La entosis ( inglés entosis ) es un tipo de muerte celular programada , en la que una célula epitelial es absorbida por otra célula epitelial y posteriormente muere en la vacuola o lisosoma de la célula absorbente. La entosis se observa a menudo en los tumores porque se desencadena por la pérdida de contacto entre la célula y la matriz extracelular , que se observa con mayor frecuencia en las células cancerosas [1] . También se ha demostrado que la entosis desempeña un papel importante en el desarrollo embrionario de los mamíferos .
Otros tipos de muerte celular, que se acompañan de la internalización de una célula dentro de otra célula, incluyen la fagoptosis (por ejemplo, la absorción de neuronas por parte de las células gliales ), la emperipolesis suicida (por ejemplo, los linfocitos T dentro hepatocitos ), emperitosis ( asesinos naturales dentro de las células tumorales ), canibalismo (p. ej., linfocitos en células de metástasis de melanoma ), canibalismo de células homotípicas ( células de adenocarcinoma pancreático ) [2] .
Las estructuras inusuales, que son una célula dentro de otra célula, fueron descritas por Karl Joseph Ebert en 1864. Encontró células epiteliales que contenían linfocitos en su interior [3] . La entosis fue caracterizada por primera vez por Michael Overholtzer et al en 2007 y descrita como una forma de "canibalismo celular" en linfoblastos que han sido aislados de pacientes con enfermedad de Huntington [4] . En 2009, el Comité de Nomenclatura de Muerte Celular incluyó la entosis en su lista [5] . Se propone considerarla como muerte celular tipo IV [6] .
El proceso de absorción de una célula por otra se puede observar durante la esporulación en bacterias y amebas depredadoras , que así se salvan de la inanición. La absorción de una célula por otra célula no es infrecuente en los verdaderos metazoos ( Metazoa ). Por ejemplo, a menudo acompaña a la muerte celular durante el desarrollo del nematodo Caenorhabditis elegans y se puede observar en las células nodrizas de . En los mamíferos se han descrito diversas variantes de estructuras, representando una célula dentro de otra, y por lo general estas descripciones fueron realizadas por patólogos . Por ejemplo, se han encontrado timocitos dentro de las células nodrizas del timo , células inmunitarias dentro de los megacariocitos . Tales estructuras son especialmente comunes en los tumores . Así, el canibalismo celular es un proceso antiguo, conservado a lo largo de la evolución [2] .
Según las características morfológicas , se distinguen cinco etapas de entosis. En la primera etapa, la célula absorbida tiene una forma redondeada y conserva su tamaño natural. Su membrana plasmática está en estrecho contacto con la membrana de la vacuola entótica . En la segunda etapa, la célula absorbida comienza a contraerse y forma crecimientos cortos dirigidos hacia la membrana de la vacuola entótica. El núcleo permanece redondo, la cromatina es difusa y los nucléolos son claramente visibles. En la tercera etapa, el tamaño de la célula absorbida sigue disminuyendo, la propia célula y su núcleo adquieren una forma irregular. Las vacuolas se acumulan en el citoplasma , la cromatina se condensa y los nucléolos se vuelven menos visibles. En la cuarta etapa, la célula absorbida y su núcleo se deforman cada vez más, continúa la formación intensiva de vacuolas citoplasmáticas y desaparecen los nucléolos. En la última, quinta etapa, solo los restos de la célula absorbida permanecen dentro de la célula huésped. Muy a menudo, los casos de entosis en la segunda etapa se detectan en cultivos celulares [5] .
Se han descrito 2 tipos de entosis: homo y heterotípica, en las que interactúan células, respectivamente, de uno o diferentes tipos [7] [8] . Algunos investigadores consideran entosis sólo aquellos casos en los que interactúan células del mismo tipo [9] .
La entosis se desencadena por el desprendimiento de células de la matriz extracelular , como en otra forma de muerte celular programada, anoikis , aunque los mecanismos de este tipo de muerte celular programada difieren significativamente. Por este motivo, la entosis se observa principalmente en las células cancerosas , ya que no suelen estar unidas ni a la matriz extracelular ni entre sí. Sin embargo, también se encontró entosis en células epiteliales completamente adheridas . Se ha demostrado que la mitosis y la falta de glucosa pueden contribuir a ello [10] [2] .
A diferencia de la fagocitosis , la entosis implica contactos de adhesión epiteliales , que incluyen el receptor de adhesión intercelular E-cadherina , así como una proteína que une los contactos de adhesión al citoesqueleto , la α-catenina . La E-cadherina y la α-catetina son necesarias y suficientes para la entosis en las células de cáncer de mama . Las células engullidas por entosis, a diferencia de las células fagocitadas, toman parte activa en la absorción de sí mismas con la ayuda de la GTPasa RhoA y las quinasas efectoras ROCKI y ROCKII . La sobreexpresión de RhoA o ROCKI/II es suficiente para desencadenar la captación de células epiteliales que expresan cadherina , por lo que la entosis se parece más a la actividad celular invasiva y la formación de célula en célula que la simple captación. De hecho, una célula que se internaliza a lo largo de la vía de la entosis presenta ampollas , que es característica de las células invasoras que se mueven de forma ameboidea . Las cadenas ligeras y pesadas de actina y miosina se acumulan en las células de internalización en la corteza celular opuesta a la unión intercelular de cadherina, pero no en las células absorbentes, como ocurre durante la fagocitosis. Además, durante la fagocitosis, solo se absorben las células muertas o moribundas, mientras que durante la entosis, las vivas [11] . Junto con la actina y la miosina, RhoA, ROCKI y ROCKII, así como la forma mDia1 polimerizadora de actina dependiente de RhoA, se localizan en la corteza de la célula absorbida . La formación de la zona de contracción actina-miosina, que se polariza para asegurar la penetración de una célula en otra, la proporcionan proteínas: la proteína activadora Rho-GTPasa (GAP), que es atraída por los contactos intercelulares de cadherina y suprime RhoA, así como el factor metabólico guanina Rho nucleótidos (GEF), que es atraído hacia el extremo distal de la corteza de la célula ingerida y activa RhoA [12] .
Las células engullidas por la entosis tienden a morir, aunque algunas se dividen en vacuolas dentro de las células huésped o incluso dejan la célula huésped intacta y capaz de reproducirse. El hecho de que una célula engullida por la entosis pueda abandonar la célula huésped indica que el programa de muerte no se activa en las células engullidas antes de la absorción. De hecho, las células que experimentan entosis no exhiben fosfatidilserina en su membrana , que funciona como una señal de "cómeme" y es necesaria para la fagocitosis [12] . La célula absorbida se encuentra dentro de la vacuola entótica de la célula huésped. Eventualmente, las vacuolas entósicas se fusionan con los lisosomas y la célula dentro de la vacuola se destruye [13] .
La muerte celular durante la entosis ocurre en ausencia de la activación de la caspasa-3 característica de la apoptosis , y las células que mueren no muestran signos de apoptosis, como la fragmentación del ADN . La muerte de dichas células no se previene mediante la administración del inhibidor de apoptosis Bcl-2 . La muerte de las células absorbidas por entosis se asemeja a la autofagia en algunas propiedades , ya que acumulan autofagosomas. Sin embargo, en este caso, la autofagia es necesaria para la supervivencia celular, ya que cuando se bloquea la autofagia, la célula muere por apoptosis. Dado que las células engullidas están aisladas de los nutrientes y factores de crecimiento presentes en el medio ambiente, es probable que la inanición induzca la autofagia. Dado que la autofagia tiene como objetivo la supervivencia de la célula engullida, parece extraño que se necesiten proteínas de autofagia para la muerte de la célula engullida. En este caso, las proteínas de autofagia no están involucradas en la formación de autofagosomas, pero dirigen la lipidación de la cadena ligera 3 (LC3) de la proteína 1A asociada a microtúbulos y su unión a vacuolas de membrana única. La lipidación de LC3 en las vacuolas entóticas promueve la fusión con los lisosomas, de modo que la muerte celular durante la entosis se produce debido a la destrucción lisosomal dependiente de la autofagia de las células vivas engullidas [12] .
Los nutrientes formados después de la destrucción se transfieren al citosol y las vacuolas se procesan, cuyo mecanismo aún no se comprende por completo. Se ha demostrado que las vacuolas entósicas se dividen en vacuolas más pequeñas, mientras que el contenido de las vacuolas entósicas se distribuye a lo largo de la red lisosomal. La división de la vacuola está regulada por la serina/treonina quinasa mTORC1 , que se localiza en la membrana de la vacuola que rodea a la célula engullida [13] .
El mecanismo de entosis provocado por la mitosis es algo diferente del descrito anteriormente. En la mitosis, la entosis ocurre cuando una célula epitelial en división invade una célula vecina para formar una estructura de célula dentro de otra célula. Posteriormente, la célula interna muere y se destruye. El proceso puede comenzar en cualquier etapa de la mitosis. Durante la mitosis, la entosis puede ocurrir en una variedad de configuraciones: dos células hijas se internalizan dentro de una o diferentes células, a veces incluso se forman estructuras anidadas en forma de muñeca: una de las células hijas se internaliza dentro de la otra y, a su vez, se introduce en la celda vecina. En la mitosis, la entosis se desencadena en ausencia de la proteína Cdc42 , tras la inhibición de Rap1 , la detención mitótica en la etapa de prometafase (por ejemplo, después del tratamiento con nocodazol ) y en algunas células cancerosas. Las proteínas clave involucradas en la entosis mitótica son Rho, ROCK, miosina, actina, α-catenina, es decir, a diferencia de la entosis causada por la pérdida de conexión con la matriz, las cadherinas no están involucradas en la entosis mitótica [2] .
La entosis puede desencadenarse en condiciones de deficiencia de glucosa. Así, en células de cáncer de mama adherentes de la línea MCF7, en ausencia de glucosa durante 72 horas, más del 30% de las células se internalizaron en sus vecinas. La célula engullida sirve como fuente adicional de nutrientes para la célula huésped, contribuyendo así a su supervivencia e incluso a su proliferación. La falta de glucosa, además, acelera mucho la entosis. Si en condiciones normales esto último dura alrededor de un día, entonces con falta de glucosa, alrededor del 60% de las células están muertas 5 horas después de la absorción [2] . Cabe señalar que, en condiciones de deficiencia de glucosa, las células también mueren en el camino de la apoptosis y la necrosis [14] . Se ha demostrado que cuando la glucosa es deficiente, las células absorbentes ("ganadoras") son células en las que el nivel de expresión de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) es menor. AMPK actúa como un sensor del estado energético de la célula. Por lo tanto, se puede concluir que la entosis es una forma de respuesta compleja de una población celular a la inanición de glucosa [15] .
En ratones, tras la implantación del embrión , se deben retirar las células epiteliales del útero para que el embrión pueda adherirse a su pared. Se ha demostrado que las células epiteliales experimentan entosis en el trofectodermo del blastocisto para permitir que se produzca la implantación. En animales con cinasas ROCK suprimidas, no se produjo la implantación. La inmunotinción mostró que la β-catenina se encuentra en el borde de las células absorbidas y absorbentes . La muerte de las células epiteliales internalizadas se produjo en ausencia de caspasa 3, por lo que la muerte no se produjo según el programa de apoptosis. Por lo tanto, existe la primera evidencia de que la entosis está involucrada en el desarrollo embrionario de los mamíferos [12] [11] . En 2017, se demostró que durante la hibernación en la tortuga del Lejano Oriente ( Pelodiscus sinensis ) , las células de Sertoli absorben los espermatozoides a lo largo de la vía de la entosis [16] .
Se ha demostrado que la entosis aumenta la inestabilidad genómica de la célula envolvente (célula huésped) ya que altera su citocinesis y, por lo tanto, conduce a la aneuploidía de las células hijas. Muchas células entósicas de cáncer de mama tienen múltiples núcleos , por lo que es posible que la alta incidencia de células multinucleadas en líneas celulares de se deba a la alta frecuencia de entosis. La célula huésped a menudo no logra dividirse normalmente después de la entosis debido a defectos en la formación del anillo contráctil [6] .
Se han descrito estructuras celulares que se asemejan a la entosis para muchos tipos de cáncer, como el cáncer de mama, colon , hígado , páncreas , riñón [17] y otros órganos. Se ha demostrado que la entosis puede ser estimulada por oncogenes , por ejemplo, Kras [8] . Cuando se cultivó en cultivo de muestras clínicas de cáncer de mama, se demostró que la proteína β-catenina se ubica en el borde de las células absorbentes y absorbidas, y las cadenas ligeras de miosina fosforiladas por ROCK I/II se ubican en la corteza de las células absorbidas . célula. A veces, en los tumores se encuentran estructuras complejas de tres células ubicadas una dentro de la otra. La entosis puede resistir el crecimiento de células tumorales. La supresión de la entosis mediante la eliminación de proteínas de autofagia aumenta el crecimiento maligno de las células tumorales. Dado que la entosis se desencadena por el desprendimiento de las células de la matriz extracelular, lo que también desencadena el proceso de muerte del anoikis, que se suprime durante la metástasis , se puede concluir que la entosis actúa como un mecanismo que ralentiza el crecimiento de las células tumorales. Sin embargo, se ha demostrado que la entosis puede causar aneuploidía, lo que favorece el desarrollo tumoral [17] . En la entosis, la división celular envolvente se interrumpe debido al bloqueo de la formación de surcos, lo que a menudo resulta en una citocinesis alterada . También se ha demostrado que las células absorbentes toman nutrientes de las células absorbidas que experimentan entosis, lo que promueve el crecimiento de células tumorales en condiciones de inanición [12] .
Los efectos opuestos de la entosis sobre el crecimiento celular pueden promover la competencia entre dos células adyacentes, en la que la célula engullida muere y "pierde", mientras que la célula engullida recibe nutrientes y "gana". Esta competencia se basa en la diferencia en la actividad de la vía Rho y el complejo actomiosina de las células vecinas [12] . En la competencia entre una célula normal y una célula que ha sufrido una transformación maligna, esta última siempre “gana”, lo que confirma que la activación de los oncogenes está asociada con la capacidad de “ganar”. Además, se ha demostrado que las células que se deforman mecánicamente con más facilidad que las normales son más capaces de “ganar”, lo que también es característico de las células tumorales [8] . La deformación mecánica está controlada por RhoA y el complejo de actomiosina. La captación celular está regulada por Kras y Rac , que afectan a la miosina [18] .
| Tipos de muerte celular | |
|---|---|
| no programable | Necrosis |
| Programable |
|