APOPTOSISAPOPTOSIS

Gloria María Ramírez GómezGloria María Ramírez GómezLiliana Alexandra Salazar MarínLiliana Alexandra Salazar Marín

PERIODONCIA Y MEDICINA PERIODONCIA Y MEDICINA ORALORAL

UNIVERSIDAD EL BOSQUEUNIVERSIDAD EL BOSQUE

Biología OralBiología OralProfesor: Dr. Juan Carlos Munévar NProfesor: Dr. Juan Carlos Munévar N

APOPTOSISAPOPTOSIS““Muerte celular programada””

Secuencia de cambios Secuencia de cambios morfológicos, mediados por vías morfológicos, mediados por vías

molecularesmoleculares

Historia Historia El termino Muerte Celular Programada

fue introducido en 1964, proponiéndose que la muerte celular durante el desarrollo no es accidental, sigue una secuencia de pasos controlados que conduce a la destrucción local y temporal de si mismo [Lockshin, 1964].

El termino apoptosis sido descrito como el proceso morfológico que conduce a la destrucción de la célula por si misma. [Kerr, 1972].

Del griego “Caida de”

Los primeros estudios se observaron en C. eC. eleganslegans

Se realizo un seguimiento en el desarrollo embrionario1.090 células 131 destinadas a apoptosis

Mutación en el gen CED-3 continúan con el desarrollo sin sufrir apoptosis

http://www.acedb.org/gfx/c_elegans_header.gif

Se han encontrado otros genes Se han encontrado otros genes como el CED-4 y EGL-1,que al como el CED-4 y EGL-1,que al

sufrir inactivación por mutaciónsufrir inactivación por mutación

No realiza apoptosisNo realiza apoptosis

GENERALIDADESGENERALIDADES

Destino celular esencial

Los organismos multicelures requieren señales para mantenerse viva (factores tróficos)

Señales especificas inducen a la apoptosis http://html.rincondelvago.com/files/6/5/8/000606580.jpg

Apoptosis es importanteApoptosis es importante En organogénesis (desaparición de En organogénesis (desaparición de

membranas interdigitales) y membranas interdigitales) y embriogénesis (separación de los embriogénesis (separación de los dedos) y homeostasis. En la medula dedos) y homeostasis. En la medula osea se destruyen constantemente osea se destruyen constantemente celulas)celulas)

Hay dos vías: la extrínseca y la Hay dos vías: la extrínseca y la intrínseca intrínseca

Extrínseca: activada por ligandos Extrínseca: activada por ligandos extracelulares fas o TNF extracelulares fas o TNF αα

Intrínseca: activada por citocromo c Intrínseca: activada por citocromo c de las mitocondriasde las mitocondrias

Suicidio por carencia de señales de supervivencia

Señales exterminadores de otras celulas (sistema inmune)

dialogica.com.ar/medline/apoptosis_logo.jpg

La apoptosisLa apoptosis

Células que sufrieron daño genómico irreparable

Evitar consecuencia de cáncer

Puede participar en enfermedades degenerativas como Alzheimer, Parkinson y Huntington

www.sgul.ac.uk/.../~dash/images/apoptosis.jpg

APOPTOSIS Daño mecánico. Infección por virus o microorganismos. Acción de agentes químicos tóxicos. Acumulación de sustancias de desecho.

http://www.cyto.purdue.edu/flowcyt/research/cytotech/apopto/data/chap10.htm

http://www-micro.msb.le.ac.uk/3035/kalmakoff/baculo/pics/Apoptosis.gif

Las células:Disminuyen de tamaño Se condensan

Se fragmentanLiberando cuerpos apoptoticos

www.scq.ubc.ca/.../uploads/2006/07/Apoptosis.gif

• La célula se contrae se La célula se contrae se deforma y pierde deforma y pierde contacto con las células contacto con las células vecinas.vecinas.

•Se condensa la Se condensa la cromatina, marginando cromatina, marginando la membrana celularla membrana celular

•Endonucleasas Endonucleasas Median el clivaje del Median el clivaje del DNA internucleosomalDNA internucleosomal

•La membrana La membrana plasmática es plasmática es desprendidadesprendida

•La célula es La célula es fragmentada dentro de fragmentada dentro de una membrana una membrana compacta compacta cuerpos cuerpos apoptoticosapoptoticos

CUERPOS APOPTOTICOSCUERPOS APOPTOTICOS

Núcleo Fx y el CitoplasmaNúcleo Fx y el Citoplasma

Engolfados y digeridos por las Engolfados y digeridos por las células vecinas células vecinas

(macrófagos)(macrófagos)

Estos son removidos del Estos son removidos del tejido sin causar respuesta tejido sin causar respuesta

inflamatoriainflamatoriawww.gcarlson.com/images/new_apoptosis.jpg

NECROSISNECROSIS

Muerte

celular como consecuencia de daño

tisular

Libera su contenido a los espacios

extracelulares

http://200.72.204.110/web/images/Biologia/Apoptosis/Ciclo%20de%20apoptosis.jpg

NECROSISNECROSIS

Necrosis

NECROSIS LICUEFACTIVA: Digestión enzimática de la célula. Usual en bacterias

www.fcv.unlp.edu.ar/.../Licuefactivax40.jpg

Necrosis

NECROSIS COAGULATIVA: Desnaturalización de las proteínas (acidosis) por hipoxia

www.fcv.unlp.edu.ar/.../Licuefactivax40.jpg

Necrosis NECROSIS POR

CASEIFICACION: Es una

combinación de necrosis coagulativa y licuefactiva que es característica en inflamaciones granulomatosas.

escuela.med.puc.cl/.../Fotos356-363/357.jpg

Diferencias entre necrosis y Diferencias entre necrosis y apoptosisapoptosis

APOPTOSISAPOPTOSIS NECROSISNECROSISProgramada como evento normalProgramada como evento normal Desencadena por agresionesDesencadena por agresiones

La célula disminuye de tamañoLa célula disminuye de tamaño, , se se condensa se fragmenta liberando condensa se fragmenta liberando cuerpos apoptoticos membranosos que cuerpos apoptoticos membranosos que son absorbidos por otras células son absorbidos por otras células

La célula se dilata, estalla y libera su La célula se dilata, estalla y libera su contenido por tanto causa daño al contenido por tanto causa daño al tejido circundante e inflamacióntejido circundante e inflamación

Núcleo se condensa y el DNA se Núcleo se condensa y el DNA se fragmentafragmenta

Se destacan las alteraciones Se destacan las alteraciones morfológicas del citoplasma frente a morfológicas del citoplasma frente a las del núcleolas del núcleo

Se libera al medio celularSe libera al medio celular Es muerte celular que resulta de un Es muerte celular que resulta de un proceso pasivo, accidental . proceso pasivo, accidental .

El área no es reemplazada por ningún El área no es reemplazada por ningún tipo de tejido.tipo de tejido.

Reemplazada por tejido de granulación Reemplazada por tejido de granulación y formación de una cicatrizy formación de una cicatriz

APOPTOSIS fragmentación de la doble cadena nuclear de DNA en las regiones de unión de los nucleosomas. presenta un patrón característico en escalera

NECROSIS se observa un patrón de degradación del DNA aleatorio viendose una mancha difusa en el gel.

Electroforesis

I: ADN de células intactas

A: ADN de células que sufrieron apoptosis

sisbib.unmsm.edu.pe/.../imagenes/pag43_fig4.jpg

Interacción con el ciclo celular

www.biologia.edu.ar/cel_euca/regulacion.htm

Factores troficosFactores troficos A partir de estudios en el Sistema nervioso La sobrevivencia de las neuronas depende del

desarrollo de conexiones Los factores tróficos activan varias vías de

señalización intracelular Relacionadas con la supervivencia, la

diferenciación neuronal y la plasticidad. Se da también en neuronas maduras, a causa

de una lesión o por estrés. Los factores tróficos implicados en procesos

degenerativos por su patrón de expresión o el de sus receptores alterados

Factores troficosFactores troficos

Las neuronas que crean conexiones sobreviven

Las que no crean conexiones sufren APOPTOSISAPOPTOSIS

BDNF BDNF (factor neurotrófico derivado del cerebro)

Neurotrofina 3

Genes involucrados en control de Genes involucrados en control de la muerte celularla muerte celular

Codifican proteínas con funciones diferentes Proteínas asesinasasesinas Proteínas destructivasdestructivas Proteínas devoradorasdevoradorasMutaciones en estos genes evita que se inicie Mutaciones en estos genes evita que se inicie

la apoptosisla apoptosisMutaciones que bloquean la devoración Mutaciones que bloquean la devoración

permite que células que normalmente permite que células que normalmente deben morirdeben morir

CASPASASCASPASAS

Descubrimiento del gen CED-3Descubrimiento del gen CED-3

Identificación de una familia homologa Identificación de una familia homologa en los mamíferosen los mamíferos

El termino caspasa deriva de El termino caspasa deriva de ““cysteine-dependent aspartate-

specific proteases”

Cistein proteasa ( residuo de cisteína Cistein proteasa ( residuo de cisteína en el dominio catalítico)en el dominio catalítico)

Activación en etapa temprana Activación en etapa temprana apoptoticaapoptotica

Desencadenan cambios en la Desencadenan cambios en la apoptosisapoptosis

http://es.wikipedia.org/wiki/Caspasa

CaspasasCaspasas

Existen en seres humanos 15 caspasas diferentes

Se encuentran como procaspasas (factores de coagulación, vía de hormonas y enzimas)

http://es.wikipedia.org/wiki/Caspasa

CASPASASCASPASAS

IniciadorasIniciadoras

Caspasa 9Caspasa 9

Caspasa 3Caspasa 3

Caspasa 6Caspasa 6

EfectorasEfectoras

Procaspasa 3,7Procaspasa 3,7

Procaspasa 6,2Procaspasa 6,2

Procaspasa 8 y 10Procaspasa 8 y 10

Cambios morfológicos en la Cambios morfológicos en la célulacélula

Blancos de las caspasasBlancos de las caspasas LaminasLaminas: su

separación conduce a desensamble y encogimiento nuclear

Proteínas del Proteínas del citoesqueletocitoesqueleto: actina, tubulina y gelsolina su desactivación conduce a cambios en la forma celular

http://fai.unne.edu.ar/biologia/celulamit/figcelit/filament.gif

Cascada de las caspasas Cascada de las caspasas envueltas en la apoptosisenvueltas en la apoptosis

http://sisbib.unmsm.edu.pe/BVRevistas/cardiologia/v26_n1/imagenes/pag42_fig3.jpg

Inducción de la apoptosis

Se puede realizar por dos vías: Vía intrínseca: respuesta dada por señales

originadas intracelularmente.

Vía extrínseca: caspasas iniciadoras son liberadas y activadas en respuesta a la union de los “receptores de muerte” de la superficie celular.

Activacion por la vía intrínseca

Se encuentra mediada principalmente por las mitocondrias

ACTIVACION

En ausencia de factor trofico

HARVEY, Lodish. Biologia Celular y Molecular.Buenos Aires,Medica Panamericana. 2005.

LasLas células blanco células blanco se reconocen por se reconocen por receptores específicosreceptores específicos

Presentes en las Presentes en las superficies de los superficies de los linfocitos Tlinfocitos T

Receptores Receptores presentes capaces de presentes capaces de unirse en la superficie unirse en la superficie de células normalesde células normales

RECEPTOR

www.lin5.com/.../TNF_receptor_signaling.jpg

Fas/ fas ligando

Robbins patología humana / Vinay Kumar, Ramzi S. Cotran, Stanley L. Robbins. 2004

Proteínas de membrana que se expresan en los LT activados.La expresión de FasL soluble inhibe la citotoxicidad y puede prevenir la muerte de las células sanas por T citotóxico.Las proteínas adaptadoras (FADD/MORT1 y RAIDD) se unen a DD vía su propio DDs. DED separado (FADD/MORT1) se une al prodominio de la caspasa 8 (FLICE/MACH) y de tal modo se une a Fas induciendo el complejo de señalización (DISC) y de tal modo apoptosis

Vía extrínseca

http://www.celldeath.de/encyclo/aporev/aporev.htm

Inducción de la apoptosisVia extrinseca

http://claim.springer.de/EncRef/CancerResearch/samples/0003.htm

Primer gen apoptotico clonado fue el BCL-2 aislado de los linfomas foliculares humanos

Forma mutante de este gen

oncogen Homologa a la proteína CED-9 en el

C. Elegans Ca Bad

http://www.celldeath.de/encyclo/aporev/aporev.htm

Bcl-2 familia Presentan motivos

conservados conocidos como Bcl-2

En mamíferos se han identificado hasta 30 (proapoptocicos y no proapoptocicos)

Oncogen relacionado con el Linfoma folicular, relacionado por la traslocacion T

Primer oncogen que inhibía la muerte celular

Resistencia a la apoptosis inducida por la ausencia de IL-3

La tumorogenesis depende de la alteración de mecanismo que causan apoptosis

www-personal.umich.edu/~ino/Bcl2.jpg

Bcl-2 familia

Además de las Bcl-2, existen mas proteínas promotoras de sobrevivencia

Bcl-XL Bcl-w A1 Mcl-1

Poseen dominios BH1,

BH2, BH3 Y BH4

Bcl-2 familiaSE DIVIDEN EN

SUB-GRUPO

Bas (Bax, Bak y Bok)

Que poseen un dominio BH1, BH2 Y BH3

Se encuentran proteínas que poseen un solo dominio BH3

Bid, Bim, Bik,Bad, Bmf, Hrk, Noza, Puma, Blk, BNIP3 y Spike

Su interacción con este dominio le permite que realiza la muerte celular

REGULACION DE REGULACION DE APOPTOSIS POR Bcl -2APOPTOSIS POR Bcl -2

Puede regular por medio de la vía intrínseca de las mitocondrias guardando su integridad

http://www.celldeath.de/encyclo/aporev/aporev.htm

Gracias