La muerte organizada de las células

Dos dedos de los pies han quedado unidos debido
a una mutación que ha inhibido la apoptosis
(foto GDFL pschemp via
Wikimedia Commons)

Una parte curiosa del desarrollo de los organismos a lo largo de toda su vida es la destrucción de algunas de sus células con un objetivo determinado, células que están dañadas, envejecidas o han tenido una utilidad y han dejado de tenerla.

Por ejemplo, en el desarrollo del feto humano, como podemos ver en las fotografías tomadas dentro del útero, todos tuvimos manos y pies palmeados, con los dedos unidos por una membrana. En un momento del desarrollo, es necesario que las células de esas membranas se eliminen, que mueran para liberar a los dedos.

Otro ejemplo es el colapso del endometrio en el útero femenino, que comienza por la muerte de las células que lo unen al útero y disparar el período menstrual. O las células que representan un riesgo para el organismo, han sido atacadas por virus, están envejecidas, tienen daños en su ADN o problemas de otro tipo, y deben morir para ser sustituidas por células nuevas, jóvenes e íntegras.

La muerte de una célula puede tener un grave impacto sobre su entorno. Cuando dicha muerte se debe a un problema patológico, la célula se descompone por acción de enzimas, ácidos, agentes patógenos u otros elementos, y al degradarse libera a su entorno varias sustancias tóxicas que disparan la reacción inflamatoria de las células circundantes. Cuando ocurre esta muerte traumática y, por usar una metáfora, involuntaria, se desarrolla este proceso de degradación que los biólogos conocen como necrosis.

Construir un cuerpo durante la gestación y el crecimiento, o mantenerlo vivo y sano serían procesos muy difíciles si todas las muertes celulares provocaran los devastadores efectos de la necrosis, pues el cuerpo humano, por usar un ejemplo que nos resulta entrañablemente cercano, experimenta la muerte de alrededor de un millón de células cada minuto que pasa, renovando nuestros tejidos, creciendo, atacando a las enfermedades.

El suicidio

Por fortuna, muy temprano en la historia evolutiva de los seres pluricelulares, apareció un procedimiento de eliminación ordenado, mediante el cual la célula, de nuevo metafóricamente, “se suicida” mediante un proceso genéticamente controlado que permite que muera sin causar los problemas de la necrosis.

A este proceso de autodestrucción se le conoce como apoptosis, o muerte celular programada, es un proceso codificado en los genes de todas las células con núcleo de nuestro organismo.

El científico alemán Karl Vogt, influyente personaje de la biología, la zoología y la fisiología, descubrió el proceso de la muerte celular programada en 1872 durante sus estudios sobre la metamorfosis de los anfibios, en la que la apoptosis juega un importante papel, y fue el primero en describirlo. Aunque otros estudiosos se ocuparon de la muerte de las células, la biología estaba más centrada en entender la vida de la célula que su muerte, y el concepto pasó bastante desapercibido hasta la década de 1960.

En 1964, el biólogo celular Richard A. Lockshin y su director de tesis Carroll Williams publicaron un artículo sobre el gusano de seda y lo que llamaron “muerte celular programada”. Un año después, en 1965, John Kerr observó una clara distinción entre la muerte traumática y lo que llamó, por primera vez, “apoptosis” en 1972. La palabra procede del griego antiguo y significa la caída de los pétalos de una flor o de las hojas en el otoño.

A partir de entonces, el interés general de las ciencias de la vida sobre la apoptosis ha ido creciendo notablemente, igual que los conocimientos sobre sus mecanismos y utilidad para el organismo.

En una descripción muy general, el proceso de muerte programada en la célula comienza con una reducción de su volumen. Su citoplasma se condensa en porciones o vesículas rodeadas de membrana celular, su cromatina o material genético se fracciona en varias masas relativamente grandes que son engullidos por las células circundantes, y se forma una serie de burbujas o cuerpos apoptóticos que contienen en su interior los organelos de la célula que son absorbidos por las células circundantes y por las células llamadas macrófagos.

Patologías y apoptosis

Cuando una célula experimenta una mutación, suele activar el proceso de apoptosis, salvo si la mutación afecta también a los genes responsables de la apoptosis, en cuyo caso la célula afectada sobrevive y puede multiplicarse descontroladamente como un proceso canceroso. Es decir, la desactivación de la apoptosis es un elemento clave en el desarrollo de esta enfermedad.

Igualmente, muchos virus tienen la capacidad de codificar o crear moléculas que inhiben el programa de apoptosis, evitando que la célula muera cuando se lo indican las células del sistema inmune y permitiendo la proliferación del virus.

Del lado contrario, el de la apoptosis acelerada o descontrolada, tenemos numerosas enfermedades degenerativas, como el mal de Parkinson o el Alzheimer, en las cuales mueren células que no deberían hacerlo y que por lo tanto no son sustituidas por otras más jóvenes a velocidad suficiente, dando como resultado una pérdida en las funciones de las que son responsables dichas células.

Adicionalmente, la apoptosis no sólo puede ser desencadenada por los mecanismos interiores de la célula, sino que puede ser resultado de señales enviadas por otras células, muy especialmente las del sistema inmune, que indican químicamente a algunas células que deben autodestruirse.

Estos ejemplos, apenas unos cuantos de entre las muchas patologías en las que juega un papel relevante el control del mecanismo de la apoptosis, bastan para darnos cuenta de por qué las ciencias de la vida están hoy estudiando tan intensamente la apoptosis. Poderla disparar o inhibir a voluntad en zonas determinadas de nuestro organismo podría ayudar tanto a reducir los daños del cáncer, los procesos virales (desde la gripe común hasta el SIDA), las enfermedades degenerativas y otras afecciones, atacando un aspecto de las patologías que no ha sido considerado hasta hoy por nuestro arsenal médico.

La muerte, vista siempre como una tragedia, es sin embargo un requisito esencial de la vida, una forma de contar con organismos sanos y, al final, una necesidad en el peculiar universo de nuestro organismo.

La evolución de la apoptosis Entre los organelos de la célula, las mitocondrias son especialmente interesantes porque, al parecer, se originaron en bacterias que fueron absorbidas por células primitivas hace miles de millones de años, creando una peculiar simbiosis. Conocidas popularmente por tener su propio ADN, el de la línea materna, tema recurrente en algunas historias televisuales de investigación criminal, las mitocondrias también parecen haberse adaptado para ser las disparadoras del proceso de la apoptosis en las células, una especie de mecanismo de seguridad adquirido.