La catástrofe mitótica: funerales microscópicos que protegen nuestra salud

Macario Martínez Castillo, Monserrat Escamilla Lazcano, Nereida Montes-Castro, Israel Garcia-Aguiar

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Resumen

Nuestro cuerpo está compuesto por billones de células que se dividen, envejecen y mueren. Sin embargo, algunas pueden sufrir daños que, si no se reparan, favorecen el desarrollo de enfermedades como el cáncer. Afortunadamente, la biología ha desarrollado mecanismos de defensa como la catástrofe mitótica, un proceso natural que permite detectar y eliminar células dañadas antes de que se multipliquen sin control. Comprender estos sistemas no solo nos ayuda a prevenir enfermedades, sino que también inspira estrategias de salud integral basadas en procesos biológicos naturales, recordándonos que, al igual que en los ecosistemas, el equilibrio es clave para la vida. 

Palabras clave:

catástrofe mitótica, defensa celular, salud integral

Introducción

Cuando nos enteramos de la muerte de una persona, aunque no la conozcamos, indudablemente es una noticia que tomamos con tristeza, como en los lamentables casos en que sufrimos la pérdida de un familiar o un ser querido. Resulta inimaginable que un hecho tan trágico como la muerte de alguien pueda esbozar un ápice de una emoción tan opuesta a la pena, como lo es la alegría; sin embargo, en el mundo microscópico de nuestro cuerpo, aunque parezca paradójico, constantemente se están celebrando funerales celulares (Fig. 1). Sin embargo, no se trata de una historia de terror, las células de nuestro cuerpo son capaces de activar complejos mecanismos para provocar su propia muerte como algo positivo, uno de ellos es la “catástrofe mitótica”, un proceso que contribuye a la salud integral y al equilibrio biológico, en sintonía con los mecanismos de autorregulación que observamos en la naturaleza. 

Fig. 1. Alegre funeral de una célula.

Ante este escenario aparentemente contradictorio, es inevitable preguntarse, ¿Qué lleva a las células a autodestruirse?, ¿qué es la catástrofe mitótica y cómo funciona?  y aunque pueda sonar extraño, ¿me creerías si te dijo que la activación de la catástrofe mitótica son excelentes noticias para la salud de nuestro cuerpo y para el equilibrio de nuestros sistemas biológicos?

La importancia de la muerte celular en la salud integral 

Las células son las unidades de vida más pequeñas que forman los diferentes tejidos y órganos de nuestro cuerpo y son tan diminutas que estamos formados por billones de ellas. El adecuado funcionamiento de nuestras células nos permite realizar funciones vitales como respirar u otras tan comunes como caminar, brincar, reír. Todo esto nos parece tan normal que difícilmente nos imaginamos que su adecuado funcionamiento depende de procesos altamente complejos y regulados a nivel microscópico que, al igual que en la naturaleza, activan mecanismos de adaptación y regeneración cuando surge un problema. Ante la presencia de cualquier daño celular, se activan dos posibles mecanismos para tratar de solucionar el problema: 

1. Que las células activen procesos para reparar el daño. 

2. Que las células dañadas sean eliminadas mediante su muerte celular.

   
   

Pero, ¿cuál es el daño del que hablamos?, principalmente este ocurre en un componente crítico de las células que es clave para la vida: el Ácido Desoxirribonucleico (ADN), que es la molécula que contiene toda la información que se hereda de padres a hijos y que determina muchas características físicas comunes en una familia, como el color de cabello o la forma de la nariz. También puede favorecer el desarrollo de enfermedades cuando sufre daños, como cambios en su secuencia que suelen llamarse mutaciones. Para evitar que estas células con mutaciones se mantengan en el cuerpo y puedan dividirse dando origen a células hijas enfermas, como ocurre en la formación de muchos tumores, los mecanismos que se activan en nuestro cuerpo promueven en primera instancia la reparación del daño al ADN. En caso de que dicho daño no pueda ser reparado, las células pueden ser eliminadas mediante la activación de su muerte celular (Fig. 2).

Fig. 2. Activación de una alerta ante la presencia de células dañadas. Mecanismos de reparación y eliminación de las células.

Este mecanismo de eliminación es similar a los procesos naturales de renovación que ocurren en los ecosistemas, donde los organismos enfermos o débiles son reciclados para dar paso a nuevas formas de vida. 

Afortunadamente, esos procesos de reparación ocurren todo el tiempo en nuestras células de forma natural y regulada, gracias a que existen mecanismos protectores que permiten detectar el daño en el ADN y ayudar a repararlo. Pero si eventualmente no se consigue o el daño es muy grave, entonces se promueve la muerte de las células afectadas, asegurando un funcionamiento armonioso en nuestro organismo. ¿Sabes cómo se llama uno de esos mecanismos protectores?... ¡Adivinaste!, catástrofe mitótica.

¿Qué es la catástrofe mitótica?

La catástrofe mitótica se considera un mecanismo oncosupresor, que quiere decir que nos protege contra el crecimiento de células tumorales y se activa en una fase de la división celular que se conoce como mitosis. 

Aunque puede sonar increíble, la mitosis es el proceso que permite a una sola célula de nuestro cuerpo dividirse y dar origen a dos células hijas. Esto se logra porque durante etapas previas a la mitosis la célula puede crecer casi al doble de su tamaño original y copiar por completo todo su material genético o ADN. Durante dicha fase se distribuye equitativamente el genoma con ayuda de una especie de andamio conocido como huso mitótico para que el ADN sea repartido a cada una de las células hijas.

Por otro lado, la catástrofe mitótica se suele activar cuando hay células que llegan a mitosis con daño en su ADN que no ha podido ser reparado o bien cuando en mitosis las células sufren un daño directo en el huso mitótico que impide la distribución equitativa del ADN a las células hijas. Ante la imposibilidad de reparar el daño, las células detienen su división y permanecen en mitosis donde son eliminadas por un tipo de muerte mitótica que suele caracterizarse por el desensamblaje ordenado de todos los componentes celulares y la fragmentación del ADN (Fig. 3).

Fig. 3. Mecanismos de activación de la catástrofe mitótica. Una célula que presenta daño en el ADN o directamente en el huso mitótico puede morir por catástrofe mitótica. 

¿Qué pasa si la catástrofe mitótica falla?

Como sucede cuando hay una falla en cualquier mecanismo de protección en nuestra vida diaria, por ejemplo, cuando no funciona correctamente el sistema de frenado de nuestro automóvil y sufrimos un accidente, es probable que tengamos lesiones más graves que se pudieron haber evitado con unos frenos en buen estado. De forma similar, cuando en una célula no se activan los mecanismos oncosupresores como la catástrofe mitótica, las células con daños en su ADN o en el huso mitótico pueden seguir dividiéndose y dar origen a células hijas con mutaciones o que hereden cantidades diferentes de material genético. Esto puede generar alteración en el número de cromosomas de una célula (aneuploidías), que provocan un funcionamiento anormal de las células, por ejemplo, adquirir la capacidad de dividirse ilimitadamente como ocurre en los diferentes tipos de cáncer. 

Aprendiendo de la naturaleza para nuestra salud

La mayoría de los diferentes tipos de cáncer se caracterizan por la acumulación de mutaciones y la presencia de células aneuploides que los vuelven más agresivos. Por ejemplo, son más resistentes al tratamiento, crecen de forma más rápida o tienen la capacidad de diseminarse en el cuerpo de un paciente. Es por ello que la activación de la catástrofe mitótica tiene un efecto protector, ya que permite la muerte de células dañadas que podrían dar origen a tumores muy agresivos por la presencia de aneuploidías.

Definitivamente, saber que nuestro cuerpo cuenta con un mecanismo que funciona como guardián celular y nos protege de enfermedades tan devastadoras como el cáncer, debe ser motivo de alegría. La naturaleza nos brinda múltiples ejemplos de equilibrio o reparación, y nuestro organismo no es la excepción. Así que la próxima vez que recuerdes que en nuestro cuerpo ocurren pequeños funerales celulares, sólo sonríe y agradécele a la catástrofe mitótica, un mecanismo que, al igual que en la naturaleza, permite la regeneración y el mantenimiento de la vida en equilibrio y armonía. Para mantener funcionando correctamente estos mecanismos es importante evitar estar expuestos a agentes físicos o químicos que pueden dañar tu ADN.

Conclusión

A nivel microscópico, nuestras células cuentan con mecanismos de protección como la catástrofe mitótica, un proceso biológico que refleja el equilibrio natural en nuestros cuerpos. Este mecanismo permite eliminar células dañadas que podrían favorecer el desarrollo de enfermedades como el cáncer. Así como la naturaleza mantiene su biodiversidad a través de procesos de regulación y renovación, nuestro organismo protege su salud integral mediante estrategias biológicas que garantizan su bienestar. En ese sentido, es importante que mantengamos hábitos saludables, como una buena alimentación, una adecuada higiene del sueño y hacer ejercicio regularmente para que garanticemos el correcto funcionamiento de todos estos mecanismos protectores de nuestro cuerpo.

Literatura relacionada

• Castedo, M., Perfettini, J. L., Roumier, T., Andreau, K., Medema, R., & Kroemer, G. (2004). Cell death by mitotic catastrophe: A molecular definition. Oncogene, 23 (16), 2825-2837. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1207528 

• Galluzzi, L., Vitale, I., Aaronson, S. A., Abrams, J. M., Adam, D., et al. (2018). Molecular mechanisms of cell death: Recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death. Cell Death & Differentiation, 25 (3), 486-541. https://doi.org/10.1038/s41418-017-0012-4 

• Vakifahmetoglu, H., Olsson, M., & Zhivotovsky, B. (2008). Death through a tragedy: Mitotic catastrophe. Cell Death & Differentiation, 15 (7), 1153-1162. https://doi.org/10.1038/cdd.2008.47.

Semblanzas

Dr. Macario Martínez Castillo. Biólogo egresado de la Facultad de Ciencias de la UNAM con Maestría y Doctorado en Ciencias con especialidad en Biomedicina molecular realizados en el CINVESTAV. Su línea de investigación incluye la caracterización molecular de la participación de miembros de la familia de P53 en la regulación de mecanismos no canónicos de muerte como la catástrofe mitótica en modelos celulares de cáncer.

Monserrat Escamilla Lazcano. Pasante de ingeniería biotecnológica, egresada de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología del Instituto Politécnico Nacional. Sus áreas de conocimiento son la biotecnología industrial, molecular y ambiental.  Su experiencia como becaria en CINVESTAV y la Escuela Superior de Medicina le ha permitido adquirir habilidades valiosas y una sólida base teórica y práctica.

Dra. Nereida Montes Castro. Licenciada en Químico Farmacéutico-Biólogo (UAS) y Doctora en Ciencias, con especialidad en Toxicología (CINVESTAV-IPN). Es miembro del SNII (Nivel Candidato) y honorífica del SSIT. Investigadora en la Unidad de Investigaciones en Biotecnología Biomédica de la UAdeO (Culiacán), su trabajo se centra en biomarcadores genéticos y epigenéticos y daño al ADN por xenobióticos. Ha dirigido tesis de licenciatura y maestría, asesorado doctorados, publicado en revistas indexadas y arbitradas, y evaluando proyectos de investigación y estancias posdoctorales para CONAHCYT. ORCID 0000-0002-0002-8998-782X.

Dr. Jesús Israel GarcÍa Aguiar. Profesor Investigador de Tiempo Completo en la Universidad Autónoma de Occidente (UAdeO), adscrito a la Unidad de Investigaciones en Biotecnología Biomédica y al Programa Educativo de Ciencias Biomédicas. Forma parte del Núcleo Académico Básico de la Maestría en Biotecnología Biomédica (UAdeO, Culiacán). Licenciado en Químico Farmacéutico-Biólogo (UAS), con Maestría y Doctorado en Biomedicina Molecular (CINVESTAV-IPN). Miembro honorífico del Sistema Sinaloense de Investigadores y Tecnólogos. Su investigación aborda marcadores de resistencia a la apoptosis y biomarcadores genéticos, moleculares y proteicos con valor diagnóstico y pronóstico en cáncer. ORCID 0000-0003-0449-9761