Muerte Celular - U

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MUERTE CELULAR Dr. Mario Chiong Historia de la Investigación sobre Muerte Celular 1 2 25 2006 2002 1998 1994 1990 1986 1982 1978 30 1974 20 1970 1966 1962 Publications (1000s PP Publications (1000ss) Publicaciones en muerte celular (Listed 9/04: 144,121) * April 2010: 251,053 15 10 5 0 3 Muerte Celular No Programada Programada Tipo I Tipo II Apoptosis Autofagia Necrosis APOPTOSIS Griego antiguo Apo pto sis Caída de los pétalos de una flor (John Kerr, 1972) 4 Características de la necrosis Célula Normal Proceso: • Patológico gatillado por señales externas • Hay aumento del volumen celular • Hay pérdida integridad membrana plasmática • Rápido y masivo • Hay inflamación Características de la apoptosis Célula Normal • Hay integridad de membrana celular • Disminución del volumen celular- nuclear • Fragmentación del DNA • Condensación de la cromatina • Formación de cuerpos apoptóticos Cuerpo apoptótico Fagocito 5 Características morfológicas MCP tipo I (apoptosis) Picnosis/cariorexis Blebbing cuerpos apoptóticos APOPTOSIS O MUERTE CELULAR PROGRAMADA • Descrito por primera vez por Kerr, Wyllie y Currie (1972), en base a cambios morfológicos en las células que mueren ((“blebbing” blebbing de la membrana celular y formación de cuerpos apoptóticos). • Es un proceso secuencial, programado genéticamente, dependiente de energía y conservado a lo largo de la evolución. • Participa en la homeostasis tisular y diferenciación celular • Desregulación: g desarrollo de procesos patológicos g como enfermedades degenerativas (Alzeimer, Parkinson), desordenes autoinmunes (artritis reumatoidea), enfermedades virales (SIDA) y neoplasias (cáncer). 6 Apoptosis en Caenorhabditis elegans -C C. elegans tiene 1090 células somáticas - 131 células mueren por apoptosis y 959 células viven y se desarrollan formando los tejidos - 116 de las 131 células que q mueren son células del sistema nervioso y ectodermo Regulación de la Apoptosis mutagenizar C. elegans No apoptótico apoptótico wildtype Mutantes CED (Cell Death abnormality) 7 Regulación de la Apoptosis C. elegans CED loss of function mutant wildtype Gene function CED-4 CED 4 or CED-3 Pro-apoptotic CED-9 Anti-apoptotic CED-9 + CED-3 gusanos CED-9 CED-3 CED-3 X apoptosis apoptosis CED-9 vertebrados CED-9 Gen anti-apoptótico que está río arriba de la vía de señalización que conduce a la muerte celular Bcl-2 Mutante de ganancia de función descubierto en linfomas folicular humano que bloquea la muerte celular Clonamiento Human Bcl-2 ------MAHAGRTGYDDNREIVMKYIHYKLSQRGYEWDAGDVGAAPPGAAPAPGIFSSQPG Worm CED-9 ESIDGKINDWEEPRLDIEGFVVDYFTHRIRQNGMEWFG---------------------: . .. * . :*:.*: ::: *.* ** . Human Bcl-2 HTPHPAASRDPVARTSPLQTPAAPGAAAGPALSPVPPVVHLTLRQAGDDFSRRYRRDFAE Worm CED-9 ----------------------APGLPCG------VQPEHEMMRVMGTIFEKKHAENFET *** ..* * :* * *.::: .:* Human Bcl-2 MSSQLHLTPFTARGRFATVVEELFRDG-----VNWGRIVAFFEFGGVMCVESVN-REMSP Worm CED-9 FCEQLLAVPRISFSLYQDVVRTVGNAQTDQCPMSYGRLIGLISFGGFVAAKMMESVELQG :..** .* : . : **. : . :.:**::.::.***.:..: :: *:. Human Bcl-2 LVDNIALWMTEYLNRHLHT-WIQDNGGWDAFVELYGPSMRPLFDFSWLS----LKTLLSL Worm CED-9 QVRNLFVYTSLFIKTRIRNNWKEHNRSWDDFMTLG-KQMKEDYERAEAEKVGRRKQNRRW * *: :: : ::: :::. * :.* .** *: * .*: :: : . * Human Bcl-2 ALVGACITLGAY--LGHK---------Worm CED-9 SMIGAGVTAGAIGIVGVVVCGRMMFSLK :::** :* ** :* 8 La sobreexpresión L b ió de d B Bcl-2 l2 humano en gusanos inhibe la muerte celular Human Bcl-2 Regulación de la Apoptosis Familia Bcl-2 9 Familia Bcl-2 1)Tienen dominios de homología Bcl-2 (BH1, BH2, BH3) ) familia posee proteínas 2)La anti- y pro- apoptóticas 3)Los dominios BH interactúan entre ellos, creando oligómeros entre proteínas pro y antiapoptóticas 4)Tienen dominios transmembrana que (incluido la membrana externa de la mitocondria) 5)Controlan la permeabilidad de la membrana externa de la mitocondria (vertebrados) Antiapoptóticos Proapoptóticos Bim Noxa Puma Ejemplo de regulación de miembros de la familia Bcl-2 Célula apoptótica Célula normal 10 Regulación de la Apoptosis Caspases CASPASAS Asp P Pro Asp l large small ll • Cysteine Aspartate proteases • Forma activa formada por cadena larga y pequeña, liberadas a partir de un precursor inactivo (procaspasas) por proteolisis. • Se activan por proximidad y secuencialmente • Tienen múltiples sustratos intracelulares • Son reguladas por las IAPs 11 Regulación de la actividad de las caspasas por las IAPs Estructura y Función de las Caspasas 12 Mecanismos de Activación de las Caspasas Activación de caspasas efectoras (3,6,7) Activación la caspasa 8 iniciadora De la vía extrínseca: el complejo DISC Activación de la caspasa 9 iniciadora De la vía intrínseca: el Apoptosoma Estímulo Fases Receptor Inicio RE citocromo C/ Apaf-1/ ATP Caspasa-12 Caspasa-8 Ejecución Término Caspasa-9 Caspasa-3 Proteínas estructurales Reparación p del DNA Fragmentación del DNA Apoptosis 13 Blancos de las caspasas ejecutoras Caenorhabditis elegans 1090 cells decision to die 131 cells execution ced-3 ced-4 egl-1 ced-9 ces-2 ces-1 apoptosis engulfment degradation ced-1 ced-2 ced-5 ced 6 ced-6 ced-7 ced-10 nuc-1 14 Vía extrínseca Vía intrínseca 15 Vía extrínseca y activación de la caspasa 8 Familia de receptores de TNF 16 Vía intrínseca 17 Intrinsic pathway and activation of Caspase-9: Role of Bcl proteins Permeabilización mitocondrial un evento clave para la liberación del citocromo c al citosol 18 Citocromo C: elemento en la cadena transportadora de electrones en la mitocondria ¿Cómo se regula la permeabilidad mitocondrial? 19 Posibles mecanismos de acción de los miembros de la familia Bcl-2 Activation of Bax and Bak by BH3-only proteins 20 Permeabilización de la membrana mitocondrial 21 ¿Cómo se eliminan las células apoptóticas? Phagocytic clearance of apoptotic Cells 22 Ingestion of apoptotic bodies by a macrophage Engulfment of dying cells in C. elegans 23 Engulfment of mammalian cells 24