Neurofisiología y Neurociencias Aplicadas a la Educación (Difundiendo desde 2009)
Todas las formas en que una célula puede morir y por qué la variedad es importante
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Todas las formas en que una célula puede morir y por qué la variedad es importante.
Los científicos están cuestionando las ideas establecidas sobre cómo viven y mueren las células, y están aprovechando estos descubrimientos para combatir enfermedades que van desde el cáncer hasta las afecciones autoinmunes.
Las células en las placas de Petri de Daolin Tang estaban muertas. Los signos de vida habían desaparecido por completo; no se reproducían. Estaban condenadas.
Y eso era bueno; el biólogo celular había estado buscando sustancias químicas que pudieran envenenar las células cancerosas.
Pero Tang y sus colegas se enfrentaron a un misterio post mortem: la causa exacta de la muerte. Investigaron varias formas en que las células pueden morir , y ninguna resultó ser la culpable.
Finalmente, los investigadores determinaron que las células moribundas tenían un pH interno inusualmente alto. Murieron porque eran básicas.
El equipo denominó al fenómeno alcaliptosis 1. Este trabajo no solo amplió la comprensión de los científicos sobre cómo mueren las células y cómo el pH controla su destino, sino que también sugirió una forma completamente nueva de matar células cancerosas, afirma Tang, quien realizó los estudios mientras estaba en la Universidad de Pittsburgh en Pensilvania y ahora trabaja en el Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas.
La experiencia de Tang se ha repetido una y otra vez en el siglo XXI, con científicos que han descrito alrededor de 20 nuevos tipos de muerte celular —y siguen aumentando— desde 1999 (véase «Muchas maneras de morir»). Esto representa un cambio importante: los investigadores solían pensar que existían dos formas principales en que las células podían morir. La muerte podía ocurrir accidentalmente, como cuando una célula es aplastada, cortada o destruida de alguna otra manera; esto se denomina necrosis. La otra opción clásica es la apoptosis: un proceso altamente regulado, gradual y ordenado en el que la célula libera pequeñas «burbujas» de membrana que el sistema inmunitario puede eliminar.
Durante mucho tiempo, esas dos opciones fueron las únicas. Quizás se deba a que la muerte celular es difícil de estudiar. «Si se logra un experimento exitoso de muerte celular, el material desaparece», bromea Scott Dixon, biólogo celular de la Universidad de Stanford en California.
Pero la llegada de tecnologías científicas modernas, como la edición genética, las imágenes de alta resolución y diversas herramientas ómicas, ha revelado muchas formas nuevas, afirma Xingbin Hu, biólogo celular del Hospital Xijing en Shaanxi, China. Existe la piroptosis proinflamatoria y agresiva; la necroptosis explosiva e inmunoactivadora; y la ferroptosis inducida por hierro y destructora de membranas . Solo en 2025 se definieron al menos cuatro nuevos tipos. Esta primavera, científicos que estudian platelmintos describieron otro, llamado ruptura, en el que ciertas células explotan para esparcir toxinas sobre las bacterias invasoras² . Las células incluso podrían tener mecanismos para retrasar su propia muerte o para evitar la extinción y sobrevivir.
Las células llamadas ruptoblastos, descubiertas este año, pueden explotar y liberar agentes inmunitarios que eliminan a los invasores. Crédito: Dr. Eliya Sultan
La forma en que mueren las células es crucial, afirma Tang. Las células moribundas liberan señales o sustancias que afectan a las células vecinas , dan forma a los tejidos y sus funciones, e influyen en las respuestas inmunitarias y las enfermedades. Por ejemplo, tras ser invadida por un patógeno, una célula puede morir por suicidio, pero al morir, podría liberar su contenido, lo que activa las células inmunitarias para combatir la infección. Por lo tanto, comprender cómo mueren las células, o cómo no mueren cuando deberían, tiene implicaciones para la comprensión que tienen los investigadores del desarrollo, el metabolismo y la inmunidad.
Los científicos están relacionando estas nuevas vías de muerte celular con enfermedades e investigando con entusiasmo aplicaciones médicas , como la eliminación de células cancerosas , la mitigación de enfermedades inflamatorias e incluso el rescate de células moribundas en el corazón y el cerebro.
El descubrimiento de estos nuevos modos de muerte celular pone de manifiesto lo mucho que aún nos queda por aprender sobre biología básica, afirma Tang. «La muerte celular no es simplemente el final de la vida de una célula».
Hacia el olvido
Tampoco es raro: cada día, miles de millones de células del cuerpo humano abandonan este mundo. Dañadas, gastadas o simplemente innecesarias, se marchitan, se endurecen o explotan. «Todas las células de los seres vivos deben saber cuándo, cómo y dónde morir», afirma Hu. «Con tantas células diferentes desempeñando funciones únicas en la vida, no es de extrañar que se necesiten diversas formas de muerte celular».
Un exceso de un compuesto puede matar una célula, y la muerte se manifiesta de forma diferente según su origen; por ejemplo, en 2022, los investigadores describieron la muerte celular por exceso de cobre y en 2025 por sobrecarga de sodio. Estos hallazgos revelan los límites de la supervivencia celular, afirma Qing Zhong, bioquímico de la Facultad de Medicina de la Universidad Jiaotong de Shanghái, en China, quien dirigió la investigación sobre la muerte celular inducida por sodio.
Las células poseen diversos mecanismos de autodestrucción, como la apoptosis y la piroptosis. Si todo transcurre correctamente, estos procesos benefician al organismo. Durante el desarrollo, algunas células, como las que dan origen a los dedos palmeados de los embriones humanos, experimentan apoptosis al haber cumplido su función. Otras, como las que recubren el intestino, tienen una vida útil limitada y dan paso a nuevas células. Algunas células de la piel, mediante un mecanismo de muerte celular denominado cornificación, dejan sus restos para que formen la capa protectora más externa del cuerpo.
Las células infectadas a menudo se sacrifican por el bien del organismo, para impedir que virus o bacterias las utilicen para reproducirse. La infección probablemente impulsó la evolución de varios mecanismos de muerte celular, ya que las células infectadas necesitaban alternativas para asegurar su propia eliminación, especula Ana García-Sáez, biofísica del Instituto Max Planck de Biofísica en Fráncfort, Alemania. Algunos virus pueden inhibir vías de muerte celular específicas para mantener vivas a las células huésped; si la célula pudiera activar otro programa de muerte, como la piroptosis o la necroptosis, aún podría vencer al virus. «Es como una carrera contra el patógeno», afirma García-Sáez.
De las fauces de la muerte
Los científicos han descubierto otro tipo de flexibilidad: las células no siempre pasan directamente de un desencadenante de muerte a su desaparición. Pueden permanecer un tiempo en un estado de latencia o incluso sobrevivir.
Consideremos las células epiteliales intestinales. Las células moribundas suelen desprenderse del revestimiento intestinal, participando activamente en su propia eliminación. Sin embargo, este proceso requiere tiempo y las células deben vivir lo suficiente para completarlo. Una enzima especializada les ayuda a mantenerse adheridas durante este proceso, como se describe en un artículo de 2022⁵ del inmunólogo Edward Miao, de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, y su entonces investigador postdoctoral Kengo Nozaki, ahora inmunólogo en la Universidad Médica de Carolina del Sur en Charleston.
Tomaron ratones que carecían de la enzima caspasa-7, la cual facilita la muerte celular, y los infectaron con Salmonella , una bacteria que causa intoxicación alimentaria. Las células epiteliales intestinales infectadas comenzaron a morir. Pero sin la caspasa-7, permanecieron en el intestino en lugar de abandonarlo, lo que provocó inflamación y daño tisular adicionales. Durante su agonía, se formaron agujeros en la membrana celular, y Nozaki y Miao descubrieron que la caspasa-7 suele activar la reparación de esos agujeros para que las células moribundas puedan sobrevivir el tiempo suficiente para eliminarse por completo.
Nozaki y Miao propusieron en una revisión de 2023 que muchas células tienen una "lista de tareas pendientes" que deben completar antes de morir 6. Algunas células inmunitarias utilizan estas tareas para proteger al cuerpo de los patógenos. Un macrófago infectado con bacterias puede morir por piroptosis, pero al hacerlo libera señales de alarma y reorganiza sus membranas celulares para atrapar a los patógenos en su cadáver 7. Y los neutrófilos, que viven solo de horas a días, podrían tomar medidas drásticas y ofensivas antes de morir. Si se encuentran con bacterias, pueden desenrollar su ADN, disolver su membrana nuclear y estallar. Al explotar, liberan una red hecha de su propio material genético para atrapar a los invasores.
Ilustración de Kinga Offert
La idea de la lista de deseos es "un concepto realmente genial", dice Petr Broz, inmunólogo de la Universidad de Lausana en Suiza, aunque señala que "es difícil de demostrar experimentalmente".
Incluso una vez que comienza la muerte celular, no siempre es inevitable, afirma Ho Lam Tang, biólogo celular de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland. Tang y su hermana, Ho Man Tang, bióloga especializada en tumores e investigadora postdoctoral en otro laboratorio de Hopkins, observaron este fenómeno mientras estudiaban la apoptosis en la Universidad China de Hong Kong en 2007. Al finalizar sus experimentos, notaron que en las placas de cultivo quedaban pequeñas células debilitadas. Intrigados, una noche eliminaron el agente inductor de la muerte celular e incubaron las células encogidas en un medio fresco. A la mañana siguiente, para su sorpresa, muchas de las células se habían recuperado.
Dos glóbulos blancos humanos; uno (arriba) está experimentando apoptosis, una forma programada de muerte celular. Crédito: Dr. Gopal Murti/Science Photo Library
Las células parecían haber activado diversas vías de reparación y haberse regenerado, en un proceso que los investigadores denominaron anastasis, término griego que significa «volver a la vida». Su afirmación contradecía el dogma imperante de que la apoptosis, una vez iniciada, era irreversible. Los hermanos presentaron su estudio a once revistas científicas antes de que un vídeo de las células reviviendo convenciera a un editor de Molecular Biology of the Cell para publicar el trabajo en 2012. Desde entonces, los investigadores han observado la reversión de la ferroptosis y la necroptosis, y prevén que será posible tras otras formas de muerte celular.
La reversibilidad ocasional de la muerte celular sugiere que el punto de no retorno es mucho más tardío de lo que los científicos creían. Tanto Broz como García-Sáez especulan que se produce cuando los límites de las mitocondrias de la célula se dañan irreparablemente, aniquilando su metabolismo. «En algún momento», afirma García-Sáez, «cuando está muerta, está muerta».
Nature 657 , 870-872 (2026)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-026-02929-z
Referencias
Song, X. et al. Gastroenterología 154 , 1480–1493 (2018).
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