Mecanismos de Morte Celular Programada (APOPTOSE)

Mecanismos de Morte Celular Programada (APOPTOSE)

As células de um organismo multicelular são membros de uma comunidade complexa. O número de células nessa comunidade é extremamente controlado, não somente pela intensidade de divisão celular, mas também pelo controle da taxa de morte celular. Se células não estão sendo mais necessárias para o organismo, elas serão eliminadas por um mecanismo intracelular orquestrado pelo seu próprio material genético. Este mecanismo é então chamado de morte celular programada, popularmente conhecido como apoptose. Antes de analisarmos a morte celular nos organismos mais complexos, começaremos a entender como a morte celular programada surgiu dentro da evolução, nos organismos unicelulares.

Evolutivamente, tem sido observado processo de suicídio celular em células tido como primitivas, os protistas (que são os primeiros eucariotos). Existem atualmente inúmeros indícios da presença de morte celular programada em organismos unicelulares, que funciona de maneira não obrigatória, em situações ‘ameaçadoras’. De maneira defensiva, a morte celular pode ser ativada para evitar infecções por patógenos, em casos de falta de nutrientes ou até para evitar a superpopulação de indivíduos da mesma espécie.

Um exemplo de um organismo unicelular que sofre suicídio celular é o protozoário parasita Trypanossoma cruzi, que é o agente causador da doença de Chagas. Para sobreviver, os parasitas, localizados na região intestinal de insetos hemípteros, precisam estar aderidos aos tecidos dos invertebrados que eles infectam. Posteriormente, estes protistas são ejetados do inseto e caem na corrente sanguínea do hospedeiro vertebrado, onde invadirão células específicas para se dividir. A maioria dos parasitas não consegue contatar e infectar as células alvo do hospedeiro. Os tripanossomos ‘não-conectados’ cometem suicídio celular por apoptose, que é por definição, uma morte ‘limpa’, já que não induz resposta imune do hospedeiro (esta importante característica da morte celular programada). No inseto a morte celular programada também ocorre principalmente dos parasitas que não conseguiram ficar aderidos na região intestinal do inseto vetor.

Concluindo, atualmente se suspeita que a morte celular programada surgiu com os protistas primitivos, como uma maneira de responder a mudanças ambientais, que de alguma forma pressionariam as populações dos microorganismos.

Nos organismos multicelulares, o número de situações onde a morte celular programada é necessária impressiona. O desenvolvimento embrionário, por exemplo, é um momento em que o remodelamento e surgimento de estruturas incitam o crescimento celular em certas regiões e a morte em outras. No sistema nervoso de vertebrados em desenvolvimento, por exemplo, mais da metade das células nervosas morrem logo depois de terem sido formadas. A formação dos nossos dedos individualizados é outro exemplo da ação de mecanismos de suicídio celular na região interdigital. A morte celular programada não acontece somente nos embriões. A clássica metamorfose do girino em sapo é mediada por apoptose em toda região caudal do anfíbio (figura 1). No corpo de um ser humano saudável, bilhões de células normalmente morrem, principalmente na medula óssea e no intestino. Por ser um evento fisiológico normal, onde em tecidos adultos ocorre um equilíbrio com relação à proliferação e morte celular, muitas patologias e doenças têm como característica o desligamento total dos mecanismos de morte celular (como alguns tipos de células cancerosas) ou a morte celular superativada (como nos casos de esclerose, onde células nervosas se suicidam descontroladamente). A manutenção do equilíbrio das taxas de proliferação e morte celular (conhecido como homeostase celular) é primordial para a vida dos organismos, que tem uma determinada quantidade de energia para ser gasta com um certo número de células.

Figura 1: Apoptose durante a metamorfose de anfíbios. Quando o girino transforma-se em sapo adulto, as células da região caudal são induzidas a sofrer apoptose. Como conseqüência, a cauda é perdida. Todas as mudanças que ocorrem durante a metamorfose são estimuladas por um aumento do hormônio tireoidiano no sangue do mesmo.

O tipo mais conhecido e estudado de morte celular programada é a apoptose (do grego: queda de folhas, que é um mecanismo de morte celular) descoberta e descrita por Andrew Wyllie em 1972, que será o tipo de suicídio celular abordado neste texto. Um outro tipo de morte celular, porém não programada é a necrose, que é geralmente um fenômeno caótico e acidental.

Todavia, é importante lembrar que a observação da morte celular, seja ela programada ou não, data do século XIX, com os trabalhos pioneiros de Carl Vogt em 1842. Vogt observou ‘destruição celular’ no desaparecimento da notocorda e no surgimento das vértebras em uma espécie de anuro, sugerindo a importância da morte celular em processos de desenvolvimento. Em 1863, August Weismann, trabalhando com desenvolvimento embrionário de insetos dípteros, observou o que foi chamado de ‘histólise’, onde se via, por microscopia óptica, núcleos condensados e células extremamente vacuolizadas.

Resumindo, o processo de morte celular foi notado no século XIX, mas a devida atenção não foi dada, por dois fatores principais: um deles foi à tendência do conhecimento da época em elucidar o desenvolvimento embrionário como um processo de criação de células e não morte celular. O outro fator importante era a falta de ferramentas para se estudar um processo dinâmico, que é o caso da morte celular.

Características básicas da apoptose e necrose.

Existem dois tipos de morte celular. A primeira é chamada de necrose conhecida como a morte evitável, já que ela não está prescrita no genoma das células. Geralmente é acidental, causada por razões externas. A célula pode inchar e as membranas se rompem, espalhando todos os constituintes intracelulares no meio extracelular (figura 2). Entre os constituintes intracelulares estão uma série de enzimas que quebram proteínas (proteases) e compostos que podem interagir negativamente com as células da vizinhança. A necrose também resulta numa resposta inflamatória potencialmente destrutiva do organismo como um todo. A atração de células do sistema imune para o local da necrose acarreta numa série de efeitos danosos às células periféricas a necrose, mediada principalmente por secreções das células imunes. A necrose é o que ocorre em danos físicos a um tecido, por exemplo. O ressecamento, a inanição e outras