Apoptose

Apoptose, oder programmierter Zelltod, ist ein kontrollierter Prozess des Zelltodes, der Gewebeentwicklung, Homöostase und die Entfernung alternder oder potenziell schädlicher Zellen ermöglicht. Im Gegensatz zu nekrotischem Zelltod führt Apoptose zu einer geordneten Zellschrumpfung, Chromatinverdichtung, Membranblebbing und der Bildung apoptotischer Körper, die von Phagozyten ohne begleitende Entzündung entfernt werden.

Es gibt zwei Hauptsignale: den intrinsischen (mitochondrienabhängigen) Weg, der durch zellulären Stress, DNA-Schäden oder Entzug von Wachstumsfaktoren aktiviert wird, und den extrinsischen Weg, der durch Bindung von Todesrezeptoren wie Fas/CD95 oder dem TNF-Rezeptor aktiviert wird. Beide Wege aktivieren Initiator-Caspasen (z. B. Caspase-9 im intrinsischen Weg, Caspase-8 im extrinsischen Weg), die Ausführungs-Caspasen (Caspase-3, -6 und -7) aktivieren und den Zelltod herbeiführen.

Zentrale Moleküle sind Caspasen, Bcl-2-Familienproteine, Cytochrom c und Apaf-1. Der intrinsische Weg führt zur Freisetzung von Cytochrom c aus den Mitochondrienmembranen, Bildung des Apoptosoms und Aktivierung von Caspase-9; der extrinsische Weg aktiviert Caspase-8, das direkt oder über Bid-Spaltung den intrinsischen Weg unterstützt.

Apoptose spielt eine zentrale Rolle in der Embryonalentwicklung, der Immunhomöostase und der Entfernung beschädigter Zellen. Fehlregulation ist mit Krebs, Autoimmunerkrankungen und neurodegenerativen Erkrankungen verbunden. Therapeutisch wird Apoptose häufig durch Ansätze wie Reaktivierung fehlregulierter Pfade in Krebszellen angestrebt; Inhibitoren von IAPs oder Bcl-2-Hemmstoffe sind Beispiele.

Historisch wurde Apoptose 1972 von Kerr, Wyllie und Currie beschrieben. In der Forschung wird Apoptose durch Morphologie, Biochemie und Detektionsmethoden wie TUNEL-Assay oder Annexin-V-Färbung erkannt; die Unterscheidung von nekrotischem Zelltod ist klinisch relevant.