1. MUERTE CELULAR POR
APOPTOSIS y SUS
IMPLICACIONES
FISIO-PATOLÓGICAS

2. La palabra “APOPTOSIS” es un neologismo tomado del griego clásico y
se refiere a la caída de los pétalos de una flor o de las hojas secas
en otoño

3. • La cantidad de células que componen una
comunidad organizada en un organismo
pluricelular está regulada de forma muy
estricta por:
– Control de la velocidad de división celular
– Control de la velocidad de muerte celular

4. PROLIFERACIÓN
DIFERENCIACIÓN
TUMOR
MUERTE
CELULAR
Señales de
supervivencia
DECISIONES
DE LA CÉLULA
QUIESCENCIA
SEÑALES
EXTRA- E INTRA-
CELULARES

5. Rotura membrana
plasmática
(hinchamiento
celular; inflamación)
Condensación
del núcleo
(condensación y
fragmentación
celular; no
inflamación)
Vacuolas de
autofagia
NECROSIS APOPTOSIS AUTOFAGIA
TIPOS DE MUERTE CELULAR
No necesariamente
conduce a la muerte

6. El Premio Nobel de Medicina del 2002
Sydney Brenner
H. Robert
Horvitz
John E. Sulston
C. Elegans

7. Apoptosis durante el desarrollo y homeóstasis de
los tejidos
Células con daño en DNA
Células autoreactivas
Esculpir
Eliminación
de las células
de las regiones
interdigitales
Fallo en la
apoptosis
Eliminación del útero en los
hombres
Eliminación del ducto de
Wolffian en las mujeresEliminación de la cola
de los anfibios durante
la metamorfósis
Ajuste del nº de células

8. Célula
normal
Hinchamiento
reversible
Hinchamiento
irreversible
Desintegración
Cambios
mitocondriales
Cromatina conservada
Ruptura de
la membrana
NECROSIS
Célula
normal
Condensación
(burbújas)
Fragmentación Fagocitosis
Cambios
mitocondriales
Cuerpos
apoptóticos
Cambios nucleares
APOPTOSIS

9. Inducción de apoptosisInducción de apoptosis
Procaspasa
inactiva
Caspasa
activa
Externalización de
la fosfatidil serina
Fragmentación
DNA
Alteración de la
membrana
mitocondrial
Caspasas: Proteínas ejecutoras de la apoptosis

10. Cromatina intacta Mono- y oligonucleosomas
Escalera
de DNA
Histona del
nucleosoma
Endonucleasa DNA en un gel
de agarosa
Distancia entre cortes =
múltiplo de 200 pb
Paresdebases(pb)
800
600
400
200
FRAGMENTACIÓN INTERNUCLEOSOMAL DEL
DNA EN LOS PROCESOS DE APOPTOSIS
DNA

11. Microscopía de contraste
de fases:
Morfología celular
Microscopía de fluorescencia: Morfología nuclear (tinción con DAPI)
Porras et al. (2004). Mol Biol Cell 15, 922-933
Células apoptóticas
Células apoptóticas con núcleos
condensados y/o fragmentados
Cuerpos apoptóticos
Apoptosis: Cambios morfológicos, condensación y
fragmentación nuclear

12. Células
HeLa
Retracción de la
membrana y formación de
burbújas
Condensación y
fragmentación
nuclear
Fragmentación de la
red mitocondrial
Taylor RC et al, Nature Rev. Mol Cell Biol (2008) 9:231--241
Apoptosis: Cambios morfológicos y fragmentación
de orgánulos

13. Inhibición de la
Apoptosis
*Cáncer
*Enfermedades
autoinmunes
*Infecciones virales
Aumento de la Apoptosis
*SIDA
*Enfermedades
neurodegenerativas
*Síndromes mielodisplásicos
*Daño isquémico
*Hepatitis tóxica
*Hepatitis fulminante
*Pancreatitis
PATOLOGÍAS CAUSADAS POR UNA
DESREGULACIÓN DE LA APOPTOSIS

14. División
Célula
Normal
Daño celular
irreparable
Apoptosis
•Capacidad de crecimiento ilimitada
•Evasión de la apoptosis
•Invasión y metástasis
•Capacidad angiogénica
División de
una célula
tumoral
Primera
mutación Segunda
mutación
Mutaciones
adicionales
Crecimiento
descontrolado
Tumor
El cáncer es una enfermedad causada por una
perdida del control del crecimiento y de la
apoptosis

15. APOPTOSIS: ETAPAS DEL PROCESO
1. Inducción
2. Ejecución: mediada por proteasas (caspasas y
otras) y nucleasas
3. Fase final de la apoptosis

16. CASPASAS
1-Caspasas iniciadoras de apoptosis: Caspasas 2,8,9 y 10
Activación por dimerización/oligomerización. No se requiere proteolisis
2-Caspasas efectoras de apoptosis: Caspasas 3,6 y7
Activación por proteolisis y dimerización
3-Caspasas implicadas en inflamación: (Caspasas 1,4,5 y 11)
Caspasas: cysteinyl-aspartate-proteases
-Proteasas que cortan a sus sustratos detrás de un residuo de Asp
-Centro activo con Cys
-Precursores inactivos

17. Señal apoptótica
Caspasa
iniciadora
Membrana
Caspasa
iniciadora
(activa)
Receptor
muerte
Mitocondria
Caspasa
iniciadora
Caspasa
iniciadora
(activa)
Caspasa
efectora
Caspasa
efectora
(activa)
Corte de proteínas
Fragmentación DNA
Apoptosis
Señal apoptótica
(Daño en DNA)

18. MECANISMOS DE ACTIVACIÓN DE CASPASAS
Apaf-1 Citocromo c
Procaspasa 9 Caspasa 9
activa
1-Activación de las caspasas iniciadoras:
Caspasa 8
activa
Pro p20 p10
12
2-Activación de las caspasas efectoras por ruptura proteolítica
Caspasa
iniciadora
Caspasa efectora activa
Pro-caspasa efectora inactiva
Proteolisis de proteínas celulares
Proteínas
Por proximidad Por formación de un complejo
Caspasa 9 activa
(apoptosoma)
Inhibidor de DNAasa
Proteínas estructurales
Inhibidoras de apoptosis

19. Sustratos de Caspasas
Ruptura
internucleosomal del
DNA (activación
DNAasa)
Fragmentación nuclear
Pérdida de
adhesión y
retracción celular
Exposición de
fosfatidilserina (PS) en
la superficie celular
Contracción citoesqueleto,
formacón de burbújas en
la membrana
Condensación cromatina
Fragmentación
Golgi
Taylor RC et al, Nature (2008) 9:231--241

20. Receptores de muerte
Ligando
de muerte
Activación de
caspasas
iniciadoras
Activación de
caspasas
efectoras
(caspasa 3)
1-Vía de los receptores de muerte
2-Vía mitocondrial
Daño en DNA
Estrés celular
Salida de
componentes
mitocondriales
inductores de
apoptosis
(citocromo c)
Activación de
caspasas
iniciadoras

21. OMI
Endo G
Caspasas
Ruta extrínseca o de
receptores de muerte
*
*
*
*caspasas iniciadoras; *caspasas efectoras
*
Caspasas: cysteinyl-aspartate-proteases

22. p53
Inhibición del
Ciclo Celular
Reparación
del DNA Apoptosis
Daño en el DNA Hipoxia Activación de Oncogenes
Senescencia Otras
Funciones
p53
Núcleo
Expresión de genes
(síntesis de RNAm)
p53
p53 p53
Cit c
Mitocondria
Bclxl
APOPTOSIS
Proteína supresora de
tumores (“guardián del
genoma”)

23. niveles de p53
Estrés suave/
constitutivo
Estrés fuerte/
agudo
Parada del ciclo celular
Acción anti-oxidante
Reparación del DNA
Prevención/reparación
de células dañadas
(Supresión tumoral,
desarrollo, longevidad)
Apoptosis
Eliminación de
células dañadas
(Supresión tumoral,
radiación,isquemia
desarrollo,
envejecimiento)
Supervivencia
Papel dual de p53: Regulación de supervivencia
y de muerte celular
p53: ”Guardián del genoma”y “policía de los oncogenes”

24. Exposición de
señales de
“comeme”
Eliminación de los deshechos
•Eliminación de los cuerpos
apoptóticos
•Prevencioón de la salida de
componentes de células que
están muriendo
Degradación y procesamiento
MHC
Presentación de
antígenos
Secreción
alterada
•Supresión de inflamación
•Regulación de la muerte
celular
•Regulación de la respuesta
inmune
Eliminación de una célula apoptótica por
fagocitosis

25. Reconocimiento de una célula apoptótica por los
fagocitos
Fosfatidil serina