Apoptose: Morte Celular Programada

Prévia do material em texto

• Tanto os mecanismos de produção e 
desenvolvimento, quanto os mecanismos de destruição 
celular são importantes para a homeostasia. 
• Em casos que uma célula apresenta um defeito ou 
foi infectada por um patógeno ou toxina, a morte 
celular ocorre em uma sequência de eventos 
programados, em que a célula se autodestrói e é 
fagocitada por outras células, o que consiste na 
apoptose. 
• Ao sofrer apoptose, uma célula condensa seu núcleo 
e citoplasma, há o colapso do citoesqueleto, formação 
de circunvoluções na membrana e a célula embora 
mantenha suas organelas intactas, se fragmenta, 
formando corpos apoptóticos. Esses corpos 
apoptóticos são engolfados por células vizinhas ou 
macrófagos. 
• Alguns mecanismos da própria célula permitem que 
ela sinalize às células vizinhas que está em colapso. Um 
exemplo disso é a exposição de fosfatidilserina. Esse 
fosfolipídeo, ordinariamente, está localizado apenas na 
folha interna da bicamada lipídica da membrana 
plasmática, mas se vira para a folha externa em células 
apoptóticas. 
• A apoptose pode ser causada por danos ao DNA, 
infecções virais e mau enovelamento proteico. Mas ela 
também atua como um controle de qualidade 
embrionário, fazendo com que estruturas anormais, de 
posicionamento inadequado, potencialmente perigosas, 
ou não funcionais desapareçam, como é o caso da 
cauda do girino quando a rã alcança a fase adulta. 
 
• Proteases intracelulares clivam sequências 
específicas em várias proteínas presentes na célula, 
emitindo a informações que levem à morte da célula e 
ao seu engolfamento. Assim, a apoptose é disparada. 
Essas proteases apresentam uma cisteína em seu sítio 
ativo e clivam suas proteínas-alvo em ácido aspártico, 
sendo chamadas de caspases. 
• Elas são divididas em capazes iniciadoras e efetoras. 
• As caspases iniciadoras existem como monômeros 
inativos no citosol, no entanto, ao receber os sinais 
apoptóticos, essas caspases formam dímeros que se 
autoclivam, resultando na ativação da protease 
• As caspases iniciadoras ativam as caspases 
efetoras, que existem, comumente, na forma de 
dímeros em inatividade. As caspases efetoras são 
ativadas quando uma iniciadora cliva seu domínio de 
protease, de forma que seu sítio se reorganize e ative. 
Ao serem ativadas, as caspases efetoras catalisam 
diversos eventos que vão culminar na morte da célula. 
 
• Existem 2 mecanismos de ativação para explicar 
como os eventos de morte ocorrem: a via extrínseca 
e a via intrínseca. 
• A via extrínseca é disparada por sinalização 
extracelular, através de receptores na superfície 
celular. Esses receptores são proteínas 
apoptose 
transmembrana, pertencentes a família do fator de 
necrose tumoral (TNF), que inclui um receptor próprio 
TNF e um receptor de morte Fas/CD95, que interage 
com Fas ligante (Fas L). 
• Quando ativado pela ligação do ligante Fas, os domínios 
de morte do receptor Faz L recruta de proteínas 
adaptadoras como a Fas-associated death domain 
(Fadd) que, por sua vez, recrutam pró-caspase-8, 
formando-se assim uma plataforma proteica que leva 
à aproximação de moléculas de pró-caspases 
iniciadoras, sua dimerização e ativação. Isso forma um 
complexo de sinalização indutor de morte (DISC). 
• No DISC, duas caspases-8 iniciadoras adjacentes 
interagem e clivam uma a outra para formar um 
dímero de protease ativo, que então se autocliva na 
região de ligação da protease ao domínio efetor de 
morte. Isso estabiliza e libera o dímero ativo da caspase 
no citosol. Assim, as caspases-8 ativadas clivam seus 
parceiros e então ativam caspases efetoras para 
induzir apoptose. 
 
 
 
• A morte celular também pode ser induzida por 
eventos ocorrentes dentro da célula, mais 
precisamente nas mitocôndrias, em resposta ao 
estresse, tal como o dano do DNA ou em resposta a 
sinais de desenvolvimento. 
• Ao ser liberado para o citosol, o citocromo C associa-
se a uma proteína adaptadora chamada de APAF-1 
(fator 1 de ativação da protease apoptótica). Sete 
proteínas Apaf1 ativadas formam um grande complexo 
na forma de um anel chamado apoptossoma. Cada 
proteína Apaf1 contém um domínio de recrutamento 
da caspase (CARD), que se ligam em domínios similares 
em múltiplas moléculas de pró-caspase-9, recrutando-
as para o apoptossoma e ativando-as. Essa associação 
forma um apoptossomo que recruta a caspase-9 e a 
ativa. Com as caspases 9 ativadas, elas ativam as 
caspases efetoras, como a caspase-3, que irá 
promover a via apoptótica. 
 
 
 
família bcl2 
• A via intrínseca da apoptose é firmemente regulada 
pela classe de reguladores intracelulares, a família de 
proteínas Bcl2, a fim de que células cometam suicídio 
apenas quando necessário. 
• Essa família age, principalmente, controlando a saída 
do citocromo C da mitocôndria para o citosol, bem como 
de outras proteínas mitocondriais intermembranas. 
• A família BCL2 pode ser classificada em dois grupos: 
de proteínas pró-apoptóticas e antiapoptóticas. Essas 
duas classes de proteínas podem se ligar umas às 
outras, formando heterodímeros, que irá gerar um 
balanço entre as atividades dessas duas classes 
funcionais de proteínas da família Bcl2, o que 
determina se células de mamíferos vivem ou morrem 
pela via intrínseca do apoptose. 
• As proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, incluindo 
a própria Bcl2 e BclXL, compartilham quatro domínios 
(BH1-4). As proteínas pró-apoptóticas da família Bcl2 
consistem em duas subfamílias – as proteínas 
efetoras da família Bcl2, sendo Bax e Bak as principais 
e as proteínas BH3-only. 
 
• As proteínas BH3-only fazem a mediação da inibição 
pró/antiapoptótica. Sendo a maior subclasse de 
proteínas da família Bcl2, a célula tanto as produz como 
as ativa em resposta a um estímulo apoptótico. 
• As BH3-only promovem a apoptose principalmente 
pela inibição de proteínas antiapoptóticas. Seus 
domínios BH3 ligam-se a uma fenda hidrofóbica longa 
nas proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas, 
neutralizando sua atividade. Uma vez que as proteínas 
da família Bcl2 antiapoptóticas inibem a apoptose 
principalmente pela ligação e inibição de proteínas da 
família Bcl2 pró-apoptóticas (Bax e Bak), impedindo sua 
oligomerização e, por conseguinte, impedindo a saída do 
citocromo C para o citosol; sua inibição permite o 
agregamento de Bax e Bak na superfície da 
mitocôndria, o qual dispara a liberação de citocromo C 
para o citosol, o que induze a apoptose. Algumas 
proteínas BH3-apenas podem ligar-se diretamente a 
Bax e Bak para ajudar a estimular sua agregação. 
 
• Similarmente, em resposta ao dano do DNA que não 
pode ser reparado, as proteínas p53 supressoras de 
tumor se acumulam e ativam a transcrição de genes 
que codificam proteínas BH3-only Puma e Noxa. Essas 
proteínas BH3-only disparam a via intrínseca, 
eliminando, desse modo, uma célula potencialmente 
perigosa, que, caso contrário, poderia se tornar 
cancerosa. 
 
A proteína BH3-only Bim tem localização subcelular 
regulada por sua fosforilação pela proteína quinase 
JNK, ativada em diversas situações de estresse celular. 
Uma vez fosforilada pela JNK, a proteína Bim se desliga 
do citoesqueleto e fica livre para se ligar às proteínas 
antiapoptóticas, o que favorece a ocorrência de 
apoptose. Todavia, a fosforilação de Bim por ERK 
sinaliza a degradação de Bim pelo sistema de ubiquitina-
proteassoma (UPS), favorecendo não só a proliferação 
celular como também a sobrevivência celular. 
• A expressão de genes que codificam as proteínas 
antiapoptóticas da família Bcl-2, como a Mcl-1, pode 
ser induzida por citocinas e fatores de crescimento. A 
expressão de vários membros da família Bcl-2 é 
regulada por micro-RNAs. A transcrição dos genes que 
codificam as proteínas NOXA e PUMA, proteínas BH3-
only, é ativada após estímulos pró-apoptóticos, tais 
como danos no DNA que ativam a proteína p53. Esse 
supressor de tumor, por sua vez, atua se ligando a 
sequências específicas nos genes de PUMA e NOXA, e 
elevando a expressãodessas proteínas pró-
apoptóticas. 
 
via intrínseca-extrínseca 
• Em alguns casos, a via apoptótica extrínseca recruta 
a via intrínseca para amplificar a cascata de caspase 
e propiciar a morte da célula. A conexão entre as duas 
vias é a proteína BH3-only Bid, que normalmente está 
inativa. 
• Em algumas células, quando receptores de morte 
ativam a via extrínseca, a caspase iniciadora (caspase-
8), cliva Bid, produzindo uma forma ativa de Bid que se 
transloca para a membrana externa mitocondrial. Lá, 
Bid inibe as proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, o 
que favorece a ação das proteínas pró-apoptóticas. 
Nesse momento, a via intrínseca é ativada, há a 
liberação do citocromo C e a via segue até resultar em 
morte. 
 
• Outros fatores podem levar a morte celular. O 
estresse de retículo endoplasmático, embora não 
caracterize a morte (podendo até favorecer a 
sobrevivência), afeta na vida celular. 
• A UPR é uma resposta adaptativa ativada pelo 
acúmulo de proteínas mal/não enoveladas no lúmen 
do RE, o que configura o estresse de RE. Assim, o 
estresse de RE, bem como a ativação da UPR podem 
levar às mortes celulares apoptótica e autofágica. 
• A ativação da UPR induz a transcrição do gene que 
codifica a proteína CHOP/GADD153. Essa proteína é 
um fator de transcrição que participa do controle da 
expressão de genes da família Bcl-2. É descrito que 
a proteína CHOP/ GADD153 bloqueia a transcrição do 
gene de Bcl-2 e aumenta a transcrição da proteína 
pró-apoptótica da subfamília BH3-only Bim. 
• Foi verificado experimentalmente que a proteína 
Bim superexpressa endereçada para o RE pode 
provocar a ativação de caspase-12 e o seguimento 
da via apoptótica.