Apoptose e Autofagia: Processos Celulares

Prévia do material em texto

Apoptose, ou morte celular programada, é um processo essencial para a manutenção do desenvolvimento dos seres vivos, sendo importante para eliminar células supérfluas ou defeituosas. Durante a apoptose, a célula sofre alterações morfológicas características desse tipo de morte celular. Tais alterações incluem a retração da célula, perda de aderência com a matriz extracelular e células vizinhas, condensação da cromatina, fragmentação internucleossômica do DNA e formação dos corpos apoptóticos. Muitas são as moléculas envolvidas no controle das vias de ativação da apoptose, dentre estas, as proteínas antiapoptóticas e pró-apoptóticas, além das caspases. Esse fenômeno biológico, além de desempenhar um papel importante no controle de diversos processos vitais, está associado a inúmeras doenças, como o câncer. A compreensão dos mecanismos apoptóticos permitiu o desenvolvimento de novas estratégias no tratamento do câncer. Tais estratégias são embasadas na indução da morte nas células tumorais e em uma maior resposta aos tratamentos com radiação e agentes citotóxicos.
Autofagia é um processo adaptativo conservado evolutivamente e controlado geneticamente. Ela ocorre em resposta a um estresse metabólico que resulta na degradação de componentes celulares8,9. Durante a autofagia, porções do citoplasma são encapsuladas por membrana, originando estruturas denominadas autofagossomos. Estes irão se fusionar com os lisossomos. A seguir, o conteúdo dos autofagossomos será degradado pelas hidrolases lisossomais10
Autofagia é o processo pelo qual a célula consegue digerir seu próprio conteúdo. Pesquisadores concluíram que a autofagia não induz à morte e seria um mecanismo de sobrevivência das células. Sua função é digerir os componentes celulares danificados, como se fosse uma usina de reciclagem.
A autofagia é acionada por estímulos externos. A célula começa a produzir proteínas que se ligam umas às outras até formar membranas chamadas de autofagossomos. A membrana envolve os componentes celulares a serem eliminados.
A autofagia tem um papel duplo: ajuda a sobreviver e a eliminar células de todo tipo, saudáveis ou tumorais. Estudos sobre esse mecanismo são cruciais para entender como prolongar a vida das células sadias e reduzir a das tumorais. 
Você sabia que as nossas células possuem a capacidade de autodigestão e que isso acontece o tempo todo? Esse foi o tema de pesquisas do vencedor do prêmio Nobel de Medicina de 2016, o biólogo japonês Yoshinori Ohsumi, professor do Instituto Tecnológico de Tóquio. Ele foi laureado por suas contribuições para a pesquisa sobre os mecanismos da autofagia - processo biológico em que as células digerem a si mesmas e se renovam, eliminando e reaproveitando proteínas. "Hoje ainda temos mais questões sobre a autofagia para esclarecer do que quando comecei", declarou o cientista à imprensa.
A palavra autofagia vem do grego e significa “comer a si mesmo”. O processo foi detectado pela primeira vez na década de 1960. Na época, pesquisadores observaram que as células do corpo são capazes de destruir determinados componentes internos por meio da produção de algumas proteínas. Mas até o início dos anos 1990, quase nada se sabia sobre esse processo, que ainda era visto como de pouca importância. 
A partir de 1988, Yoshinori Ohsumi começou a estudar as células de leveduras, organismos unicelulares usados na fabricação de pão, vinho e cerveja. O biólogo identificou a autofagia nesses organismos e mostrou que o mesmo sistema funcionava no corpo humano. Ele ainda descobriu 15 genes responsáveis pelo processo de autodestruição seletiva de componentes das células, o que levou a pesquisa sobre o tema para um novo patamar.
A partir dos genes, os especialistas conheceram quais são e como interagem as proteínas que levam adiante esse mecanismo de limpeza celular. Os resultados desses estudos mostraram que a autofagia é controlada pela produção em cascata de proteínas e complexos proteicos, cada um deles responsável pela regulação de um estágio específico. 
Em um modelo simples, a autofagia é acionada por estímulos internos ou externos: mudanças ambientais, substâncias químicas, causas patológicas (vírus, radiação), um defeito celular ou condições adversas, como a privação de alimentos.
Sob estímulo, as células entram em autofagia e começam a produzir proteínas que se ligam umas às outras até formar membranas chamadas autofagossomos. Essas membranas envolvem os componentes celulares a serem eliminados antes de causarem problemas. Em seguida, esse conteúdo é digerido por enzimas produzidas pelo lisossomo, organela que atuaria como um “compartimento de reciclagem”. Ao participar da linha de desmontagem celular, essas estruturas levam adiante a transformação de resíduos em matéria- prima para moléculas novas.
Mas por que existe esse mecanismo biológico? Inicialmente, os pesquisadores achavam que o ele seria apenas um tipo de morte celular, semelhante ao mecanismo da apoptose (a morte celular geneticamente programada). Com as descobertas, concluíram que a autofagia não induz à morte, mas à sobrevivência e resistência das células, o que passou a ser considerado como um artifício bastante sofisticado dos organismos.
Agora se sabe que a autofagia é essencial para o funcionamento adequado das células. Trata-se de uma função na qual podem destruir toxinas e organismos invasores e prevenir o surgimento de muitas doenças.
A função também é acionada em situações de escassez, como a fome, na qual a célula pode reaproveitar o máximo de nutrientes possíveis, o que regula o metabolismo do corpo e aumenta as chances de sobrevivência.
Como pode ser acelerada ou retardada, a autofagia tornou-se uma estratégia nova para combater doenças e prolongar a vida das células sadias. No campo da medicina, a autofagia abriu perspectivas de novas aplicações para medicamentos, principalmente nos estudos sobre o câncer.
A possibilidade de regular a autofagia a partir de estímulos muito bem definidos é promissora. Cientistas poderão aumentar a eficiência de substâncias químicas que atuam como remédios, no combate a diversos tipos de tumores e doenças.
Um composto químico, por exemplo, pode estimular a produção de proteínas e acionar os processos que levam à morte da célula de um tumor. Em um estudo publicado em 2008 na revista PNAS, pesquisadores italianos mostraram que o lítio poderia acionar a autofagia e adiar a progressão da esclerose lateral amiotrófica, uma doença neurodegenerativa.
Um estudo da Universidade de Cambridge também revelou que o uso do lítio combinado com o composto rapamicina combate a doença de Huntington, responsável pela perda contínua da funcionalidade dos neurônios. Os resultados sugerem que a autofagia remove proteínas malformadas que atrapalham o funcionamento de células nervosas.
No entanto, a autofagia tem um papel duplo: é capaz de eliminar as células normais e também as tumorais. A falha no processo, a degradação excessiva ou as mutações dos genes da autofagia, podem fazer com que a célula não consiga se livrar de partes defeituosas ou elimine partes saudáveis.
A lesão tecidual que resulta da autofagia defeituosa causa inflamação, infecções e favorece o aparecimento de um tumor. Em casos de desequilíbrios no processo, medicamentos também podem fazer o inverso: bloquear ou inibir a autofagia e abrir caminho para a ação de remédios antitumorais, evitando a lesão de células normais. O desafio é encontrar não apenas o remédio certo, mas a dosagem certa.
Entender o processo de autofagia e como ele pode ser acelerado ou retardado pode contribuir para novas pesquisas e tratamentos de doenças degenerativas, como o Parkinson, o Alzheimer e a diabetes.
Vias de Ativação da Apoptose Diversos são os fatores que podem desencadear a apoptose, entre eles: ligação de moléculas a receptores de membrana, agentes quimioterápicos, radiação ionizante, danos no DNA, choque térmico, deprivação de fatores de crescimento, baixa quantidade de nutrientes e níveis aumentados de espécies reativas do oxigênio 3 . A ativação da apoptosepode ser iniciada de duas diferentes maneiras: pela via extrínseca (citoplasmática) ou pela via intrínseca (mitocondrial