoptose (manter a clivagem de substratos).
É preciso ativar as primeiras caspases para depois ocorrer uma cascata de caspases (como a cascata de coagulação). Ativa a caspase 3 que irá ativar outra caspase e assim ocorre a cascata de caspases para a apoptose.
- Via intrínseca ou via mitocondrial: A via de ativação da apoptose intrínseca só é ativada quando a célula possui uma alteração intra ou extra celular (aquelas já mencionadas: privação de fator de crescimento, privação de nutrientes, aumento de espécies reativas de oxigênio e outras). Nesta via intrínseca, a mitocôndria é bombardeada, ou seja, sofre diversas modificações. A primeira modificação com a mitocôndria na via intrínseca é a perda/alteração do seu potencial de membrana, assim, a mitocôndria perde a permeabilidade membranar. A segunda alteração é a passagem da água entre a membrana interna e a membrana externa para a matriz mitocondrial, fazendo com que a organela se torne mais túrgida e se rompendo mais facilmente. Portanto, a segunda alteração é o rompimento da membrana da mitocôndria por um excesso de águana matriz mitocondrial. A terceira alteração na mitocôndria é a formação de mega poros, ou seja, presença de poros na membrana da mitocôndria com capacidade de atravessar a membrana interna e a externa para facilitar a saída de citocromo c da mitocôndria. Esta saída de citocromo c para o citoplasma é responsável por formar os apoptossomos, formados pela junção de citocromo c com uma caspase 9 e uma proteína chama de APAF-1. A função do apoptossomo é ativar caspases como a caspase 3, caspase responsável por iniciar o processo de apoptose. Além disso, a mitocôndria perde a sua capacidade de síntese ATP, não tendo, assim, homeostasia devido à falta de energia por ATP, e aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio. As espécies reativas de oxigênio possuem duas funções na apoptose: oxidar biomoléculas e ativar caspase 3 e caspase 9. Sendo assim, quanto maior o dano mitocondrial, maior a capacidade de ativação das vias de sinalização de apoptose e, consequentemente, maior a morte celular.