Lise

A lise celular é o processo de destruição ou dissolução da célula causada pela rotura da membrana plasmática.

É um processo natural que ocorre em situações como a digestão ou na luta contra agentes infeciosos e pode ser reproduzida em laboratório. Faz parte da rotina diária em biologia celular e molecular, em bioquímica, etc, sendo usada em processos de purificação de organelos e proteínas e na extração de ácidos nucleicos (DNA ou RNA).

A desintegração da membrana, que provoca a morte da célula, pode ser induzida por agentes químicos, físicos e biológicos. O produto resultante desta destruição designa-se “lisado”. Muitas espécies de bactérias sofrem lise pela ação da enzima lisozima, que se encontra na saliva animal, clara de ovo e outras secreções.^[1] As enzimas líticas dos fagos (lisinas) produzidas durante a infecção dos bacteriófagos são responsáveis pela capacidade que estes vírus têm de lisar células bacterianas.^[2] A Penicilina e os antibióticos β-lactâmicos relacionados causam a morte das bactérias por meio de lise mediada por enzimas, que ocorre porque o fármaco leva a bactéria a formar uma parede celular defeituosa.^[3] Se a parede celular for completamente perdida, a bactéria é denominada protoplasto quando a penicilina é usada contra bactérias gram-positivas e esferoplasto quando é usada contra gram-negativas.

Na célula animal, a membrana é a única barreira, mas em plantas e bactérias a membrana está rodeada por uma parede celular resistente, que confere forma e rigidez às células, protegendo-as também, em parte, da lise.

A técnica escolhida para a rotura celular tem de considerar a origem do tecido para avaliar a sua facilidade ou dificuldade de destruição. Além disso, o método deve ser compatível com a quantidade de material que será processado e as aplicações que se lhe pretendem dar. Os detergentes são os principais agentes químicos com capacidade lítica. São compostos orgânicos que interferem nas interações proteína-proteína, lípido-lípido e proteína-lípido da membrana, desintegrando-a. Um exemplo de detergente usado em laboratório é o Triton X-100. Outro exemplo de lise físico-química é a lise por choque osmótico. Este fenómeno acontece quando a célula é colocada num meio hipotónico (menos concentrado do que o meio intracelular) fazendo com que uma grande quantidade de água entre na célula provocando um aumento da pressão intracelular seguido do rebentamento da célula. A função de lise celular do sistema complemento, um mecanismo efetor da imunidade humoral, assenta nesse mesmo princípio. Os processos físicos que podem provocar a lise da célula são a sonicação, isto é a aplicação de ultrassons cujas vibrações geram tensões mecânicas na suspensão celular, e o choque térmico com rápido congelamento e descongelamento que gera a rotura devido à formação de cristais no citosol.

A lise celular também pode ser provocada por bactérias e vírus. Ocorre, por exemplo, no final do ciclo lítico na reprodução dos vírus. O exemplo mais comum é o caso dos bacteriófagos (ou fagos) que infetam bactérias e utilizam-nas para se multiplicar. Um tipo particular de lise celular é a hemólise ou seja a destruição das hemácias. Este é um processo fisiológico normal que permite a renovação dos glóbulos vermelhos mas que, nalguns casos, devido a uma hemólise exagerada, pode levar ao aparecimento de uma anemia regenerativa.

A citólise ocorre quando a célula explode devido a um desequilíbrio osmótico que causa a entrada de um excesso de água na célula. A citólise pode ser evitada por diversos mecanismos, como a posse de vacúolos contrácteis como os de alguns paramécios, que bombeiam a água rapidamente para fora da célula. A citólise não ocorre em condições normais em células de plantas porque estas possuem uma forte parede celular que resiste à pressão osmótica ou pressão de turgescência, o que as protege, evitando a citólise.

A oncólise é a destruição das células neoplásicas de um tumor. O termo também é usado para indicar a redução de um inchaço.^[4]

A plasmólise é a contração da célula devido à perda de água causada pela osmose. Na célula vegetal esta contração ocorre dentro da parede celular. Num ambiente hipertónico, a membrana da célula vegetal descola-se da parede, a célula perde água e, portanto, volume, encolhendo, e o vacúolo colapsa, embora a parede mantenha a forma externa da célula. Estas células finalmente degeneram e morrem a não ser que volte a entrar água na célula se as condições osmóticas mudarem.^[5] Não obstante, mesmo que a célula perca volume, a integridade da membrana é mantida, diferentemente da lise convencional.

O processo similar de encolhimento celular na célula animal (que não possui parede) chama-se crenação.

Na resposta imunitária a lise pode ser mediada por linfócitos que expressam na sua superfície recetores como o TCR da célula T, que se ligam ao complexo antigénio-molécula do complexo principal de histocompatibilidade I (MHC-I), e posteriormente segregam linfocinas e perforinas, as quais produzem canais iónicos na célula infetada ou neoplásica, causando-lhe então a lise e morte. Os TCR dos linfócitos T reconhecem os antigénios nas células hospedeiras infetadas por vírus ou naquelas células que sofreram transformação neoplásica (tumoral).

Além disso, descobriu-se que a hemoglobina dos eritrócitos liberta radicais livres em resposta a patógenos quando são lisados por eles. Isto pode danificar os patógenos.^[6][7]

A lise celular é utilizada nos laboratórios para romper as células, libertar o seu conteúdo e purificar ou estudar os seus componentes. A lise em laboratório pode ser efetuada por enzimas, detergentes ou outros agentes caotrópicos. A disrupção mecânica das membranas celulares, como a realizada por repetidas congelações e descongelações, sonicação, pressão ou filtração, pode também ser denominada lise. Muitos ensaios laboratoriais são sensíveis à escolha do mecanismo de lise; é frequentemente desejável evitar forças de cisalhamento mecânicas que desnaturem ou degradem macromoléculas sensíveis, como as proteínas e o ADN, e diferentes tipos de detergentes podem dar diferentes resultados. A solução não processada imediatamente após a lise, mas antes de qualquer passo de extração ulterior, é geralmente denominada lisado bruto.^[8][9]

Por exemplo, a lise é utilizada nas técnicas de western blot e Southern blot para analisar a composição de proteínas, lípidos e ácidos nucleicos específicos individualmente ou como complexos. Dependendo do detergente usado, todas ou algumas membranas são lisadas. Por exemplo, se apenas a membrana plasmática for lisada, então um gradiente de centrifugação pode ser usado para recolher certos organelos. A lise também é utilizada para a purificação de proteínas, extração de ADN e extração de ARN.^[8][9]

• Homogeneização líquida. As células rompem ao serem forçadas a passar por espaços muito pequenos.
• Sonicação. Ondas de alta frequência rompem as células.
• Congelamento. Ciclos de congelação contínuos rompem a célula, induzindo a formação de cristais.
• Lise celular por meio de detergentes. É uma maneira mais suave de romper a membrana plasmática. Os detergentes rompem a barreira lipídica, solubilizando as proteínas e interrompendo as interações lípido-lípido, lípido-proteína e proteína-proteína. Os detergentes, tal como os lípidos, associam-se entre si e ligam-se a superfícies hidrofóbicas. Compõem-se de uma cabeça polar hidrófila e uma cauda não polar hidrófoba.

• Lippi, G. et al. (2012). Hemolysis: An Unresolved Dispute in Laboratory Medicine. Berlin: de Gruyter.
• Reddy, C. A. et al. (2007). Methods for General and Molecular Microbiology. 3rd ed. Washington: American Society for Microbiology Press.
• Walker, J. M. and Rapley, R. (2000). Molecular biology and biotechnology. 3rd ed. Cambridge: Royal Society of Chemistry. p461-466.^[10]