La Apoptosis o Muerte Celular Programada (o regulada) es fundamental en el mantenimiento del equilibrio de los tejidos del organismo
Pero, qué ocurre si no funciona corrrectamente?
Recordando lo esencial de la MCP
La Apoptosis es una muerte celular que se produce de forma controlada y sólo cuando es necesario, de manera que se activan una serie de reacciones químicas internas que conducen a la degradación de sus componentes, su fragmentación y posterior fagocitosis de estos elementos (cuerpos apoptóticos), de forma que no se vierten a los tejidos los componentes internos de la célula, que podrían causar inflamación y otros efectos perjudiciales.
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| Tomado de "en.wikipedia.org" |
En los organismos en desarrollo, la MCP es muy intensa, ya que el crecimiento embrionario implica una constante remodelación de los tejidos formados hasta que el nuevo individuo adquiere las características morfológicas propias de la especie. Al mismo tiempo, este proceso va eliminando los excedentes de células y aquellas que son anómalas.
Igualmente, en los adultos, sigue siendo esencial, aunque no se produzca con tanta intensidad, ya que a lo largo de la vida se están destruyendo células viejas o defectuosas continuamente y produciendo otras nuevas para sustituirlas. De este modo se mantiene un equilibrio (homeostasis) en los tejidos del que depende el normal desarrollo de la vida.
Desajustes en la MCP durante el desarrollo embrionario
Sólo de forma excepcional se producen errores en este proceso durante las fases iniciales del desarrollo de los organismos, dando lugar a individuos con anomalías morfológicas más o menos evidentes. Y siempre ocurre como consecuencia de algún tipo de estímulo o agresión externa o interna que altera el normal funcionamiento del desarrollo embrionario.
Es frecuente observar anomalías anatómicas por errores en la apoptosis cuando los organismos se encuentran sometidos a agentes físicos o químicos capaces de alterar sus células sexuales o bien el propio feto en crecimiento es alcanzado por dichos agentes.
Son conocidos diversos casos de aparición de anormalidades en animales y plantas afectados por vertidos de residuos químicos o por estar sometidos a fuertes dosis de radiación.
Sirvan como ejemplo los estudios que revelan anomalías en insectos en la zona de Fukushima, en Japón, tras las emisiones radiactivas emitidas con la central nuclear accidentada como consecuencia del tsunami que afectó a la zona en marzo del año 2011.
La imagen, tomada del artículo redactado por P. Fetet en 2016 (dunrenard.wordpress.com) muestra algunos efectos sufridos por mariposas como consecuencia de su exposición a la radiación.
Estas malformaciones se han originado por un desarrollo embrionario en el que se han producido errores, algo que casi siempre es debido a un incorrecto funcionamiento de los mecanismos de MCP, que son muy activos y deben ser extraordinariamente precisos durante estas fases.
Cuando estos fenómenos son muy importantes suelen acabar con la interrupción del desarrollo y la muerte del individuo.
Un ejemplo curioso de la producción de malformaciones en vertebrados es por la acción de parásitos internos que se instalan en el individuo en crecimiento, alterando de forma importante el normal desarrrollo de las zonas en que se encuentran.
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| Fotos tomadas de "amphibiaweb.org" (© Pieter Johnson) |
En la imagen se muestran ejemplos de deformidades producidas por la acción de parásitos durante el desarrollo del individuo adulto (algo que también puede ocurrir por efecto de contaminantes químicos o radiaciones).
Descontrol de la MCP en adultos
Estudios recientes en humanos atribuyen la aparición de ciertas enfermedades, especialmente algunas de tipo neurodegenerativo, muy conocidas, como las de Parkinson y Alzheimer, a alteraciones de la apoptosis en personas de avanzada edad (entre otras posibles causas).
Parece ser que en ambas se produce un defecto del control de la MCP (cuyo origen aún se estudia), de forma que hay un exceso de destrucción de neuronas sin que aparentemente exista una justificación para ello (se supone que esas neuronas empiezan a estar envejecidas pero aún no sería necesario destruirlas, ya que esto es más perjudicial para el organismo que mantenerlas con vida).
Es decir, que en estas enfermedades se produce un exceso de MCP, que ocurre de forma no controlada y destruye una gran cantidad de neuronas, con las consecuencias lógicas de afectación de las funciones del sistema nervioso central, que se manifiestan tanto en alteraciones motoras como en mal funcionamiento de las actividades más complejas del cerebro, como la memoria o en pensamiento abstracto.
Aún está por descubrir cuáles son los mecanismos por los cuales se desencadenan estos procesos de muerte celular descontrolada y cómo las células dejan de estar sometidas al control de los mismos.
Bloqueo de la MCP y Cáncer
El cáncer (o, más correctamente, todas las enfermedades causadas por el crecimiento descontrolado de células anormales) es el ejemplo más típico y conocido de la anulación de la apoptosis, o bien de la resistencia de estas células a iniciar los procesos de la muerte celular.
Aunque aún no se conoce con detalle qué ocurre exactamente, ya que son procesos muy complejos en los que participan numerosas moléculas y multitud de reacciones, sí parece evidente que alguno de los mecanismos que conducen a la autodestrucción controlada de la célula queda bloqueado en las células tumorales, por lo que éstas se mantienen vivas y de dividen de forma acelerada y sin ningún tipo de control.
Ya que existe una base genética para la apoptosis (existen genes implicados en este proceso), es lógico pensar que, al igual que cualquier otro proceso metabólico o de desarrollo, puede verse afectada por mutaciones.
Así, ya se conocen algunos oncogenes cuyas mutaciones son capaces de promover la supervivencia de las células tumorales al bloquear los procesos de muerte celular programada (estudios en ratones han proporcionado evidencias de que la interrupción de la apoptosis puede inducir el desarrollo de tumores (estos oncogenes, en condiciones normales inducen la apoptosis cuando la célula sufre daños importantes).
Sirva como ejemplo el hecho de que si bien la excesiva exposición de la piel a la radiación UV estimula la apoptosis con el fin de eliminar las células que sufren daños en sus genes por esta causa (evitando así su proliferación de células anormales), por otra parte, esas mismas radiaciones pueden afectar a algún gen implicado en este mecanismo, con lo cual se bloqueará el proceso de muerte de esas células y se desarrollará un tumor.
Esto se ha comprobado en diversos tipos de tumores y también en el desarrollo de metástasis, ya que las células tumorales que se desprenden y se introducen en el torrente sanguíneo en principio tienen muy escasas posibilidades de sobrevivir en el mismo o en otros tejidos diferentes al original, ya que en una célula normal se desencadenará inmediatamente la apoptosis. Pero si este proceso está bloqueado, algunas de estas células sobreviven y son transportadas a otros tejidos, donde pueden instalarse y comenzar a reproducirse de forma incontrolada, expandiendo el cáncer.
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| Células tumorales sin tratar (izda) y tratadas con Ciclofosfamida (dcha). En la imagen de la derecha se aprecian numerosas células que han iniciado la apoptosis (más pequeñas y muy oscurecidas debido a la codensación de la cromatina. (Imagen tomada de Lowe & Lin, en "Carcinogenesis, vol. 21, año 2000) |
Como consecuencia de estos conocimientos, hoy día todos los agentes anticancerígenos utilizados promueven de un modo u otro la apoptosis en la células tumorales (aunque también en las normales). Así, se ha comprobado que la radiación y la quimioterapia inducen la apoptosis en tumores (ver figura), aunque también en células normales (de ahí los importantes efectos secundarios de estos tratamientos).
Sin embargo, aún hay otro problema añadido, pues se conocen varias mutaciones en oncogenes que reducen la sensibilidad de las células a algunos tratamientos, con lo cual todo se complica, ya que los mismos tratamientos que provocan la muerte de las células tumorales, al mismo tiempo acaban frecuentemente haciendo que éstas se vuelvan resistentes a ellos.
De todo ello se deduce que aún queda mucho por investigar en este campo, aunque los avances de los últimos años en el conocimiento de los complejos mecanismos celulares de apoptosis redunden en nuevas estrategias para manipularlos, lo que es posible que dé lugar a nuevas terapias menos tóxicas y más eficaces.
En todo caso, la ciencia sigue avanzando en la lucha contra el cáncer, pero siempre de forma mucho más lenta de lo deseable.
