Cuando Pandora abrió la caja que le entregó Zeus, todos los males del mundo salieron de ella, incluida la muerte. Mientras lees este artículo, más de 300 millones de células morirán y dejarán de existir en tu cuerpo.
La buena noticia para nosotros es que, del mismo modo que en el mito Pandora cerró la caja rápido y dejó la esperanza dentro, las células muertas suelen encontrar reemplazo. Normalmente las células que perdemos son repuestas por otras nuevas, manteniendo así el equilibrio.
La vida y la muerte son dos caras de la misma moneda: una no puede existir sin la otra.
Las células tienen instrucciones para morir adecuadamente
Para poder adentrarnos en la apasionante relación entre vida y muerte, hay que empezar respondiendo a la pregunta: ¿qué consideramos vida? Un ser vivo es algo organizado, con una estructura definida y dinámico. De momento, y con esta definición, podríamos pensar que un helicóptero está vivo. Por eso es necesario ir más allá y otorgar a la vida la capacidad de autorreplicarse y de permanecer en el tiempo.
Estas capacidades están gobernadas por lo que conocemos como genes, una cadena química que codifica toda la información necesaria para mantenerse estable y perdurar. En los genes está escrito desde cómo debe estructurarse la célula hasta las instrucciones para obtener alimento y energía o la manera de defenderse ante agentes invasores. Y en esos mismos genes que permiten la vida está también escrito, aunque parezca paradójico, cómo morir.
Muerte programada durante el desarrollo embrionario
Los ejemplos más claros de muerte celular programada (apoptosis) los encontramos durante el desarrollo embrionario de los seres vivos. Todos nosotros, por ejemplo, tuvimos membranas interdigitales entre los dedos de las manos que se eliminaron a medida que crecíamos como embrión.
También podemos encontrar este tipo de muerte en la determinación de los genitales masculinos o femeninos: en los embriones humanos se encuentran presentes tanto los conductos de Wolff (que se convertirán en estructuras genitales masculinas) como los de Müller (que lo harán en femeninas). Durante el desarrollo embrionario, uno de estos conductos degenera por muerte celular en función de las hormonas presentes en el embrión, y eso determina que se desarrollen unos genitales u otros.
Los científicos describen esta muerte como una muerte limpia, organizada y silenciosa. Pero no siempre es así. Hay veces que las células al morir necesitan llamar la atención, avisar a sus vecinas, dar la señal de alarma.
La muerte como señal de alarma
La mayoría de nuestras células no se encuentran aisladas del exterior y pueden verse expuestas a virus y bacterias en algún momento de su vida. La batalla celular entre patógenos y las células humanas es muy compleja, y ambos bandos despliegan todo un abanico de estrategias moleculares.
De un lado están los patógenos, que intentan entrar y crecer dentro apropiándose de todo lo que les pueda servir. De otro, nuestras células defendiéndose e intentando acabar con el invasor. Cuando las células sienten que están a punto de perder la batalla, en lugar de permitir que el enemigo las acribille, se suicidan activando unos programas de muerte (necroptosis y piroptosis, principalmente) que actúan como señal de alarma para el resto de células: es un aviso de que algo va mal.
Lo que hacen las células es destrozar, literalmente, sus propias membranas, liberando al exterior señales que las células de nuestro sistema inmune reconocen y que les permiten activarse y combatir la infección.
Algunas de estas infecciones pueden producir estrés celular e inestabilidad genómica, subiendo la tasa de mutaciones del ADN que pueden llegar a desembocar en cáncer. De ahí que la muerte celular se considere esencial en la prevención del cáncer.
Cuando las proteínas de muerte fallan, pueden desarrollarse tumores
Cuando una célula sufre mutaciones en los genes que codifican proteínas implicadas en su propia muerte y es capaz de transmitir la mutación a su descendencia, puede desencadenarse una neoplasia o crecimiento aberrante en el tejido. Estos genes son los conocidos como supresores de tumores, siendo p53 uno de los más estudiados.
No obstante, para que un cáncer sea agresivo y produzca metástasis también es necesario que haya mutaciones activadoras en los genes que controlan la multiplicación celular, los llamados protooncogenes. En otras palabras, el cáncer aparece cuando se combina la deficiencia en la maquinaria de muerte con una activación desproporcionada de la división celular.
Estamos ante un claro ejemplo de confrontación entre los intereses de un grupo de células con los intereses del organismo completo: la inmortalidad del cáncer acaba ocasionando la muerte del individuo.
Suicidio para evitar la propagación de errores
Hace relativamente poco se describió un nuevo tipo de muerte celular que se dispara cuando el ADN sufre daños. Frente a un daño genético leve, la enzima PARP1 lo repara, protegiendo a la célula y permitiendo que se mantenga estable. Sin embargo, cuando el daño es elevado, la hiperactivación de PARP1 desencadena una señal de peligro que acaba produciendo la muerte celular.
Las implicaciones fisiológicas de este tipo de muerte, conocida como partanatos, aún están bajo debate, pero se cree que puede ser importante para evitar que las mutaciones producidas en el material genético sean transmitidas a la descendencia. También resulta relevante en enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer o el párkinson, pues se ha visto que inhibir la enzima PARP1 puede proteger de la muerte neuronal.
¿La muerte celular es algo propio de organismos pluricelulares?
Todos los ejemplos citados encajan en un contexto de organismo pluricelular en el que se entiende perfectamente que el sacrificio de unas pocas células actúa en beneficio del organismo en sí. Podemos incluso hablar de altruismo celular, porque lo importante y lo que perdura es el organismo.
¿Existen entonces estos genes de muerte en los seres unicelulares? ¿O es más bien una “invención” de los pluricelulares? Pues recientemente se está viendo que bacterias y hongos unicelulares también pueden suicidarse por el bien de la población para impedir, por ejemplo, la replicación y expansión de virus dentro de la propia colonia.
A la vista de lo expuesto hasta ahora, es tentador decir que las células son altruistas por naturaleza y que lo hacen por el bien de sus compañeras. Pero lo que hay detrás de todo esto no es más que un conjunto de genes que encuentra la manera de sobrevivir a toda costa, aunque eso implique activar el suicidio de algunas de las copias.
Este artículo fue finalista en la IV edición del certamen de divulgación joven organizado por la Fundación Lilly y The Conversation España.