Fisiopatología  de la apoptosis Regulación Fisiológica de la apoptosis Participación de la apoptosis en patología humana
Regulación Fisiológica  de la apoptosis
Necesidad de mecanismos de eliminación celular Las células alteradas (infectadas, envejecidas, transformadas) son peligros...
Suicidio celular-Muerte celular programada-Apoptosis las células alteradas son eliminadas mediante un programa de  suicidi...
M uerte celular   <ul><li>Proceso que por el que la actividad biológica de una célula cesa de modo irreversible. </li></ul...
Apotosis en fisiología y patología En procesos de renovación asíncrona de las células envejecidas, apoptosis solo afecta a...
Autoinmunidad SIDA Cáncer Alzheimer Apoptosis fisiológica Defecto Exceso
Antecedentes históricos <ul><li>Fase alemana (1842-1972) </li></ul><ul><ul><li>Carl Vogt </li></ul></ul><ul><li>Fase commo...
Apoptosis: Un fenómeno biológico básico con amplias implicaciones en la cinética de los tejidos .   Kerr, Willie y Currie ...
Apoptosis y patología <ul><li>Defecto de  apoptosis </li></ul><ul><ul><li>Neoplasia </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>linfoma...
Fisiología de la apoptosis
Diferencias entre  apoptosis y necrosis. Apoptosis Necrosis (Oncosis) Programada genéticamente Accidental. Se mantiene Se ...
Fases de   l a  apoptosis 1.  Decisión 2.  Ejecución 4.  Degradación  y presentación  antígenos 3.  Fagocitosis Desequilib...
Consecuencias de la apoptosis <ul><li>La célula se fragmenta en cuerpos apoptóticos con PS en la cara exterior de su membr...
Consecuencias de la apoptosis <ul><li>Se impide la liberación de los contenidos celulares al espacio extracelular  </li></...
El modelo de Caenohabditis elegans <ul><li>Larva 1090 células, adulto 959, 131 sufren PCD </li></ul><ul><li>Identificación...
Evolución de la apoptosis <ul><li>Activación de Cisteinaspartasas caspasas convergen en caspasa 3 </li></ul>C elegans 1090...
Receptores de la familia del TNFR <ul><li>Fas  tnfR trail RI trail RII </li></ul><ul><li>Estos receptores trimerizan al un...
Formación de apoptosomas <ul><li>Liberación citocromo C </li></ul><ul><li>Citocromo C se asocia a apaf 1 con dominios CARD...
Clasificación caspasas (16) <ul><li>Clasificación por su forma de activación en:  </li></ul><ul><li>Ejecutoras 3,6 y7  </l...
Clasificación caspasas <ul><li>Por Inhibidores específicos  </li></ul><ul><li>Grupo I </li></ul><ul><li>Grupo II </li></ul...
Ced9 familia Bcl <ul><li>homológo ced 9 es una familia de proteínas proapoptoticas bax family  y antiapoptóticas Bcl2 </li...
Modelos biológicos de apoptosis <ul><li>En el gusano C elegans  </li></ul><ul><ul><li>Secuestro de proapoptoticos evita as...
Decisión y ejecución de la apoptosis <ul><li>Arbitración  bh3 </li></ul><ul><ul><li>bcl2 bax </li></ul></ul><ul><li>Compro...
Fagocitosis <ul><li>CD14 puede funcionar como receptor de PS </li></ul><ul><li>Adición micelas de PS </li></ul><ul><li>Dur...
Otros modos de muerte  <ul><li>Autofagocitosis lisosomal  </li></ul><ul><li>Queratinización </li></ul><ul><li>Eritropiesis...
Mecanismos de regulación    <ul><li>E n múltiples etapas que actúan a distintos niveles </li></ul><ul><li>Fase  s ensora <...
Moléculas implicadas en regulación Señales de muerte Receptores para señales de muerte Adaptadores Activadores Reguladores...
linfocitos T Citotóxicos Activación de  cisteina proteasas (caspasas) Sistema integrador de señales por dimerización de  p...
Inhibición  de  sistemas de  reparación  de DNA  Activación de  cisteina proteasas (ICE , caspasas ) Degradación del DNA I...
Fragmentación del DNA <ul><li>Activación de Endonucleasas que fragmentan el DNA en segmenntos internuclleosomales. </li></...
Fas TNFR1 TNFR2 TNF FasL MORT/FAAD FLICE/MACH  (procaspasa 8) Otras  caspasas ( cisteina   Proteasas ) Apoptosis TRADD TRA...
Fas FasL MORT/FAAD caspasa 8 Cambios a popt óticos extranucleares Fragmentación nuclear Formación de cuerpos  apoptóticos ...
Moléculas reguladoras familia de Bcl2 <ul><li>Antiapoptóticos (bh1 y bh2) </li></ul><ul><ul><li>Bcl2 </li></ul></ul><ul><u...
Ca  2+ AIF ATP NAD(P)H 2 0 2 - Control del potencial de membrana mitocondrial Por proteínas de la familia de b-cl2 megacan...
Caspasas <ul><li>Estrés mitocondrial </li></ul><ul><li>Citocromo C </li></ul><ul><li>Apaf-1 </li></ul>Caspasa 9 Caspasa 8 ...
Dominio procatalítico <ul><li>Dominios de interacción </li></ul>Caspasas Componente  catalítico 1 4 5 2 9 8 10 3 6 7 Ejecu...
p53 promueve  transcripción  de bax Bax - Bcl-2 activación de p53 Bax induce  Apoptosis Respuesta a daño genotóxico mediad...
Bloqueo de señales apoptóticas <ul><li>Factores de crecimiento </li></ul>PI3Kinasas Ceramida AKT Fosforila proteinas famil...
Bloqueo de señales apoptóticas <ul><li>Estimulación antigénica </li></ul>PI3Kinasas Fas AKT Fosforila proteinas familia Bc...
Apoptosis y patología Acumulación Hiperplasia Homeostasis Degeneración Depleción
Neoplasia <ul><li>Proliferación incontrolada de células de un tejido </li></ul><ul><li>Apoptosis defectuosa </li></ul>
Apoptosis defectuosa en la patogénesis neoplásica :  Bcl-2 ( B cell lymphoma )   <ul><li>P rimer oncogen implicado en regu...
Patogénesis neoplásica por sobrexpresión de  Bcl-2 ( B cell lymphoma ) <ul><ul><li>L ocalizado en  (t 14-18)  en  linfomas...
Cito c Apaf 1 Deoxiadenosina trifosfato Procaspasa 9 bcl-2 Translocación 14:18 Promotor del gen de cadenas pesadas de inmu...
Apoptosis y mecanismos de acción de agentes antineoplásicos. <ul><li>M atan a las células tumorales induciendo  apoptosis ...
P53 y patología tumoral. <ul><li>La proteína codificada por el  gen supresor de tumores p53   inicia la apoptosis en célul...
<ul><li>Lesión DNA </li></ul><ul><li>Expresión de  p53 </li></ul>Detención de proliferación en G1 Reparación celular No de...
p53 promueve  transcripción  de bax Bax - Bcl-2 activación de p53 Bax induce  Apoptosis Respuesta a daño genotóxico mediad...
<ul><li>Lesión DNA </li></ul><ul><li>Expresión de  </li></ul><ul><li>p53 MUTANTE </li></ul>Supervivencia anómala de célula...
Apoptosis y patología tumoral:  Conclusión <ul><li>E s  un  mecanismo de seguridad  que protege al organismo  </li></ul><u...
Apoptosis y neoplasia II Células tumorales (cáncer de esófago, melanoma y mieloma) pueden expresar FasL e inducir apoptosi...
MELANOMA FasL Linfocito T Fas APOPTOSIS LINFOCITARIA PERSISTENCIA DE CÉLULAS DE MELANOMA
Apoptosis y autoinmunidad <ul><li>L a  tolerancia a los antígenos propios   se produce por   delección de clones autorreac...
Linfocitos autorreactivos Inhibición de apoptosis    Apoptosis Autoinmunidad Normalidad
Fas/Apo-1 Ligando de Fas APOPTOSIS Ligando de Fas LES-like Fas/Apo-1 Mitocondria Receptor de muerte ACTIVACIÓN DE CASPASAS...
Esclerosis múltiple <ul><li>Exceso linfocitos T activados </li></ul><ul><li>Linfocitos activados susceptibles a apoptosis ...
Autoinmunidad y apoptosis: Conclusión <ul><li>L os mecanismos de apoptosis eliminan linfocitos T y B activados en periferi...
Agente patógeno Inflamación Eliminación de residuos por PMN y macrófagos Inhibición de apoptosis   Apoptosis PMN y macrófa...
Enfermedades infecciosas que inhiben la apoptosis <ul><li>S uicidio  de células infectadas </li></ul><ul><ul><li>evita  la...
Citotoxicidad celular por inducción al suicidio <ul><ul><li>Los linfocitos T citotóxicos (CTLs) reconocen a las células qu...
Apoptosis e infección: conclusión <ul><li>Algunos virus  protegen a las células que infectan  bloqueando sus procesos de s...
Enfermedades en las que esta implicado un exceso en la apoptosis.
Depleción linfocitaria inducida por agentes infecciosos <ul><li>A ntígeno CD4,  </li></ul><ul><ul><li>C orreceptor  para l...
VIH  <ul><ul><li>I nduce la  depleción  progresiva de linfocitos CD4+ que secundariamente provoca la inmunodeficiencia. </...
Apoptosis linfocitaria y patogénesis del SIDA <ul><li>C himpancés  desarrollan la infección por VIH,  pero sin  deplección...
Inducción de apoptosis por gp 120 <ul><li>concentraciones picomolares de la proteína  gp120  del VIH  se unen  a las moléc...
HIV y apoptosis Conclusión <ul><li>A parente paradoja :  un virus  depleciona selectivamente su célula huésped   </li></ul...
Genes virales protectores de los linfocitos infectados <ul><li>El VIH  protege selectivamente  a los linfocitos CD4 que ya...
Tr y panosoma cruzi <ul><li>P rotozoo causante de la enfermedad de Chagas en humanos, provoca en ratones infectados  una i...
Apoptosis y hepatitis <ul><li>La  infección  por virus C  induce expresión de Fas en hepatocitos . La presencia de antígen...
Diabetes Mellitus tipo-2 <ul><li>Depósitos del polipéptido amilina este polipeptido en su forma fibrilar induce apoptosis ...
Enfermedades neurodegenerativas <ul><li>Alzehimer   </li></ul><ul><li>El  péptido b-amiloide , que se acumula progresivame...
Parkinson <ul><li>La activación de la apoptosis neuronal inducida por  dopamina  podría jugar un papel importante en la de...
Retinitis pigmentosa <ul><li>Es el resultado de mutaciones en alguno de tres genes específicos de los fotoreceptores:  rod...
Atrofia muscular espinal   <ul><li>Las  atrofias musculares espinales  han sido asociadas con mutaciones en el gen de la p...
Enfermedades hematológicas <ul><li>Síndrome mielodisplásico </li></ul><ul><li>Anemia aplásica </li></ul><ul><li>Las enferm...
Inmunodeficiencias <ul><li>Síndrome de hiper Ig M En pacientes con  síndrome de hiper IgM  se ha comprobado la ausencia de...
Daño tisular secundario a isquemia   <ul><li>La isquemia de las neuronas y miocitos en cultivo  in vitro  produce la induc...
Otras enfermedades degenerativas del sistema músculo-esquelético  <ul><li>Osteoporosis  </li></ul><ul><li>Artrosis </li></...
Necrosis central Isquemia periférica Obstrucción vascular Evolución natural Inhibición de caspasas Namura, J Neuroscience ...
Apoptosis e insuficiencia cardiaca Olivetti, NEJM 1997
Cardiopatía isquémica.  Beta-bloqueantes y apoptosis Yue, Circ Res 1998
Aproximaciones terapeuticas a la modulacion de la apoptosis. <ul><li>Los agentes capaces de inducir apoptosis posiblemente...
Vacunación idiotipica <ul><li>Con peptidos   </li></ul><ul><li>Introducción de péptidos idiotípicos acompañados de adyuvan...
Terapia hormonal <ul><li>Glucocorticoides </li></ul><ul><li>Diversos tumores responden al tratamiento con hormonas que son...
Terapia de segunda línea del adenocarcinoma de prostata <ul><li>Aunque en ocasiones las células tumorales del adenocarcino...
Terapia génica <ul><li>Transgenicos para Fas   </li></ul><ul><li>La terapia génica podría utilizarse para introducir el  g...
Enfermedades autoinmunes   <ul><li>La inyección de  proteina básica de la mielina   de cobaya  da lugar en las ratas a la ...
<ul><li>Glucocorticoides  </li></ul><ul><li>los glucocorticoides inducen apoptosis en las células T autorreactivas de los ...
Anticuerpos biespecificos <ul><li>inducción de delección periférica por el antígeno Los tratamientos con dosis repetidas d...
Patologías por pérdida celular. <ul><li>Los tratamientos que aumenten la resistencia de las células a iniciar procesos de ...
Receptores apoptogénicos:  familia del TNFR <ul><li>Trimerización de receptores </li></ul><ul><li>Fas-FAAD </li></ul><ul><...
Mecanismos <ul><li>C. Elegans </li></ul><ul><li>Ced 9 ced 4 </li></ul><ul><li>Bcl-2 Apaf 1 caspasa 9 </li></ul><ul><li>CD9...
Apoptosis <ul><li>  </li></ul>Life is or not worth to be lived Conservación embalsamamiento Fragmentación controlada Fagoc...
Flow Cytometry Año 1985 1990 1995 2000 0 1000 2000 3000 4000 Apoptosis & Flow cytometry Año 1985 1990 1995 2000 0 100 200 ...
M uerte celular progamada atípica <ul><li>C atástrofe mitótica   se produce en el ciclo celular siguiente a la exposición ...
Nomenclatura  Majno y Joris , Am J Pathol 1995 <ul><li>Necrobiología  estudia los procesos que conducen a la muerte. </li>...
Características de la apoptosis Técnicas Deshidratación celular  disminución del tamaño y cambio en la apariencia. microsc...
Ventajas y desventajas de los métodos  Método Ventajas  Desventajas Cambios en  morfología  cambios en FSC - SSC Sencillez...
Potencial de membrana  Mitocondrial No diferencia células apoptóticas  tempranas  de las v ivas Bomba Lisosomal de  proton...
Extracción del DNA de  bajo peso molecular  mediante adición de  soluciones hipotónicas a  células per meabilizadas Simple...
Apoptosis y ciclo celular
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Fisiologia yfisiopatologia de la apoptosis200203

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  • senescentes, anormales, infectadas, autorreactivas o dañadas interfieren con la función de los órganos, contribuyen a la propagación de infecciones y favorecen el desarrollo de autoinmunidad o tumores.
  • quiescencia o dormancia son procesos reversibles. Modo de muerte celular activo en el que la célula ejecuta un programa de defunción siguiendo unos pasos característicos . Es sinónimo de : muerte celular fisiológica y muerte celular por suicidio . Existen otros procesos de muerte programada atípica distintos de la apoptosis . Sentido biologico muerte celular higienica.
  • La apoptosis disminuida puede provocar patologías de acumulación celular, mientras que su exceso se implica en otras de carácter degenerativo o de disminución celular. Las primeras incluyen a las Neoplasias , las Enfermedades autoinmunes y aquellas enfermedades infecciosas provocadas por patógenos que inhiben la apoptosis de las células que infectan. Las segundas incluyen : El daño hepático provocado por la respuesta inmune a los virus de la hepatitis. La deplección linfocitaria inducida por agentes infecciosos como el virus de la inmunodeficiencia humana y el Tripanosoma cruzi. Las enfermedades neurodegenerativas como la de Alzheimer, Parkinson, esclerosis lateral amiotrófica, retinitis pigmentosa y la atrofia muscular espinal. También se han relacionado con aumento de la apoptosis diversas enfermedades hematológicas como el síndrome mielodisplásico y la anemia aplásica , ciertas inmunodeficiencias primarias , el daño tisular secundario a isquemia , además de otras procesos degenerativos del sistema músculo-esquelético como la osteoporosis y la artrosis .
  • Renacuajos alites obstetricas Ausie Kerr, British willie Currie
  • La apoptosis es un fenómeno biológico cuya importancia ha pasado desapercibida durante mucho tiempo para los hombres de ciencia. la existencia de procesos de la apoptosis fue percibida por sagaces investigadores que como Kerr, Willie y Currie trabajaron contra la corriente general empeñada en ignorar la muerte celular en lugar de estudiarla. Estos autores publicaron en 1972 un paper titulado Este articulo, pese a definir la apoptosis y explicar sus relevantes implicaciones biológicas fue ignorado durante años Estos autores se anticiparon en 20 años a la corriente principal de la investigación biomédica que solo percibió la importancia de la apoptosis en la segunda mitad de los ochenta, En 1985 solo se publicaron 24 artículos con la palabra apoptosis. En los primeros noventa la importancia de la apoptosis ha recibido el reconocimiento general, de los 100 artículos publicados en 1990 se paso a 2248 en 1995. El número de artículos que relacionan apoptosis y enfermedad se ha multiplicado por 61 veces desde 4 artículos el año 1990 hasta 245 durante el año 1995.
  • Biologia celular la cadena Procesos biológicos asociados a la apoptosis Cambios en la morfología celular. Estructura y función de transporte de la membrana plasmática. Función de orgánulos celulares Degradación del DNA
  • no digo que estén muertos sino que no son células sino restos celulares
  • Velocidad de proliferación acelerada no freno no limite depositos Ente proliferante inmortalizado
  • Los oncogenes en muchos casos estan localizados en regiones adyacentes a traslocaciones cromosómicas características de distintas neoplasias Esta traslocación, sitúa al gen Bcl-2 bajo el control del promotor del de la cadena pesada de las inmunoglobulinas lo que conduce a su sobreexpresión . en esta ocasión la potente regulación positiva de los promotores del virus provoca la sobre x presión del gen. En este último caso las células neoplásicas se dividen muy lentamente y su acumulación se debe principalmente a su vida media anormalmente larga.
  • Su expresión se usa como marcador clonal de las células leucémicas
  • La expresión de Bcl-2 confiere resistencia contra la muerte celular inducida por agentes quimioterapéuticos metotrexato, vincristina, cisplatino y arabinósido de citosina. la expresión de Bcl-2 se ha asociado con mal pronóstico en el cáncer de próstata, el de colon y el neuroblastoma.
  • eliminando las células que presentan alteraciones genéticas pues estas aumentan el riesgo de su transformación neoplásica.
  • Casi todos los cohes tienen el freno pisado cuando chocan sin embargo el freno pisado no es la causa del choque
  • mutantes para Fas o FasL transgénicos para Bcl-2 desarrollan nefritis autoinmune .
  • Los neutrófilos migran a los lugares de inflamación donde liberan gránulos cuyo contenido amplifica la respuesta inmune. Cuando estas células se alejan del lugar de inflamación entran en apoptosis. En las enfermedades inflamatorias crónicas los granulocitos permanecen en el lugar de inflamación liberando el contenido de sus gránulos que contribuye a mantener el daño tisular. La activación de la apoptosis en los neutrofilos podría limitar el daño tisular asociado con la inflamación y podría ser muy útil en el tratamiento de las enfermedades inflamatorias crónicas como la artritis reumatoide.
  • linfocitos T CD4+, monocitos, células de Langerhans y células dendríticas del folículo.
  • La inducción de muerte programada en los linfocitos está estrechamente relacionada con la patogénesis del SIDA. Depleccion y sindrome No son consecuencias obligatorias de la infección por VIH . Cuando los linfocitos de estos simios infectados son activados in vitro  no se observa apoptosis en los de chimpancé, mientras que sí se observa en los de macaco, indicando que existe una estrecha relación entre la deplección linfocitaria en los individuos infectados por el VIH y la inducción de apoptosis en los linfocitos CD4+ tras su activación in vitro .
  • Esta inducción de apoptosis por gp120 se produce incluso en los linfocitos de individuos no infectados.
  • las células dendríticas son 100 veces más eficaces en la producción de nuevos viriones de VIH que los linfocitos CD4+ .
  • En ratones la inyección de anticuerpos Anti-Fas causa fallo hepático agudo y muerte. También en la hepatitis crónica están presentes fenómenos de apoptosis. Los hepatocitos de los pacientes con hepatitis crónica C expresan Fas, especialmente en las zonas infiltradas por linfocitos y en las zonas con inflamación activa . También se han descrito fenómenos de apoptosis inducida por el etanol en los hepatocitos de los pacientes con hepatitis alcohólica.
  • homóloga a la proteína inhibidora de la apoptosis (AIP) del Baculovirus
  • Fundamentalmente porque la muerte celular se consideraba algo caótico y embarazoso cuando ocurría en los cultivos que uno realizaba. Además como sabemos ahora las células apoptóticas son rapidamente fagocitadas por otras y sus restos son dificiles de detectar . La inmensa mayoría de los investigadores dirigían su atención hacia las células que seguían vivas y menospreciaba a las desagradecidas células que morían en el cultivo. Lo mejor era considerar la apoptosis como un epifenómeno sin importancia, ni interés. Sin embargo porque eso de la muerte celular era un asunto muy embararazoso y contrario a la moda de que la viabilidad de las células siempre fue superior al 95%. Los descubrimientos sobre los mecanismos que gobiernan la apoptosis y la apreciación de su relevancia cada vez mayor en el desarrollo de diversas patologías están orientando la investigación en campos tan diversos como oncología, inmunología, neurología y hepatología. Por tanto no seria mala idea que este reconocimiento fuera reflejado por la academia Sueca y se materializara en la concesión del Nobel de Medicina a los que se anticiparon en más de veinte años al resto de sus colegas.
  • Fisiologia yfisiopatologia de la apoptosis200203

    1. 1. Fisiopatología de la apoptosis Regulación Fisiológica de la apoptosis Participación de la apoptosis en patología humana
    2. 2. Regulación Fisiológica de la apoptosis
    3. 3. Necesidad de mecanismos de eliminación celular Las células alteradas (infectadas, envejecidas, transformadas) son peligrosas para el organismo El organismo las elimina preventivamente
    4. 4. Suicidio celular-Muerte celular programada-Apoptosis las células alteradas son eliminadas mediante un programa de suicidio celular que induce la apoptosis
    5. 5. M uerte celular <ul><li>Proceso que por el que la actividad biológica de una célula cesa de modo irreversible. </li></ul><ul><li>Programada </li></ul><ul><li>(apoptosis) </li></ul><ul><li>Accidental </li></ul><ul><li>(necrosis u </li></ul><ul><li>oncosis) </li></ul>
    6. 6. Apotosis en fisiología y patología En procesos de renovación asíncrona de las células envejecidas, apoptosis solo afecta a unas pocas células en cada momento. En condiciones patológicas o en situaciones experimentales se produce apoptosis masiva su observación es más fácil en ellas
    7. 7. Autoinmunidad SIDA Cáncer Alzheimer Apoptosis fisiológica Defecto Exceso
    8. 8. Antecedentes históricos <ul><li>Fase alemana (1842-1972) </li></ul><ul><ul><li>Carl Vogt </li></ul></ul><ul><li>Fase commonwealth (1972-90) </li></ul><ul><ul><li>Kerr, Willie, Currie </li></ul></ul><ul><li>Fase universal (1990- ) </li></ul>
    9. 9. Apoptosis: Un fenómeno biológico básico con amplias implicaciones en la cinética de los tejidos . Kerr, Willie y Currie . Br J Cancer; 1972 Nº de citaciones/año (med line) Apoptosis Year 1970 1980 1990 2000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 100 9876 Apoptosis & pathology Year 1970 1980 1990 2000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 3495 10 1972 13330 4995
    10. 10. Apoptosis y patología <ul><li>Defecto de apoptosis </li></ul><ul><ul><li>Neoplasia </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>linfomas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>B-CLL </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Enfermedad autoinmunne </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>LES </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>AR </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Infecci ó n citoprotectora y desarrollo de tumores </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>EBV </li></ul></ul></ul><ul><li>Exceso de apoptosis </li></ul><ul><ul><li>Infección por HIV </li></ul></ul><ul><ul><li>Daños por respuesta inmune </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Hepatitis virales </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Diabetes mellitus tipo 2 </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>E. hematológica </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Anemia aplásica, </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Síndrome mielodisplásicos, </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Inmunodeficiencia </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>hipergammaglobulinemia M </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>síndromes neurodegenerativos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Alzheimer </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Parkinson </li></ul></ul></ul>
    11. 11. Fisiología de la apoptosis
    12. 12. Diferencias entre apoptosis y necrosis. Apoptosis Necrosis (Oncosis) Programada genéticamente Accidental. Se mantiene Se rompe Disminuye aumenta Se preservan Se desintegran Fragmentación del DNA tardía fragmentos grandes . En cuerpos apoptóticos rodeados por membrana Son reconocidos y fagocitados Los contenidos de los orgánulos se liberan Inducen inflamación local. Membrana. Tamaño celular Orgánulos. Temprana fragmentos oligonucleosomales Fragmentación celular Restos celulares Mecanismo
    13. 13. Fases de l a apoptosis 1. Decisión 2. Ejecución 4. Degradación y presentación antígenos 3. Fagocitosis Desequilibrio entre factores inductores e inhibidores bcl-2 <bax Temprana: Activación de proteasas y endonucleasas In termedia: Fragmentación DNA Tardia: Emisión de cuerpos apoptóticos Activacion de receptores Detección de fosfatidil Serina (PS) Evita liberación de componentes intracelulares inflamación TGF 
    14. 14. Consecuencias de la apoptosis <ul><li>La célula se fragmenta en cuerpos apoptóticos con PS en la cara exterior de su membrana </li></ul><ul><li>Las células fagocíticas: </li></ul><ul><ul><li>Reconocen PS y fagocitan los cuerpos apoptóticos </li></ul></ul><ul><ul><li>Al fagocitarlos producen mediadores antiinflamatorios </li></ul></ul>
    15. 15. Consecuencias de la apoptosis <ul><li>Se impide la liberación de los contenidos celulares al espacio extracelular </li></ul><ul><li>Permite muerte celular sin inflamación </li></ul><ul><li>La apoptosis permite la muerte celular sin provocar daño a las células adyacentes </li></ul>
    16. 16. El modelo de Caenohabditis elegans <ul><li>Larva 1090 células, adulto 959, 131 sufren PCD </li></ul><ul><li>Identificación de los genes que controlan PCD ced. </li></ul>
    17. 17. Evolución de la apoptosis <ul><li>Activación de Cisteinaspartasas caspasas convergen en caspasa 3 </li></ul>C elegans 1090 cells egl1Ced9 Ced4 Ced3 Apoptosis Intracel membrane Blk/bax Bcl2 Apaf1 Caspase 9 Plasma membrane CD95 FADD Caspasa 8 Mammals 10 13 Reticulo endoplásmico Ca Caspasa 12
    18. 18. Receptores de la familia del TNFR <ul><li>Fas tnfR trail RI trail RII </li></ul><ul><li>Estos receptores trimerizan al unir ligandos triméricos </li></ul><ul><li>Receptores tienen DD </li></ul><ul><li>Acopladores tienen DD-DED Dead efector domains caspasas 8 10 que activan a caspasas ejecutoras 3, 6,7 </li></ul>
    19. 19. Formación de apoptosomas <ul><li>Liberación citocromo C </li></ul><ul><li>Citocromo C se asocia a apaf 1 con dominios CARD al que se asocian caspasas 9 forman apotosoma </li></ul><ul><li>16 citc 8 apaf 1 8caspasa 9 </li></ul>
    20. 20. Clasificación caspasas (16) <ul><li>Clasificación por su forma de activación en: </li></ul><ul><li>Ejecutoras 3,6 y7 </li></ul><ul><li>Iniciadoras 2,8,9 y 10 dominios de reclutamiento a complejos </li></ul><ul><li>Inflamatorias 1,4 y 5 no participan en apoptosis sino en la activación enzimática de mediadores inflamatorios como la IL-1. </li></ul>
    21. 21. Clasificación caspasas <ul><li>Por Inhibidores específicos </li></ul><ul><li>Grupo I </li></ul><ul><li>Grupo II </li></ul><ul><li>Grupo III </li></ul>
    22. 22. Ced9 familia Bcl <ul><li>homológo ced 9 es una familia de proteínas proapoptoticas bax family y antiapoptóticas Bcl2 </li></ul><ul><li>Dominio transmembrana </li></ul><ul><li>Los que no tienen BH4 promueven apoptosis </li></ul><ul><li>Otros solo tienen bh3 superactivadores de apoptosis bik </li></ul>
    23. 23. Modelos biológicos de apoptosis <ul><li>En el gusano C elegans </li></ul><ul><ul><li>Secuestro de proapoptoticos evita asociación ced4 ced3 </li></ul></ul><ul><li>Mamíferos </li></ul><ul><ul><li>Asociación de bax a membrana mitocondrial cambia permeabilidad sale citocromo C, apaf 1 </li></ul></ul><ul><ul><li>Se libera diablo que antagoniza IAP </li></ul></ul><ul><ul><li>Moléculas con solo Bh3 neutralizan bcl2 </li></ul></ul><ul><ul><li>Hay otra vía desde p53 </li></ul></ul>
    24. 24. Decisión y ejecución de la apoptosis <ul><li>Arbitración bh3 </li></ul><ul><ul><li>bcl2 bax </li></ul></ul><ul><li>Compromiso </li></ul><ul><ul><li>citocromoc apaf1 omi-diablo </li></ul></ul><ul><li>Execution </li></ul><ul><ul><li>Caspasa 9 </li></ul></ul><ul><ul><li>Caspasa3, caspasa 7 </li></ul></ul><ul><ul><li>IAP las antagoniza </li></ul></ul>
    25. 25. Fagocitosis <ul><li>CD14 puede funcionar como receptor de PS </li></ul><ul><li>Adición micelas de PS </li></ul><ul><li>Durante diferenciación B células preB y B inmaduras mueren muchas por apoptosis 50 millones/día en ratón </li></ul><ul><li>La apoptosis evita la inflamación que provocaría tanta muerte celular </li></ul>
    26. 26. Otros modos de muerte <ul><li>Autofagocitosis lisosomal </li></ul><ul><li>Queratinización </li></ul><ul><li>Eritropiesis calpainas </li></ul><ul><li>Hematies y plaquetas </li></ul><ul><li>Su actividad biológica no cesa </li></ul><ul><li>Restos celulares con actividad biológica </li></ul>
    27. 27. Mecanismos de regulación   <ul><li>E n múltiples etapas que actúan a distintos niveles </li></ul><ul><li>Fase s ensora </li></ul><ul><ul><li>Membrana celular receptores TRAIL, DR4, DR5, DcR1.Fas CD95 </li></ul></ul><ul><li>Fase de integración </li></ul><ul><ul><li>M itocondria Bcl-2 y familia, p53 Bax </li></ul></ul><ul><li>Fase de ejecución </li></ul><ul><ul><li>C itoplasma cisteina y serina proteasas </li></ul></ul><ul><ul><li>Nucleo endonucleasas </li></ul></ul>
    28. 28. Moléculas implicadas en regulación Señales de muerte Receptores para señales de muerte Adaptadores Activadores Reguladores efectores TNF FasL  Ausencia factores de crecimiento UV   Fas TNFR1 DR FADD/MORT TRADD RIP Caspasa8 Caspasa 10 Caspasa 2 Caspasa 1 like Inhibidores Bcl-2 XL W FLIP IAP Promotores BAX BAK Bik Bah Bad Bid Caspase 3 Caspasa 6 Caspasa 7 Caspasa 3 like
    29. 29. linfocitos T Citotóxicos Activación de cisteina proteasas (caspasas) Sistema integrador de señales por dimerización de promotores y antagonistas Agentes farmacológicos Factores de crecimiento citocinas ligandos de membrana receptores inhibidores de apoptosis receptores promotores de apoptosis Agentes farmacológicos Agentes infecciosos F ases sensora y de integración expresión de genes inhibidores de apoptosis bcl-2 Bag bcl-xL Tat Alteraciones metabólicas expresión de genes promotores de apoptosis bax b-clxs Bad
    30. 30. Inhibición de sistemas de reparación de DNA Activación de cisteina proteasas (ICE , caspasas ) Degradación del DNA Imposiblidad de transcripción y replicación muerte celular Activación de Endonucleasas Fase de ejecución
    31. 31. Fragmentación del DNA <ul><li>Activación de Endonucleasas que fragmentan el DNA en segmenntos internuclleosomales. </li></ul><ul><li>Fosfatidil serina (PS) se trasloca a cara externa de la membrana de células apoptóticas </li></ul><ul><li>Anexina V de las células fagocíticas se une a PS de las células apoptóticas. </li></ul>Fase de retirada de restos: fagocitosis
    32. 32. Fas TNFR1 TNFR2 TNF FasL MORT/FAAD FLICE/MACH (procaspasa 8) Otras caspasas ( cisteina Proteasas ) Apoptosis TRADD TRAF1 TRAF2 IAP NFkB Activación celular DD DD Familia del TNFR: fase sensora FLIP
    33. 33. Fas FasL MORT/FAAD caspasa 8 Cambios a popt óticos extranucleares Fragmentación nuclear Formación de cuerpos apoptóticos caspasa 6 caspasa 7 caspasa 3 Hidrólisis de NuMA Cambios a popt óticos nucleares Fragmentación DNA Condensación cromatina Externalización de PS Deshidratación citoplásmica Familia del TNFR: fase de ejecución
    34. 34. Moléculas reguladoras familia de Bcl2 <ul><li>Antiapoptóticos (bh1 y bh2) </li></ul><ul><ul><li>Bcl2 </li></ul></ul><ul><ul><li>MLC-1 </li></ul></ul><ul><ul><li>A-1 </li></ul></ul><ul><ul><li>bclxL </li></ul></ul><ul><li>Proapoptóticos (además contienen región bh3) </li></ul><ul><ul><li>Bax </li></ul></ul><ul><ul><li>Bak </li></ul></ul><ul><ul><li>HrK </li></ul></ul><ul><ul><li>bclxs </li></ul></ul><ul><ul><li>Bad </li></ul></ul><ul><ul><li>Bid </li></ul></ul>
    35. 35. Ca 2+ AIF ATP NAD(P)H 2 0 2 - Control del potencial de membrana mitocondrial Por proteínas de la familia de b-cl2 megacanal <1500 Da Apertura continua desacoplamiento de cadena respiratoria perdida del potencial Apertura reversible salida Calcio importación proteinas glutation reducido inductores Inhibidores
    36. 36. Caspasas <ul><li>Estrés mitocondrial </li></ul><ul><li>Citocromo C </li></ul><ul><li>Apaf-1 </li></ul>Caspasa 9 Caspasa 8 Caspasa 3 Caspasa 12 Pro Caspasa 3 Apoptosis Receptores de muerte Estrés en Retículo Endoplásmico
    37. 37. Dominio procatalítico <ul><li>Dominios de interacción </li></ul>Caspasas Componente catalítico 1 4 5 2 9 8 10 3 6 7 Ejecutoras Iniciadoras
    38. 38. p53 promueve transcripción de bax Bax - Bcl-2 activación de p53 Bax induce Apoptosis Respuesta a daño genotóxico mediada por p53 Daño genotóxico Hidrolisis de esfingomielina generación de ceramida Inhibición de quinasas activadas por factores de crecimiento Activación de quinasas activadas por el estrés
    39. 39. Bloqueo de señales apoptóticas <ul><li>Factores de crecimiento </li></ul>PI3Kinasas Ceramida AKT Fosforila proteinas familia Bcl-2
    40. 40. Bloqueo de señales apoptóticas <ul><li>Estimulación antigénica </li></ul>PI3Kinasas Fas AKT Fosforila proteinas familia Bcl-2
    41. 41. Apoptosis y patología Acumulación Hiperplasia Homeostasis Degeneración Depleción
    42. 42. Neoplasia <ul><li>Proliferación incontrolada de células de un tejido </li></ul><ul><li>Apoptosis defectuosa </li></ul>
    43. 43. Apoptosis defectuosa en la patogénesis neoplásica : Bcl-2 ( B cell lymphoma ) <ul><li>P rimer oncogen implicado en regulación de apoptosis </li></ul><ul><li>G en antídoto de la apoptosis I nhibe diversas vías en la iniciación de la apoptosis </li></ul><ul><li>S u disregulación se asocia a neoplasias. </li></ul>
    44. 44. Patogénesis neoplásica por sobrexpresión de Bcl-2 ( B cell lymphoma ) <ul><ul><li>L ocalizado en (t 14-18) en linfomas foliculares . </li></ul></ul><ul><ul><li>También s e sobrexpresa en la forma del linfoma de Burkitt relacionada con el virus de Epstein-Barr </li></ul></ul><ul><ul><li>Las células de la leucemia linfoblástica aguda de células B y las de la linfática crónica B expresan Bcl-2, por lo que son resistentes a la apoptosis. </li></ul></ul>
    45. 45. Cito c Apaf 1 Deoxiadenosina trifosfato Procaspasa 9 bcl-2 Translocación 14:18 Promotor del gen de cadenas pesadas de inmunoglobulinas Cadenas pesadas bcl-2 de inmunoglobulinas Linfoma nodular de bajo grado
    46. 46. Apoptosis y mecanismos de acción de agentes antineoplásicos. <ul><li>M atan a las células tumorales induciendo apoptosis , y solo inducen necrosis a dosis suprafarmacológicas. </li></ul><ul><li>Las células tumorales resisten a estos agentes por su resistencia a la inducción de apoptosis . </li></ul><ul><li>La resistencia en ocasiones predic e la respuesta clínica a la quimioterapia. </li></ul>
    47. 47. P53 y patología tumoral. <ul><li>La proteína codificada por el gen supresor de tumores p53 inicia la apoptosis en células con daños genéticos </li></ul><ul><li>S u disfunción permite la proliferación de células con alteraciones genéticas facilita la aparición de tumores </li></ul><ul><li>L as células con mutaciones y/o delecciones de p53 presentan altas tasas de mutación, de alteraciones genéticas y de resistencia frente a agentes quimioterapéuticos. </li></ul>
    48. 48. <ul><li>Lesión DNA </li></ul><ul><li>Expresión de p53 </li></ul>Detención de proliferación en G1 Reparación celular No detención de proliferación Apoptosis
    49. 49. p53 promueve transcripción de bax Bax - Bcl-2 activación de p53 Bax induce Apoptosis Respuesta a daño genotóxico mediada por p53 Daño genotóxico Hidrolisis de esfingomielina generación de ceramida Inhibición de quinasas activadas por factores de crecimiento Activación de quinasas activadas por el estres
    50. 50. <ul><li>Lesión DNA </li></ul><ul><li>Expresión de </li></ul><ul><li>p53 MUTANTE </li></ul>Supervivencia anómala de células con alteraciones DNA No detención de proliferación en G1 No reparación celular No apoptosis
    51. 51. Apoptosis y patología tumoral: Conclusión <ul><li>E s un mecanismo de seguridad que protege al organismo </li></ul><ul><li>Se requiere el fracaso sucesivo de algunos de los mecanismos de inducción de apoptosis para que las células tumorales acumulen alteraciones géneticas que les permitan escapar de los sistemas de control del crecimiento celular .   </li></ul>
    52. 52. Apoptosis y neoplasia II Células tumorales (cáncer de esófago, melanoma y mieloma) pueden expresar FasL e inducir apoptosis en los linfocitos T activados que infiltran el tumor
    53. 53. MELANOMA FasL Linfocito T Fas APOPTOSIS LINFOCITARIA PERSISTENCIA DE CÉLULAS DE MELANOMA
    54. 54. Apoptosis y autoinmunidad <ul><li>L a tolerancia a los antígenos propios se produce por delección de clones autorreactivos en ó rganos linfoides primarios y periferia </li></ul><ul><li>En la deleción de linfocitos activados en periferia juegan un papel muy importante la molécula Fas y su ligando FasL . </li></ul><ul><li>D efectos en el sistema Fas/FasL se asocia n a patolog í as humanas. </li></ul><ul><li>D elecciones en el gen que codifica Fas en pacientes con síndromes linfoproliferativos asociados a fenómenos autoinmunes (trombocitopenia, anemia hemolítica y neutropenia). </li></ul>
    55. 55. Linfocitos autorreactivos Inhibición de apoptosis Apoptosis Autoinmunidad Normalidad
    56. 56. Fas/Apo-1 Ligando de Fas APOPTOSIS Ligando de Fas LES-like Fas/Apo-1 Mitocondria Receptor de muerte ACTIVACIÓN DE CASPASAS APOPTOSIS Bcl-2 FLIP IAP
    57. 57. Esclerosis múltiple <ul><li>Exceso linfocitos T activados </li></ul><ul><li>Linfocitos activados susceptibles a apoptosis ex vivo </li></ul><ul><li>Tratamiento IFNa reduce actividad enfermedad reduce activación linfocitos y normaliza su susceptibilidad a la apoptosis </li></ul><ul><li>Los enfermos que no responden a la terapia mantienen elevada la activación de sus linfocitos y la tasa de apoptosis ex vivo </li></ul>
    58. 58. Autoinmunidad y apoptosis: Conclusión <ul><li>L os mecanismos de apoptosis eliminan linfocitos T y B activados en periferia </li></ul><ul><li>L os defectos en la apoptosis facilitan la supervivencia de linfocitos T y B autorreactivos activados que pro ducen enfermedad autoinmune </li></ul><ul><li>Los linfocitos autoreactiv o s mutan t es para Fas o FasL resisten la inducción de apoptosis y provocan patologías autoinmunes . </li></ul>
    59. 59. Agente patógeno Inflamación Eliminación de residuos por PMN y macrófagos Inhibición de apoptosis Apoptosis PMN y macrófagos Inflamación crónica Normalidad Sustancias liberadas intracelulares/ Formación de autoanticuerpos Apoptosis en la inflamación crónica
    60. 60. Enfermedades infecciosas que inhiben la apoptosis <ul><li>S uicidio de células infectadas </li></ul><ul><ul><li>evita la propagación viral. </li></ul></ul><ul><ul><li>F acilita su reconocimiento y fagocitosis por fagoc i t os . </li></ul></ul><ul><ul><li>La presentación de antígenos virales de sus restos promueve la respuesta inmune específica frente al virus. </li></ul></ul>
    61. 61. Citotoxicidad celular por inducción al suicidio <ul><ul><li>Los linfocitos T citotóxicos (CTLs) reconocen a las células que presentan péptidos virales en moléculas de histocompatibilidad </li></ul></ul><ul><ul><li>Los CTL inducen apoptosis en ellas </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>mediante uniones FasL-Fas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>formación de poros e introducción de proteasas </li></ul></ul></ul>
    62. 62. Apoptosis e infección: conclusión <ul><li>Algunos virus protegen a las células que infectan bloqueando sus procesos de suicidio celular y dificultando la acción lítica de las células citotóxicas, de este modo aumentan la de supervivencia a las células con infección latente. </li></ul><ul><li>Esta acción inhibidora de la apoptosis puede ser importante en el desarrollo de neoplasias inducidas por virus al promover la inmortalización de las células infectadas. </li></ul>
    63. 63. Enfermedades en las que esta implicado un exceso en la apoptosis.
    64. 64. Depleción linfocitaria inducida por agentes infecciosos <ul><li>A ntígeno CD4, </li></ul><ul><ul><li>C orreceptor para las moléculas de histocompatibilidad de clase II </li></ul></ul><ul><ul><li>P resente en linfocitos cooperadores, </li></ul></ul><ul><ul><li>R eceptor para el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y, por tanto, facilita la infección de las células que lo expresan </li></ul></ul>
    65. 65. VIH <ul><ul><li>I nduce la depleción progresiva de linfocitos CD4+ que secundariamente provoca la inmunodeficiencia. </li></ul></ul><ul><ul><li>S ólo el 0.1 % de las células T CD4+ que mueren durante la infección por VIH están infectadas por el virus. </li></ul></ul>
    66. 66. Apoptosis linfocitaria y patogénesis del SIDA <ul><li>C himpancés desarrollan la infección por VIH, pero sin deplección de los linfocitos CD4+ ni síndrome de inmunodeficiencia, </li></ul><ul><li>M acacos Rhesus (SIV) y humanos (HIV) muestran disminución de linfocitos CD4+ y desarrollan un síndrome de inmunodeficiencia </li></ul>Infección VIH Depleción linfocitos CD4 Síndrome inmunodeficiencia
    67. 67. Inducción de apoptosis por gp 120 <ul><li>concentraciones picomolares de la proteína gp120 del VIH se unen a las moléculas CD4 de células no infectadas aumenta ndo su susceptibilidad a la apoptosis. </li></ul><ul><li>L a interacción de anticuerpos con la gp120 ya unida a CD4 induce la apoptosis de los linfocitos al entrecruzar estos correceptores. </li></ul><ul><li>L as proteínas gp120 presentes en la superficie de las células infectadas pueden entrecruzar las moléculas CD4 de linfocitos adyacentes induciendo su muerte por apoptosis. </li></ul><ul><li>Este mecanismo de unión puede contribuir a la formación de sincitios de células infectadas que han sido descritos en los ganglios de individuos infectados por HIV. </li></ul>
    68. 68. HIV y apoptosis Conclusión <ul><li>A parente paradoja : un virus depleciona selectivamente su célula huésped </li></ul><ul><li>L as células CD4+ son las promotoras de las respuestas inmunes frente a las infecciones virales </li></ul><ul><li>Muchos de los HIV circulantes son sintetizados en células no-T CD4+, </li></ul><ul><li>Otros virus linfotrópicos de felinos, murinos o aves también inducen deplecciones linfocitarias e inmunodeficiencia . </li></ul><ul><li>Coronavirus (peritonitis infecciosa felina) no infectan linfocitos T pero provocan su deplección induciendo apoptosis en linfocitos T activados en órganos linfoides . </li></ul>
    69. 69. Genes virales protectores de los linfocitos infectados <ul><li>El VIH protege selectivamente a los linfocitos CD4 que ya han sido infectados por él. </li></ul><ul><li>La proteína vírica Nef protege a células infectadas inhibiendo la expresión de CD4. </li></ul><ul><li>las delecciones del gen Nef limitan o eliminan la capacidad de VIH y el VIS para inducir síndrome de inmunodeficiencia </li></ul><ul><li>La proteína codificada por el gen viral Tat inhibe la apoptosis de los linfocitos infectados. </li></ul><ul><li>Si antagonizamos la deplección de los linfocitos CD4+ en los pacientes con VIH podemos retrasar o impedir la aparición de la inmunodeficiencia. </li></ul><ul><li>  </li></ul>
    70. 70. Tr y panosoma cruzi <ul><li>P rotozoo causante de la enfermedad de Chagas en humanos, provoca en ratones infectados una inmunosupresión del compartimento T y una inflamación cardíaca crónica similares a las que sufren los humanos </li></ul><ul><li>Los linfocitos del bazo de ratones infectados mueren por apoptosis cuando se activan in vitro . Esta inducción de apoptosis sólo afecta a los linfocitos CD4+ y no a los linfocitos CD8+ </li></ul><ul><li>El parásito, al eliminar a los linfocitos cooperadores interfiere con la respuesta inmune del huesped. </li></ul>
    71. 71. Apoptosis y hepatitis <ul><li>La infección por virus C induce expresión de Fas en hepatocitos . La presencia de antígenos virales en los hepatocitos activa a los linfocitos citotóxicos (CTLs) FasL+, que inducen la apoptosis de los hepatocitos de modo selectivo sin dañar a otras células próximas. </li></ul><ul><li>CTLs secretan citocinas con efectos leucotáxicos que inducen una respuesta inflamatoria mucho más destructiva para el tejido en el que se encuentran las células infectadas. </li></ul><ul><li>Inflamación aumenta la expresión de Fas en hepatocitos no infectados conviertiendolos en dianas para los CTLs. </li></ul><ul><li>La activación simultánea de gran número de CTLs que puede desencadenar una reacción inflamatoria fulminante. </li></ul>
    72. 72. Diabetes Mellitus tipo-2 <ul><li>Depósitos del polipéptido amilina este polipeptido en su forma fibrilar induce apoptosis en las células  pancreáticas productoras de insulina. </li></ul>
    73. 73. Enfermedades neurodegenerativas <ul><li>Alzehimer </li></ul><ul><li>El péptido b-amiloide , que se acumula progresivamente en placas en los pacientes de enfermedad de Alzheimer , puede inhibir la recepción de factores tróficos y, por tanto, inducir apoptosis en neuronas. </li></ul><ul><li>La proteasa nexina I está disminuida en el hipocampo de los pacientes con enfermedad de Alzheimer; </li></ul><ul><li>Esta serpina (proteínas inhibidoras de las serinproteasas) actua como un agente neurotrófico previniendo la apoptosis y la atrofia de las motoneuronas inducida por la axotomía. </li></ul>
    74. 74. Parkinson <ul><li>La activación de la apoptosis neuronal inducida por dopamina podría jugar un papel importante en la degeneración del locus niger en la enfermedad de Parkinson. </li></ul><ul><li>Esclerosis lateral amiotrófica </li></ul><ul><li>La presencia de ciertas mutaciones en el gen que codifica la Cobre-Zinc superóxido dismutasa da lugar a una forma hereditaria de esclerosis lateral amiotrofica . Estas mutaciones disminuyen la capacidad de las células para detoxificar los radicales libres. </li></ul>
    75. 75. Retinitis pigmentosa <ul><li>Es el resultado de mutaciones en alguno de tres genes específicos de los fotoreceptores: rodopsina, la subunidad  de la fosfodiesterasa de guanosin monofosfato cíclico y la periferina . La presencia de mutaciones en cualquiera de los tres genes puede inducir apoptosis en las células fotorreceptoras </li></ul>
    76. 76. Atrofia muscular espinal <ul><li>Las atrofias musculares espinales han sido asociadas con mutaciones en el gen de la proteína inhibidora de la apoptosis neuronal ( NAIP ),. </li></ul><ul><li>Las mutaciones o deleciones del gen NAIP, presentes en un 70% de los pacientes con atrofia muscular espinal pueden provocar una falta de inhibición de la apoptosis en las neuronas motoras que contribuya a la atrofia muscular de las regiones inervadas por ellas. </li></ul>
    77. 77. Enfermedades hematológicas <ul><li>Síndrome mielodisplásico </li></ul><ul><li>Anemia aplásica </li></ul><ul><li>Las enfermedades con defecto en la producción de células sanguíneas, como algunas formas de anemia aplásica y de síndrome mielodisplásico, se asocian con aumento de la muerte celular por apoptosis de progenitores hematopoyéticos en la médula ósea </li></ul>
    78. 78. Inmunodeficiencias <ul><li>Síndrome de hiper Ig M En pacientes con síndrome de hiper IgM se ha comprobado la ausencia de expresión de CD40L en los linfocitos T activados. </li></ul><ul><li>Esta deficiencia impide la colaboración entre linfocitos T y B de modo que éstas no pueden realizar el cambio de isotipo de las inmunoglobulinas y madurar a células B productoras de IgG </li></ul>
    79. 79. Daño tisular secundario a isquemia <ul><li>La isquemia de las neuronas y miocitos en cultivo in vitro produce la inducción de apoptosis. </li></ul><ul><li>En ratones, la isquemia cerebral induce la expresión de Fas , sugiriendo que la muerte celular post-isquémica podría producirse por apoptosis mediada por Fas </li></ul>
    80. 80. Otras enfermedades degenerativas del sistema músculo-esquelético <ul><li>Osteoporosis </li></ul><ul><li>Artrosis </li></ul><ul><li>La muerte de los condrocitos que se observa en los procesos degenerativos del cartílago propios de la artrosis, así como de los osteocitos en la osteoporosis presentan características morfológicas típicas de la apoptosis </li></ul><ul><li>Rechazo de trasplantes </li></ul><ul><li>Mecanismos inmunes de rechazo provocan la apoptosis de las células del órgano injertado. </li></ul>
    81. 81. Necrosis central Isquemia periférica Obstrucción vascular Evolución natural Inhibición de caspasas Namura, J Neuroscience 1998
    82. 82. Apoptosis e insuficiencia cardiaca Olivetti, NEJM 1997
    83. 83. Cardiopatía isquémica. Beta-bloqueantes y apoptosis Yue, Circ Res 1998
    84. 84. Aproximaciones terapeuticas a la modulacion de la apoptosis. <ul><li>Los agentes capaces de inducir apoptosis posiblemente sean de gran utilidad en las patologías de acumulación de células tumorales o autorreactivas </li></ul><ul><li>Neoplasia </li></ul><ul><li>Anticuerpos monoclonales </li></ul><ul><li>anti-Fas </li></ul><ul><li>anti-idiotipo </li></ul><ul><li>anti-citocinas </li></ul><ul><li>  </li></ul>
    85. 85. Vacunación idiotipica <ul><li>Con peptidos </li></ul><ul><li>Introducción de péptidos idiotípicos acompañados de adyuvantes en los pacientes, se induce inmunidad mediada por linfocitos citotóxicos específicos. </li></ul><ul><li>Los CTLs inducen apoptosis en las células neoplasicas que presentan el peptido idiotípico </li></ul><ul><li>Con plasmidos </li></ul><ul><li>Los plásmidos se expresan en células del paciente y promueven la activación de CTLs especificos frente a los peptidos codificados por el plásmido. </li></ul><ul><li>Los CTLs activados de este modo inducen apoptosis incluso en células leucémicas resistentes a la inducción de apoptosis por agentes quimioterapéuticos. </li></ul>
    86. 86. Terapia hormonal <ul><li>Glucocorticoides </li></ul><ul><li>Diversos tumores responden al tratamiento con hormonas que son capaces de inducir apoptosis en las células tumorales. Las células B de la LLC-B mueren por apoptosis cuando se tratan con glucocorticoides </li></ul><ul><li>Antiandrogenos </li></ul><ul><li>Los antiandrógenos se utilizan para el tratamiento del adenocarcinoma de próstata </li></ul><ul><li>Antagonistas de los estrógenos </li></ul><ul><li>Los antagonistas de los estrógenos se han mostrado eficaces en tratamiento el del cancer de mama . </li></ul>
    87. 87. Terapia de segunda línea del adenocarcinoma de prostata <ul><li>Aunque en ocasiones las células tumorales del adenocarcinoma de próstata pueden hacerse resistentes a la inducción de apoptosis por antiandrógenos, la apoptosis puede ser inducida con otras señales. </li></ul><ul><li>El tratamiento con Thapsigarina (una sesquiterpeno  -lactona ) eleva de modo sostenido los niveles de calcio intracelular e induce apoptosis en estas células. </li></ul><ul><li>Basándose en este compuesto, se esta desarrollando una nueva prodroga para el tatamiento del adenocarcinoma de próstata. Esta prodroga libera el compuesto activo cuando sufre la acción proteinasa del antigeno especifico de próstata (PSA) que se expresa en altos niveles en estos tumores. </li></ul>
    88. 88. Terapia génica <ul><li>Transgenicos para Fas </li></ul><ul><li>La terapia génica podría utilizarse para introducir el gen Fas en células neoplásicas. Estas células transformadas, al reintroducirse en el individuo tienden a migrar al tumor gracias a sus moléculas de adhesión. Este procedimiento se ha estudiado en ratones donde se observa que las células tumorales que expresan Fas son capaces de reclutar y activar a los efectores linfocitarios citotóxicos. La activación de estas células citotóxicas no sólo induce la muerte de las celulas tumorales transformadas, sino también la producción de citocinas que provocan una respuesta inflamatoria no antígeno específica que es mucho más destructiva para el tumor. </li></ul><ul><li>Por otro lado los macrófagos reconocen los fragmentos de las células tumorales muertas por apoptosis por medio de sus moléculas de anexina que se unen la fosfatidil serina presente en las membranas de las células apoptóticas. Tras la subsiguiente endocitosis y procesamiento de estos fragmentos, los macrófagos presentan en sus moléculas de histocompatibilidad (HLA) los péptidos resultantes del procesamiento de los restos de las células tumorales, contribuyendo así a la activación de linfocitos que reconocen péptidos expresados en las células tumorales. </li></ul>
    89. 89. Enfermedades autoinmunes <ul><li>La inyección de proteina básica de la mielina de cobaya da lugar en las ratas a la encefalitis alérgica experimental, una enfermedad autoinmune muy similar a la esclerosis múltiple del humano. Ocasionalmente, la encefalitis alérgica experimental se resuelve espontáneamente y durante la fase de recuperación los linfocitos activados y autorreactivos frente a la proteina básica de la mielina mueren por apoptosis y son eliminados del sistema nervioso central. </li></ul><ul><li>  </li></ul>
    90. 90. <ul><li>Glucocorticoides </li></ul><ul><li>los glucocorticoides inducen apoptosis en las células T autorreactivas de los animales con encefalitis alérgica experimental y provocan la resolución de la enfermedad autoinmune. </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Transgenicos para FasL </li></ul><ul><li>La terapia génica podría utilizarse para introducir el gen FasL en las células que sufren el ataque de linfocitos autorreactivos, como por ejemplo en las células pancreáticas productoras de insulina en pacientes con diabetes. Como los linfocitos activados agresores expresan Fas, serían selectivamente eliminados por las células transgénicas que expresen FasL. </li></ul>
    91. 91. Anticuerpos biespecificos <ul><li>inducción de delección periférica por el antígeno Los tratamientos con dosis repetidas de un antígeno administrado en determinadas condiciones provocan in vivo la muerte de los linfocitos que reconocen el antigéno . Estos tratamientos se comportan como un estímulo antigénico incompleto capaz de inducir la expresión de Fas en los linfocitos autorreactivos y, consiguientemente, fenómenos de apoptosis que resultan en la deplección de los mismos. Esta modalidad de tratamiento se ha mostrado eficaz en la encefalomielitis alérgica experimental en los ratones. En modelos murinos se ha demostrado que la inyección simultánea de un antígeno y bajas concentraciones de anticuerpos anti-Fas provoca la delección de las celulas B que reconocen específicamente el antígeno inyectado. La utilización de anticuerpos biespecíficos frente a Fas y otra molécula de activación de los linfocitos (ej. CD45RO) podría evitar la inducción no deseada de apoptosis en otras células no linfoides que expresen Fas y permitiría su uso como agentes terapéuticos selectivos para el tratamiento de enfermedades autoinmunes. </li></ul>
    92. 92. Patologías por pérdida celular. <ul><li>Los tratamientos que aumenten la resistencia de las células a iniciar procesos de apoptosis pueden ser beneficiosos en las patologías asociadas a pérdida celular. Estos agentes incluyen los factores de crecimiento empleados para promover la recuperación de las células hematopoyéticas tras la quimioterapia del cáncer, las pruebas que se realizan con factores neurotróficos para aumentar la supervivencia de las neuronas en los síndromes neurodegenerativos y los tratamientos con antioxidantes como la N-acetil cisteina para prevenir la muerte de los linfocitos CD4+ en los individuos infectados por VIH. </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Síndrome mielodisplásico </li></ul><ul><li>Factores hematopoyeticos de crecimiento y supervivencia </li></ul><ul><li>síndromes neurodegenerativos </li></ul><ul><li>factores neurotróficos </li></ul><ul><li>  </li></ul><ul><li>Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida </li></ul><ul><li>Agentes neutralizadores de gp120 y Antioxidantes:N-acetil cisteina,  caroteno, Selenio Zinc </li></ul><ul><li>La neutralización de gp120 mediante anticuerpos anti-gp120 que reconozcan su región de unión a CD4 o mediante moléculas solubles de este correceptor, así como la inhibición de los procesos de apoptosis subsiguientes mediante agentes antioxidantes u otros fármacos, podrían antagonizar la delección de los linfocitos CD4+ en los pacientes con VIH y retrasar o impedir la aparición de la inmunodeficiencia. Se ha propuesto que la terapia antioxidante, al antagonizar el estrés oxidativo, podría inhibir la apoptosis de los linfocitos de los individuos infectados por el VIH </li></ul>
    93. 93. Receptores apoptogénicos: familia del TNFR <ul><li>Trimerización de receptores </li></ul><ul><li>Fas-FAAD </li></ul><ul><li>TNFRFADD </li></ul><ul><li>TRAF activación celular </li></ul><ul><li>Flip protege </li></ul>
    94. 94. Mecanismos <ul><li>C. Elegans </li></ul><ul><li>Ced 9 ced 4 </li></ul><ul><li>Bcl-2 Apaf 1 caspasa 9 </li></ul><ul><li>CD95 FADD caspasa 8 </li></ul>
    95. 95. Apoptosis <ul><li>  </li></ul>Life is or not worth to be lived Conservación embalsamamiento Fragmentación controlada Fagocitosis transporte cadaver Evitar inflamación producida por liberación de componentes intracelulares
    96. 96. Flow Cytometry Año 1985 1990 1995 2000 0 1000 2000 3000 4000 Apoptosis & Flow cytometry Año 1985 1990 1995 2000 0 100 200 300 400 500 600 700 Citometría en el Boom de investigación en apoptosis número de citaciones (med line) 5787 1293
    97. 97. M uerte celular progamada atípica <ul><li>C atástrofe mitótica se produce en el ciclo celular siguiente a la exposición al agente tóxico. </li></ul><ul><li>Muerte celular en interfase causada por inhibidores de la topoisomerasa </li></ul>
    98. 98. Nomenclatura Majno y Joris , Am J Pathol 1995 <ul><li>Necrobiología estudia los procesos que conducen a la muerte. </li></ul><ul><li>Modos de muerte </li></ul><ul><li>Apoptosis </li></ul><ul><li>muerte celular accidental ( oncosis antiguo concepto de necrosis ) </li></ul><ul><li>Etapa necrótica es pos mortem pertenece al dominio de la necrología celular o”biologia forense” </li></ul>
    99. 99. Características de la apoptosis Técnicas Deshidratación celular disminución del tamaño y cambio en la apariencia. microscopía óptica, microscopía electrónica citometría de flujo microscopía óptica cariorresis fragmentación nuclear. microscopía óptica Emisión de cuerpos apoptóticos fragmentos nucleares acompañados de restos de orgánulos citoplásmicos rodeados de membrana plasmática microscopía óptica, microscopía electrónica Activación de endonucleasas Patrón de migración en escalera del DNA microspopía óptica, Citometria de flujo . Preservación de la integridad estructural y parte de la función de la membrana Microscopía óptica, Citometría de flujo . L as mitocondrias y lisosomas mantienen su estructura aunque Su función se altera Citometría de flujo Perdida de asimetría de los fosfolípidos De membrana exposición de fosfatidil serina en la cara externa Citometría de flujo Condensación de la cromatina
    100. 100. Ventajas y desventajas de los métodos Método Ventajas Desventajas Cambios en morfología cambios en FSC - SSC Sencillez, puede combinarse No es específico Permeabilidad a sondas para DNA PI 7 - AAD Sencillez , puede combinarse Solo se puede combinar con un marcaje Se puede combinar con marcaje doble Se puede combinar con partículas ca libración. Vivas/apoptóticas + necróticas No es original Lo es por ahora. HO 342 Vivas/apoptóticas/necroticas puede marcar células vivas Láser UV 5 x 10 6 pesetas
    101. 101. Potencial de membrana Mitocondrial No diferencia células apoptóticas tempranas de las v ivas Bomba Lisosomal de protones No diferencia células apoptóticas tempranas de las vivas Cambios en proteínas: disminución de F - actina Permite saber en que fase del ciclo celular se encuentran las células en apoptosis. Determina fase temprana de apop tosis Solo vale para células que expresen F - actina Cambios en la composición lipidica: aumento de fosfatidil serina Determina fase temprana de Apoptosis , puede combinarse Método Ventajas Desventajas
    102. 102. Extracción del DNA de bajo peso molecular mediante adición de soluciones hipotónicas a células per meabilizadas Simple y barata Discriminación del debris es crítica Determinan fase intermedia y tardía de apoptosis Puede generar artefactos Marcaje de los fragmentos 3’OH con nucleósidos marcados mediante transferasa terminal (tdt) de deoxinucleótidos Ventaja apoptosis con especificidad de fase del ciclo celular. Determinan fase intermedia y tardía de apoptosis Marc a je de DNA de cadena sencilla Determina fase muy temprana de apoptosis Permite saber en que fase se encuentran las células apoptóticas T écnica de marcaj e intracelular Método Ventajas Desventajas
    103. 103. Apoptosis y ciclo celular
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