Em formação

Apoptose vs necroptose


Eu entendo que a apoptose e a necroptose compartilham a mesma parte superior da via, mas não consigo distinguir quando cada uma é ativada. Pelas minhas leituras, parece que quando as procaspases 8 ou 10 não estão disponíveis, a célula muda para necroptose. O que torna essas procaspas indisponíveis e por que uma célula apóia a necropotose?


Pelas minhas leituras, parece que quando as procaspases 8 ou 10 não estão disponíveis, a célula muda para necroptose. O que torna essas procaspas indisponíveis e por que uma célula apóia a necropotose?

Isso parece estar certo.

Os camundongos com uma deleção condicional de caspase-8 no epitélio intestinal (Casp8ΔIEC) desenvolveram espontaneamente lesões inflamatórias no íleo terminal e eram altamente suscetíveis à colite. Os camundongos Casp8ΔIEC não tinham células Paneth e mostraram um número reduzido de células caliciformes, indicando funções de células imunes antimicrobianas desreguladas do epitélio intestinal. Camundongos Casp8ΔIEC mostraram aumento da morte celular na área de células Paneth das criptas do intestino delgado. A morte celular epitelial foi induzida pelo fator de necrose tumoral (TNF) -α, foi associada ao aumento da expressão da proteína 3 que interage com o receptor (Rip3; também conhecida como Ripk3) e pode ser inibida no bloqueio da necroptose.

A caspase-8 é uma protease de cisteína criticamente envolvida na regulação da apoptose celular. Na ativação de receptores de morte, incluindo receptor de TNF e Fas, a caspase-8 é ativada por autoproteólise limitada e a caspase-8 processada subsequentemente desencadeia a cascata de caspases que finalmente leva à morte celular por apoptose. A apoptose mediada por caspase é importante para o turnover de IECs e para moldar a morfologia do trato gastrointestinal 4.

  • 2011 - Caspase-8 regula a necroptose epitelial induzida por TNF-α e ileíte terminal

A caspase-8 tem papéis pró-morte e pró-sobrevivência, mediando a apoptose e / ou prevenindo a necroptose mediada por RIPK1 dependendo do tipo de célula e do estímulo. Descobrimos que estímulos inflamatórios (LPS, ácido lipoteicóico ou TNF-α) causaram um aumento na atividade da caspase-8 IETDase na microglia primária de ratos sem induzir apoptose. A inibição da caspase-8 com Z-VAD-fmk ou IETD-fmk resultou na necrose da microglia ativada. A inibição de caspases com Z-VAD-fmk não matou microglia não ativada, ou astrócitos e neurônios em qualquer condição. A necrostatina-1, um inibidor específico de RIPK1, evitou a morte induzida pela inibição da caspase microglial, indicando que a morte foi por necroptose.

  • 2013 - Os inibidores de caspase protegem os neurônios, permitindo a necroptose seletiva da microglia inflamada.

A necrose tem sido descrita como uma consequência de estresse físico-químico extremo, como calor, choque osmótico, estresse mecânico e congelamento-descongelamento, que matam as células de forma rápida e direta. Portanto, essa morte celular foi descrita como necrose descontrolada e acidental caracterizada pela perda da integridade da membrana plasmática e colapso celular, embora os núcleos permaneçam amplamente intactos durante esse processo (Krysko et al., 2008a, 2008b; Vanden Berghe et al., 2010). A perda da integridade da membrana e a liberação do conteúdo intracelular conferem às células necróticas a capacidade de induzir uma resposta inflamatória. Essas moléculas endógenas imunogênicas se enquadram no termo guarda-chuva "padrões moleculares associados a danos" (DAMPs) (Garg et al., 2010; Kryskoet al., 2011). Eles incluem, no caso de necrose acidental, HMGB1, IL-1a, ácido úrico, fragmentos de DNA, conteúdo mitocondrial e ATP (Tabelas 1 e 2) (Eigenbrod et al., 2008; Kono et al., 2010; Krysko et al. , 2008a; Sauter et al., 2000). Como a nomenclatura de DAMPs na literatura é confusa, aqui definimos DAMPs como uma família de moléculas que são intracelulares em condição fisiológica.

  • 2013 - Necroptose: a liberação de padrões moleculares associados a danos e sua relevância fisiológica

Com base nos artigos acima, eu diria que a capsase-8 é um sinal de que a apoptose funciona bem e, portanto, a célula pode se matar quando quiser. Portanto, se esse sinal for perdido devido a uma infecção, mutação ou dano celular extenso, a célula não tem escolha, a não ser ativar a via necrótica.

  • Figura 1 - sobrevivência celular e morte celular programada - fonte

Durante a tumorigênese, a perda ou inativação significativa dos membros principais da família das caspases leva ao comprometimento da indução da apoptose, causando um desequilíbrio dramático na dinâmica de crescimento, resultando em crescimento aberrante de cânceres humanos. A exploração recente das vias de apoptose para reinstaurar a indução de apoptose por meio da reativação da caspase forneceu novas plataformas moleculares para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas eficazes contra o câncer de próstata avançado, bem como outros tumores sólidos.

  • 2012 - CONTROLE DE CASPASE: PROTAGONISTAS DA APOPTOSE DE CÉLULAS DO CÂNCER

Essas descobertas revelam que, embora a resistência apoptótica / medicamentosa seja uma "fortaleza" formidável do câncer contra a quimioterapia, a suscetibilidade necroptótica é um "ponto fraco" intrínseco do câncer.

  • 2007 - Visando o Ponto Fraco do Câncer por Indução de Necroptose

Desempenhando um papel central na morte celular, as caspases são alvo de diferentes vírus com o objetivo de prolongar a sobrevivência celular. Por exemplo, os IAPs virais (inibidores da apoptose) interagem com e inibem as caspases ativas processadas, seja bloqueando a parte catalítica das enzimas ou através da atividade da ubiquitina ligase E3 dos domínios RING, tendo como alvo as caspases para degradação rápida via proteassoma. Baculovírus, asfivírus ou vírus irridescentes codificam tais IAPs. Outra classe de inibidores da caspase freqüentemente encontrada entre os poxvírus incluem as serpinas inibidoras da serina proteinase: CrmA / SPI-2. Crma tem como alvo proteases de cisteína, como Caspase 1 e Caspase 8 do hospedeiro.

  • zona viral - Inibição de caspases do hospedeiro por vírus

Os patógenos visam especificamente tanto a via de morte celular apoptótica dependente da caspase 8 quanto a via de morte celular necrótica que é dependente da proteína 1 que interage com o receptor (RIP1; também conhecido como RIPK1) e RIP3 (também conhecido como RIPK3). A co-regulação fundamental dessas duas vias de morte celular emergiu quando a morte no meio da gestação de camundongos deficientes em proteína de domínio de morte associada a FAS (FADD) ou caspase 8 foi revertida pela eliminação de RIP1 ou RIP3, indicando uma relação muito mais entrelaçada do que anteriormente apreciado . Assim, os mamíferos requerem a atividade da caspase 8 durante a embriogênese para suprimir as quinases RIP1 e RIP3 como parte do diálogo entre dois processos distintos de morte celular que, juntos, desempenham papéis de reforço na defesa do hospedeiro contra patógenos intracelulares, como herpesvírus.

A proteína MCMV vICA impede a ativação da caspase 8 e isso sensibiliza as células para a necroptose induzida pelo receptor de morte. Além disso, a proteína MCMV vIRA bloqueia a necroptose e a necrose programada induzida por MCMV ao inibir interações dependentes de RHIM (motivo de interação homotípica RIP).

  • 2012 - Infecção viral e a evolução das vias de morte apoptótica e necrótica reguladas pela caspase 8

Uma possível explicação para isso é que essa forma de morte evoluiu para fornecer um caminho de “backup”. De fato, o vírus da varíola bovina produz o fator CrmA, um potente inibidor da caspase apical capaz de bloquear a apoptose (Ray et al., 1992; Gagliardini et al., 1994). Vários genes codificados por vírus são produzidos de forma semelhante para prevenir a apoptose e, portanto, é claro que a inibição da apoptose é um meio importante que os vírus exploraram para evitar a depuração imunológica. Curiosamente, o citomegalovírus induz necroptose mediada por RIP3 por meio do fator regulador de interferon DAI (Upton et al., 2012). Este vírus também produz uma proteína chamada viRA, uma proteína que interrompe a montagem dos necrossomas RIP1 / RIP3 e a consequente necroptose. Assim, enquanto as funções fisiológicas da necroptose ainda precisam ser totalmente elaboradas, está claro que esse processo celular já existe há muito tempo durante a evolução. É provável que a necroptose possa servir como um "calcanhar de Achille" nas células tumorais e, portanto, uma maior compreensão do processo pode revelar novas terapias para a terapêutica do câncer.

  • 2014 - Grandes desafios na morte e sobrevivência celular: apoptose vs. necroptose

Parece que existe uma terceira via também, chamada ferroptose.

A necroptose induzida por TNF depende da proteína-1 quinase que interage com o receptor, complexo mitocondrial I e ​​atividades da fosfolipase A2 citosólica, enquanto a necrose induzida por H2O2 requer reações de Fenton dependentes de ferro.

  • 2009 - Necroptose, necrose e necrose secundária convergem em características de desintegração celular semelhantes

O ferro do metal de transição é essencial para a vida, embora as espécies reativas de oxigênio (ROS) catalisadas por ferro potencialmente tóxicas sejam inevitáveis ​​em um ambiente rico em oxigênio. Ferro e ROS são cada vez mais reconhecidos como importantes iniciadores e mediadores da morte celular em uma variedade de organismos e situações patológicas. Aqui, revisamos as recentes descobertas sobre o mecanismo pelo qual o ferro e as ROS participam da morte celular. Descrevemos os diferentes papéis do ferro no desencadeamento da morte celular, alvos de ROS dependentes de ferro que medeiam a morte celular e uma nova forma de morte celular dependente de ferro denominada ferroptose. Avanços recentes na compreensão do papel do ferro e das ROS na morte celular oferecem surpresas inesperadas e sugerem novos caminhos terapêuticos para tratar câncer, danos a órgãos e doenças degenerativas.

  • 2013 - O papel do ferro e das espécies reativas de oxigênio na morte celular

  • 2012 - Heme induz necrose programada em macrófagos através da produção autócrina de TNF e ROS

Não apenas uma terceira, existem muitas outras vias (piroptose, MPT-RN, partanatos, ferroptose, NETose).

  • Figura 2 - Vias de sinalização de morte celular regulada.
    2014 - Morte celular regulada e inflamação: uma alça de autoamplificação causa falência de órgãos

Apoptose e Necroptose Parte I: Fatores importantes para identificar os dois tipos de morte celular programada

Diferentes tipos de morte celular foram classicamente identificados por mudanças morfológicas discretas. As marcas da apoptose incluem o encolhimento celular, a fragmentação nuclear e a formação de bolhas na membrana, enquanto a necroptose é caracterizada por um inchaço celular e ruptura da membrana plasmática. Embora essas duas formas de morte celular sejam claramente distintas, uma crosstalk substancial ocorre entre elas. Assim, está se tornando cada vez mais importante entender como esses processos diferem e entender maneiras de diferenciá-los nas populações celulares.

A apoptose é um mecanismo geneticamente programado de morte celular que é ativado em resposta ao estresse celular, infecção ou sinais de desenvolvimento. A apoptose é dividida em duas vias principais, as vias intrínseca e extrínseca, e pode ser desencadeada por granzimas de células natural killer (NK) e linfócitos T citotóxicos. A via intrínseca é regulada pelos membros da família Bcl-2 e resulta na perda da integridade mitocondrial, enquanto a via extrínseca é regulada por ligantes do TNF e receptores de morte. Na maioria dos casos, as alterações morfológicas e bioquímicas características associadas à apoptose são governadas pelas caspases. Caspases executoras são responsáveis ​​pela clivagem de proteínas envolvidas na fragmentação do DNA, arquitetura do citoesqueleto, integridade da membrana celular e muito mais.

Em contraste, a necroptose é uma forma de morte celular programada que atua independentemente da atividade da caspase. Embora a necroptose seja muito menos caracterizada do que a apoptose, está estabelecido que as serina / treonina quinases RIP1, RIP3 e a proteína semelhante ao domínio de linhagem mista, MLKL, são críticas para esta forma de morte celular. Outro indicador de necroptose é a formação do que é conhecido como & ldquoRipoptosome & rdquo, que é caracterizado pelo recrutamento de RIP1, FADD e Caspase 8. Curiosamente, o Ripoptosome pode levar a necrose independente de caspase ou apoptose mediada por caspase.

Embora os inibidores químicos direcionados a caspases, RIPK1 ou MLKL forneçam evidências das vias de sinalização específicas envolvidas, essas ferramentas podem afetar tanto a apoptose quanto a necroptose. Por exemplo, a necrostatina-1, um inibidor de RIPK1, evita a necroptose, mas também pode induzir apoptose mediada por RIPK1. zVAD-fmk (um inibidor de caspase de amplo espectro) bloqueia a apoptose e, em alguns casos, como com as células L929, pode estimular a necroptose. Devido à considerável sobreposição entre essas duas formas de morte celular, pode ser um desafio analisar os componentes regulatórios envolvidos. Múltiplas abordagens para monitorar e modular a apoptose e necroptose, como a combinação de silenciamento de genes ou estudos de nocaute com experimentos usando inibidores farmacológicos, são essenciais para validar a contribuição de vias específicas.

Feoktistova M, Wallberg F, Tenev T, Geserick P, Leverkus M, Meier P. Techniques to Distinguish Apoptosis from Necroptosis. [PMID: 27037077]

Krysko DV, Vanden Berghe T, Parthoens E, D'Herde K, Vandenabeele P. Métodos para distinguir células apoptóticas de necróticas e medir sua depuração. [PMID: 18662577]

Tenev T, Bianchi K, Darding M, Broemer M, Langlais C, Wallberg F, Zachariou A, Lopez J, MacFarlane M, Cain K, Meier P. O Ripoptosome, uma plataforma de sinalização que se monta em resposta ao estresse genotóxico e perda de IAPs . [PMID: 21737329]

Walsh CM. Grandes desafios na morte e sobrevivência celular: apoptose vs. necroptose. [PMID: 25364712]


Quais são os tipos de morte celular?

Existem dois tipos de modos de morte celular.

Vamos nos aprofundar em mais detalhes.

Diferenças de apoptose vs necrose lado a lado:

Apoptose Necrose
1. A apoptose é a morte celular “programada”. A necrose é a morte celular “prematura”.
2. Seu processo é desencadeado por condições fisiológicas ou patológicas sem perda dos níveis de ATP, pois requer energia para realizá-lo. Seu processo é desencadeado por toxinas, hipóxia severa, agressão massiva e qualquer outra condição que cause queda de ATP.
3. Durante a necrose, o DNA se quebra em fragmentos irregulares aleatórios. A cromatina não se quebra, mas se condensa em corpos apoptóticos.
4. Afeta um extenso grupo de células Afeta apenas células isoladas.
5. É um processo fisiológico natural. Embora seja um processo patológico causado por agentes externos, como toxinas, lesões e infecções.
6. Histologicamente, caracteriza-se pela condensação ou encolhimento das organelas celulares encontradas no citoplasma. Na necrose, as organelas se decompõem como resultado do edema. Organelas em uma célula necrótica não funcionam após a morte celular.
7. O sangramento da membrana plasmática é observado sem perda de integridade. A integridade da membrana prejudica.
8. A maior característica desse modo de morte é que ele pode limitar a inflamação. Ocorrem reações exageradas. Pode causar uma resposta inflamatória significativa.
9. É uma via dependente da caspase. É uma via independente da caspase.
10. A formação de corpos apoptóticos com sua subsequente fagocitose ou necrose secundária Destruição e desintegração celular
11. Nem inflamação nem dano aos tecidos causados ​​por apoptose. Uma reação inflamatória significativa produzida pelo sistema imunológico do corpo com necrose. Isso pode causar danos aos tecidos.

a morte celular é um fenômeno natural? Sim, a morte celular é um fenômeno natural. pode ser seguido pelo procedimento natural em que a célula morre e recebe o backup de uma nova. Ou pode ser seguido por alguns fatores externos, como lesão, doença ou morte do organismo.

Assista ao vídeo relacionado à Apoptose x Necrose:


Qual é a diferença entre apoptose e necroptose?

Leia a resposta detalhada aqui. Também a questão é: qual é a principal diferença entre necrose e apoptose?

Apoptose vs. Necrose. Enquanto que apoptose é uma forma de morte celular que geralmente é desencadeada por processos normais e saudáveis no corpo, necrose é a morte celular desencadeada por fatores externos ou doenças, como trauma ou infecção.

Também se pode perguntar: qual é a diferença entre apoptose e piroptose? Apoptose é uma forma de morte celular mediada pela caspase com características morfológicas particulares e um resultado antiinflamatório. Piroptose é uma via de morte celular que resulta inerentemente em inflamação. Muitas técnicas têm sido usadas para medir características específicas associadas à morte celular.

Portanto, apoptose e autofagia são a mesma coisa?

Apoptose ocorre em resposta ao desenvolvimento normal do tecido e casos em que a célula opta por se matar se não puder se salvar de uma doença grave. Autofagia refere-se a um processo em que a célula degrada suas próprias estruturas internas por meio de seu 'estômago', algo conhecido como lisossoma.

A apoptose causa inflamação?

Apoptose, ao contrário da necrose, não é prejudicial ao hospedeiro e faz não induzir nenhum inflamatório reação. O principal evento que leva a inflamatório doença é o dano celular, induzido por lesão química / física, anoxia ou fome.


Introdução

Há muito se afirma que a morte celular programada (PCD) desempenha papéis críticos no desenvolvimento e na manutenção homeostática de praticamente todos os tecidos do corpo. A apoptose é a PCD mais bem caracterizada até o momento, mas recentemente mecanismos como necroptose, piroptose e ferroptose foram descritos como vias para a morte da célula. Os papéis dessas vias no desenvolvimento, homeostase e doenças estão surgindo como um foco de pesquisa estimulante.

Nas últimas décadas, doenças caracterizadas por morte celular aberrante têm sido simplesmente atribuídas à apoptose. Agora está ficando claro que a forma como uma célula morre é importante para a progressão das doenças. A apoptose pode ser descrita como uma forma “limpa” de uma célula morrer. As células apoptóticas se reduzem a corpos apoptóticos que são removidos pelas células fagocíticas residentes. Na maioria das circunstâncias, como discutido abaixo, a apoptose é imunologicamente silenciosa e sua ativação não promove uma resposta inflamatória ou autoimune significativa [1,2,3,4,5,6,7]. A morte celular por apoptose é, portanto, ideal para limpar células não funcionais ou com mau funcionamento sem desencadear uma resposta imune, preservando assim a integridade homeostática. Outras formas de PCD, incluindo necroptose e piroptose, são meios muito mais “sujos” para um fim. Tanto a necroptose quanto a piroptose resultam no “estouro” da membrana plasmática e subsequente liberação do conteúdo intracelular para o microambiente circundante. O conteúdo intracelular consiste em uma variedade de moléculas que promovem respostas pró-inflamatórias do sistema imunológico. Assim, enquanto a apoptose é geralmente antiinflamatória, a necroptose e a piroptose induzem inflamação [8,9,10].

Doenças, incluindo aterosclerose e lesão de isquemia-reperfusão após transplante de órgão sólido, são caracterizadas por morte celular e ativação inflamatória. Da mesma forma, doenças neurodegenerativas, como doença de Alzheimer (DA) e doença de Parkinson (DP), também são caracterizadas por morte neuronal e níveis excessivos de neuroinflamação. Em tais condições neurodegenerativas, as linhas entre apoptose e outras formas de morte celular, como necroptose, não estão claramente definidas. Uma vez que os mecanismos exatos que governam a morte de neurônios nessas doenças permanecem indefinidos, ele fornece um sistema intrigante para estudar a interação entre as várias formas de morte celular e as consequências imunológicas associadas. Muitos estudos implicaram a neuroinflamação não apenas como uma consequência da morte celular, mas também como um mecanismo de feedback que promove uma depuração neuronal anormal adicional [11,12,13]. Nesta revisão, enfocamos a interação entre os mecanismos apoptóticos e necroptóticos de morte celular e o impacto que eles têm na ativação imunológica em ambos os ambientes fisiológicos e patológicos, com foco específico em condições neurodegenerativas. Além disso, traçamos o perfil do potencial terapêutico que existe a partir da modulação dessas vias de morte celular no domínio da doença aguda e patologias crônicas.


Diferencie entre apoptose, necroptose, autofagia e ferroptose

A morte celular pode ser causada por fatores externos, como infecção ou trauma & # 8211, um processo que é chamado de necrose. Por outro lado, a morte celular pode ser mediada por programas intracelulares & # 8211, nesses casos, falamos sobre morte celular programada.

Quais são os diferentes tipos de morte celular programada?

Quando falamos sobre morte celular programada, geralmente pensamos em & # 8230

A indução da apoptose leva a alterações celulares características e, finalmente, à morte (consulte Como medir os eventos apoptóticos iniciais). Essas alterações incluem bolhas, encolhimento celular, fragmentação nuclear, condensação da cromatina e fragmentação do DNA cromossômico. Além disso, ocorrem alterações que afetam a membrana, o núcleo, o citoplasma e as mitocôndrias. A apoptose envolve uma cascata complexa de reações reguladas por proteases específicas chamadas caspases (veja Caspases como alvos farmacêuticos - como rastrear inibidores?) E resulta na degradação do DNA. Os processos apoptóticos têm sido pesquisados ​​em uma ampla variedade de doenças. A apoptose excessiva causa atrofia, enquanto uma quantidade insuficiente resulta em proliferação celular descontrolada, como o câncer.

Outro tipo bastante proeminente de morte celular programada é representado por & # 8230

A autofagia descreve o mecanismo catabólico fundamental durante o qual as células degradam componentes celulares disfuncionais e desnecessários (consulte Como manipular e medir a autofagia). Esse processo é impulsionado pela ação dos lisossomos e promove a sobrevivência durante os períodos de inanição, pois o nível de energia celular pode ser mantido. Durante a autofagia, são gerados autofagossomos, organelas que são circundadas por membranas duplas e que contêm os componentes celulares a serem degradados. A formação de autofagossomo é induzida por fosfoinositídeo-3-quinase classe 3, Atg 6 (gene 6 relacionado à autofagia) e ubiquitina ou modificações do tipo ubiquitina das proteínas alvo. Posteriormente, os autofagossomos trafegam através do citosol da célula e finalmente se fundem com os lisossomos para formar um autolisoma. Após essa fusão, a carga é degradada por hidrolases lisossomais. A autofagia excessiva leva à morte celular & # 8211 um processo que pode ser morfologicamente diferenciado da apoptose.

Mas existem tipos menos conhecidos de morte celular programada, como & # 8230

Ferroptose

Este processo é desencadeado por um acúmulo de ROS letais nas células, dependente de ferro. Pode ser induzido por e. erastina, que bloqueia a captação celular de cistina e, portanto, bloqueia o mecanismo de defesa antioxidante intracelular ao limitar a produção de glutationa intracelular (GSH), o antioxidante celular primário. A geração de ROS é dependente de ferro, pois seu acúmulo e morte celular podem ser suprimidos pelo quelante de ferro deferoxamina (ver Ferroptose & # 8211 e a forma de inibi-la).

Necroptose

A necroptose é de fato uma forma programada de necrose. Como em todas as formas de processos necróticos, as células se rompem e vazam seu conteúdo para o ambiente intercelular. Em contraste com a necrose, o vazamento da membrana durante a necroptose é regulado pela célula. A necroptose foi bem descrita como um processo não apoptótico & # 8220 suicídio celular & # 8221 que representa um mecanismo de defesa viral. Além disso, desempenha um papel em doenças inflamatórias, como pancreatite e doença de Crohn & # 8217s.

Ferramentas para diferenciar entre apoptose, necroptose, autofagia e ferroptose

Focus Biomolecules lançou recentemente um conjunto de compostos que inibem seletivamente um dos quatro tipos de morte celular programada descritos acima.

Se você estiver interessado em confirmar a hipótese de que as células estão passando por uma determinada resposta devido ao mecanismo “hipotético” & # 8211, esses inibidores podem ser de grande ajuda para você!


Detectando piroptose

A piroptose é uma forma inflamatória dependente da caspase de necrose programada que ocorre em resposta à infecção microbiana. Morfologicamente, as células piroptóticas apresentam edema celular e rápida lise da membrana plasmática. A piroptose pode ser estudada observando-se a ativação da caspase, clivagem da gasdermina D ou inibindo ou eliminando componentes-chave da via piroptótica.

Principais componentes da via piroptótica

ProteínaFunçãoPapel na piroptose
Caspase 1Caspase inflamatória, ativada por proteínas sensoras e agentes inflamatóriosCliva gasdermin D
Caspase 11 (mouse) ou
Caspase 4 e 5 (humana)
Caspases inflamatórias, ativadas por polissacarídeos bacterianosCliva gasdermin D
Gasdermin DClivado por caspases 13-15 Executa piroptose

Atividade da caspase

Caspases ativas são clivadas de suas formas pró-caspases inativas durante a piroptose. A clivagem da caspase pode ser detectada por western blot, usando um anticorpo específico da caspase.

Destaque do produto

Descrição: coelho monoclonal

Aplicações: Western blot, IHC

Imagem: Anticorpo na diluição de 1/1000. Pista 1, lisado de células RAW 164,7 não tratado. Pista 2, células RAW 146.7 tratadas com lipopolissacarídeo.

Embora as caspases ativas sejam clivadas, observar a clivagem da caspase por si só não é prova de ativação da caspase, e outros métodos também devem ser usados ​​para confirmar a piroptose. A ativação da caspase pode ser detectada diretamente usando ensaios de ativação da caspase.

Destaque do produto

Tipo de amostra: extrato de tecido, lisado celular

Imagem: titulação de caspase 1, fundo subtraído

Gasdermin D

A piroptose envolve a clivagem da gasdermina D (53 kDa), resultando em um fragmento N-terminal de 30 kDa, detectado por western blot.

Recomendamos o uso de nosso policlonal de coelho anti-gasdermin D (ab155233), que detecta a região N-terminal do gasdermin D.

Inibição de piroptose

Mostrar dependência da caspase 1, 11, 4 ou 5 é essencial para distinguir a morte celular piroptótica de outras formas de necroptose e apoptose. Determine se a morte celular ainda ocorre após a ablação dessas caspases, seja por inibição química ou usando modelos transgênicos.

A atividade da caspase 1 pode ser eliminada por inibição química com z-YVAD-fmk (ab141388).


Morto ou Inflamado

A morte celular é um processo altamente regulado. Pergunte a qualquer paciente com câncer ou derrame. No primeiro caso, pouca morte celular está causando problemas; no último caso, é muita morte celular que está causando o dano. Todos os dias, cerca de 100 bilhões (!) De células morrem em seu corpo e todos os dias, todas essas células são substituídas. Todos os dias você morre um pouco e nem percebeu.

A maioria dessas células morre por um processo chamado apoptose, uma forma programada de morte celular. Cada célula é geneticamente programada para sofrer apoptose, uma sequência de eventos orquestrados que levam à morte das células, quando a célula sofre danos internos irreparáveis ​​ou recebe um estímulo extrínseco de seu ambiente. O sinal extrínseco para morrer é dado quando uma célula está, por exemplo, infectada com um vírus, tornou-se velha ou redundante ou foi desalojada de seu lugar normal no corpo. A célula é basicamente instruída a cometer suicídio silenciosamente, se desmantelar e permitir que seus restos sejam reciclados. As células são equipadas com 'receptores de morte', membros da superfamília TNFa, que recebem o sinal de morte.

Como mencionado acima, a apoptose também pode ser desencadeada intrinsecamente. Quando, por exemplo, o genoma de uma célula ou organelas essenciais sofrem danos irreparáveis, uma sequência de eventos leva à liberação de proteínas tóxicas da mitocôndria, como o citocromo. c e SMAC, que induzem a célula a apoptose e se retiram da população.

Apoptose extrínseca versus intrínseca (imagem do autor)
A apoptose é uma forma silenciosa e digna de morte celular que não desencadeia uma resposta inflamatória. A apoptose depende da ativação sequencial das caspases, uma família de cisteína proteases. No topo da cadeia estão as caspases iniciadoras (caspase-8 e -10 para apoptose induzida por receptor de morte, caspase-9 para apoptose desencadeada intrinsecamente), na parte inferior estão as caspases executoras (caspase-3, -6 e -7) que desmontam a célula. A necrose é diametralmente oposta à apoptose, uma forma complicada de morte celular - em que o conteúdo da célula é derramado no meio ambiente - que provoca uma resposta inflamatória.

Surpreendentemente, a necrose também pode seguir um programa codificado geneticamente, semelhante à apoptose. No entanto, a necrose programada, agora amplamente conhecida como 'necroptose', não depende da atividade da caspase, mas da atividade de uma quinase: Receptor Interacting Protein Kinase 1 (RIPK1). RIPK1 funciona como o iniciador da via, enquanto várias quinases a jusante (mais notável RIPK3) servem como executores. Ainda não sabemos muito sobre necroptose, mas novas descobertas sobre essa forma de morte celular são publicadas quase que diariamente. O que sabemos com certeza é que a atividade da caspase é essencial para preveni-la. A necroptose só ocorre na ausência de atividade da caspase (para uma revisão gratuita de alguns amigos meus, veja aqui).

Os iniciadores da apoptose dependente do receptor de morte, caspase-8 e caspase-10, foram ambos mostrados para clivar e inativar RIPK1 (revisado por mim aqui). Assim, se essas caspases forem ativadas, RIPK1 é inativado. O oposto também é verdadeiro: quando o gene para caspase-8 é eliminado em camundongos (os camundongos não têm o gene para caspase-10), o embrião deficiente em caspase-8 morre no décimo primeiro dia após a gestação (Varfolomeev et al. 1998). Este é um dia crucial para o desenvolvimento do embrião murino, já que nessa época a própria circulação sanguínea do embrião é ativada. Na ausência da atividade da caspase-8, o coração e os vasos sanguíneos dos camundongos embrionários não se desenvolvem. Experimentos com camundongos knockout condicional, camundongos que são deficientes apenas para caspase-8 em certos tecidos, revelaram que a atividade da caspase-8 também é essencial para o desenvolvimento do sistema imunológico (ver Kang et al.).

Esta falha de desenvolvimento de embriões deficientes em caspase-8 é inteiramente devido à atividade de RIPK1 e seu efetor a jusante RIPK3. Elimine qualquer um desses genes concomitantemente com a caspase-8 ou a proteína adaptadora FADD (essencial para a ativação da caspase-8) e o camundongo se desenvolverá muito bem (aqui, aqui, aqui e aqui apenas o último, o que eu ' m on, é gratuito). Ou pelo menos se desenvolve além desta fase crucial, após o dia 11, pois o nocaute de RIPK1 é letal por si só. RIPK1 tem funções pró-vida e também pró-morte, mas o nocaute de RIPK3 é relativamente seguro. Camundongos deficientes em RIPK3, bem como caspase-8, desenvolvem-se em indivíduos relativamente saudáveis. Eles ainda têm alguns problemas, é claro, caspase-8 e RIPK3 não são genes totalmente inúteis que você pode simplesmente descartar. Eles têm problemas para lidar com infecções virais, por exemplo, e suas células T proliferam sem controle. Eles podem ter outros problemas também, que ainda não surgiram.

Assim, a caspase-8 tem um papel pró-sobrevivência crucial em desligar RIPK1 e impedi-lo de induzir necroptose. Mas como, então, uma célula em que a caspase-8 é ativada não morre por apoptose? Como ele vive para se tornar um camundongo ou humano saudável? A caspase-8 é ativada por dimerização, duas moléculas de caspase-8 são unidas à força para formar um complexo ativo. A proteína adaptadora FADD mencionada anteriormente é essencial para iniciar este processo de dimerização, mas evidências recentes mostraram que, uma vez que alguns dímeros são formados em torno de aglomerados de FADD, mais dímeros de caspase-8 podem se formar independentemente de FADD. An important clue comes from the observation that caspase-8 does not only activate when it dimerises with itself to form a homodimer, but can also when it forms a dimer with its cousin, FLIP (FLICE-like Inhibitory Protein), to form a heterodimer. FLIP is similar to caspase-8 but has no protease activity, it is an inactive caspase homologue. The heterodimer is active, but has a restricetd substrate repertoire it cleaves the pro-apoptotic substrates of caspase-8 with very low efficiency, while it cleaves the non-apoptotic substrates of caspase-8 just as efficiently as the homodimer. I recently published a very readable review on the proliferative versus the apoptotic functions of caspase-8, find it here.

Apoptosis vs. Necroptosis vs. Survival (image by author)

Surely these are exciting times for the fields of cell death and inflammation! I will use this blog to review the latest findings in these fields, both by myself and by others. I hope to attract opinionated readers both inside and outside the fields and get some discussions going.


Similarities between Apoptosis and Necrosis

Ø Both apoptosis and necrosis are cell death pathways in organisms

Ø Both are characterized by profound membrane dysfunctions

Ø Both are characterized by mitochondrial dysfunctions

Ø In both apoptosis and necrosis, the DNA get fragmented

Ø The remnants of both apoptotic and necrotic cell death are phagocytosed

Ø Apoptosis and necrosis occurs both in plants and animals (mechanism varies)


Crashing the computer: apoptosis vs. necroptosis in neuroinflammation

Programmed cell death (PCD) plays critical roles in development, homeostasis, and both control and progression of a plethora of diseases, including cancer and neurodegenerative pathologies. Besides classical apoptosis, several different forms of PCD have now been recognized, including necroptosis. The way a cell dies determines the reaction of the surrounding environment, and immune activation in response to cell death proceeds in a manner dependent on which death pathways are activated. Apoptosis and necroptosis are major mechanisms of cell death that typically result in opposing immune responses. Apoptotic death usually leads to immunologically silent responses whereas necroptotic death releases molecules that promote inflammation, a process referred to as necroinflammation. Diseases of the nervous system, in particular neurodegenerative diseases, are characterized by neuronal death and progressive neuroinflammation. The mechanisms of neuronal death are not well defined and significant cross-talk between pathways has been suggested. Moreover, it has been proposed that the dying of neurons is a catalyst for activating immune cells in the brain and sustaining inflammatory output. In the current review we discuss the effects of apoptotis and necroptosis on inflammatory immune activation, and evaluate the roles of each cell death pathway in a variety of pathologies with specific focus on neurodegeneration. A putative model is proposed for the regulation of neuronal death and neuroinflammation that features a role for both the apoptotic and necroptotic pathways in disease establishment and progression.

Declaração de conflito de interesse

The authors declare that they have no conflict of interest.

Bonecos

Ligated CD95 and TRAILR recruit…

Ligated CD95 and TRAILR recruit FADD via homotypic death domain (DD) interactions. FADD…

The immunogenic state of apoptotic…

The immunogenic state of apoptotic cells is in part dependent on macrophage efferocytosis.…

Here we present a putative…

Here we present a putative model for necroptosis and necroinflammation in conditions of…


Assista o vídeo: What is Necrosis vs What is Apoptosis? (Novembro 2021).