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Esteffane Seitz - Dependendo da situação, a morte celular é favorável uma que vez que mantém os padrões normais dos tecidos (depois de nascido) e para determinar tamanho e forma de membros e outros tecidos (embrião), mas a morte celular pode ser causada também por algum dano à célula e causar alterações no organismo - 2 tipos de mortes celulares: 1º - Apoptose: Morte celular programada (“Suicídio”), nas quais as células se encolhem, se condensam, citoesqueleto colapsa, envelope nuclear se desfaz e cromatina nuclear se condensa e quebra em fragmentos. Se a célula for grande demais ela rompe e liberada corpos apoptóticos. Esses corpos e as células condensadas ativam a captação por macrófago/ célula vizinhas antes delas liberarem seu conteúdo 2º - Necrose: Morte celular em resposta a um dano, trauma ou falta de suprimento sanguíneo, nas quais as células expande, explode e libera conteúdos sobre as células adjacentes e provoca resposta inflamatória. Em muitos casos, ocorre devido a diminuição da energia que ocasiona defeitos metabólicos e perda de gradiente Obs: A morte celular programada (APOPTOSE) é altamente regulada e não é algo aleatório já que demanda uma certa quantidade de energia Apoptose elimina células indesejadas: Motivos Citados: - Esculpir partes do corpo durante o desenvolvimento do embrião - Quando a estrutura formada não é mais necessária - Controla a qualidade do desenvolvimento por meio da eliminação de células anormais - Compensar a divisão celular a fim de equilibrá- las e manter tecido normal - Prevenção de Câncer devido à capacidade celular de reconhecer grandes danos em suas estruturas, principalmente no DNA, que inviabilizam a sua funcionalidade de forma correta levando à apoptose dessas células A apoptose depende de uma cascata proteolítica intracelular mediada por caspases: - As CASPASES são Proteases com uma cisteína no seu sítio ativo, responsáveis por clivar proteínas-alvo em ácidos aspárticos específicos e são sintetizados nas células como iniciador inativo que se ativa por um sinal apoptótica por atuar na sua iniciação e efetuação da apoptose Esteffane Seitz - 2 Classes de Caspases apoptóticas: 1º - Caspases iniciadoras: Consiste em monômeros solúveis e inativos no citosol que se agrupam em um complexo quando ativados por um sinal apoptótico. Esse complexo é formado por pares de caspases (dímeros), cada caspase desse dímero cliva um sítio específico da outra caspase com quem forma o dímero, algo necessário para estabilizar esse complexo ativo e que essas enzimas realizem plenamente a sua função: Iniciar Processo Apoptótico 2º - Caspases executoras: São dímeros inativos que são clivadas pelas caspases iniciadoras e ativadas, as quais catalisam eventos de clivagem de proteínas que matam a célula Obs1: A cascata da caspase é destrutiva, autoamplificável (uma caspase iniciadora ativa inúmeras caspases executoras) e IRREVERSÍVEL Obs2: Caspase iniciadora é ativada por uma via extrínseca ou via intrínseca/mitocondrial Receptores de morte na superfície celular ativam a via extrínseca da apoptose: - A Via Extrínseca da apoptose é ativada pela ligação de proteínas de sinalização extracelular a receptores de morte na superfície celular levando à apoptose - Receptor consiste em uma proteína transmembrana como um domínio extracelular de ligação, um domínio transmembrana único e um domínio de morte intracelular essencial para ativar a apoptose (Questão de Prova) Cascatinha do Lelê S2 : O Ligante Fas se liga ao Receptor de morte Fas na superfície da célula-alvo que vai sofrer apoptose. Essa ligação ativa a cauda citosólica dos receptores de morte de Fas que se ligam à proteínas adaptadoras intracelulares, as quais se ligam às caspases iniciadoras (Principalmente a caspase-8), se agrupam e formam o Complexo de sinalização indutor de morte (DISC).No DISC duas caspases iniciadoras adjacentes interagem e clivam uma a outra e formando uma protease ativa que ativa as caspases executoras que efetuam à apoptose. IMPORTANTE: Para prevenir ativação indevida da via extrínseca da apoptose, a célula produz a Proteína FLIP que parece com as caspases iniciadoras, exceto por não possuir a cisteína no sítio ativo. Dessa forma, ela não consegue clivar o sítio da caspase iniciadora (caspase-8) e, por conseguinte, não fornece a estabilidade para sua ativação, o sinal apoptótico é bloqueado e apoptose inibidia Obs: Via extrínseca pode ativar a via intrínseca para ampliar a sinalização e acelerar apoptose Esteffane Seitz A Via Intrínseca da apoptose depende da mitocôndria: - As Vias intrínsecas ou mitocondriais são vias de apoptose ativadas intracelularmente (Por exemplo – Dano do DNA ou Sinais de desenvolvimento) que dependem da liberação de proteínas mitocondriais ,que residem no espaço intermembrana, no citosol, pois elas ativam a cascata proteolíticas de caspases no citoplasma levando à apoptose - (Questão de Prova) Cascatinha do Lelê S2: A proteína- chave da via intrínseca encontra-se no espaço intermembrana, a qual é conhecido como citocromo C. Ao se liberada no citosol ela se liga a uma proteína adaptadora chamada de Apaf1 ocasionando a oligomerização de Apaf1 em um heptâmero formando apoptossomo. O apoptossomo recruta as caspase-9-iniciadoras as ativando-as, as quais ativam as caspases executoras e induzindo a apoptose Proteínas Bcl2 regulam a via intrínseca da apoptose: - A via intrínseca da apoptose é altamente regulada para impedir o suicídio celular de forma inapropriada. Essa regulação é feita pela Família de Proteínas Bcl2, as quais controlam a liberação do citocromo C no citosol - Algumas proteínas da família Bcl2 são pro-apoptóticas (Promove apoptose por estimular aumento da libertação do citocromo C) ou antiapoptóticas (Inibem apoptose por bloquear liberação do citocromo C) Obs: As proteínas pró-apoptóticas e antiapoptóticas se ligam umas as outras e formam heterodímeros, assim uma inibe a outra e o balanço entre a atividade de cada uma determina se a célula vive ou morre - Proteínas efetoras da família Bcl2 pró- apoptóticas se ativam e agregam para formam oligômeros na membrana externa da mitocôndria que induz a liberação do citocromo C (Mecanismo desconhecido) – as principais são as Bax (Encontra-se na membrana externa da mitocôndria) e Bak (Encontra-se no citosol e se desloca para membrana quando ativada por um sinal apoptótico) Esteffane Seitz - Proteínas da família Bcl2 antiapoptóticas (a exemplo- Bcl2 e BclX) encontram-se na superfície citosólica da membrana mitocondrial externa e impedem a liberação inapropriada de citocromo C ao se ligar à proteína da família Bcl2 pró- apoptóticas inativando-a e inibindo a apoptose. Porém, um número dessas proteínas devem ser inibido para que a via intrínseca seja ativada e ative a apoptose - As proteínas BH3-apenas é ativada e/ou produzida por um estímulo apoptótico, as quais estimulam a apoptose por inibir as proteínas antiapoptóticas, permitindo a agregação de Bax e Bak na superfície da mitocôndria liberando o citocromo C e levando à apoptose - Inibição da síntese e atividade da BH3- apenas é um ponto de regulação importante IMPORTANTE: Quando o DNA está danificado e não consegue ser reparado ocorre o acúmulo da p53, ativando a transcrição de genes que codificam as proteínas BH3-apenas que ativam a via intrínseca levando à apoptose dessa célula perigosa que poderia ser tornar cancerosa OBs: Como vimos, a via extrínseca pode ampliar o sinal através da ativação da via intrínseca. Isso ocorre por meio da ativação da BH3-apenas Bid pela via extrínseca, a qual inibi proteínas antiapoptóticas dafamília Bcl2 e amplificando o sinal de morte IAPs ajudam no controle das caspases: - Os inibidores de apoptose (IAPs) são proteínas que impedem a apoptose, uma vez que todas elas possuem domínios BIR que se ligam e inibem as caspases ativas ou marcam elas p/ serem destruídas por proteossomos - Quando a via intrínseca é ativada são liberadas anti-IAPs do espaço intermembrana mitocondrial bloqueando as IAPs no citosol e, dessa forma, promovendo a apoptose Fatores de sobrevivências extracelulares inibem a apoptose de vários modos: - Fatores de sobrevivência: São moléculas de sinalização extracelular que ligam-se a receptores da superfície celular e ativam vias de sinalização intracelulares que inibem a apoptose por meio da regulação de proteínas da família Bcl2 - Muitas células precisam dessa sinalização contínua para evitar a apoptose e isso assegura a sobrevivência de células apenas quando necessárias (Por exemplo, células nervosas- Superprodução assegura inervação e esses fatores regulam sua quantidade) Esteffane Seitz (Questão de Prova) IMPORTANTÍSSIMO) ------> 3 formas de inibição da apoptose pelos fatores de sobrevivência extracelulares 1º: Transcrição de genes que codificam proteínas antiapoptóticas da família Bcl2 2º: Inibem proteínas pró-apoptóticas BH3-apenas por meio da sua fosforilação pela Cinase Akt 3º: Inibição da Hid (proteínas anti-IAP) por fosforilação (MAP-cinase) impedindo que ela iniba a IAP e estimule a apoptose Fagócitos removem células apoptóticas: - A apoptose é um processo ORGANIZADO, visto que a célula não se rompe e libera seus conteúdos, em vez disso ela ficam intactas para serem fagocitada de fome eficiente para não deixar restos e assim não induzir uma resposta inflamatória - Essa fagocitose depende de modificações químicas na superfície das células apoptóticas que estimulem o recrutamento e englobamento da mesma por células fagocíticas. A principal modificação é a exposição da fosfatidilserina que é um fosfolipídio que localiza-se na folha interna da bicamada lipídica da membrana, a qual indica a apoptose quando desloca e se expõe para folha externa da membrana Obs: Algumas células saudáveis expõe fosfatidilserina, mas não fagocitadas por possuir proteínas-sinal na sua superfície que interagem com receptores inibitórios nos macrófagos bloqueando a fagocitose. Portanto, além da exposição das fosfatidilserinas que estimulam a apoptose, as células apoptóticas devem perder ou inativar o sinal de “não me coma” que bloqueia a fagocitose A apoptose excessiva ou insuficiente pode contribuir para doenças: -Aquele velho ditado, tudo em excesso é veneno Algumas causas da apoptose: - Inativação de Genes que codificam o receptor de morte Fas ou ligante Fas impedindo a morte celular - Alterações no gene Blc2 ocasionando sua formação em excesso impedindo a apoptose e aumento o número de células ocasionando a formação de câncer e tornando-as sensíveis à fármacos anticâncer (Questão de prova) - A diminuição da apoptose contribui com tumores visto que interferem na morte de células defeituosas e contribuem com sua perpetuação. Por exemplo, o gene que codifica a proteína supressora de tumor P53 é mutado em cerca de 50% dos cânceres humanos, logo impede a apoptose ou parada do ciclo celular de células com danos do DNA permitindo a sobrevivência e proliferação das células cancerosas. Como muitos fármacos anticâncer induzem a apoptose por um mecanismo dependente de p53, esse tipo de câncer é menos sensível a tratamentos baseados nesse tipo de Esteffane Seitz fármaco. Dessa maneira, como a diminuição da apoptose contribui com os cânceres o tratamento então deve ser a sua estimulação, o que levou a produção de produtos químicos (ABT- 737) que interferem na função de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, os quais se ligam com alta afinidade à fenda hidrofóbica de proteínas antiapoptóticas da família Bcl2, bloqueando sua função e estimulando a apoptose