aula de morte celular 2020

Prévia do material em texto

Morte celular
Definição
O Comitê de nomenclatura em morte celular (NCCD) define que uma célula pode ser considerada morta quando apresenta pelo menos um dos critérios morfológicos ou moleculares descritos abaixo:
		1) A célula perde a integridade da membrana plasmática
		2) A célula, incluindo seu núcleo, sofrem fragmentação completa em pequenos “pequenos pedaços”, chamados de corpos apoptóticos.
		3) Os corpos celulares (e seus fragmentos) são fagocitados por fagócitos adjacentes
Tipos de morte celular
Acidental
Perda de integridade de membrana
Membrana celular se rompe
Não consome energia
Não depende de energia		
Programada
Programada 
Remodelagem tecidual
Número de células
Confusão metabólica
Alterações moleculares
de vias de sinalização
Danos no DNA
Consome energia, ATP
Causas da morte celular
Acidental
Acidente celular
Estresse metabólico
Ausência de nutrientes
pH
Temperatura
Hipoxia
Anoxia 		
Programada
Evento programado
Remodelagem tecidual
número de células
Confusão metabólica
Hipoxia
Alterações moleculares
de vias de sinalização
Danos no DNA
Principais tipos de morte
Acidental
Necrose	
Programada
Apoptose
Autofagia
Necroptose
Entose
Netose
Morte celular acidental: 
Necrose
Rompimento da membrana plasmática;
Tumefação (inchaço) generalizada devido aumento de Na intracelular;
Cariólise (lise do núcleo, dissolução da cromatina) ou distribuição irregular da cromatina;
Tumefação das mitocôndrias
Ruptura de lisossomos;
Granulação e espaços no 
citoplasma;
Ocorre inflamação no tecido
Ocorre danos irreversíveis como:
Figure 18-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Necrose pode ser causada por:
Agentes físicos: irradiação, ação mecânica e efeitos magnéticos
Agentes químicos: subst. tóxicas e não tóxicas, álcool, detergentes, fenóis, etc.
Agentes biológicos: infecções virais, bacterianas ou micóticas, parasitas, etc.
 
Morte Celular Programada
 A apoptose é o mais comum e bem conhecido modo de morte celular programada.
 No entanto, o termo apoptose é frequentemente utilizado, erroneamente, para definir o processo de morte celular programada 
Outros tipos de morte celular programada:
 Apoptose
 Necroptose
 Autofagia
 Entose
Netose,
Outros...
Figure 18-2 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Morte celular programada:
Apoptose
Pode estar envolvida no desenvolvimento de animais e de plantas e usualmente continua até a fase adulta.
O processo de morte celular por apoptose durante o desenvolvimento elimina células que não têm mais utilidade para o organismo
Desenvolvimento da pata de camundongos – Membrana Interdigital é eliminada por apoptose
Figure 18-3 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Morte celular programada:
Apoptose
Morte celular no processo de metamorfose entre o girino e o sapo
Eliminação das células da cauda por apoptose
10
Figure 25-64 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Morte celular programada:Apoptose
está associada a eliminação de células que são anormais, que não funcional, fora do lugar, ou potencialmente perigosas para o organismo.
Sistema imune adaptativo – seleção do repertório de linfócitos T
11
Morte celular programada:Apoptose
Alguns patógenos podem causar apoptose nas células infectadas
Fagocitose de células apoptóticas infectadas:
Teoria do cavalo de Tróia
Heloisa D’ Avila et al 2008
12
Características morfológicas:
Apoptose
Diminuição do volume celular;
formação de vacúolos na membrana citoplasmática
flip-flop de fosfatidilserina da face interna da bicamada lipídica para a face externa= papel na fagocitose por macrófagos
degradação do núcleo por ativação de endonucleases= núcleo picnótico
desmontagem da membrana nuclear
hipercondensação de cromatina
despolarização da membrana mitocondrial
membrana citoplasmática permanece íntegra
formação de corpos apoptóticos 
Fagocitose de corpos apoptóticos por macrófagos
Não ocorre inflamação no tecido
- 1972: Andrew Wyllie descreve pela primeira vez um processo de morte celular programada, denominando-o de APOPTOSE.
Apoptose 
Núcleo picnótico
Normal Apoptótica
Condensação e fragmentação do DNA
Taylor e cols., 2008 Nat. Rev.
Apoptose 
Heloisa D’Avila et al, Cellular Microbiology 2008
Fagocitose de corpos apoptóticos por macrófagos
Esquema representativo das 
mudanças morfológicas da Apoptose
Fagocitose
Tipos de morte celular: aspectos morfológicos
Necrose Apoptose
Aumento de volume
Membrana Plasmática rompida
Cromatina fragmentada e dispersa
Liberação de enzimas lisossômicas
Mitocôndrias inchadas
↑ Resposta inflamatória
LISE CELULAR
LESÕES TECIDUAIS
Redução de volume
Cromatina fragmentada e 
condensada
Lisossomos normais
Membrana íntegra
Resposta inflamatória ausente
CORPOS APOPTÓTICOS
COMPLETA DIGESTÃO
18
Vias de indução de apoptose
 Via Extrínseca (receptores de morte)
 Via Intrínseca (mitocondrial)
APOPTOSE
Hengartner e cols., 2000 
Família de proteases: Caspases
 proteínas que clivam (ou degradam) outras proteínas requeridas para funcionamento normal das células;
 clivam proteínas do citoesqueleto, lâmina nuclear e enzimas de reparo de DNA e outras ;
São responsáveis pelas mudanças morfológicas e bioquímicas nas células apoptóticas;
Ativam outras enzimas que clivam o DNA nuclear, como DNAses. 
Figure 18-5a biologia molecular da célula
Família de proteases das caspases:
Apoptose
 As caspases são sintetizada na forma de procaspases (inativas)
 São zimogênios: são ativadas por clivagem e oligomerização
21
APOPTOSE: caspases
Tipos de caspases
Iniciadoras: 1, 2, 4, 5, 8, 9, 10 e 14
Efetoras: 3, 6 e 7
PROTEÓLISE 
GENERALIZADA
APOPTOSE
Laminina
Actina
Vimentina
Enzimas
Etc ...
22
APOPTOSE: aspectos moleculares básicos
Amplificação do sinal por caspases ativadas
23
Caspases Iniciadoras
(8, 9, 10, 12) 
Caspases Efetoras
(3, 6, 7) 
Alvos das caspases efetoras: 
- Lamina Nuclear
- ICAD (inibidor da endonuclease CAD)
- eLFs (inibição da tradução)
- Adesão celular e remodelamento do citoesqueleto
Família de proteases das caspases:
Apoptose
24
Via extrínseca de apoptose:
Receptores de morte
 Fazem parte da superfamília de receptores do fator de necrose tumoral (TNF).
 São proteínas transmembranares que contém um domínio extracelular de ligação e na porção intracelular um domínio de morte (DD).
Contassot e cols., 2007 
O que pode causar: 
 infecção viral
 morte de linfócitos T no final
da resposta imune
Via extrínseca de apoptose
 É ativada através de sinais solúveis ou ligados a membrana celular provenientes do meio extracelular. 
 O sinal é transmitido pela membrana através dos chamados receptores de morte. O receptor ativado recruta proteínas adaptadoras, como FADD (proteína associada a Fas com domínio de morte), que ativam as caspases iniciadoras 8 ou 10. 
DISC: Complexo de sinalização indutor de morte 
(Fas-R/FADD/Caspase)
Figure 18-6 Biologia Molecular da Célula
Via extrínseca de apoptose:
Fas ligante – receptor Fas
Caspases
Executoras
(3, 6 e 7)
Ativação dos 
Receptores da morte
Via extrínseca de apoptose:
Regulação da Via
 IAP:
 inibidores da apoptose
 Se ligam a algumas prócaspases e inibem sua ativação, inibindo a apoptose
Via intrínseca de apoptose
Via mitocondrial:
 Causada por: estresse intracelular ou extracelular como a privação de fatores de crescimento, danos no DNA, hipóxia ou ativação de oncogenes. 
Sequência 
Liberação de citocromo c;
Ativação de caspase 9; 
Ativação de caspases efetoras 3, 6, 7; 
Apoptose;
Figure 18-7 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Via intrínseca de apoptose:
permeabilização da mitocôndriaVia intrínseca de apoptose:
apoptossoma 
Figure 18-8 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Apaf1 – fator de ativação das proteases apoptóticas
 - Apoptossomo: citocromo C + Apaf-1
Apoptossoma
Controle genético da apoptose
Proto-oncogenes: genes normais que codificam proteínas comprometidas com o controle de proliferação celular – família Bcl-2
Proteínas Bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1 e A1 : inibem apoptose, pois bloqueiam a saída de citocromo C da mitocôndria
Proteínas Bax, Bak, Bad contêm três domínios BH (BH-1, BH-2 e BH-3) e os do grupo III (Bid, Bad, Bim, Bik, Noxa e Puma) possuem somente um domínio, o promovem a apoptose das células
Via intrínseca de apoptose:
família Bcl-2 
 Primeiramente descritos em linfomas de células B que super-expressam essa proteína 
Anti-apoptóticas: BH1-4
Pró-apoptóticas: BH123
Formadoras de canal
Pró-apoptóticas: BH3-only
Taylor e cols., 2008 Nat. Rev.
Pró-apoptóticas: BH123
Figure 18-11 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Anti-apoptóticas: BH1-4
Via intrínseca de apoptose:
família Bcl-2 
APOPTOSE: Reguladores VIA INTRÍNSECA
Proteínas da família Bcl-2 (Oncoproteína)
Pró-apoptóticas 
Bad
Bak
Bax
Bid
Abertura de canais iônicos
↑ Permeabilidade membrana 
 mitocondrial externa
Liberação de citocromo c
ATIVAÇÃO DE CASPASES
 
36
Anti-apoptóticas 
Bcl-2
Bcl-XL
APOPTOSE: Reguladores VIA INTRÍNSECA
Proteínas da família Bcl-2
Bloqueio dos canais 
Iônicos mitocondriais
Impede a saída 
do cit c e ativação 
de caspases
37
APOPTOSE: Reguladores VIA INTRÍNSECA
38
Qual a importância da regulação 
da Apoptose? 
- Um excesso de apoptose: doenças degenerativas, ataque cardíaco e outras
- Uma deficiência de apoptose: doenças auto-imunes, câncer, má formação e outras
Outros Tipos de morte celular programada
 Outros tipos de morte celular programada:
		
		 - Necroptose
		 - Autofagia
	 	 - Entose
		 - Netose
 Pouco comuns (raros)
 Vias de ativação pouco conhecidas
40
Morte celular programada:
Necroptose
- O processo de morte celular programada que apresenta características de célula necróticas. 
Pierre Golstein & Guido Kroemer, 2007 EMBO reports
- Pode ser induzida pela ativação dos receptores de morte (Fas-R, TNFR-1, TRAIL-R), principalmente na presença de drogas inibidoras de apoptose (inibidores de caspases)
- A proteína quinase RIP1 tem um papel fundamental na execução dessa via pela indução do aumento do metabolismo celular e produção massiva de espécies de oxigênio reativas (ROS) 
- Pode servir de via de morte celular de escape quando a apoptose é inibida: v-FLIP (infecção viral) 
Morte celular programada:
Autofagia
Pierre Golstein & Guido Kroemer, 2007 EMBO reports
 A autofagia é caracterizada pela formação de grandes vacúolos citoplasmáticos com duas ou mais camadas de membranas, que engolfam constituintes celulares. 
 Posteriormente, ocorre a fusão dos vacúolos com lisossomos (autolisossomos; degradação) 
Via catabólica: a autofagia é a principal via de degradação de proteínas e organelas senescentes e de microrganismos intracelulares.
Funções: degrada organelas e proteínas danificadas, carência de nutrientes, infecção, morte celular programada 
Morte celular por autofagia: - intensa formação da vacúolos
			 - cromatina não condensa 
			 
Morte celular x Escape da morte
A autofagia pode ser considerada morte?
Overholtzer e cols., 2007 Cell
Morte celular programada: 
Entose
 “Canibalismo celular” – uma célula fagocita outra célula vizinha viva. 
 Observado principalmente em células tumorais que apresentam mecanismos de escape da apoptose e da autofagia:
 - MCF-7 (câncer de mama): não expressa caspase-3 nem é capaz induzir autofagia
Morte celular programada: 
Netose
Tipo de morte celular regulada, mediada pela a ação dos neutrófilos, células fagocitárias do sistema imunológico inato. 
Essa morte ocorre por meio de uma das estratégias antimicrobianas dessas células, a liberação de NETs, por isso, o nome NETosis.
NETs são estruturas complexas em formato de teias, compostas de cromatina descondensada e associada a mais de 30 proteínas, as quais podem capturar, neutralizar e levar a morte vários microrganismos. 
Elas são liberadas para o meio extracelular em torno do neutrófilo e, por isso, fornecem uma barreira física que impede a disseminação microbiana e aumenta a concentração local dos antimicrobianos.
Kaplan, M. Jounal of immunology 2012
https://www.youtube.com/watch?v=DR80Huxp4y8&feature=emb_logo
Video mostrando via intrinseca e extrinseca de apoptose