Piroptosis
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La piroptosis es una forma altamente inflamatoria de muerte celular lítica programada que ocurre con mayor frecuencia tras una infección con patógenos intracelulares y es probable que forme parte de la respuesta antimicrobiana. Este proceso promueve la rápida eliminación de diversas infecciones bacterianas, virales, fúngicas y protozoarias al eliminar nichos de replicación intracelular y mejorar las respuestas defensivas del hospedador. La piroptosis puede ocurrir en células inmunitarias y también se informa que ocurre en queratinocitos y algunas células epiteliales.[1]
El proceso se inicia con la formación de un gran complejo supramolecular denominado inflamasoma (también conocido como piroptosoma) tras señales de peligro intracelulares.[2] El inflamasoma activa un conjunto diferente de caspasas en comparación con la apoptosis, por ejemplo, la caspasa-1/4/5 en humanos y la caspasa-11 en ratones.[3] Estas caspasas contribuyen a la maduración y activación de las citocinas proinflamatorias IL-1β e IL-18, así como de la proteína formadora de poros gasdermina D. La formación de poros provoca la ruptura de la membrana celular y la liberación de citocinas, así como de varias moléculas de patrón molecular asociado a daños (DAMP), como HMGB-1, ATP y ADN, fuera de la célula. Estas moléculas reclutan más células inmunitarias y perpetúan aún más la cascada inflamatoria en el tejido.[4][5]
Sin embargo, en las enfermedades crónicas patógenas, la respuesta inflamatoria no erradica el estímulo primario. Se produce una forma crónica de inflamación que en última instancia contribuye al daño tisular. La piroptosis está asociada con enfermedades que incluyen enfermedades autoinflamatorias, metabólicas y cardiovasculares, así como cáncer y neurodegeneración . Algunos ejemplos de piroptosis incluyen la muerte celular inducida en macrófagos infectados con Salmonella y células T auxiliares infectadas con VIH de forma abortiva.[6][7][8]
Este tipo de muerte celular programada inherentemente proinflamatoria fue denominada piroptosis en 2001 por Molly Brennan y el Dr. Brad T. Cookson, profesor asociado de microbiología y medicina de laboratorio en la Universidad de Washington.[9] El griego pyro se refiere al fuego y ptosis significa caída. El término compuesto de piroptosis puede entenderse como "caída de fuego", que describe el estallido de señales químicas proinflamatorias de la célula moribunda. La piroptosis tiene una morfología y un mecanismo distintos a los de otras formas de muerte celular. [10] Se ha sugerido que la infección microbiana fue la principal presión evolutiva para esta vía. [11] Inicialmente se pensó que la formación del inflamasoma era necesaria para la inducción de la piroptosis, pero en 2013 se descubrió la vía no canónica dependiente de la caspasa-11, lo que sugiere que los lipopolisacáridos (LPS) pueden desencadenar la piroptosis y las respuestas inflamatorias posteriores independientemente del receptor tipo Toll 4 (TLR4). [12] En 2015, se identificó a la gasdermina D (GSDMD) como el efector de la piroptosis que forma poros en la membrana celular. [3][13] En 2021, la estructura de alta resolución del poro GSDMD se resolvió mediante microscopía crioelectrónica (crio-EM).[14] También en 2021, se descubrió que una molécula adicional, NINJ1, es necesaria para la ruptura de la membrana plasmática durante la piroptosis.[15]
Características morfológicas
La piroptosis, como forma de muerte celular programada, tiene muchas diferencias morfológicas en comparación con la apoptosis. Tanto la piroptosis como la apoptosis experimentan condensación de la cromatina, pero durante la apoptosis, el núcleo se rompe en múltiples cuerpos de cromatina; en la piroptosis, el núcleo permanece intacto.[16] En una célula que sufre piroptosis, se forman poros de gasdermina en la membrana plasmática, lo que da lugar a la entrada de agua.[1][17]
En términos de mecanismo, la piroptosis es activada por caspasas inflamatorias, incluidas la caspasa-1/4/5 en humanos y la caspasa-11 en ratones. La caspasa-8 puede actuar como un regulador ascendente de la activación del inflamasoma de maneras dependientes del contexto.[18] La activación de la caspasa-3 puede tener lugar tanto en la apoptosis como en la piroptosis.[1][17]
Aunque tanto la piroptosis como la necroptosis son provocadas por la formación de poros en la membrana, la piroptosis está más controlada. Las células que experimentan piroptosis presentan vesículas en la membrana y producen protuberancias conocidas como cuerpos piroptóticos, un proceso que no se encuentra en la necroptosis.[19] Además, la necroptosis funciona de forma independiente de la caspasa. Se propone que tanto la piroptosis como la necroptosis pueden actuar como sistemas de defensa contra patógenos cuando se bloquean las vías apoptóticas.[cita requerida]
| Características | Apoptosis | Piroptosis | Necroptosis | |
|---|---|---|---|---|
| Morfología | Lisis celular | NO | SÍ | SÍ |
| Hinchazón celular | NO | SÍ | SÍ | |
| Formación de poros | NO | SÍ | SÍ | |
| Ampollas en la membrana | SÍ | SÍ | NO | |
| Fragmentación del ADN | SÍ | SÍ | SÍ | |
| Núcleo intacto | NO | SÍ | NO | |
| Mecanismo | Activación de la caspasa-1 | NO | SÍ | NO |
| Activación de la caspasa-3 | SÍ | SÍ | NO | |
| Activación de GSDMD | NO | SÍ | NO | |
| Resultado | Inflamación | NO | SÍ | SÍ |
| Muerte celular programada | SÍ | SÍ | SÍ |
