Apoptose e alterações teciduais que predispõem neoplasias

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Tutoria 2 – Morte celular e alterações teciduais.
· Introdução
· Crescimento, desenvolvimento e manutenção dependem tanto da produção de células quanto de mecanismos que a destroem. Manitenção no tamanho do tecido requer que células morram na mesma taxa que são produzidas. NO processo embrionário, tamanho e forma dos memebros dependem de padrões cuidadosamente orquestrados de morte celular. Céls tmb morrem quando se tornam infectadas ou danificadas – forma de assegurar que sejam removidas antes de ameaçarem a saúde. A morte celular nao é um processo aleatório. Na amaioria dos casoso essa morte celular programada ocorre por apoptose.
· Cels que morrem por apoptose sofrem modificações características. Se encolhem e condensam, citoesqueleto colápsa, envelope nuclear se desfaz, cromatina nuclear se condensa e se quebra em fragmentos. Superfície da cel normalmente se abaula para o exterior e se a cel for grande ela se rompre em fragmentos fechados por uma membrana (corpos apoptóticos). Superfície das cels e dos corpos apoptóticos tornam-se quimicamente alterados e saõ rapidamente engolfados por cels vizinhas ou macrófagos antes de ela liberar seus conteúdos. Assim, as cls morrem de forma ordenada e saõ rapidamente eliminadas sem causar resposta inflamatória prejudicial.
· Células animais que morrem em resposta a dano agudo, como trauma ou falta de suprimento sanguineo, normalmente morrem por necrose celular. Células necrosadas se expandem e explodem, liberando seus conteúdos sobre as células adjacentes e provaocando inflamações. Em muitos casos é causado por depleção energética que leva a defeitos metabolicos e perda de gradientes iônicos que normalmente ocorrem através da membrana celular. Necroptose, forma de necrose, é uma forma de morte celular programada disparada por um sinal regulador específico de outras cels –estamos apensa começando a entender esse processo.
· Apoptose elimina células indesejadas
	Para que serve a morte massiva de células? Em certos casos a resposta é clara. Morte celular ajuda a esculpir mãos e pés durante o desenvolvimento mebironário. Eles começam como estruturas em forma de pá, od=s dedos se separam apenas quando ass células entre eles morrem. Em outros casoso as cels morrem quando as estruturas formadas por elas não são mais necessárias. Apoptose também serve como um controle de qualidade para o desenvlvimento, eliminando cels anormais, posicionadas de forma incorreta, não funcionais ou potencialmente perigosas, além de elimarem linfócitos após uma infecção.
	Em tec adulto que não esteja crescendo nem condensando, a morte celular e divisão celular são firmemente reguladas. Ex: se parte do fígado de rato é removida ela prolifera até compensar a perda, ao contrário, se o fígado aumenta muito de tamanho (como quando é tratado com fenobarbital – utilizado como medicamento anticonvulsivante e sedativo – que estimula a divisão de cels hepáticas) a apoptose aumenta até que ele volte para o tamanho normal, geralmente dentro de uma semana. O fígado é mantido do mesmo tamanho por meio de mecanismos de morte e proliferação celular que são em grande parte desconhecidos.
· A apoptose depende de uma cascata proteolítica intracelular mediada por caspases
Apoptose é disparada por membros de uma família de proteases intracelulares especializadas, que clivam sequências específicas em numerosas proteínas dentro da célula, proporcionando mudanças que levam à morte e ao engolfamento. Essas proteases têm uma cisteína no seu sítio ativo e clivam suas proteínas-alvo em ácidos aspárticos específicos; são chamadas de caspases e são sintetizadas na célula como precursores inativos e ativadas apenas durante a apoptose. Existem 2 principais classes apoptóticas: caspases inciadoras e caspases executoras. 
Ativação da caspase durante a apoptose. Caspase iniciadora contém domínio de protease na sua região carboxiterminal e um pequeno domínio de interação com uma proteína perto do seu aminoterminal. Os sinais apoptóticos disparam um conjunto de proteínas adaptadoras, carregando múltiplos sítios de ligação para o domínio aminoterminal da caspase. Uma vez que as proteínas adaptadoras tenham se ligado, as caspases iniciadoras dimerizam e são, desse modo, ativadas, levando à clivagem de um sítio específico nos seus domínios de protease. Cada domínio de protease é assim rearranjado em uma subunidade maior e uma menor. Em alguns casos, o domínio de ligação ao adaptador da caspase iniciadora é também clivado. As caspases executoras são inicialmente formadas como dímeros inativos. Após a clivagem em um sítio do domínio da protease por uma caspase iniciadora, o dímero de caspase executora sofre uma mudança conformacional que o ativa. Então, a caspase executora cliva uma variedade de proteínas chave, levando à morte controlada da célula.
Caspases iniciadoras (CI) iniciam o processo apoptótico. Normalmente existem como monômeros solúveis e inativos no citosol. Um sinal
apoptótico dispara a montagem de grandes plataformas proteicas que congregam múltiplas caspases iniciadoras em grandes complexos, dentro dos quais, pares de caspases se associam para formar dímeros, resultando na ativação da protease. Cada caspase no dímero cliva seu parceiro em um sítio específico no domínio de protease, o que estabiliza o complexo ativo e é requerido para o funcionamento apropriado da enzima na célula. Principal função das CI é ativar as caspases executoras (CE), que normalmente existem como dímeros inativos. CE clivadas por CI no sítio no domínio da protease, tem o sítio ativo rearranjado de uma conformação inativa para uma ativa. Um complexo de CI pode ativar muitas CE, resultando em uma amplificação da cascata proteolítica. Uma vez ativada, CE catalisam os diversos eventos de clivagem de proteínas que matam a célula. Houve identificação de mais de 1.000 proteínas que são clivadas por caspases durante a apoptose. Apenas algumas têm sido estudadas em detalhe. Estas incluem as laminas nucleares, cuja clivagem provoca a degradação irreversível da lâmina nuclear. Outro alvo é uma proteína que normalmente detém uma endonuclease que degrada DNA em uma forma inativa; sua clivagem libera a endonuclease para fragmentar o DNA no núcleo da célula. Outras proteínas-alvo incluem componentes do citoesqueleto e proteínas de adesão célula-célula que ligam as células às suas vizinhas; a clivagem dessas proteínas ajuda a célula apoptótica a arredondar-se e desligar-se das suas vizinhas, tornando mais fácil para uma célula vizinha engolfá-la, ou, no caso de uma célula epitelial, para a célula vizinha retirar a célula apoptótica da camada celular. 
A cascata da caspase é destrutiva, autoamplificável, e irreversível; quando a célula começa a via para a destruição, ela não pode voltar atrás. Os dois mecanismos de ativação mais bem entendidos em células de mamíferos são chamados
de via extrínseca e via intrínseca ou mitocondrial. Cada uma usa a sua própria caspase iniciadora e sistema de ativação
Fragmentação do DNA durante a apoptose. (A) Em céls saudáveis, endonuclease CAD se associa com seu inibidor, iCAD. A ativação de caspases executoras na célula leva à clivagem de iCAD, que libera a nuclease.
CAD ativada corta o DNA cromossômico entre nucleossomos, resultando na produção de fragmentos de DNA que formam um padrão em escada (ladder) na eletroforese em gel.
(B) Linfócitos de timo de camundongo foram tratados com anticorpo contra o receptor de morte Fas, de superfície celular, induzindo as células a entrarem em apoptose. O DNA foi extraído nos tempos indicados e os fragmentos foramseparados por tamanho por eletroforese em gel de agarose e corados com brometo de etídio. Como as clivagens ocorrem nas regiões de ligação entre os nucleossomos, fragmentos se separam em um padrão característico de escada no gel. Na eletroforese em gel, pequenas moléculas são mais amplamente separadas na parte de baixo do gel, dessa forma a remoção de um único nucleossomo tem um enorme efeito aparente na sua mobilidade em gel.
(C) Núcleos apoptóticos podem serdetectados usando uma técnica que adiciona uma marca fluorescente nas extremidades do DNA. Na imagem, essa técnica foi usada em um corte de tecido de um broto de perna de pinto em desenvolvimento; esse corte transversal através da pele e do tecido subjacente é de uma região entre dois dígitos em desenvolvimento. O procedimento é chamado de TUNEL (TdT-mediated dUTP nick end labeling), porque a enzima desoxinucleotidiltransferase terminal (TdT) adiciona cadeias do desoxinucleotídeo (dUTP) marcado à terminação 3’-OH do fragmento de DNA. A presença de um grande número de fragmentos de DNA resulta, dessa forma, em pontos fluorescentes brilhantes em células apoptóticas.
· Receptores de morte na superfície celular ativam a via extrínseca da apoptose
Ligação de proteínas de sinalização extracelular a receptores de morte na superfície celular dispara a via extrínseca da apoptose. Os receptores de morte são proteínas transmembrana contendo um domínio extracelular de ligação ao ligante, um domínio transmembrana único e um domínio de morte intracelular, o qual é requerido pelos receptores para ativar o programa apoptótico. Os receptores são homotrímeros e pertencem à família de receptores do fator de necrose tumoral (TNF, tumor necrosis factor), o qual inclui um receptor para o próprio TNF e o receptor de morte Fas. Os ligantes que ativam os receptores de morte também são homotrímeros; eles são estruturalmente relacionados e pertencem à família TNF de proteínas sinalizadoras.
EX: a ativação de Fas na superfície da célula-alvo pelo ligante Fas na superfície de um linfócito (citotóxico) matador. Quando ativado pela ligação do ligante Fas, domínios de morte na cauda citosólica dos receptores de morte Fas, ligam-se a proteínas adaptadoras intracelulares, que, por sua vez, ligam caspases iniciadoras (caspase-8 principalmente), formando um complexo de sinalização indutor de morte (DISC). Uma vez dimerizada e ativada em DISC, as caspases iniciadoras clivam seus parceiros e então ativam caspases executoras a jusante (downstream) para induzir apoptose. Em algumas células a via extrínseca recruta a via apoptótica intrínseca para amplificar a cascata da caspase e matar a célula. Muitas células produzem proteínas inibidoras que agem para controlar a via extrínseca (Ex: produzem a proteína FLIP que se assemelha à caspase iniciadora mas não possui atividade de protease, porque falta a cisteína-chave no seu sítio ativo. FLIP dimeriza-se com caspase-8 no complexo DISC; embora a caspase-8 pareça ser ativa nesses heterodímeros, ela não é clivada no sítio requerido para sua ativação estável e o sinal apoptótico é bloqueado. Tais mecanismos inibidores ajudam a prevenir a ativação inapropriada da via extrínseca da apoptose.
· A via intrínseca da apoptose depende da mitocôndria
Céls podem ativar programas de apoptose de dentro da célula, frequentemente em resposta ao estresse, como o dano do DNA ou resposta a sinais de desenvolvimento. Tais respostas são governadas por vias apoptóticas intrínsecas ou mitocondriais – dependem da liberação de proteínas mitocondriais no citosol, que normalmente residem no espaço intermembrana dessas organelas. Quando liberadas, ativam a cascata proteolítica de caspases no citoplasma, levando à apoptose.
Proteína-chave na via intrínseca é o citocromo c, componente solúvel em água da cadeia transportadora de elétrons. Quando liberada no citosol, assume nova função: liga-se a uma proteína adaptadora chamada Apaf1 (fator 1 de ativação da protease apoptótica), promovendo a oligomerização de Apaf1 em heptâmero tipo roda, o apoptossomo. Apaf1 no apoptossomo recrutam proteínas caspase-9 inciadoras (acredita-se serem ativadas pela proximidade no apoptossomo, como caspase-8 é ativada em DISC. Caspases-9 ativadas ativam caspases executoras para induzir apoptose.
· Proteínas Bcl2 regulam a via intrínseca da apoptose
Via intrínseca é firmemente regulada para assegurar que céls cometam suicídio só quando apropriado. Principal classe de reguladores intracelulares é a família de proteínas Bcl2; a proteína Bcl2 humana pode suprimir a apoptose quando expressa em vermes Caenorhabditis elegans. Proteínas da família Bcl2 de mamíferos regulam a via intrínseca, principalmente controlando a liberação, no citosol, de citocromo c e de outras proteínas mitocondriais intermembrana. Algumas proteínas da família Bcl2 são pro-apoptóticas e promovem a apoptose através do aumento da libertação, ao passo que outras são antiapoptóticas e inibem a apoptose através do bloqueio da libertação. As proteínas pró- -apoptóticas e antiapoptóticas podem se ligar umas às outras em várias combinações para formar heterodímeros, nos quais as duas proteínas inibem as funções umas das outras. O balanço entre as atividades dessas duas classes funcionais de proteínas da família Bcl2 determina se células de mamíferos vivem ou morrem pela via intrínseca.
Proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, incluindo a própria Bcl2 e BclXL, compartilham quatro domínios (BH1-4) homólogos (BH) característicos de Bcl2. As proteínas pró-apoptóticas da família Bcl2 consistem em duas subfamílias – as proteínas efetoras da família Bcl2 e as proteínas BH3-apenas. As proteínas efetoras principais são Bax e Bak, que são estruturalmente
similares a Bcl2 sem o domínio BH4. As proteínas BH3–apenas compartilham homologia de sequência com Bcl2 somente no domínio BH3.
Quando a via intrínseca é disparada, proteínas efetoras Bcl2 pró-apoptóticas tornam-se ativadas, se agregam para formar oligômeros na membrana externa da mitocôndria e induzem liberação do citocromo c e outras proteínas intermembranas (mecanismo desconhecido). Bax e Bak são as principais proteínas efetoras da família Bcl2, e ao menos uma delas é necessária para a via intrínseca funcionar: as céls de camundongo mutantes sem elas são resistentes a todos os sinais pró-apoptóticos que ativam essa via. Enquanto Bak está ligada à membrana externa mitocondrial, mesmo na ausência de sinal apoptótico, Bax está principalmente localizada no citosol e se transloca para a mitocôndria apenas depois que um sinal apoptótico a ativa. Ativação delas geralmente depende de proteínas pró-apoptóticas BH3-apenas. 
Proteínas da Bcl2 antiapoptóticas, como Bcl2 e BclXL, também estão na superfície citosólica da membrana mitocondrial externa e ajudam a impedir liberação inapropriada de proteínas intermembrana. Proteínas Bcl2 antiapoptóticas inibem apoptose principalmente pela ligação e inibição de proteínas da família Bcl2 pró-apoptóticas tanto na membrana mitocondrial como no citosol. Na membrana mitocondrial externa elas ligam-se a Bak e impedem a oligomerização, inibindo a liberação de citocromo c e outras proteínas intermembranas. Existem ao menos cinco proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas, e cada célula requer ao menos uma para sobreviver. Mas, um número dessas proteínas deve ser inibido para que a via intrínseca induza apoptose; as proteínas BH3-apenas fazem a mediação da inibição. Essas são a maior subclasse de proteínas Bcl2 promoverem a apoptose principalmente pela inibição de proteínas antiapoptóticas. Domínios BH3 ligam-se a uma fenda hidrofóbica longa nas proteínas Bcl2 antiapoptóticas, neutralizando-as. Ligação e inibição permitem agregamento de Bax e Bak na superfície da mitocôndria, que dispara a liberação de proteínas mitocondriais intermembranas que induzem a apoptose Algumas BH3-apenas podem ligar-se diretamente a Bax e Bak para ajudar a estimular sua agregação.
Proteínas BH3-apenas proporcionam a ligação crucial entre estímulos apoptóticos e a via intrínseca, com diferentes estímulos ativando diferentes proteínas BH3-apenas. Alguns sinais de sobrevivência extracelulares, por exemplo, impedem a apoptose pela inibição da síntese ou atividade de certas proteínas BH3-apenas. 
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-apenas Puma e Noxa. Essas proteínas BH3-apenasdisparam a via intrínseca, eliminando uma célula potencialmente perigosa. Em algumas células, a via apoptótica extrínseca recruta a via intrínseca para amplificar a cascata de caspase para matar a célula. A proteína BH3-apenas Bid é a conexão entre as duas vias e está normalmente inativa. Mas, quando receptores de morte ativam a via extrínseca em algumas células, a caspase iniciadora, caspase-8, cliva Bid, produzindo uma forma ativa que se transloca para a membrana externa mitocondrial e inibe proteínas antiapoptóticas Bcl2, amplificando o sinal de morte.
· IAPs ajudam no controle das caspases
Pela ativação da cascata de caspases causar morte certa, as células empregam múltiplos mecanismos para assegurar que essas proteases sejam ativadas apenas quando necessário. Uma linha de defesa é fornecida por uma família de proteínas chamadas inibidores de apoptose (IAPs). Todas IAPs têm um ou mais domínios BIR (repetições IAP de baculovírus, de baculovirus IAP repeat), que permitem a elas ligarem-se e inibirem caspases ativadas. Algumas IAPs também fazem a poliubiquitinação das caspases, marcando as caspases para destruição por proteassomos. Assim, IAPs estabelecem um limiar inibidor que caspases devem cruzar para disparar a apoptose.
Ao menos na Drosophila, o balanço entre IAPs e anti-IAPs é firmemente regulado, sendo crucial para o controle da apoptose. O papel das proteínas IAP e anti-IAP na apoptose é menos claro. As anti-IAPs são liberadas do espaço intermembrana mitocondrial quando a via intrínseca da apoptose
é ativada, bloqueando IAPs no citosol e, dessa maneira, promovendo a apoptose. Contudo, camundongos parecem se desenvolver normalmente caso percam a principal IAP de mamíferos (chamado XIAP) ou as duas anti-IAPs de mamíferos conhecidas (chamadas de Smac/Diablo e Omi). Aparentemente, o firme controle da atividade da caspase é feito por distintos mecanismos em diferentes animais.
· Fatores de sobrevivência extracelulares inibem a apoptose de vários modos
Algumas moléculas de sinalização extracelular estimulam a apoptose, enquanto outras a inibem. Proteínas-sinal como ligante Fas ativam receptores de morte e disparam a via extrínseca da apoptose. Enfocamos moléculas de sinalização extracelular que inibem a apoptose, que, juntas, são chamadas de fatores de sobrevivência. 
Muitas céls animais requerem sinalização contínua de outras céls para evitar a apoptose. Essa combinação aparentemente ajuda a assegurar que céls sobrevivam apenas quando e onde são necessárias. As células nervosas, por exemplo, são produzidas em excesso no desenvolvimento do sistema nervoso e então competem por quantidades limitadas de fatores de sobrevivência que são secretados pelas células-alvo às quais elas normalmente se conectam. As céls nervosas que recebem sinais de sobrevivência suficientes vivem, enquanto as outras morrem. O número de neurônios sobreviventes é automaticamente ajustado, sendo apropriado para o número de células-alvo conectadas. Uma competição similar por quantidades limitadas de fatores de sobrevivência produzidos por células vizinhas é conhecida por controlar o número celular em outros tecidos durante o desenvolvimento e a idade adulta. 
Fatores de sobrevivência geralmente se ligam a receptores da superfície celular, que ativam vias de sinalização intracelulares que suprimem o programa apoptótico, frequentemente por meio da regulação de proteínas da família Bcl2. Alguns fatores de sobrevivência estimulam a síntese de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, como a própria Bcl2 ou BclXL. Outros agem por inibição
da função de proteínas pró-apoptóticas BH3-apenas, como Bad. Alguns neurônios em desenvolvimento usam uma abordagem alternativa engenhosa: receptores de fatores de sobrevivência
estimulam apoptose – por um mecanismo desconhecido – quando não estão ocupados e, então, param de promover a morte quando fatores de sobrevivência estão ligados. O resultado em todos esses casos é o mesmo: a sobrevivência celular depende da ligação do fator de sobrevivência.
· Fagócitos removem células apoptóticas
Célula apoptótica e seus fragmentos não se rompem e liberam seus conteúdos, mas permanecem intactas para serem eficientemente fagocitadas por céls vizinhas, não deixando traços e, portanto, sem disparar nenhuma resposta inflamatória. Esse processo de engolfamento depende de modificações químicas na superfície das células apoptóticas, que disparam sinais de recrutamento de células fagocíticas. Uma modificação especialmente importante ocorre na distribuição de fosfolipídeos fosfatidilserina carregados negativamente na superfície celular. Esse fosfolipídeo normalmente está localizado exclusivamente na folha interna da bicamada lipídica da membrana plasmática, mas ele vira para a folha externa em células apoptóticas. O mecanismo subjacente é pobremente entendido, mas a exposição externa da fosfatidilserina provavelmente depende da clivagem pela caspase de algumas proteínas envolvidas na distribuição de fosfolipídeos na membrana.
Uma variedade de proteínas “de ponte” solúveis interagem com fosfatidilserinas expostas
em células apoptóticas. Essas proteínas de ponte também interagem com receptores específicos na superfície de células da vizinhança ou macrófagos, disparando modificações do citoesqueleto e outras mais que iniciam o processo de engolfamento. Os macrófagos não fagocitam células saudáveis no animal – apesar do fato de células saudáveis normalmente exporem algumas fosfatidilserinas na sua superfície. As células saudáveis expressam proteínas-sinal na sua superfície, as quais interagem com receptores inibitórios nos macrófagos que bloqueiam a fagocitose. Assim, além de expressar sinais na superfície celular, tal como as fosfatidilserinas que estimulam a fagocitose, células apoptóticas devem perder ou inativar o sinal de “não me coma” que bloqueia a fagocitose.
· Apoptose excessiva ou insuficiente pode contribuir para doenças
Existem muitas doenças humanas nas quais o número excessivo de células que entram em apoptose contribuem para o dano no tecido. Dentre os exemplos mais dramáticos estão os ataques do coração e derrames. Nessas condições agudas, muitas células morrem por necrose como resultado de isquemia (suprimento inadequado de sangue), mas algumas das células menos afetadas morrem por apoptose. Espera-se que, no futuro, drogas que bloqueiam a apoptose – como inibidores específicos de caspases – mostrem sua utilidade poupando tais células. Nas mutações em camundongos e humanos que inativam genes que codificam o receptor de morte Fas ou o ligante Fas, impedem a morte normal de alguns linfócitos, causando o acúmulo excessivo dessas células no baço e nas glândulas linfáticas, o que pode levar à doença autoimune. 
Apoptose diminuída faz importante contribuição a tumores, visto que as céls de câncer frequentemente regulam o programa apoptótico anormalmente. O gene Bcl2 foi identificado em uma forma comum de linfócitos de câncer em humanos, onde uma translocação cromossômica causa uma produção excessiva da proteína Bcl2 recebeu seu nome desse linfoma de célula B. Alto nível da proteína Bcl2 em linfócitos que carregam a translocação promove o desenvolvimento de câncer pela inibição da apoptose, prolongando a sobrevivência de linfócitos e aumentando o seu número; isso diminui a sensibilidade dessas céls a fármacos anticâncer, que funcionem levando as céls de câncer a apoptose. O gene que codifica a proteína supressora de tumor p53 é mutado em cerca de 50% dos cânceres humanos, sendo que isso não promove mais a apoptose ou a parada do ciclo celular em resposta ao dano no DNA. A falta da função de p53 permite que a célula cancerosa sobreviva e prolifere mesmo quando seu DNA está danificado. Como muitos fármacos anticâncer induzem a apoptose (e a parada do ciclo celular) por um mecanismo dependente de p53, a perda da função de p53 também produz céls de câncer menos sensíveis aos fármacos. Se a diminuição da apoptose contribui para muitos cânceres, então se poderia tratar esses cânceres com drogasque estimulam a apoptose, pensamento que levou ao desenvolvimento de pequenos produtos químicos que interferem na função de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, tais como Bcl2 e BclXL. Esses agentes químicos ligam-se com alta afinidade à fenda hidrofóbica de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, bloqueando sua função, usando essencialmente a mesma via que proteínas BH3-apenas. A via intrínseca da apoptose é estimulada, o que em certos tumores aumenta a quantidade de células mortas.
· Resumo
As células animais podem ativar um programa de morte celular e matar a si próprias em uma via controlada quando são irreversivelmente danificadas, não mais necessárias ou
são uma ameaça para o organismo. Em muitos casos, essas mortes ocorrem por apoptose: a células se contraem, condensam-se, frequentemente se fragmentam, e células vizinhas ou macrófagos rapidamente fagocitam essas células ou fragmentos antes do vazamento do conteúdo citoplasmático. A apoptose é mediada por enzimas proteolíticas chamadas caspases, que clivam proteínas intracelulares específicas para ajudar a matar a célula. Ascaspases estão presentes em todas as células animais nucleadas como precursores inativos. As caspases iniciadoras são ativadas quando trazidas em proximidade a complexos de ativação: uma vez ativadas, elas clivam e, assim, ativam caspases executoras subsequentes na cascata, que então clivam várias proteínas-alvo na célula, produzindo e amplificando irreversivelmente a cascata proteolítica. As células usam ao menos duas vias distintas para ativar caspases iniciadoras e disparar a cascata de caspase levando à apoptose: a via extrínseca é ativada pela ligação de ligantes extracelulares a receptores de morte na superfície celular; a via intrínseca é ativada por sinais intracelulares gerados quando as células são estressadas. Cada via usa suas próprias caspases iniciadoras, que são ativadas em complexos de ativação distintos: na via extrínseca, os receptores de morte recrutam caspase-8 via proteínas adaptadoras para formar DISC; na via intrínseca, o citocromo c liberado do espaço intermembrana de mitocôndrias, ativa Apaf1 que se agrupa em apoptossomas e recruta e ativa caspase-9. As proteínas intracelulares da família Bcl2 e as proteínas IAPs regulam firmemente o programa apoptótico para assegurar que células cometam suicídio apenas quando isso beneficiar o animal. Tanto as proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas quanto as pró-apoptóticas regulam a via intrínseca controlando a liberação de proteínas intermembranas mitocondriais, enquanto as proteínas IAP inibem caspases ativadas e promovem sua degradação.
· Alterações Teciduais
As células se reproduzem por divisão celular e organizam-se em tecidos que colaboram entre si. Essencialmente, todas as células das linhagens somáticas estão destinadas a morrer, e sua existência é dedicada a manter as células germinativas (as com chance de sobrevivência), contribuindo para a propagação de seus próprios genes, visto que o genoma das células somáticas é o mesmo das células germinativas. 
Para coordenarem seu comportamento, as células enviam, recebem e interpretam um conjunto de sinais que servem como controle social, que dita a cada uma como devem atuar. Assim, cada célula se comportaria de um modo socialmente correto, repousando, dividindo-se, diferenciando-se ou morrendo, quando necessário, para o bem-estar do organismo, o qual sofre mutações que podem romper o controle social, ou selecionar certa vantagem de uma célula, possibilitando que ela cresça, divida-se mais vigorosamente e sobreviva mais facilmente que outras células, “fundando” um clone mutante que passe a crescer fora do contexto. Com o tempo, os ciclos repetidos de mutação, de competição e de seleção natural, operando dentro de uma população de células somáticas, podem evoluir de uma situação não muito boa para uma pior, como o câncer: uma doença na qual um clone individual mutado passa a prosperar às custas das células vizinhas e, por fim, os descendentes de tal clone levam à completa destruição da sociedade celular.
As células cancerosas são definidas por duas propriedades hereditárias:
· Reproduzem-se desobedecendo os limites normais da divisão celular;
· Invadem e colonizam regiões normalmente destinadas a outras células.
Uma célula anormal que cresce (aumenta de massa) e prolifera (divide-se) fora de controle dará origem a um tumor = neoplasia/neoplasma (crescimento novo). Entretanto, desde que as células neoplásicas não se tornem invasivas, o tumor é considerado benigno. Normalmente, neste estágio, é possível haver remissão completa pela destruição ou remoção cirúrgica da massa tecidual localizada. Um tumor é considerado um câncer apenas se for maligno, ou seja, se suas células tiverem adquirido a capacidade de invadir tecidos adjacentes. A invasividade é uma característica das células cancerosas que permite à célula maligna se desprender do tecido, penetrar na corrente sanguínea ou nos vasos linfáticos, e formar tumores secundários = metástases, em outros locais do corpo. Quanto mais um tumor se dispersar, mais difícil será erradicá-lo e, em geral, são as metástases que matam o paciente. Toda a população de células neoplásicas dentro de um tumor individual surge de uma única célula que sofreu alterações genéticas e, portanto, se diz que os tumores são clonais.
Todos os tumores, benignos e malignos, apresentam dois componentes básicos: células neoplásicas clonais que constituem seu parênquima, e estroma reativo feito de TC, vasos sanguíneos e quantidade variável de macrófagos e linfócitos. Apesar de as células neoplásicas determinarem em grande parte o comportamento de um tumor e suas consequências patológicas, seu crescimento e evolução são criticamente dependentes do seu estroma. Em alguns casos, o suporte estromal é escasso e então o neoplasma é mole e carnoso. Em outros, as células do parênquima estimulam a formação de um estroma colagenoso abundante, referido como desmoplasia (alguns CA de mama).
Os cânceres são classificados de acordo com os tecidos e os tipos celulares dos quais eles derivam (e possuem muitas subdivisões de acordo com os tipos específicos de células, a localização no corpo e a aparência microscópica do tumor):
· Carcinomas: cânceres derivados de células epiteliais ou de tecido endo/ectodérmico; tipo mais comum em humanos (80%), devido a uma maior proliferação epitelial em adultos, ou então porque os tecidos epiteliais são mais expostos a danos causados por agentes físicos e químicos, o que favorece o desenvolvimento do câncer; pulmão, mama, colo e próstata. 
A hiperplasia (aumento benigno de um tecido devido à multiplicação das células que o compõem) pode ser uma resposta fisiológica normal em algumas situações, como a que ocorre no revestimento do útero em resposta a estrogênios antes da fase ovulatória do ciclo menstrual. Ela também pode ser um achado patológico e estar associada com a predisposição de progredir para carcinoma invasivo. Em tais exemplos de hiperplasia, geralmente há distúrbios de maturação acompanhantes que podem ser reconhecíveis por exame microscópico. Essas alterações são denominadas displasia, hiperplasia atípica ou metaplasia, dependendo do tipo de epitélio em que são observadas.
· Sarcomas: tumores derivados do tecido conectivo (predominantemente), de células musculares ou de tecidos mesodérmicos (células mesenquimais)
· Leucemias e linfomas: origem mesenquimal; derivados de células da linhagem branca ou de suas precursoras (células hematopoiéticas)
· Cânceres derivados de células do sistema nervoso
Da mesma forma, existem nomes apropriados para os tumores benignos:
· Adenoma: tumor epitelial benigno com estrutura do tipo glandular (o maligno correspondente seria o adenocarcinoma)
· Condroma: tumor benigno do tecido cartilaginoso (o maligno correspondente seria o condriossarcoma)
· Fibroma: tumor benigno que surge nos tecidos fibrosos
A transformação maligna, por definição, resulta em comportamento celular anormal. Células tumorais que retiveram muitas desuas funções teciduais especializadas e que têm aparência muito similar à de suas congêneres celulares normais são identificadas como bem-diferenciadas (tumores benignos). Ao contrário, células tumorais que perderam muito de suas funções e que têm pouca semelhança com suas congêneres normais são identificadas como maldiferenciadas, as quais podem ter sua ancestralidade reconhecida por características mais primitivas. 
O termo “diferenciação” refere-se à extensão com que as células do parênquima neoplásico lembram as células parenquimatosas normais correspondentes, tanto morfológica quanto funcionalmente, a falta de diferenciação é denominada anaplasia. 
A metaplasia é definida como a substituição de um tipo celular por outro tipo celular. A metaplasia quase sempre é encontrada em associação com os processos de dano, reparo e regeneração teciduais. Frequentemente, o tipo celular que está fazendo a substituição é mais adaptado à alteração do ambiente. Por exemplo, o refluxo gastroesofágico danifica o epitélio escamoso do esofâgo, levando à sua substituição por epitélio glandular (gástrico ou intestinal), mais adaptado ao ambiente ácido.
O termo displasia literalmente significa crescimento desordenado. A displasia com frequência ocorre no epitélio metaplásico, mas nem todo epitélio metaplásico também é displásico. A displasia pode ser encontrada principalmente em epitélios, e é caracterizada por uma constelação de alterações que incluem a perda da uniformidade das células individuais, assim como a perda/desordem de sua orientação arquitetônica. Por exemplo, no epitélio escamoso, a maturação progressiva usual das células altas pertencentes à camada basal em células escamosas achatadas da superfície pode ser perdida e substituída por uma mistura de células escuras, de aspecto basal, por todo o epitélio. As figuras mitóticas são mais abundantes do que o normal, apesar de, quase invariavelmente, elas apresentarem uma configuração normal. Contudo, frequentemente, as mitoses aparecem em localizações anormais dentro do epitélio. No exemplo acima, no epitélio escamoso estratificado displásico, as mitoses não estão confinadas à camada basal, podendo aparecer em todos os níveis, inclusive nas células da superfície. A displasia não necessariamente progride para câncer: alterações leves a moderadas que não envolvem toda a espessura do epitélio podem ser reversíveis, e com a remoção dos agentes causadores, o epitélio pode retornar à normalidade.
A taxa de crescimento de um tumor é determinada por três fatores principais: o tempo de duplicação das células tumorais, a fração das células tumorais que se encontram no grupo replicativo e a taxa com que as células são perdidas ou morrem. Como na maioria dos tumores os controles do ciclo celular estão desordenados, as células tumorais podem ser incitadas a entrar no ciclo sem as restrições usuais. As células em divisão, contudo, não necessariamente completam o ciclo celular mais rapidamente do que as células normais. De fato, o tempo total do ciclo celular para muitos tumores é igual ou maior do que aquele das células normais correspondentes. Portanto, pode-se concluir de maneira segura que o crescimento dos tumores normalmente não está associado ao encurtamento do tempo do ciclo celular.
O acúmulo de células neoplásicas pode resultar não somente da ativação de oncogenes promotores do crescimento ou da inativação de genes supressores de tumor que suprimem o crescimento, mas também de mutações nos genes que regulam a apoptose. Assim, a apoptose representa uma barreira que deve ser sobreposta para que o câncer ocorra. No adulto, a morte celular por apoptose é uma resposta fisiológica a diversas condições patológicas que poderiam contribuir para a malignidade se as células permanecessem viáveis. Uma grande família de genes que regulam a apoptose foi identificada.
Há dois programas distintos para ativar a apoptose: as vias extrínseca (receptor de morte CD95/Fas) e intrínseca (dano ao DNA). 
A via extrínseca é iniciada quando o CD95/Fas se conecta ao seu ligante, CD95/FasL, levando à trimerização do receptor e de seus domínios de morte citoplasmáticos, que atraem a proteína adaptadora intracelular FADD. Essa proteína recruta a pró-caspase 8 para formar o complexo de sinalização indutor de morte. A pró-caspase 8 é ativada pela clivagem em subunidades menores, gerando a caspase 8. A caspase 8 então ativa as caspases subsequentes, como a 3 (caspase efetora), que cliva o DNA e outros substratos para causar a morte celular. Além disso, a caspase 8 pode clivar e ativar uma proteína da classe “somente BH3”, a BID, ativando também a via intrínseca. 
A via intrínseca da apoptose é iniciada por uma variedade de estímulos, incluindo a retirada de fatores de sobrevivência, o estresse e a injúria. A ativação dessa via leva a permeabilização da membrana mitocondrial externa, com liberação resultante de moléculas, como o citocromo C, que inicia a apoptose. A integridade da membrana mitocondrial externa é regulada por membros pró e antiapoptóticos da família BCL2 de proteínas. As proteínas pró-apoptóticas BAX e BAK são requeridas para a apoptose e promovem diretamente a permeabilização da membrana. Sua ação é inibida pelos membros antiapoptóticos dessa família, exemplificados pelo BCL2 e pelo BCL-XL. Um terceiro conjunto de proteínas, “somente BH3”, inclui a BAD, a BID e a PUMA, e regula o equilíbrio entre os membros pró e antiapoptóticos da família BCL2. As proteínas somente BH3 percebem os estímulos indutores de morte e promovem a apoptose através da neutralização da ação das proteínas antiapoptóticas, como a BCL2 e a BCL-XL. Quando a soma total de todas as proteínas BH3 expressas “ultrapassa” a barreira proteica antiapoptótica formada por BCL2/BCL-XL, a BAX e a BAK são ativadas formando poros na membrana mitocondrial. O citocromo C sai para o citosol, onde se liga ao APAF1, ativando a caspase 9. Assim como a caspase 8 da via extrínseca, a caspase 9 pode clivar e ativar as caspases efetoras. As caspases podem ser inibidas por uma família de proteínas = inibidores de proteínas de apoptose (IAP). Alguns tumores evitam a apoptose por meio do aumento da regulação dessas proteínas, e há interesse no desenvolvimento de drogas que possam bloquear a interação entre as IAP e as caspases. Devido ao efeito pró-apoptótico das proteínas “somente BH3”, estão sendo feitos esforços para desenvolver drogas BH3 miméticas.
Assim, é possível ilustrar os múltiplos sítios e que a apoptose é impedida pelas células cancerosas. Começando pela superfície, níveis reduzidos de CD95/Fas podem gerar células tumorais menos susceptíveis à apoptose por meio do CD95/FasL. Alguns tumores têm níveis elevados de FLIP, uma proteína que pode se ligar ao complexo de sinalização indutor de morte e evitar a ativação da caspase 8. De todos esses genes, talvez mais bem estabelecido seja o papel do BCL2 na proteção das células tumorais contra a apoptose. 
O p53 é um importante gene pró-apoptótico que induz a apoptose em células que não são capazes de reparar o dano ao DNA. As ações da p53 são mediadas em parte por ativação transcricional de BAX, mas também há outras conexões entre a p53 e a maquinaria apoptótica. Assim, a maquinaria apoptótica no câncer pode ser impedida por mutações que afetam diretamente o componente proteico, assim como pela perda de sensores da integridade genômica, tais como o p53.
Fibrose (cicatriz tecidual):
	A deposição de colágeno é parte do processo normal de cura. Entretanto, o termo fibrose é usado mais amplamente para denotar a deposição excessiva de colágeno e outros componentes da MEC em um tecido. Fibrose indica a deposição de colágeno em doenças crônicas. Os mecanismos básicos que ocorrem no desenvolvimento da fibrose associada a doenças inflamatórias crônicas são geralmente semelhantes aos mecanismos de cura de feridas cutâneas. Contudo, em contraste aos estímulos de curta duração que desencadeiam as etapas ordenadas de cura de feridas cutâneas, o estímulo nocivo causado por infecções, reaçõesautoimunes, trauma e outros tipos de lesão tecidual persiste nas doenças crônicas, causando a disfunção do órgão e, com frequência, a insuficiência do órgão.
	A onda inicial da resposta do hospedeiro a invasores externos e à lesão tecidual produz “macrófagos ativados alternativamente” que suprimem as atividades microbicidas e funcionam remodelando os tecidos e promovendo a angiogênese e formação de cicatriz. As citocinas que induzem a ativação dos macrófagos clássicos são IFN-gama e TNF, produzidas pelas células Th1, enquanto a ativação dos macrófagos alternativos é mais bem induzida pelas citocinas IL-4 e IL-3, produzidas pelas células Th2, mastócitos e eosinófilos. Os macrófagos ativados alternativamente produzem TGF-beta (importante agente fibrogênico) e outros fatores de crescimento envolvidos no processo de reparo.
O TGF-beta é produzido pela maioria das células do tecido de granulação e induz a migração e proliferação de fibroblastos, aumenta a síntese de colágeno e fibronectina e diminui a degradação da MEC devido à inibição das metaloproteinases. Nos tecidos, os níveis de TGF-beta não são primariamente regulados pela transcrição do gene, mas dependem da ativação pós transcricional do TGF-beta latente, da taxa de secreção da molécula ativa e de fatores da MEC que aumentam ou diminuem a atividade do TGF-beta.
Na fibrose, os mecanismos que levam à ativação do TGF-beta não são conhecidos com precisão, mas a morte celular por necrose ou por apoptose e a produção de espécies reativas de oxigênio parecem ser importantes desencadeadores da ativação, independentemente do tecido. De modo semelhante, as células que produzem colágeno sob estimulação do TGF-beta podem variar dependendo do tecido. Na maioria dos casos, como na fibrose dos pulmões e rim, os miofibroblastos constituem a principal fonte de colágeno, mas na cirrose hepática, os maiores produtores de colágeno são as células estreladas. 
Os distúrbios fibróticos incluem diversas doenças, como a cirrose hepática, a esclerose sistêmica, as doenças fibrosantes do pulmão (fibrose pulmonar), pancreatite crônica, a glomerulonefrite e a pericardite constritiva.
Resumo: fibrose é a deposição de tecido conjuntivo (formação de cicatriz). Se os tecidos lesados não conseguirem restituir-se por completo, ou se as estruturas de suporte tecidual estiverem severamente lesadas, o reparo ocorre pela disposição de tecido conjuntivo (fibroso), um processo que resulta na formação de cicatrizes. Embora a cicatriz fibrosa não seja normal, fornece estabilidade estrutural suficiente para que o tecido lesado possa funcionar. O termo fibrose é mais comumente utilizado para descrever a extensa deposição de colágeno que ocorre nos pulmões, fígado, rins e outros órgãos, como consequência da inflamação crônica, ou no miocárdio, após necrose isquêmica extensa (infarto). Se a fibrose se desenvolver em um espaço tecidual ocupado por exsudato inflamatório, é chamada de organização (como ocorre no caso da pneumonia em organização). Após muitos tipos comuns de lesão, tanto a regeneração quanto a formação de cicatriz contribuem, em graus variáveis, para o reparo definitivo. Ambos os processos envolvem a proliferação de várias células e as estreitas interações entre as células e a matriz extracelular (MEC). 
Tutoria 02: Perdendo o controle
Objetivos:
1) Compreender o processo de apoptose e marcadores celulares envolvidos. ok
2) Definir a histopatologia da neoplasia, metaplasia, hiperplasia e displasia. ok
3) Conceituar fibrose. ok
Referências:
Bases Patológicas das Doenças – Robbins & Cotran – 8ªed.
Biologia Molecular da Célula – Alberts – 6ª ed.
Fisiopatologia da Doença – Hammer – 7ªed.