Pdf muerte celular programada

1999; 97(4) APOPTOSIS O LA MUERTE CELULAR PROGRAMADA Arch.argent.pediatr 253

Progresos en Pediatría: Medicina molecular

Apoptosis o la muerte celular programada

Dres. ALBERTO ROSETO* y CATHERINE BRENNER**

Arch.argent.pediatr 1999; 97(4): 253

INTRODUCCION llo y diferenciación de todos los organismos. El CC,
Todos los seres vivos, un día u otro deben morir. programado y regulado genéticamente, es finito y,
A pesar de que el hombre sabe esto desde que según se trate de uno u otro fenotipo celular, desde
comenzó a elaborar mecanismos superiores con el nacimiento de un niño, una célula no se divide
su cerebro, es sólo después de 20 años que empe- más de 80 veces a lo largo de su vida, si ningún
zamos a entender que la muerte celular programa- acontecimiento nefasto (infecciones, tóxicos) le
da (PCD, por programmed cell death) está justa- ocurre antes. Pero las células no mueren por vejez
mente establecida en los genes de cada genoma o agresiones solamente; todo lo contrario, la gran
de todas las especies vivientes. mayoría muere en cualquier etapa de la vida, muy
Como lo venimos tratando en capítulos anterio- particularmente en el embrión, por PCD (Gráfico
res, la apoptosis (en griego: la caída de las hojas en 1). En efecto, el desarrollo del embrión está carac-
otoño) es un mecanismo vital y fisiológico de los terizado por fenómenos de crecimientos celulares
seres vivos. Su participación desde la ovulación, el de gran magnitud, migraciones celulares en masa,
ciclo menstrual (la menstruación es el síntoma de modelación de órganos en formación que culmi-
un suicidio celular colectivo del epitelio uterino que nan, después del huevo original, en un ser
esperaba albergar un óvulo fecundado por un pluricelular típico de cada especie. Durante todo
espermatozoide), el desarrollo y modelación del ese período, ninguna célula de la enorme cantidad
embrión, la renovación constante de los epitelios que muere lo hace por efecto de infecciones o
en la vida adulta constituyen ejemplos claros de envejecimiento. Es porque así estaba programada
procesos replicativos y apoptóticos asociados. Sin en el genoma de cada especie, siempre en los
embargo, hay dos tejidos únicos en los organismos mismos estadios, siempre en los mismos tiempos;
animales superiores desde el punto de vista de su el embrión es “esculpido” con la PCD, suprimiendo
plasticidad, adaptabilidad, desarrollo y evolución tejidos que tenían función en una gran cantidad de
que los hace únicos de cada organismo. Son el órganos en un estadio pero que la morfología final,
sistema inmunitario (SI) y el sistema nervioso (SN). al nacer, ya no los necesita (si bien veremos con
Ellos son los que modulan y utilizan la apoptosis más detalles en los capítulos de embriología mole-
durante toda la vida para mantener todos estos cular, podemos mencionar como ejemplos, las
atributos que los hacen exclusivos. En los capítu- branquias y la cola del renacuajo, que no tiene la
los de inmunología molecular hicimos varias veces rana adulta; los dedos del niño al nacer, luego de
referencia a este proceso; ahora trataremos de la muerte de millones de células que los unían en
explicarlo en su conjunto, utilizando los sistemas el embrión) (Gráfico 1). Así, si la formación de los
de ejemplos diversos, pero sabiendo que existe en orificios del tubo digestivo, la remodelación del
todas las células vivientes. aparato urinario y la diferenciación sexual, consti-
Cuando vimos el ciclo celular (CC) (Arch.ar- tuyen ejemplos de la formación de órganos defini-
gent.pediatr 1997; 95 [5]) dijimos que todas las tivos con una forma determinada, es en la forma-
células poseen esa máquina capaz de hacer dos ción del SI y el SN donde el rol de la PCD es
células a partir de una y que es la base del desarro- fundamental no para la creación de una morfología
sino de una función en el adulto y durante toda la
vida. (Ver más abajo).
* Centre Nationale de la Recherche Scientifique (CNRS),
Francia. Area de Medicina Molecular, Hospital Posadas.
La morfología de la PCD y la necrosis
Haedo, provincia de Buenos Aires, Argentina.
** Centre Nationale de la Recherche Scientifique (CNRS). (Gráfico 2)
Universitè Tecnologie de Compiègne. Francia. El término de muerte celular programada (PCD)

254 PROGRESOS EN PEDIATRIA Arch.argent.pediatr

fue utilizado para aquellas células que estaban membrana modificada pero íntegra, conteniendo
destinadas a desaparecer en el plano organizativo los mininúcleos en su interior. Esos cuerpos
durante la embriogénesis. El nombre de apoptosis apoptóticos atraen los macrófagos (por las molé-
fue definitivamente acuñado por Kerr en 1972 quien, culas características que aparecen en las membra-
como otros autores, diferenció a las células que nas de las células apoptóticas) que los fagocitan
morían “naturalmente” (PCD) de las que lo hacían sin dejar rastros ni producir inflamación. Nunca
por infecciones, traumas, isquemia, tóxicos. En una célula apoptótica libera moléculas de su inte-
estos últimos casos, el proceso se llama necrosis. rior porque su membrana no se rompe. Sin embar-
La necrosis induce la inflamación y los dos proce- go, en recientes investigaciones, sobre todo en la
sos siempre son patológicos. Por el contrario, la muerte neuronal debida a hipoxia, isquemia o de-
apoptosis (PCD) normalmente (y en general) nun- rrame cerebral, se observó otra morfología
ca induce la inflamación. La necrosis es un proceso ultraestructural diferente. La célula no es necrótica,
violento y catastrófico: las células atacadas por un ni apoptótica completamente. El núcleo se frag-
tóxico, un germen o privadas de sangre oxigenada, menta, pero aunque la membrana celular no se
se hinchan, la membrana celular se rompe y las rompe, es muy fina y presenta una especie de
moléculas enzimáticas intracelulares son libera- perforaciones. Todos estos mecanismos, como
das, las quimioquinas son secretadas por las célu- veremos, están comenzando a comprenderse y en
las adyacentes o por las mismas células que su- lo que concierne a la PCD neuronal su conocimien-
frían la necrosis (recordar que normalmente no hay to es capital para poder mejorar el tratamiento de
quimioquinas detectables, salvo en compartimentos la hipoxia del recién nacido, del sufrimiento fetal o
(Microecosistemas [MES]) del SI) (Arch.argent.pe- de las isquemias de los prematuros de menos de
diatr 1998; 96[5]). Todas esas moléculas en con- 1.500 g, por ejemplo.
junto producen mayor muerte celular y atraen al
mismo tiempo las células inflamatorias. El proceso El control intracelular y
puede terminar en una neoformación tisular: la extracelular de la PCD
cicatrización, con una deformación de la arquitec- Hay al menos cuatro características mayores
tura del tejido (aunque sea mínima), o en la muerte de la PCD: 1) es un proceso fisiológico universal;
del organismo cuando el proceso no fue natural o las proteínas que participan en la PCD o sus genes
farmacológicamente controlado. correspondientes están presentes en todas las
La PCD es muy diferente. Desde el embrión células nucleadas; 2) su ejecución implica una
hasta el organismo adulto fisiológicamente sano, a cascada ordenada de acontecimientos proteolíticos
todo lo largo de la vida millones de células mueren de esas moléculas; 3) al igual que en el ciclo
(en pocas horas o menos) sin dejar rastros ni celular, cada etapa está regulada y controlada por
células inflamatorias (en efecto, es raro observar proteínas que impiden su ejecución, cuyos genes
células apoptóticas en un tejido sano); esta es, tal y otros que seguramente existen y que todavía no
vez, una de las razones por las que este proceso conocemos (genes ortólogos), también están en
celular sea conocido y estudiado en una época todas las especies vivientes; 4) si bien todas estas
relativamente reciente. La célula que se suicida se proteínas están constitutivamente en la célula,
despega de sus células vecinas (pierde sus molé- para la ejecución de la PCD en un momento deter-
culas de adhesión) y luego se desintegra de una minado es necesaria su producción y la existencia
manera ordenada: su núcleo se condensa en de diferencias cualitativas y cuantitativas entre
“mininúcleos” (en su interior los cromosomas están algunas de ellas. Desarrollaremos cada una de las
fragmentados y su ADN cortado en fracciones de características de la PCD fisiológica, para enten-
tamaños que son múltiplos perfectos entre ellas; der, sobre todo, las enfermedades donde ella es
ésta es una marca propia de la PCD; en la necrosis patológica y juega un rol mayor.
el ADN se desintegra de manera anárquica). Estos
mininúcleos están rodeados de citoplasma cuya Generalidades: Breve historia
membrana nunca se rompe, aunque se modifica de lo conocido hasta ahora de la PCD
estructuralmente (diferencia esencial con la A) Desde hace más de 15 años se sabe que se
necrosis celular). Este citoplasma contiene las puede frenar la PCD de una célula, inhi-
organelas desestructuradas de la célula inicial. biendo experimentalmente su producción de
Podríamos decir, entonces, que una célula que ARNm, la síntesis de proteínas, o ambas. Es
sufre PCD se atomiza en varios cuerpos la prueba de que cada célula activa su ma-
apoptóticos, compuestos de citoplasma con su quinaria genética y regula su propia muerte,

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GRÁFICO 1
Apoptosis (PCD)


según las señales que recibe del exterior o suicidio colectivo de todas las células que
del interior. En el proceso fisiológico de la esperaban un óvulo fecundado y que se
PCD en general, las señales que vienen del mantenían vivas por señales hormonales,
exterior son señales de sobrevida o de suici- que cesan precisamente cuando no se anida
dio, es decir que activan los genes que impi- el huevo. De este modo, los genes que impi-
den la PCD, de lo contrario ésta se produce. den el suicidio celular (ver más adelante) al
Las células tienen al menos cuatro formas no recibir señales, dejan de expresarse y la
de emitir y recibir esas señales externas. célula va a la PCD.
La primera sería la que hace que en todo La segunda forma se produce cuando una
organismo viviente el número de células que célula recibe señales que, en última instan-
se replican esté en un equilibrio dinámico cia, la inducirán a multiplicarse a través de
con las que mueren por PCD. Desde que las genes llamados oncogenes (por ejemplo:
células comenzaron a vivir en sociedades, c.Myc, P53). Estos llevan al suicidio de esa
ya no pudieron vivir fuera de ellas. Ningún célula, salvo que los genes que inhiben la
ser viviente puede subsistir solo (¡qué lec- PCD hubieran sido activados antes (por ejem-
ción de vida nos muestra la evolución!). Una plo: Bcl-2). De esta manera, al multiplicarse
célula que no recibe información o mensajes toda célula debe recibir constantes señales
de otra, está condenada a morir. El destino de sobrevida, para no autodestruirse. Este
de cada una depende del diálogo de señales es un mecanismo de control de la multiplica-
moleculares que mantiene con sus vecinos ción celular fisiológica, que es fundamental
celulares y el medio extracelular. Así pues, para evitar el crecimiento tumoral (como
en todas las poblaciones celulares de un sucede, por ejemplo, cuando el Bcl-2 está
organismo, el número de ellas (hemostasia) mutado y no inhibe la PCD) y sólo reciente-
es constante en un determinado momento mente ha sido conocido (ver más adelante).
de la vida, y resulta fundamentalmente del Una tercera forma utiliza dos de las principa-
equilibrio entre los nuevos ciclos celulares y les vías que desembocan en la vía final de la
la muerte de cada una de ellas. Esto es PCD: los Fas y TNF ligantes y sus respecti-
válido en cualquier etapa de la vida: em- vos receptores (Fasr y FNTr), son activados
brión, niño, adulto. Ese modo de recibir y cuando en el timo fisiológicamente ocurre la
emitir señales (que no necesariamente son selección negativa de los linfocitos Th y Tc,
factores de crecimiento) entre las células (ver Arch.argent.pediatr 1998;96[3]) y estas
para proliferar, quedar quiescente o morir, mismas moléculas son reprimidas en el caso
liga el destino de cada una con los tejidos y de la sobrevida de los linfocitos de memoria.
órganos, primero, pero en última instancia al En situación patológica, por ejemplo cuando
organismo en su conjunto. Por ejemplo, el ciertos virus infectan una célula, la inducen a
número de glóbulos blancos después de su la apoptosis (otros virus como el EB, el CMV
aumento tras una infección posteriormente hacen lo contrario: inhiben la PCD para per-
superada disminuye a un valor equivalente sistir). El sistema inmunológico (SI), por ejem-
al inicial (ver Inmunología Molecular I y II, plo, utiliza las diferentes formas de sobre-
Arch.argent.pediatr 1998; 96 [3 y 5]). El ciclo vida o la PCD, según las circunstancias.
menstrual es otro ejemplo: el remodelaje del La cuarta forma es precisamente la utilizada
epitelio uterino que ocurre después de un por el SI. Cuando una célula está infectada

Gráfico 1: La apoptosis o la muerte celular programada linfocitos T y B. Es decir, que los linfocitos Tc, los NK y el
(PCD), los ejemplos mejor conocidos número de las células de memoria también son regulados por
En el curso del desarrollo embrionario y posembrionario de la PCD (f).
los organismos multicelulares (metazoarios), la PCD participa La involución de los tejidos que funcionan creciendo por
en el modelaje de los tejidos: reabsorción de los tejidos ciclos donde son estimulados con factores de crecimiento y
interdigitales, apertura de los orificios, regresión de los canales hormonas y dejan de ser periódicamente o definitivamente
de Muller en el embrión de sexo masculino (a, b, d). estimulados: el epitelio endometrial en cada ciclo menstrual,
La muerte de células de corta vida, como los neutrófilos, los epitelios de las glándulas mamarias durante la lactación, las
una vez superada una infección (g). neuronas privadas de neurotrofinas (c, d).
La eliminación con la selección positiva y negativa de los


β

α

GRÁFICO 2
Histología molecular de la apoptosis y la necrosis


por virus, bacterias o parásitos que se repro- En conclusión, ante una célula anormal, in-
ducen en su interior o en el caso de las fectada o mutada, el ancestral mecanismo
células cancerosas, independientemente de de la PCD utiliza varias vías para ejecutar su
las señales de sobrevida o de muerte que programa de muerte. En definitiva, para
hayan recibido, se produce contacto con las mantener un organismo sano y vivo.
células patológicas del SI, en especial con B) El estudio de un verme hermafrodita, Cae-
los Tc, que liberan moléculas como las norhaditis elegans, de 1 mm, que contiene
porfirinas y las granzimas. Estas, a su vez, 959 células y que pone hasta 300 huevos
activan a los participantes finales de la PCD que adquieren el estado adulto en dos días y
(las enzimas caspasas), produciendo un medio, permitió descubrir los primeros genes
cortocircuito en el resto de la cascada de la maquinaria de la PCD. Este verme es
apoptótica y llevando a las células a su transparente, lo que permite observar per-
autodestrucción (Gráfico 3). fectamente la desaparición de 131 células
Las señales internas para las proteínas de la por apoptosis desde su desarrollo embriona-
cascada apoptótica ocurren fundamental- rio, cuando cuenta con 1.090 células. Este
mente en situaciones patológicas. Cuando verme es el primer organismo multicelular en
anomalías de replicación o de transcripción ser secuenciado completamente (fines de
del genoma de ADN en cada ciclo celular 1998) y su genoma es de 19.099 genes (una
(hay un error cada 106 pb) o mutadas por sorpresa, porque hasta hace poco se pensa-
agentes tóxicos químicos o físicos prove- ba en no más de 11.000) (Arch.argent.pediatr
nientes del exterior y moléculas como la p53 1997;95[6]). A diferencia de los virus, ricket-
detienen un ciclo celular anómalo, otras tsias, bacterias, hongos y unicelulares ya
moléculas correctoras restituyen la normali- secuenciados, este organismo pasa del es-
dad del genoma y si no pueden hacerlo la tado unicelular al multicelular, diferenciando
célula se suicida. En efecto, como veremos sus células (tiene un sistema nervioso rudi-
en oncología molecular, las anomalías de mentario de 302 neuronas) lo que permitirá
las moléculas (que inducen o inhiben la PCD) estudiar las moléculas implicadas en la trans-
juegan un rol capital en el crecimiento anár- misión nerviosa y en las relaciones entre sus
quico de los tumores. células, entre otras cosas. En este verme,

Gráfico 2: Los estadios morfológicos de la apoptosis pb y múltiplos de esos fragmentos y así aparecen en un gel de
Los caracteres morfológicos de la PCD son estereotipados agarosa donde se hizo migrar ese ADN. Cabe destacar que el
por un determinado fenotipo celular, cualquiera sea la causa o ADN mitocondrial parece no ser degradado durante la PCD. e)
señales de apoptosis que haya recibido. Los acontecimientos Posteriormente, el núcleo aparece atomizado en múltiples
moleculares repercuten en el plano morfológico a nivel de la pequeñas esferas y es el comienzo de la formación de los
membrana plasmática, el citoplasma y en el núcleo y no se cuerpos apoptóticos. f) La célula queda fragmentada en cuer-
conoce con certeza el grado de responsabilidad que le cabe a pos apoptóticos, con características morfológicas diferentes
cada uno en el plano fisiológico. según encierren fragmentos nucleares o no y otros componen-
En la mayoría de las circunstancias, ante una agresión, tes celulares. Hay tres mecanismos moleculares de reconoci-
falta de señales de sobrevida o aumento de señales de muerte, miento de las células o directamente de los cuerpos apoptóticos
una célula normal va hacia la necrosis o hacia la PCD. a) La vía por los fagocitos: 1) la integrina a V b 3 (receptor normal de la
de la PCD comienza con disminución del volumen celular, vitronectina de los macrófagos) se asocia con una proteína
condensación del citoplasma y de la cromatina del núcleo. Este membranaria (CD 36) para formar un receptor de la
fenómeno está ligado a una pérdida iso-osmótica de agua, de trombospodina (TSP). Esta TSP es sintetizada por el macrófago
mecanismo desconocido aún. El contenido de ARN y de proteí- mismo, que la secreta al espacio intercelular para que forme un
nas se reduce por disminución de su síntesis y por aumento de puente entre su propio receptor y un receptor desconocido del
su degradación. b) Continúa con los cambios de la membrana cuerpo apoptótico, al que fagocitará; 2) las alteraciones que
celular, con una especie de dedos de guante o protrusiones, sufre la membrana plasmática se acompañan de una exposi-
llamado zeiosis. c) Luego, la cromatina condensada forma dos ción de ciertos azúcares en las glicoproteínas que han perdido
medialunas en el núcleo, donde la membrana todavía aparece el ácido siálico; 3) la fosfatidilserina, que se une a lectinas y
entera. d) Una condensación global de la cromatina con una receptores de la fofotidilserina de los macrófagos, respectiva-
retracción del núcleo son las caraterísticas que siguen. En mente. Ciertas citoquinas y otras señales pueden modular este
general, en todos los tipos celulares este fenómeno está acom- sistema de reconocimiento por los fagocitos.
pañado por una fragmentación irreversible del ADN en largos
fragmentos de 300.000 o de 50.000 pares de bases (pb). Esto
es seguido de una segmentación aún más pequeña de 180-200


´

GRÁFICO 3
Receptores de la muerte (DRs) y sus vías


unos veinte genes comandan todas las eta- los otros dos actúen. Por lo tanto, los genes
pas de la PCD; unos interviniendo en la Ced-3 y Ced-4 inducen la muerte (proapop-
decisión de vivir o morir, otros participando tóticos) y el Ced-9 sostiene la vida (antiapop-
directamente en la autodestrucción de la tótico). El producto del gen Ced-3 es una
célula y otros permitiendo la ingestión de las proteasa, más precisamente llamada
células que acaban de morir. Tres son los caspasa que, como veremos, existe en for-
genes principales: Ced-3, Ced-4 y Ced-9. mas inactivas o preproteasas y la cascada
Los genes Ced-3 y Ced-4 se expresan en las (hay dos equivalentes conocidos: la cascada
131 células que mueren por PCD, en las que de la coagulación y el sistema de comple-
el Ced-9 no se expresa. En las 959 células mentos) ocurre por proteólisis sucesivas que
restantes, la expresión de Ced-9 impide que van transformando preenzimas inactivas en

Gráfico 3: Receptores de la muerte y sus vías En este gráfico, mostramos también la estructura y función
A) Sobre la membrana celular (MC), se ubican miles de proteí- de las caspasas, desde su activación y en los Gráficos 4 y
nas pertenecientes a una familia de receptores de la muerte 5 se muestran los acontecimientos moleculares finales de
(death receptors, DR). Los DR, llevan, clásicamente, la la cascada.
célula al engranaje de la PCD, pero en algunos momentos Desde el C. elegans al hombre se han identificado 13
utilizan vías distintas e incluso otras que son opuestas a la caspasas con distintos roles en la PCD y también en la
ejecución de la apoptosis. inflamación. La 11 y la 12 sólo se encontraron en los
Los miembros de esta familia de receptores están com- ratones. Sus funciones fueron atribuidas después de nu-
puestos por tres proteínas homólogas (homotrímeros), con merosos estudios de especificidad enzimática, en ratones
una estructura extracelular, una transmembranaria y una knockout y de actividades biológicas en vitro y en vivo. La
intracelular. En esta última se encuentran los “death domain” estructura fue demostrada con la cristalización de la caspasa
(DD), con tendencia a contactarse, por lo que se agrupan 3. La parte activa de la enzima de una de las dos subunidades
en trímeros similares a la estructura extracelular. Cada proteicas que constituyen un heterodímero, una de 20 kDa
ligante, también compuesto por moléculas triméricas, en y otra de 10 kDa, se junta con otra igual, formando un
realidad se liga con tres moléculas similares que, juntas, tetrámero activo. Ambas subunidades contribuyen con al-
constituyen el DR activo. En el gráfico están señaladas, gunos de sus amino-ácidos (AA) para el sitio catalítico (sitio
además, las proteínas FADD (por FasR-associated death activo de las enzimas). Todas las caspasas tienen una
domain, también llamado Mort-1) con su dominio DED (por estrecha homología en esas dos subunidades, pero al igual
death effector domain) que por una unión homofílica se que otras proteasas, cuando están como pre-enzima (en
unen a dominios DED de las propias caspasas, cuyo ejem- este caso, procaspasa) tienen un dominio muy variable (de
plo más representativo es la caspasa 8 (también llamado 23 a 216 AA) en la porción NH2 terminal que está involucrado
CARD, por caspase recruitment domain). Los dominios en su regulación.
DED se encuentran en las caspasas 2, 8, 9 y 10. Después
de su incorporación a la vía a través de los FADD, estos B) Uno de los roles mayores de las caspasas es inactivar las
DED de las caspasas inducen su autocatálisis, pasando así proteínas que protegen a la célula de la apoptosis. Rompen
de una procaspasa a una caspasa efectora que activa a la el complejo natural de la nucleasa CAD con su inhibidor, el
caspasa 9, llegando finalmente a la apoptosis. Las vías del Icad/DFF45; al destruir este último, la nucleasa fragmenta
TNFR1 y del DR3 son globalmente similares en cuanto a las el ADN celular:
estructuras proteicas que las constituyen, así como por los Vimos morfológicamente los cambios sucesivos que va
roles biológicos que cumplen. En efecto, ambas poseen sufriendo el núcleo en el camino de la PCD (Gráfico 2). Las
vías proapoptóticas y antiapoptóticas. Como vemos en la caspasas contribuyen a ello, desensamblando la
figura, las proteínas adaptadoras TRADD (por TNFR- polimerización de los filamentos intermediarios, láminas
associated death domain) se ligan con su propio DD al DD A,B y C, que normalmente están unidos en la forma “cabe-
del TNFR-1 y actúan asociando otras proteínas señaladoras, za-cola”. Las caspasas las cortan en un único sitio, produ-
como RIP (por receptor-interacting protein y TRAF2 (por ciendo el colapso de las láminas y facilitando la condensación
TNFR-associated factor-2). Ambas conducen a la de la cromatina (b).
estimulación de la vía de las MAPs quinasas (que termina La desregulación de enzimas es específica para el normal
activando al gen c-Jun) y de la vía que estimula al NF-kB funcionamiento en la replicación o reparación del ADN, es
(ver Gráfico 6). Ambas vías son estimulantes de la prolife- así que las estructuras del citoesqueleto son los blancos de
ración y el crecimiento celular y, en consecuencia, son las caspasas en el proceso de la PCD. Se separa el dominio
antiapoptóticas. Lo mismo ocurre con el DR3, especialmen- regulatorio del dominio activo de estas enzimas, aumentan-
te en su estimulación de la vía del NF-kB. Ambos DR, el do o disminuyendo su actividad. Por ejemplo, en el caso de
TNFR1 y el DR3, siguen la vía proapoptótica de una manera la gelsolina, que ordena los microfilamentos de actina, su
similar al FasR. Como ya se explicó en el texto, las vías y actividad es desordenada después de la proteólisis que le
las moléculas que participan después de la activación los produjo una caspasa. La deformación de la membrana
DR4 y DR5 así como los DcR1 (son trímeros de moléculas celular, la formación de los dedos de guante o ampollas, es
de glicosilfosfatidilinositol [GPI] proteínas ancladas en la en parte debido a esto (c).
MC) y DcR2, son menos conocidas.


enzimas activas. El Fas y el FasL participan en forma fundamen-
Pero lo importante de todos estos estudios tal en varios tipos de PCD en situaciones fisiológi-
básicos es que existen equivalentes de estos genes cas y patológicas: a) muerte de los linfocitos T
en toda la filogenia animal (en las plantas se van activados al final de una respuesta inmune; b)
conociendo otras vías que producen PCD). En los muerte de células infectadas o cancerosas por los
vegetales hasta el momento se observaron linfocitos Tc y NK; c) muerte de células del SI que
autofagia y vacuolas pero no heterofagia como en participan en una inflamación en sitios “santuarios”
la PCD animal. Aunque hay genes implicados en el o “inmunoprivilegiados”, como el ojo, el testículo o
control de la muerte celular, genes de resistencia a el páncreas; d) muerte de los hepatocitos en la
las infecciones que tienen ciertas similitudes con hepatitis B fulminante.
los implicados en la PCD animal y en el hombre, la
homología con estos genes es extraordinariamen- La vía del TNFR1
te similar, aunque desde el punto de vista molecular, Como respuesta a una infección, los macró-
los mecanismos y vías que llevan a la PCD son fagos producen TNF; éste al ligarse específica-
mucho más complicados y con otros participantes, mente a su receptor, TNFR1, activa los factores de
que ahora se van conociendo y que describiremos transcripción (FT) NF-kB y AP-1, que hacen
a continuación. transcribir diferentes genes que participan en la
respuesta inmune, tanto de la INNE como de la
Vías y moléculas que IEA. La expresión de esos genes tiene una acción
participan en la apoptosis anti-apoptótica que contrabalancea la acción
Los receptores de la muerte celular proapoptótica que tiene el TNFR1, con su dd, que
(Gráfico 3) se liga a las proteínas adaptadoras, llamadas
Como ya dijimos, para mantener la homeos- TRADD (por TNFR-associated death domain), que
tasis celular, la PCD conserva el número de células activan a las caspasas, llevando la célula a la PCD.
normales y elimina todas aquellas que amenazan
la vida del organismo. Para explicar entonces la La vía del DR3
maquinaria de la PCD y sus diferentes vías y Esta vía muestra notables similitudes con la del
componentes, empezaremos por las moléculas TNFR1. En efecto, cuando se liga a su ligante
que reciben señales, en este caso las “señales de Apo3L su estimulación induce por un lado, al FT
muerte”. Esas moléculas son los receptores de la NF-kB, activando éste a los genes antiapoptóticos
muerte (death receptors, DR), que se expresan en y, por el otro, también a través de sus dd (ver texto
forma exclusiva en algunos fenotipos celulares y del Gráfico 3), se liga a las proteínas adaptadoras
en otros en forma más general y las “señales de la FADD (por Fas-associated death domain. Ver Glo-
muerte” específicas que reciben, llamadas ligantes sario), que tienen como función la activación de las
(death ligands, DL). Estos receptores inician en caspasas.
segundos la cascada de informaciones moleculares Sin embargo, hay diferencias en la expresión de
que activan las caspasas, para terminar con la los factores TNFR1 y DR3. Mientras que el primero
muerte celular en aproximadamente una hora. es expresado en casi todos los tejidos, DR3 se
Los DR pertenecen a la superfamilia del recep- expresa selectivamente en bazo, timo y células
tor del tumor necrosis factor (TNF), la cual tiene por hematopoyéticas en general; la expresión de sus
características principales un dominio extracelular respectivos ligantes es a la inversa: el TNF se
rico en cisteína y un dominio intracelular llamado expresa en los macrófagos y linfocitos activados y
death domains (dd). Los DR bien reconocidos la Apo3L, en muchos tejidos. Esto hace suponer
hasta el presente (de los que sólo nombraremos un que, a pesar de tener vías similares, las diferencias
sinónimo en el texto, mientras que el resto será cuantitativas de expresión en diferentes tejidos les
mencionado en el Glosario) son el Fas, el TNFR1, haría cumplir roles biológicos diferentes.
el DR3, el DR4 y el DR5. Los ligantes que activan
esos receptores pertenecen a la superfamilia del Vía de los DR4 y DR5 y la regulación
TNF. Los TNF, FasL, Apo3L se ligan a los DR, por los receptores decoy (DecR)
TNF1, Fas y DR3, respectivamente. Mientras que Más recientemente, se describió una cuarta vía
el Apo2L es el ligante del DR4 y del DR5 (ver que tiene como ligante a una molécula muy seme-
Glosario). jante al FasL, la Apo2L. Ella tiene como receptores
específicos al DR4 y al DR5. Esta vía también
La vía del Fas termina en la activación de las caspasas, pero


GRÁFICO 4
Orígen de la célula eucarionte y de la mitocondria


además puede inhibir la PCD. Los adaptadores de PCD. Estos últimos son expresados en muchos
la vía hacia las caspasas no se conocen aún. Pero, tejidos, así como su ligante y los receptores señue-
por otra parte, se conocen dos moléculas llamadas lo, lo que sugiere un probable rol protector de la
receptoras “señuelo” (DecR1 y DecR2, por decoy PCD de estas moléculas. Además, los receptores
receptors), careciendo el DecR1 de dominio DR4, DR5, DecR1 y DecR2 son transcriptos por
citoplasmático, mientras que el DecR2 sólo posee genes ubicados en la misma región del cromosoma
una pequeña secuencia de aminoácidos sin una 8, lo que habla de un origen común de un gen
función aparente. La función real de estos recepto- parólogo (al menos de la especie humana).
res señuelo, es “atraer” y ligar la Apo2L compitien- En conclusión, de esta primera etapa de la vía
do así con los receptores DR4 y DR5, evitando la de la PCD podemos decir que, a pesar de conocer-

Gráfico 4 consistencia a la célula que continuaba creciendo (esto fue una
A) El origen de las mitocondrias verdadera creación de las células eucariotas en su formación,
Los primeros organismos unicelulares aparecieron en la puesto que no se encuentra ninguna proteína homóloga a las
Tierra hace casi 4.000 millones de años, con una forma bastan- de los citoesqueletos en los procariotas actuales). La célula fue
te similar a ciertas bacterias actuales. Son los procariotas, no capaz de ingerir y digerir en su interior los alimentos dentro de
tienen núcleo (en griego karion significa “núcleo”). Se multipli- membranas cada vez más extendidas y comunicadas en com-
can y diversifican en unos millones de especies adaptadas a partimientos o en bolsas cerradas. Algunos compartimientos
todos los medios. Casi 1.800 millones de años después apare- terminan por encerrar definitivamente al ADN para constituir el
ció una nueva variedad de células llamadas eucariotas (células núcleo definitivo (muchas células fagocitarias actuales conser-
con núcleo), producto de un extraordinario fenómeno evolutivo. van estas características); e) pero el verdadero fagocito primi-
Hoy todos los organismos pluricelulares están compuestos de tivo se desarrolló cuando adquirió movilidad propia para
células eucariotas. Si ellas no existieran no estaríamos los propulsarse y pasar de un territorio a otro, al adquirir los
hombres tratando de entender cómo ocurrió todo eso. Sin duda flagelos; d) la última etapa en la evolución de los endosimbiontes
los eucariotas derivan de los procariotas. La dificultad de la hacia la célula eucariótica fue la adopción o “fagocitosis” de
ausencia de fósiles procariotas o de organismos de transición procariotas para retenerlos como “invitados permanentes” (el
que hayan sobrevivido entre ambos es compensada por la neutrófilo y los macrófagos actuales también fagocitan
presencia de estructuras como las mitocondrias, los cloroplastos procariotas, que pueden matar, pueden sucumbir a ellas o
(ambos tienen ADN propio) y los peroxisomas que, comparán- pueden vivir mucho tiempo en una suerte de simbiosis).
dolos con los procariotas actuales, hacen posible visualizar el Los precursores de los peroxisomas actuales deben haber
escenario aceptado actualmente de esa evolución. La misma sido los primeros procariotas en evolucionar como organelas
se inició hace 3.000 millones de años, cuando comenzó a de los eucariotas. Los peroxisomas son capaces de transfor-
engendrarse esa futura célula eucariota. Esas células mar el oxígeno en agua oxigenada y la catalizan con la enzima
proeucariotas se denominaban endosimbiontes (en griego sig- catalasa. No generan energía en forma de ATP sino como
nifica dos seres que viven juntos, uno dentro de otro). En calor. No tienen ADN, pero éste bien pudo haberse perdido en
efecto, después de varios años de estudio se obtuvieron prue- el curso de la evolución. En todo caso se solucionó el problema
bas irrefutables de que las mitocondrias y los cloroplastos mayor de entonces: el crecimiento del porcentaje de O2 en la
(plástidos) son de origen bacteriano. La presencia de código atmósfera producido por los abundantes procesos fotosin-
genético sin intrones y otras características propias de esas téticos de esa época y que era tóxico para los organismos
organelas tal como en las bacterias, es la prueba molecular incapaces de metabolizar el O2 que hasta entonces vivían en un
más convincente de sus orígenes. Los hechos sucedieron ambiente anaerobio (como las bacterias anaerobias actuales).
aproximadamente así: a) la pérdida de la pared celular de un En esta organela los iones superóxido (O2–) también son
procariota fue, quizás, el primer acontecimiento. Ahora esa catalizados por las enzimas superóxido dismutasas (SOD). Los
célula sólo tendría una membrana elástica, cargada de peroxisomas serían las primeras bacterias aerobias “adopta-
ribosomas que producían enzimas exportadas al exterior; b) la das” por los eucariotas; g) los precursores de las mitocondrias
elasticidad de la membrana celular permitió crecer a esa célula se mostraron todavía más eficaces para proteger las células
y la membrana celular adoptó circunvoluciones, alternando eucariotas contra el oxígeno, con la ventaja de producir ATP
pliegues con regiones lisas. En esos “golfos” las enzimas rico en energía a partir del mismo. Eso sucedió hace ya unos
secretadas digerían en el exterior los elementos nutritivos que 1.500 millones de años; h) las células pudieron adquirir los
luego eran absorbidos; c) el repliegue de las membranas y su plástidos (cloroplastos), un nuevo órgano con ADN genómico
tendencia a fusionarse como “pompas de jabón” hicieron posi- pero capaz de generar O2 a partir de CO2 y ATP en un proceso
ble endocitar y por consecuencia internalizar vesículas con metabólico casi opuesto a las mitocondrias.
enzimas en su interior. Ahora el organismo era capaz de digerir La adopción de todas estas organelas por losendosimbiontes
en el interior de esa misma célula. El sector de membrana generó una serie de intercambios de sus genomas, pasando
celular donde estaba fijado el ADN pasó a ser una vesícula sus genes al ADN central del núcleo y generando algunos
internalizada que consituyó el precursor del núcleo celular; d) exclusivos de ellos. Ninguna de estas organelas puede des-
los elementos del citoesqueleto, microtúbulos, fibras de actina prenderse de la célula eucariota que la adoptó y viceversa. Son
(microfilamentos) y filamentos intermedios, fueron dándole vitales. Vale la pena señalar que organismos unicelulares

Continúa en página 264


se moléculas con dominios comunes y con varias mos, las caspasas son producidas a partir de
funciones similares, mucha investigación básica proenzimas (que tienen poco o nada de función
queda por hacer para conocer, por ejemplo, el catalítica). Estas proenzimas pasan a ser enzimas
verdadero significado biológico de cada una de por la acción proteolítica de otra enzima o por
ellas, el por qué de sus diferentes expresiones en autocatálisis. Estas acciones se retroalimentan
los tejidos y sus defectos moleculares para expli- positivamente o negativamente según las señales
car ciertas patologías. de vida o de muerte que recibe la célula. Recorde-
mos, que en toda la naturaleza, cuando existe una
Las caspasas proteasa también existe su inhibidor específico.
En la evolutiva y conservada maquinaria de la Este establece el umbral que regula la concentra-
PCD, ocupa un rol central la cascada de enzimas ción de la proteasa. En el caso de las caspasas, los
proteolíticas llamadas caspasas. Estas se encuen- inhibidores previenen cualquier activación espon-
tran entre las proteasas más específicas de la tánea y sin sentido que podría llevar a una PCD no
naturaleza. En efecto, para “cortar” una proteína lo deseada. Finalmente, observamos que la proteólisis
hacen exclusivamente después de reconocer un es siempre un fenómeno irreversible (a diferencia
ácido aspártico y una secuencia de 4 aminoácidos de cualquier otra modificación postraduccional de
del lado NH2 terminal al corte; este dominio las proteínas, como la glicosilación, la acetilación,
tetrapéptido difiere en su composición y estructura etc.) y que la especificidad y los controles de las
espacial para ser reconocido por las diferentes proteasas son indispensables y esenciales debido
caspasas, lo que explica simultáneamente la diver- a que encontramos estas enzimas en los procesos
sidad de sus funciones biológicas y su gran espe- biológicos irreversibles de la vida: el desarrollo y la
cificidad. Esto también hace entender mejor que la diferenciación de las células del embrión, el ciclo
cascada proteolítica de la PCD no es indiscrimina- celular y el más irreversible de todos, la muerte
da y anárquica, sino coordinada y específica, a celular.
veces actuando sobre un solo sitio en una proteína Las precaspasas son producidas y están cons-
determinada, a la que le hace perder o modificar su titutivamente en todos los fenotipos celulares de
función biológica inicial (Gráfico 3). Como ya diji-

Continuación epígrafe Gráfico 4. Cada célula humana contiene centenas de mitocondrias.
Viene de página 263 Cada una contiene muchas copias de su propio genoma que
tiene 16.569 pb y codifica por 37 genes careciendo de intrones
actuales muestran estados intermedios de esas endosimbiosis. y de genoma extragénico, como tienen las mitocondrias de las
Así los Apicomplexan, son protozoarios que desarrollan gran plantas, por ejemplo. Las mitocondrias son de origen materno
parte de su ciclo de vida dentro de células eucariotas de (sólo el óvulo las transfiere, el espermatozoide no penetra con
organismos multicelulares. Los ejemplos para la infectología sus mitocondrias cuando lo fecunda. Esto es lo aceptado hasta
humana lo constituyen el Plasmodium falciparum, el ahora, aunque recientes trabajos muestran que el ADNm del
Toxoplasma gondii y el Cryptosporidium parvum. Los hombre podría recombinarse con el ADNm de la mujer, es
aplicomplexan tienen, además del ADN nuclear con múltiples decir, que las mitocondrias del espermatozoide, también po-
cromosomas de alrededor de 20.000 kb y mitocondrias con un drían penetrar el óvulo). Veinticuatro de esos genes codifican
ADN linear de 6 kb, una organela llamada apicoplasto (con 4 para moléculas de ARN ribosomal o de ARNt que sirven para la
membranas, lo que hablaría de una doble endosimbiosis) con fabricación de algunas de sus propias proteínas, producidas
su propio ADN de 35 kb con muchos genes similares al ADN por los 13 genes restantes.
encontrado en los cloroplastos de plantas y algas y que, al Las mitocondrias producen la energía transfiriendo electro-
menos en el Toxoplasma gondii, sería necesario para el creci- nes extraídos de los alimentos (glúcidos, lípidos y aminoácidos)
miento y replicación del parásito. a lo largo de la cadena respiratoria (complejo proteínas I-V)
Por otro lado, existen otros organismos unicelulares como presente en la membrana interna de la membrana mitocondrial.
las Trichomonas vaginalis y la Giardia, patógenos para el En el complejo IV, los electrones transportados por el citocromo
hombre, que carecen de mitocondrias. Son organismos que C, reciben el O2 y el H+ para formar H2O. La energía liberada por
darán múltiples respuestas sobre la evolución y los mecanis- la oxidación de los iones H+ permite bombear protones H+ a
mos vitales de los seres vivientes actuales en los años por través de la membrana interna. La diferencia de potencial
venir. generada por la distinta concentración de estos protones per-
Aunque mucho queda por saberse de esa larga marcha de mite a la enzima ATP sintetasa producir ATP a partir del ADP
miles de millones de años que lleva desde una célula procariota y fósforo, que es liberado al citoplasma (donde participa la
a una más grande, fagocitaria, y finalmente a una eucariota proteína ANT) (Gráfico 5, A, a).
actual más grande aún, los misterios claves de esos procesos
comienzan a precisarse en la citología molecular actual.
B) La mitocondria


GRÁFICO 5
La familia BCL2 y la mitocondria en la PCD


todos los organismos vivos (también en las Acción de las caspasas en la PCD
neuronas que viven mucho tiempo) y como la PCD (Gráfico 3)
puede ser rápida su regulación debe ser precisa y Ya dijimos que las características fenotípicas
efectiva. Hoy se sabe que múltiples factores inter- de las células apopotóticas y sus cambios son
vienen en un número relativamente pequeño de predecibles en una secuencia programada de 30 a
vías comunes. En el control de esta cascada inter- 60 minutos (Gráficos 2 y 3). Las caspasas son los
vienen proteasas reguladoras de otras, cofactores actores principales de este proceso. Aunque se
e inhibidores, que establecen una intrincada red de conocen unos 40 sustratos de las caspasas cono-
feedbacks y umbrales de concentración que reali- cidas, el mecanismo molecular de cómo participan
zan una exquisita regulación para mantener una esas proteínas una vez “cortadas”, hasta la
gran cantidad de precaspasas inactivas, las que en desintegración estructural de la célula, sólo es
cualquier momento pueden activarse en respuesta conocido en parte. Pero ya es suficiente para decir
a ínfimas cantidades de inductores apropiados. La que un grupo de caspasas efectoras son responsa-
activación de las caspasas efectoras ya puede bles de esos cambios. Es decir que las caspasas
representarse (a la luz de los conocimientos actua- llevan a la PCD “desarmando” la célula, haciendo
les) en un modelo en cascada (Gráfico 6). la proteólisis sobre un número discreto de proteí-

Gráfico 5 caspasa-independiente.
A) Los dominios de las SFs, Bcl-2, Bax y BH3 y sus funciones Las proteínas Bcl-2 están reguladas por citoquinas y otras
fueron explicados en el texto. señales de sobrevida a diferentes niveles, estimulando genes
Una vez más, las experiencias básicas sugieren un modelo de sobrevida, como las señales de daño menor del ADN para
estructural y funcional. Los miembros de la SF Bcl-2 se en- que éste se corrija, y si la lesión es irreparable, estimulando la
cuentran en la fase citoplasmática de las membranas proteína pro-PCD Bax a través de la vía de la P-53. La
mitocondriales, en el RE y en la membrana nuclear. Todos fosforilación de ciertos dominios de la Bcl-2 podría activarla o
estos son compartimientos claves para la vida misma de la inhibirla. Una vía de fosforilación implicada sería la de JNK (ver
célula. Allí, cualquier miembro de esta SF (en el gráfico se Arch.argent.pediatr 96 [5]1998). Fisiológicamente la proteína
representa Bcl-2 que se deduce de la estructura de la proteína Bcl-2 protege la célula contra las agresiones, radiaciones,
Bcl-xl, la primera de esta subfamilia [SF] que fue cristalizada y ausencia o disminución de citoquinas y drogas citotóxicas.
cuya estructura fue conocida) se liga a un adaptador activador
de la precaspasa 9 (en este caso, el Apaf-1). El Apaf-1 tiene 4 B) Las mitocondrias y la PCD
dominios esenciales: uno se liga a la Bcl-xl proteína, otro al En los procesos de muerte celular se observan dos meca-
citocromo c (ver más adelante ), un tercero al ATP y el cuarto nismos generales de alteración de la estructura de la mitocondria
a la procaspasa, a la que activa. Al estar ligado a Bcl-xl, Apaf- que explican la liberación de sus factores proapoptóticos, ya
1 es inactivo. Una señal proapoptótica puede provocar su mencionados en el texto.
desplazamiento del sitio Bcl-xl por un dominio BH3 de las Uno de ellos muestra la ruptura de la membrana exterior
proteínas de las SFs, Bax o BH3 (A, b). Todo esto provoca la mitocondrial después de un desequilibrio osmótico y la expan-
liberación del citocromo c y el ATP por las mitocondrias, que sión del espacio matricial de toda la organela (mitocondria roja,
también forman complejos con Apaf-1. Este complejo en vías de necrosis). El otro supone la apertura de los poros de
(“apoptosoma”) de Apaf-1, citocromo c y ATP activa a la los canales porinas en la membrana exterior, sin “edema” de la
procaspasa 9 que, por proteólisis, se convierte en caspasa 9 y mitocondria, y la liberación del citocromo c AIF, y caspasas 2,
posteriormente continúa los caminos finales de la PCD (B). 3 y 9 por esas porinas (mitocondria azul, en vías de PCD). En
Finalmente, la estructura molecular de Bcl-xl muestra que tiene efecto, en muchos escenarios apoptóticos el colapso del poten-
los dominios BH1 y BH2 similares a los de las toxinas bacterianas cial transmembranario interno mitocondrial (Dy m), indica la
formadoras de poros en las membranas. De allí la hipótesis apertura de un poro de conducción conocido como PT
que las SF Bcl-2 y Bax forman poros y canales iónicos en las mitocondrial (por poros transición de permeabilidad). Por el
membranas bilipídicas, aunque con diferentes especificidades momento se demostraron tres proteínas esenciales en estos
por los iones. Por ejemplo, los miembros de la SF Bax, llevarían canales. Una, en la membrana exterior mitocondrial es la proteína
a la PCD independientemente de la presencia o no de caspasas llamada porina/VDAC (por voltage dependent anion channel) y
(vías caspasas-independientes) por este mecanismo de las otras dos, en la membrana interior mitocondrial: la ANT (por
permeabilización, especialmente en las mitocondrias y tal adenina nucleótido translocador de ATP/ADP) y la ciclofilina D
como fue bien demostrado en la levadura Saccharomyces (ligante de la ciclosporina) (A, c). Ambas operan en concierto. La
cerevisiae. En efecto, este organismo unicelular carece de Bcl- abertura simultánea, por ejemplo, deja pasar masivamente el
2, Apaf-1 y proteínas similares a las caspasas. Las proteínas agua y los iones en forma no selectiva, hace desaparecer la
Bax y Bad matan a la célula sin activación de la caspasa ni diferencia de potencial en el citoplasma, rompe la cadena respi-
fragmentación de ADN como ocurre en la típica PCD. En la ratoria y libera el citocromo c y AIF. Más recientemente ha sido
evolución este mecanismo habría sido abandonado por las demostrado que las proteínas de la SF Bax se ligan en un estado
cascadas más complejas de la PCD, que necesitaron los conformacional típico a la proteína ANT formando una unidad que
organismos multicelulares. La AIF (apoptosis inducting factor) facilita la permeabilidad por los PT, que dejan escapar el citocromo
sería la proteína mitocondrial prototipo de la cascada PCD c y el AIF hacia el citoplasma (A, a).


GRÁFICO 6
Vías moleculares básicas de la apoptosis


nas: a) destruyen los inhibidores naturales, como que la célula en desgracia corte sus contactos
el inhibidor de la ADN nucleasa llamado CAD/Icad, moleculares con sus vecinos (ver proteínas de
permitiendo a esta nucleasa fragmentar el ADN; b) adhesión), reorganizando el citoesqueleto, supri-
destruyen las láminas, los únicos filamentos inter- miendo la replicación del ADN y su reparación,
mediarios del núcleo (ver glosario) y c) desregulan interrumpiendo el splicing del ARN premensajero,
los dominios regulatorios y catalíticos de las fragmentando al ADN, desarmando la estructura
enzimas esenciales en la regulación del citoes- nuclear y finalmente, induciendo cambios en la
queleto celular, como la gelsolina, la FAK (por focal membrana celular que presenta moléculas (la
adhesion kinase) y la PAK2 (por p21-activated fosfatidil serina, la anexina, un receptor de la
kinase 2). De una manera sistemática ellas hacen trombospodina y ciertas glicoproteínas) que atraen

Gráfico 6 IkB quinasa, y este fosforila a su vez al IkBa, que será destruido
El modelo es el siguiente: una señal proapoptótica activa más tarde por el proteosoma, dejando libre al NF-kB, para
una precaspasa iniciadora, que a su vez activa una precaspasa entrar al núcleo.
efectora que se convierte en caspasa efectora final. Las distin- En este mismo gráfico, vemos que a través de una proteína
tas caspasas iniciadoras son activadas por diferentes llamada FAN el TNFR estimula otra vía antiapoptótica y que
señales.Por ejemplo, la caspasa iniciadora 8 es activada por fundamentalmente activa la proliferación y diferenciación celu-
los DR y la caspasa 9, por los agentes citotóxicos. Como lar: la vía de las MAPKs (mitogen-activated protein kinases),
vemos, hay un detalle común a muchas proteasas; en efecto, también conocidas como ERKs (extracellular signal regulated
la caspasa iniciadora se liga a un cofactor (que tiene sus kinases). Son una familia de serina/treonina-quinasas activa-
dominios específicos correspondientes). En la activación de la das por una amplia variedad de receptores celulares diferentes
precaspasa iniciadora 8, ésta se liga al cofactor FADD (por Fas- (receptores de hormonas, citoquinas, factores de crecimiento,
associated protein with death domain) a través de su “death estímulos físicos y químicos, color, radiaciones UV y otros).
domain”, llamado DED (por death efector domain). Durante la Estas enzimas quinasas serina/treonina, junto a las tirosina-
activación, la precaspasa 9 lo hace ligándose al cofactor Apaf- quinasas modulan y amplifican numerosas vías metabólicas
1 (por apoptosis activating factor) a través de su dominio CARD fosforilando sobre los aminoácidos serina, treonina y tirosina,
(por caspase recrutiment domain, que es el mismo DED que el respectivamente, que están fuera del sitio activo de moléculas
de la caspasa 8), y también requiere otros cofactores como el claves, en cualquier punto de una cascada determinada. Cada
citocromo c y el ATP. Aún no se sabe con exactitud cómo se fosfato-quinasa es contrabalanceada por la acción de una
producen estas uniones y cómo ellas llevan a la activación de fosfatasa que hace el proceso inverso.
las precaspasas. La división de las caspasas y sus cofactores El principal concepto a recordar es que siempre hay en la
dentro de la célula sería un control supraestructural en la célula una central reguladora de estas vías que convergen de
regulación de la PCD. Para que las caspasas sean activas diferentes señales y circuitos que se entrecruzan en algunos
deben estar como dímeros. Estarían como monómeros “puntos” (moléculas proteicas). Muchas vías reguladoras pue-
constitutivamente y los cofactores servirían para agruparlos den converger sobre una proteína y a la inversa, muchas
como dímeros. Finalmente, los inhibidores proteicos de la señales diferentes pueden salir de una misma proteína hacia
apoptosis (IAP), que existen naturalmente en la célula eucariota, los genes. Aquí la proteína Raf-1 está representada como la
también son producidos por ciertos virus que los utilizan como que fosforila a la proteína MEK (en serina y treonina) y es uno
una estratagema más para persistir en la célula infectada, sin de esos centros reguladores celulares. MEK fosforila, a su vez,
que ésta se suicide (ver Glosario). a MAPK (en la tirosina y en la treonina). MAPK tiene diversos
Dijimos que el TNFR y el DR3 pueden llevar a una vía blancos y fosforila factores de transcripción, proteínas del
apoptótica clásica, como así también estimular vías anti- citoesqueleto, y a todas las proteínas ligadas a la proliferación
apoptóticas en las respuestas inmunes, por ejemplo la vía de la y diferenciación celular.
estimulación del NF-kB (por factor nuclear de los linfocitos B, En los mamíferos se han estudiado tres tipos de cascadas
donde se descubrió). de MAPKs que responden sinérgicamente a diferentes seña-
El NF-kB es un factor de transcripción (FT) que estimula les:
genes implicados en la inmunidad (tanto la INNE como IEA). 1) La más ampliamente estudiada es la vía o cascada de las
Está presente en el citoplasma de la mayoría de los más de 250 MAPKs que fosforilan las proteínas ERK1/2 y éstas terminan
fenotipos celulares humanos. Normalmente está inhibido por estimulando el factor de transcripción (FT), Elk-1.
proteínas inhibidoras y la mejor estudiada es la IkBa (por 2) La JNK/SAPK (c-JUN kinase/stress activated protein
inhibitor kBa). El NF-kB es un heterodímero compuesto por la kinase), que termina en la estimulación de FTs c-Jun y ATF-2.
p50/p65. Muchas señales extracelulares pueden estimular al 3) La vía de MAP2 (o P38 kinase), activada en respuesta a
NF-kB. El TNFR a y el IL-1R (interleukine –1 receptor), a través citoquinas inflamatorias endotoxinas y que termina en la
de sus dominios intracelulares, se ligan a proteínas que son estimulación de ATF-2, Mef y MAPKAP.
intermediarias en la activación del NF-kB. La TRAF2 es reclutada Ya veremos los receptores de membrana y sus vías con
por el TNFR y la TRAF 6, por el IL-1R. Ambos TRAFs interactúan más detalle, aquí sólo mencionaremos la vía de estimulación;
con la MAPKKK (MAP kinase kinase kinase conocida como NIK su centro regulador y sus FTs finales están representados por
[NF-kB inhibitor kinase]). NIK lleva a la fosforilación de IKKa y la secuencia RASæÆRaf1æÆMAPKKæÆMAPKæÆ diversos
IKKb (inhibitor kinase kinase) que forman parte del complejo FTs.


a los macrófagos y de esta manera los cuerpos La mitocondria
apoptópticos son fagocitados. Para terminar el panorama de la presentación
de los actores y vías que sigue la PCD hablaremos
Las proteínas antiapoptóticas: de la mitocondria. En el interior de la célula, más
la familia de las proteínas Bcl-2 precisamente en la mitocondria, ocurren procesos
La superfamilia de las proteínas Bcl-2 (Gráfico capitales para la vida y para la muerte celular.
5 y Glosario), está constituida por proteínas cito- Debemos recordar que la hipótesis más aceptada
plasmáticas claves en la regulación de la PCD. dice que hace 2 billones de años el ancestro de la
Está dividida en tres subfamilias (SF). La de la Bcl- célula eucariota actual, endocitó e integró en co-
2 tiene como función principal promover la sobrevida operación permanente las que hoy son las bacte-
o, mejor dicho, impedir la muerte celular. Esto lo rias purpúreas (fotosintéticas). Esta endosimbiosis
hace ligándose a los adaptadores (cofactores) de dio enormes ventajas selectivas a ambos organis-
las precaspasas, e impidiéndoles ligarse a éstas, mos: permitió obtener energía del emergente oxí-
que de esta manera quedan no activadas. Las geno (O2) de la atmósfera, producido precisamente
otras dos SF, Bax y BH3, por el contrario, tienen por las bacterias fotosintéticas y que al mismo
una función proapoptótica. Esto es, el balance de tiempo pasó a ser tóxico y mortal para todos los
una gran parte de las señales apoptóticas sobre organismos unicelulares que eran aneróbicos has-
estas proteínas antagonistas determina la sobrevida ta ese momento (Gráfico 4). Esta alianza llevó a un
o la muerte celular. Vemos entonces que la vida intercambio de sus genomas y desde que comen-
requiere la muerte. Que el mecanismo de la PCD zaron a vivir en un mundo oxigenado, la vida y la
está conservado desde los principios de la vida, muerte fueron controladas por la protomitocondria
con una evidente mayor complejidad en los orga- que produce energía como ATP, con la cadena
nismos superiores más recientes, incluido el hom- oxidativa fosforilante y antioxidantes, pero también
bre. Vimos al principio que los genes y las proteí- desechos peligrosos como los radicales libres
nas de la PCD del C. elegans tienen una homología (ROS, por oxigen reactive species). Actualmente
y funcionalidad muy parecida a la de sus similares hay muchas líneas de investigaciones que confir-
(genes ortólogos) de los organismos superiores. man que el nacimiento de la endosimbiosis esta-
Así, los equivalentes humanos de Ced-3 y Ced-4 bleció las bases de la evolución de la PCD actual
son las caspasas 8 y 9 y el Apaf-1, respectivamen- de los metazoarios y que la apoptosis es indepen-
te. Así también, el equivalente humano de Ced-9 diente de la fosforilación oxidativa y del ADN
es la proteína Bcl-2. mitocondrial. El rol central de la mitocondria en la
Actualmente se conocen unos 15 miembros de PCD ya ha sido establecido en muchos sistemas
la superfamilia de la Bcl-2, si bien la gran mayoría celulares. Los acontecimientos principales que
de las señales de vida o de muerte recibidas por las ocurren en la mitocondria incluyen: liberación del
células son decididas por las concentraciones co- citocromo c que se asocia a otros activadores de
rrespondientes de estas moléculas, que inclinan la las caspasas; cambio en el transporte de electro-
balanza hacia uno u otro lado. Sólo el DR Fas al nes, pérdida del potencial de membrana trans-
recibir su señal evita al Bcl-2 y activa directamente membranario, alteración del ciclo metabólico de
a la caspasa 8 (Gráfico 3): En el Gráfico 5 también óxido-reducción y participación de moléculas cons-
se muestran los dominios de las SF, Bcl-2, Bax y titutivas pro y antiapoptóticas de la SF Bcl-2. Las
BH. Esos dominios, llamados BH1 al BH4 (por Bcl- diferentes señales que llegan a la mitocondria
2 homologous domains), son secuencias conser- modulan esos dos efectos antagónicos.
vadas y con funciones biológicas específicas. To- Ya dijimos que existe un mecanismo de muerte
dos los miembros poseen al menos uno de los caspasa-independiente (una muerte celular más
cuatro dominios. La mayoría de los miembros de la lenta con características no apoptóticas) y que la
SF Bcl-2, posee al menos los dominios BH1 y BH2, mitocondria podría jugar un rol mayor tanto por
necesarios para inhibir la apoptosis. Estos dos esta vía como en la PCD clásica (Gráfico 5).
dominios, más el BH4, estarían implicados en la Al menos tres mecanismos generales son cono-
actividad de sobrevida de las moléculas, en tanto cidos en la mitocondria y sus efectos podrían
que el dominio BH3 está más asociado a la activi- interrelacionarse para producir la PCD celular:
dad proapoptótica de la SF Bax (que carece de a) La ruptura de la cadena respiratoria y el
dominio BH4) y la SF BH3 (que sólo posee el transporte de electrones en la membrana
dominio BH3). mitocondrial tendría como efecto principal la
caída de la producción de ATP. Aunque esto


por sí solo no es causa de apoptosis, es del mecanismo de la PCD de los géneros que no
fundamental en las etapas finales de la PCD. tienen ni mitocondrias ni plástidos (como
b) La liberación de proteínas activadoras de las Trichomonas vaginalis) va a elucidar muchas pre-
procaspasas. La principal es la liberación de guntas. Todavía más intrigante es la presencia de
citocromo c con ATP que forma parte del las proteínas Bcl-2 y sus estructuras capaces de
apoptosoma con el Apaf-1 y la precaspasa 9, hacer poros en la membrana, tal como lo hacen las
la que, activada una y otra vez, pasa a ser la toxinas diftéricas y las colicinas bacterianas. Esto
caspasa 9, llevando a la PCD. Esta sería la último es un sistema antiguo que usan las bacte-
vía clásica de la apoptosis. La otra es más rias como arma para matar a otras competidoras
lenta y lleva a la necrosis celular. Esto ocurre por un espacio vital. Es también destacable la
cuando la caída de la cadena de electrones similitud del escenario molecular que ocurre en las
produce más ROS y decae la producción de células de los mamíferos cuando las señales
ATP. La liberación del citocromo c podría apoptóticas inducen la translocación del complejo
depender del fenotipo celular. En las células de Bax con ANT que, como dijimos, cooperan a
donde la producción del citocromo c es abun- favor de la muerte de la célula (Gráfico 5, A, a).
dante la activación de la caspasa después
de la señal apoptótica sobre la mitocondria LA APOPTOSIS EN PROCESOS
es rápida, pero como el citocromo c es abun- FISIOLOGICOS Y PATOLOGICOS
dante puede seguir produciendo ATP y la Al principio de este capítulo dijimos que la PCD
apoptosis se concreta. En cambio, en las encontraba buenos ejemplos en los sistemas
células que tienen abundante cantidad de inmunitarios y nerviosos. Ya vimos en los capítulos
inhibidores endógenos de la PCD, como la sobre inmunología molecular I y II (Arch.argent.
Bcl-2, el citocromo c puede no inducir la PCD pediatr 1998; 96 [3 y 5]), que la extraordinaria
por la vía dependiente de la caspasa (la vía diversidad de anticuerpos de receptores T que el SI
clásica), es entonces que la caída de la fabrica al azar para quedarse sólo con aquellos
producción de ATP y el aumento del ROS que serán capaces de reconocer a todo organismo
llevan a una necrosis. Cabe destacar que o sustancia exterior que penetre las barreras natu-
otros factores proapoptóticos, además del rales son seleccionados a través de una cuidadosa
citocromo c, son liberados por la mitocondria y sistemática PCD de todos aquellos que no sean
que recibió señales de muerte celular, como capaces de cumplir esas funciones. En efecto,
el AIF (por apoptosis inducing factor) que es, vimos que durante la vida embrionaria los linfocitos
como el citocromo c, una molécula filogené- que reconocen muy bien las propias estructuras de
ticamente antigua (una flavoproteína) con su embrión podrían ser peligrosos en una autorreac-
una doble función: la oxidorreducción y la ción y en consecuencia, mueren por apoptosis. Los
actividad proapoptótica, y las caspasas 2, 3 que no reconocen nada de sus propias células (en
y 9. este caso, el HLA) también mueren, porque mal
c) La producción de ROS: durante la fosfori- podrían reconocer una célula infectada si ni siquie-
lacion oxidativa la transferencia de electro- ra reconocen algo propio. Sólo quedan pues los
nes tiene una pérdida normal de 1 a 5% de linfocitos naives. Esta selección negativa masiva
electrones que pasan a formar el anión deja viva una proporción minoritaria (linfocitos
superóxido (O 2-). Un aumento de estos naives) que reúne las condiciones inversas a las
aniones es característico cuando la apop- antes señaladas, es decir, que no tienen alta afini-
tosis es inducida por múltiples señales. dad por las moléculas de su propio organismo pero
En conclusión, aunque la participación de la reconocen muy bien su propio HLA (esto se llama
mitocondria es esencial para el mecanismo de la selección positiva). Los mecanismos de PCD con-
PCD en los vertebrados, no hay todavía evidencia tinúan en la vida adulta y así hasta la muerte del
de que el citocromo c juegue un rol en los nema- individuo, tanto para los linfocitos T como para los
todos y los insectos. El equivalente de Apaf-1, el B.
CED-4, no necesita del citocromo c para estimular El sistema nervioso también es un hermoso
la precaspasa en el C. elegans. El estudio de la ejemplo fisiológico de una historia de vida y de
filogenética molecular nos dirá si el mecanismo de muerte. En efecto, la más compleja organización
liberación del citocromo c fue adquirido más re- del cerebro humano (la mayor de la naturaleza), se
cientemente en la evolución o si fue perdido por origina en un diálogo que establecen sus células
algunos géneros y especies. También el estudio desde el embrión, donde las células nerviosas se


multiplican, se desplazan y establecen miles de amiotrófica, la enfermedad de Parkinson;
conexiones (sinapsis) entre ellas y con otras célu- enfermedades inmunitarias e infecciosas:
las, como las musculares. Así, cada vez que esta- diabetes, tiroiditis de Hashimoto, SIDA, he-
blecen un contacto con otras células reciben de patitis virales; en déficits circulatorios e hipóxi-
éstas mensajes de sobrevida o de muerte según cos como el accidente cerebrovascular
esta sea la unión más adecuada o no. De esta (ACV), infarto de miocardio, sufrimiento fetal.
manera, muere una neurona de cada dos y quedan b) cuando la PCD está inhibida o bloqueada: en
constituidos los miles de circuitos útiles en todo el los tumores como linfomas, astrocitomas,
sistema nervioso. Los circuitos poco rendidores hepatomas, melanomas y otros.
son transitorios y mueren por PCD. Estos ejemplos son más evidentes que los ex-
Como ya dijimos, el sistema inmunitario y el perimentales y constataciones clínicas lo han esta-
sistema nervioso son los que llegan a crear nuevos blecido bien. Por ejemplo, en los accidentes
genes para nuevas proteínas (los anticuerpos y los cerebrovasculares y en el sufrimiento fetal o en los
TCR) que no traen en el genoma de origen de las recién nacidos de bajo peso (menos de 1.500 g),
células germinales, el primero o haciendo quienes pueden desarrollar alguna forma de
interconexiones a la base de la memoria, de la isquemia y daño neuronal debido a la inmadurez de
inteligencia, de la conciencia del cerebro humano, sus pulmones y cerebro, la PCD juega un rol
no programado en el genoma original, el segundo. mayor. Si bien en esas lesiones, especialmente en
Esa plasticidad a nivel molecular, en última instan- el ACV, la fenotipia celular no es exactamente la
cia, es una escultura permanente y desde el em- que describimos en la apoptosis y la necrosis
brión hasta la muerte de un individuo adulto estos (Gráfico 2) sino que estaría entre ambas, las molé-
dos sistemas tienen sus células destinadas a culas que participan son las que hemos señalado
replicarse, a quedar quiecentes o a morir por para la PCD. La esperanza de revertir esas patolo-
apoptosis. Si bien los linfocitos se replican muy gías con inhibidores de las caspasas se está inves-
fácilmente, era hasta ahora casi un dogma admiti- tigando.
do que la neurogénesis neuronal no existía en la En el infarto de miocardio, confirmando resulta-
vida adulta (salvo en las neuronas receptoras dos en animales, durante la isquemia coronaria y la
olfativas). Hoy se sabe (después de demostrarse reperfusión, la producción intracelular de radicales
en las aves y ciertos roedores) que la replicación libres (ROS) que como vimos son inductores de
neuronal existe al menos en ciertas regiones del necrosis y de PCD, es la responsable de las lesio-
hipotálamo humano. No sólo las neuronas viven nes clásicas de necrosis en el centro de la lesión
mucho tiempo y tienen constitutivamente las pro- más anóxica y de apoptosis en la periferia de la
teínas pro y antiapoptóticas en un equilibrio perma- misma.
nente, sino que también se replican. En los capítu- En lo que concierne al rol de la PCD en las
los de neurología molecular veremos esto con más enfermedades infecciosas, ya mencionamos que
detalles. los linfocitos Tc destruyen por PCD una célula
infectada por un virus, una célula transformada por
Apoptosis y patología un proceso oncogénico o células xenogénicas (en
Como en la mayoría de los procesos patológi- los trasplantes, por ejemplo) y utilizan dos grandes
cos donde se van conociendo los primeros meca- vías para producir la PCD. La del sistema perforina/
nismos moleculares, la regla de un disfuncio- granzimas y la del DR Fas/FasL (Gráfico 3). La
namiento (en este caso la PCD) ocurre cuando un primera significa que la célula atacada produce
proceso está hiperactivado o excesivamente perforina, con formación de microporos, por los
inhibido. Por ejemplo, una molécula ligante o re- que entran las granzimas que inducen la activación
ceptora mutada o directamente ausente puede de las caspasas, en especial la caspasa 3. La
trabajar en más o en menos volcando una cascada segunda vía fue vista en detalle, pero sólo recorda-
de moléculas hacia una activación o inhibición, en remos que la interacción de Fas con su FasL
este caso, de la PCD. expresado por las células Tc y las NK (natural
Día a día la lista se alarga y el rol de la PCD está killers) está hiperactivada en el SIDA y en las
bien demostrado en muchas enfermedades que hepatitis virales, principalmente en las formas ful-
señalamos a continuación: minantes. Se sabe, en efecto, que los virus hepá-
a) cuando la PCD está hiperactivada: enferme- ticos en general son poco citolíticos y que las
dades neurodegenerativas como la enfer- lesiones son producidas por los mecanismos
medad de Alzheimer, la esclerosis lateral apoptóticos aportados por el SI, tanto el IEA (el Tc),


como el INNE (el NK). También se están desarro- estómago y en algunas leucemias.
llando inhibidores farmacológicos de cualquiera de Finalmente, debemos señalar que no sólo que-
estos sistemas y en distintos puntos de la cascada dan por descubrir anomalías en las proteínas que
apoptótica. actúan en los momentos finales de la cascada
La PCD normalmente elimina las células que no apoptótica sino en las que participan desde el
hacen un correcto ciclo celular (CC) o tienen un inicio. Por ejemplo, algunas mutaciones detecta-
grosero daño a nivel de su ADN (Arch.ar- das en el DR Fas y en su FasL, en un síndrome que
gent.pediatr. 1997; 95 [5]). El descubrimiento de la se caracteriza por acumulación de células
función antiapoptótica de la proteína Bcl-2 (ahora linfoideas, con masivo crecimiento de los ganglios
considerado un oncogene) dio origen a dos con- y una reactividad autoinmune mortal. Cuando esas
ceptos: uno que la vía de la PCD es regulada mismas moléculas están expresadas en cantidad,
genéticamente por genes independientes de los como en algunos tumores que expresan FasL,
que regulan el CC, aunque se interrelacionan; el suprimen la inmunovigilancia al eliminar los
otro es que los niveles de las proteínas linfocitos Tc por apoptosis al contactar las molécu-
antiapoptóticas mutados y/o aumentados son un las de FAS que éstos portan sobre sus membra-
paso mayor en el proceso de la transformación nas.
celular. En efecto, el efecto oncogénico de la Bcl-
2, debido a una translocación de este gen, hace CONCLUSIONES Y REFLEXIONES
que la proteína anómala tenga mayor actividad en El descubrimiento de la PCD y la continua
la mayoría de los linfomas foliculares, en algunos expansión de nuevos conocimientos de sus meca-
casos de linfomas difusos y en leucemias linfoideas nismos en todos los reinos vivientes, hace de la
crónicas. El gen de Bcl-2, como cualquier otro, apoptosis un sujeto fascinante de investigación
también puede mutar y tener una actividad mayor, biológica universal. Saber que el mecanismo de la
menor o nula. En el caso de la proteína Bcl-2, es PCD está constantemente en equilibrio sutil con
mayor. Es así que aumenta su actividad antiapop- los mecanismos de la supervivencia, nos hizo com-
tótica, haciendo salir la célula del CC, donde ésta prender también que la vida y la muerte mantienen,
debía ser reparada o enviada al suicidio y favore- desde los organismos unicelulares a los plurice-
ciendo la sobrevida de una célula mutada. La lulares, un diálogo y una relación tan fantástica
progenie de esa célula llevará la misma anomalía como compleja a través de los productos de los
y en ese sentido esas células son monoclonales. genes que traemos desde los orígenes de la vida.
Los miembros de la SF Bax podrían actuar como Pudimos volar, viajar bajo el agua, vencer a la
genes antioncogénicos o supresores de tumores en gravedad terrestre cuando comprendimos las le-
la célula normal, puesto que cuando están mutados yes que las controlaban, y así salir de nuestra
trabajan menos o no tienen ninguna función y, por lo “frontera oxigenada”. Es muy probable que com-
tanto, al no cumplir con su función proapoptótica, la prendamos mejor desde la fecundación del óvulo
célula que debería morir por PCD, no muere y sigue hasta la longevidad de nuestras células, así como
con su ADN anormal (translocado, mutado, trunca- el precio que pagamos con las enfermedades pro-
do, mal replicado) y genera una progenie con iguales pias de los organismos multicelulares más comple-
anomalías y otras más que se van agregando. La jos, si entendemos el equilibrio y las alteraciones
proteína P53 en muchos casos usa la proteína Bax de esos extraordinarios engranajes de la vida y la
como efectora para destruir la célula anómala (vere- muerte. De esta manera, en vez de resistir a la
mos todo esto en los capítulos de oncología molecular muerte empezamos a comprender cómo funciona.
con más detalles); este fenómeno se observa en los Muchas terapéuticas futuras dependen de estos
humanos en una gran parte de los cánceres de conocimientos.


GLOSARIO

Filamentos intermediarios: La trama de filamen- extremo de la actina e inhiben su capacidad de
tos proteicos que poseen todas las células de mantenerla fragmentada. Cuando veamos el
los metazoarios constituye el citoesqueleto. El citoesqueleto y el desplazamiento celular ha-
análisis morfológico de estos filamentos mostró blaremos más detalladamente de este tema.
que están constituidos por tres estructuras ele-
mentales que difieren por su diámetro: los Death receptor 1 (DRs): Receptores de la muerte
microtúbulos (los más grandes, de más de 20 (con sus sinónimos) y sus moléculas:
micrones), los microfilamentos (de menos de DR Sinónimos
10 micrones) y los filamentos intermediarios CD 95: Fas; Apo 1
(entre 10 y 15 micrones). Estos últimos se TNFR: p 55; CD 120a
llaman así por tener un tamaño intermedio en- DR 3: Apo 3; WSL-1; TRAMP; LARD
tre los otros dos. Las proteínas fibrosas que se DR 4: -
polimerizan para constituir un filamento inter- DR 5 : Apo 2; TRAIL-R2; TRICK 2; KILLER
mediario son muy diversas, pero con rasgos CAR 1: Es un DR en células de aves
comunes en su estructura. Se pueden distinguir
6 tipos diferentes de proteínas de estos fila- Otras moléculas que poseen dominios de la
mentos: I) queratinas ácidas, en las células muerte (DD) son:
epiteliales; II) queratinas básicas neutras, en NGFR: (New growth factor receptor p 75), su ligante es el
las células de la epidermis; III) la vimentina, en NGF, BDNF, NT-3 o NI 4/5.
las células de origen mesodérmico; la desmina, TRANCER: su ligante es el TRANCE.
en las células musculares; la GFA (por proteine CD 27: su ligante es el CD 70.
acide glio-fibrillare) en los astrocitos y la CD 134/0 x 40: su ligante no se conoce.
periferina en ciertas neuronas; IV) las proteínas CD 137/4-TBB: su ligante no se conoce.
de los neurofilamentos en las neuronas; la a CD 40: su ligante es el CD 154.
internexina en las neuronas y la nestina en las MAPK: (mitogen-activated protein kinase).
células musculares y nerviosas; V) las láminas ERK: (extracellular signal regulated kinase).
A, B y C en los núcleos de todas las células; VI) JUN: (jun N-terminal kinase).
otros filamentos intermediarios no clasificados: SAPK: (stress-activated protein kinase).
la filesina en el cristalino; la fakinina en el MEK1 y MEK2: (MAPK / ERK kinase) o MEKK1 o MEKK2 o
cristalino y la tanabina en los conos de creci- MAPKK.
miento de las neuronas. JNKK: (JNK kinase).
MAPK/APK: (MAPK activated protein kinase).
CAD: (por caspase-activaded deoxyribonuclease)
es una nucleasa que fragmenta el ADN celular Las caspasas:
en la PCD. En las células no apoptóticas está Familia Origen Sinónimos Función
constitutivamente ligada a una proteína Caspasa Source
inhibidora de su acción, la Icad/DFF45 (por Caspasa 1 Mamíferos ICE Inflamación
inhibitor CAD, o por ADN fragmentation factor). Caspasa 2 Mamíferos ICH-1, NEDD2 Apoptosis iniciadora/efector
Caspasa 3 Mamíferos Apopain, Cpp32 Efector
FAK: por focal adhesion kinase. Yama
Caspasa 4 Mamíferos TX, ICH-2 Efector/iniciadora?
ICEreLII
Gelsolina: Es una proteína que se adhiere a los Caspasa 5 Mamíferos ICEreLIII, TY Efector/iniciadora?
extremos (como un “sombrerito”) de las sub- Caspasa 6 Mamíferos Mch2 Efector
unidades de los microfilamentos de actina, im- Caspasa 7 Mamíferos Mch3 ICE-LAP3 Efector
pidiendo la asociación entre éstas para consti- CMH-1
Caspasa 8 Mamíferos MACH, FLICE, Iniciadora
tuir los filamentos de actina. Las proteínas de la
Mch5
familia de la gelsolina se ligan por medio de los Caspasa 9 Mamíferos ICE-LAP6, Mch6 Iniciadora
iones Ca a los fragmentos y subunidades de la Caspasa 10 Mamíferos Mch4 Iniciadora?
actina y por otro, a los fosfoinositósidos (los Caspasa 11 Mamíferos (sólo ratón) Inflamación?
fosfolípidos que constituyen las dobles mem- Caspasa 12 Mamíferos (sólo ratón) Inflamación?
Caspasa 13 Mamíferos ERICE Efector?
branas celulares). Los fosfoinositósidos actúan
de dos formas sobre la gelsolina: la liberan del


Moléculas sobre las que actúan: La superfamilia Bcl-2
a. en el citoplasma; Nombre Origen Efectos en Dominio
b. en el núcleo. apoptosis conservado
Subfamilia Bcl-2
a. Ejemplos de moléculas sustratos de las Bcl-2 Mamífero Inhibidor BH4, BH3, BH1, BH2,TM
caspasas en el citoplasma Bcl-xl Mamífero Inhibidor BH4, BH3, BH1, BH2,TM
Bcl-W Mamífero Inhibidor BH4, BH3, BH1, BH2,TM
Mcl-1 Inhibidor BH3, BH1, BH2,TM
Citoplasma Función Secuencia
blanco de corte A1 Inhibidor BH1, BH2
NR-13 Pollo BH3, BH1, BH2,TM
Bcl-2 Homeostasis - CED-9 C. elegans Inhibidor BH4, BH1, BH2
Gelsolina Estructural - E1B 19k Viral Inhibidor BH1
Pre-caspasas Apoptosis BHRF1 Viral Inhibidor BH1, BH2, TM
iniciadora/efectora KSHV ORF 16 Viral Inhibidor BH1, BH2, TM
Growth arrest Estructural SRVD-G LMW5-HL Viral Inhibidor BH1, BH2
Gen 2 (Gas-2) KS-Bcl-2 Viral Inhibidor BH1, BH2, TM
Fodrina Estructural - Bcl-x5 Mamífero Promotor BH4, BH3, TM
G-actina Estructural LVVD-N,
Subfamilia Bax
ELVD-G
Bax Mamífero Promotor BH3, BH1, BH2, TM
Inhibidor D4 de la Homeostasis DELD-S
Bak Mamífero Promotor BH3, BH1, BH2, TM
disociacióndeGDP(D4-GDI)
Bak Mamífero Promotor BH3, BH1, BH2, TM
Quinasa 2 activada
Subfamilia BH3
por P21 (PAK2) Estructural -
Quinasa de adhesión Estructural - Bad Mamífero Promotor BH3
Bik Mamífero Promotor BH3, TM
focal (FAK)
Bid Mamífero Promotor BH3
Blk Mamífero Promotor BH3, TM
Hrk Mamífero Promotor BH3, TM
b. Ejemplos de moléculas sustratos de las BNIP3 Mamífero Promotor BH3, TM
capasas en el núcleo BimL Mamífero Promotor BH3, TM
EGL-1 C. elegans Promotor BH3
Núcleo Función Secuencia
blanco de corte
Poli (ADP-ribosa) Homeostasis DEVD-G Inhibidores celulares de apoptosis
polimerasa (PARP) Familia IAP Origen Dominio
Pequeña ribonucleo- Homeostasis DGPD-G formado
proteína U1 de 70 kDa
IAP Baculovirus BIR, RING finger
(U1-70kDa)
DIAP1 Drosophila BIR(2), RING finger
Proteinquinasa
DIAP2 Drosophila BIR(3), RING finger
dependiente del ADN Homeostasis DEVD-N
c-IAP1 Human BIR(3),
(DNA-PKcs)
RING finger
Proteína 1,2 de unión Homeostasis DEPD-S
c-IAP2 Human BIR(3), RING finger
del elemento regulador
X-IAP Human BIR(3), RING finger
del esterol (SREBP1,2)
NIAP Human BIR(3), RING finger
Factor de fragmentación Homeostasis -
Survivin Human BIR(2)
del ADN (DFF-45)
IAP: inhibidor de apoptosis
PKC- Homeostasis DMQD-N DIAP: Drosophila IAP
PKC- Homeostasis - NIAP: neuronal IAP
Lámina Estructural VEID-N BIR: Baculovirus IAP dominio repetido
Inhibidor de desoxirri- Homeostasis -
bonucleasa activado Inhibidores virales de apoptosis
por caspasa (Icad) Virus Proteínas virales Función
Proteína del aparato Estructural - Adenovirus E1B 19K Bcl-2 homólogo
mitótico nuclear EBV BHRF1 Bcl-2 homólogo
(NuMa) ASFV LMW5-HL Bcl-2 homólogo
Rb Homeostasis - HHV-8 ? Bcl-2 homólogo
Map/ER kinasa Homeostasis - Adenovirus E1B55K Inactiva la p53
kinasa 1 (MEKK1) SV40 Antígeno T grande Inactiva la p53
Proteinquinasa relacio- Homeostasis - HPV E6 Inactiva la p53
nada con P34Cdc2 Cowpox virus crmA Inhibidor de caspasa 1
Baculovirus p35 Inhibidor de caspasa 1
(PITSLRE)
Baculovirus Iap Inhibidor de caspasa 1
Factor C de replicación Homeostasis - Se liga a TRAFs
Doble minuto murino 2 Homeostasis - EBV LMP1 Induce Bcl-2
(MDM-2) Se liga a TRAFs


BIBLIOGRAFIA

- Ashkenazi A, Dixit M. Death receptor 1: signalization and trol of apoptosis. Science 1998;281:2027-2031.
modulation. Science 1998;281:1305-1308. - De Duve C. Poussière de vie. Une histoire du vivant. Paris:
- Jacobson M, Weil M, Raff MC. Programmed cell death in Fayard, 1996.
animal development. Cell 1997;88:347-354. - Ameisen NC. The origin of programmed cell death. Science
- Brenner C, Marzo I, Zamzami N et al. Cooperation morteuse 1996;272:1278-1279.
entre la proteine pro-apoptotique Bax et le translocateur à - Susin S, Lorenzo H, Zamzami N et al. Molecular charac-
adenine nucleòtide pour le controle mitochondrial de terization of mitochondrial apoptosis-inducing factor. Nature
l’apoptose. Medicine/Sciences 1998; 14:1399-1401. 1999;397:441-446.
- Marzo I, Brenner C, Zamzami N et al. Bax and adenine - Gray M. Mitochondrial evolution. Science 1999;283:1476-
nucleotide translocator cooperate in the mitochondrial con- 1481.

Los más grandes adelantos útiles para la medicina, son la consecuencia de investigaciones
desinteresadas que no tenían en vista posibles aplicaciones. La preocupación excesiva por
lo aplicado acorta la visión y disminuye la fertilidad y el alcance de las investigaciones y los
conocimientos. No hay en realidad ciencias puras y ciencias aplicadas, sino ciencias y
aplicaciones de las ciencias; estas aplicaciones son inmediatas o llegan más tarde.

BERNARDO A. HOUSSAY y col.
Fisiología Humana, Bs. As., El Ateneo, 1964.

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