Universidade de São PauloFaculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto

Graduação em Ciências Biológicas

Resenha apresentada à disciplina de Biologia Celular referente ao conteúdo para a elaboração de um seminário cujo tema é APOPTOSE, ministrados pelos alunos do

primeiro ano de Ciências Biológicas

Prof. Dr. Maria de Lourdes T. Moraes PolizelliMonitora: Paola F. Fedatto

Discentes: Julia Pimenta de Oliveira, Luisa Lemos, Marina Feltrin Cassaniga, Sabrina Mara Tristão, Vanessa Elisa Pinheiro

APOPTOSE

A morte celular desempenha uma parte importante e crucial no desenvolvimento dos organismos e a mesma continua na vida

adulta. Nos organismos multicelulares, as células não necessárias ou que ameaçam o organismo são destruídas por um processo de

regulação conhecida como morte celular programada ou apoptose. Um controle que assegura que células individuais se comportem para o

bem do organismo como um todo é feito por células com sinalização contínua (fatores de sobrevivência) para outras células assegurando

que elas sobrevivam apenas quando e onde são necessárias, caso contrário, estas células entrarão em apoptose.

A idéia de que as células têm um programa de morte embutido foi proposta nos anos de 1970, mas sua aceitação geral levou

outros 20 anos. Este processo é mediado por enzimas proteolíticas denominadas caspases que resultam em uma morte ordenada, auto-

estimulada e irreversível. Processo bastante diferente comparado à morte celular por necrose.

Necrose x Apoptose

A necrose e a apoptose são dois mecanismos de morte celular que acontecem em maior porcentagem nos tecidos do organismo.

Morfologicamente temos transformações celulares distintas em ambas as mortes, como mostrado abaixo:

NECROSEPor injúrias celulares causadas por traumas ou doenças, as células necrosam e ocorre: Aumento do volume celular; Agregação da cromatina; Desorganização do citoplasma; Perda da integridade da membrana plasmática; Ruptura celular; Conteúdo celular liberado causando danos às células vizinhas;

Reação inflamatória. APOPTOSEPor sinais intrínsecos e extrínsecos a célula entra em apoptose e gasta energia para causar a sua própria morte, ocorrendo: Retração celular; Perda da aderência com a matriz extracelular e células vizinhas; Condensação da cromatina; Fragmentação do DNA; Formação dos corpos apoptoticos que são rapidamente fagocitados por macrófagos.

Muitas proteínas estão envolvidas no processo da morte celular por apoptose, sendo algumas envolvidas nas

alterações morfológicas observadas. Por exemplo, a proteína ROCK I é necessária e suficiente na formação das bolhas

apoptóticas e distribuição dos fragmentos de DNA nos corpos apoptóticos em formação. Porém, a diferença mais marcante entre

apoptose e necrose è a ausência de reação inflamatória no processo de apoptose. Não há reação inflamatória na apoptose devido

a rápida fagocitose dos corpos apoptóticos pelos macrófagos, possibilitado pelo reconhecimento da fosfatidilserina nos corpos

apoptóticos que foram translocados da camada mais interna da membrana para a mais externa, evento conhecido como flip-flop

A maioria das alterações morfológicas que ocorrem nas células apoptóticas é resultado da ativação de uma família

de proteases de cisteína, as caspases. Essas moléculas são sintetizadas sob a forma de precursores inativos, as

procaspases, que precisam ser clivadas em seus resíduos de aspartato para adquirirem atividade proteolítica. A clivagem das

procaspases é catalisada por uma proteína, ou mais recorrente, por uma caspase ativa. Existem três mecanismos de ativação de

caspase: ativação por outra caspase, ativação induzida por proximidade e associação com uma subunidade reguladora. Uma vez

incorporadas aos complexos, as procaspases iniciadoras permanecem muito próximas, clivando umas às outras.

Caspases envolvidas na inflamação 1 (ICE), 4 e 5Caspases envolvidas na apoptose Caspases iniciadoras 2, 8, 9 e 10

Caspases executoras 3, 6 e 7As duas vias de sinalização mais bem entendidas e que podem ativar a cascata de caspases, levando à apoptose,

são as vias extrínseca e intrínseca.

A via extrínseca é desencadeada pela ligação de ligantes específicos a um grupo de receptores da família TNF

que ficam na membrana plasmática como proteínas transmembrana. Eles possuem um domínio extracelular de ligação e um

domínio de morte intracelular. A ligação com esse domínio extracelular é capaz de ativar a cascata das caspases.

A via intrínseca é ativada por estresse intracelular ou extracelular como a privação de fatores de crescimento,

danos no DNA, hipóxia ou ativação de oncogenes. Os sinais que são induzidos em resposta a estes estresses afetam

principalmente a mitocôndria. Inúmeros estudos sobre apoptose apontam a mitocôndria como o principal mediador desse tipo de

morte. No caso dessa via, o citocromo c sai da membrana da mitocôndria e liga-se à Apaf1(proteína adaptadora de ativação da

procaspase), provocando a oligomerização da Apaf1 em um heptâmer o que recrutam proteínas caspases iniciadoras (9),

ativadas pela aproximação com o apoptossomo. A procaspase 9 ativa então as procaspases executoras que induzirão a

apoptose.

Outra família de proteínas envolvida na apoptose é da Bcl-2. Esta é uma família de proteínas que se encontram

dispersas no citoplasma ou aderidas na membrana da mitocôndria e é a principal classe de reguladores intracelulares da

apoptose. As proteínas dessa família regulam a via intrínseca da apoptose principalmente pelo controle da liberação do

citocromo c e de outras proteínas intermembranas mitocondriais no citosol. Podem ser: (I) Antiapoptóticas - inibem a apoptose

bloqueando a liberação das proteínas intermembranas da mitocôndria. Ex.: Bcl-2 e Bcl-xL ou (II) Proapotóticas - promovem a

apoptose por causarem o aumento da liberação das proteínas intermembranas mitocondriais. Ex.: Bax e Bak; Bad, Bim, Bid,

Puma e Noxa

Dentre os tipos de proteínas Bcl-2, há três classes que são diferenciadas pela quantidade de domínios nelas existentes.

Alberts, B. et al. Biologia Molecular da Célula, 2010.

CASCATA DE SINALIZAÇÃO

Em algumas células, a via extrínseca deve recrutar a via intrínseca para ampliar o sinal apoptótico para matar a

célula. Essa ligação é proporcionada pela proteína proapoptótica Bid. Quando receptores de morte ativam a via extrínseca, a

caspase iniciadora 8 cliva a Bid, que se transforma na tBid. A tBid se transloca para a mitocôndria, onde inibe proteínas Bcl-2

antiapoptóticas, permitindo a liberação de citocromo c.

Hengartner, M. O. The biochemistry of apoptosis. Nature, 2000.

Além das proteínas Bcl-2 antiapoptóticas, a supressão da apoptose pode ser feita também pelas proteínas

inibidoras da apoptose (IAPs) após estas se ligarem à caspases ativadas e inibí-las. Essa barreira inibidora proporcionada pelas

IAPs pode ser neutralizada pelas proteínas anti-IAPs, liberadas do espaço intermembranar mitocondrial para o citosol quando a

via intrínseca da apoptose é ativada. As anti-IAPs bloqueiam as IAPs no citosol, promovendo, assim, a apoptose.

Exemplos de onde ocorre apoptose:

Desenvolvimento embrionário : formação das mãos, olhos, formação dos ovócitos, sistema nervoso Infância : Desenvolvimento do sistema imunológico Adolescência : menstruação Vida toda : renovação das células da pele, intestino Mãe : no parto, há a redução do útero; redução da mama após a amamentação Mulher : câncer de mama Idoso : doença de Alzheimer Morte : infarto no miocárdio

Referências Bibliográficas:Alberts, B. et al. Biologia Molecular da Célula. 5ª edição. Porto Alegre: Artmed, 2010.Grivicich, I. et al. Morte celular por apoptose. Rev. Bras. de Cancerologia, 53(3), p. 335-343. 2007Hengartner, M. C. The biochemistry of apoptosis. Nature, vol. 407, p. 770-775. 2000.Paula, K. M. et al. Apoptose para o bem e para o mal. Rev. de Biologia e Ciências da Terra. Vol. 2, nº 2. 2002.