Sincitio

Un sincitio ( / sɪnˈsɪʃiəm / ; pl.: sincitio ; del griego : σύν syn " juntos" y κύτος kytos " caja , es decir, célula") o simplasma es una célula multinucleada que puede resultar de múltiples fusiones celulares de células uninucleares ( es decir, células con un solo núcleo ), en contraste con un cenocito , que puede resultar de múltiples divisiones nucleares sin citocinesis acompañante . ^[1] La célula muscular que compone el músculo esquelético animal es un ejemplo clásico de una célula de sincitio. El término también puede referirse a células interconectadas por membranas especializadas con uniones en hendidura , como se ve en las células del músculo cardíaco y ciertas células del músculo liso, que se sincronizan eléctricamente en un potencial de acción .

El campo de la embriogénesis utiliza la palabra sincitio para referirse a los embriones blastodermos cenocíticos de invertebrados , como Drosophila melanogaster . ^[2]

En los protistas , se pueden encontrar sincitios en algunos rizarios (por ejemplo, cloraracniofitos , plasmodiofóridos , haplosporidios ) y mohos mucilaginosos acelulares , dictiostélidos ( amoebozoos ), acrásidos ( Excavata ) y Haplozoon .

Algunos ejemplos de sincitios vegetales , que surgen durante el desarrollo de la planta , incluyen:

• Desarrollo del endospermo ^[3]
• Los laticíferos no articulados
• El tapete plasmodial , ^[4] y
• El " plasmodio nucelar " de la familia Podostemaceae ^[5]

El sincitio es la estructura celular normal de muchos hongos . La mayoría de los hongos de Basidiomycota existen como un dicario en el que las células filamentosas del micelio están parcialmente divididas en segmentos, cada uno de los cuales contiene dos núcleos diferentes, llamados heterocariones .

Las neuronas que forman la red nerviosa subepitelial en las medusas peine ( Ctenophora ) están fusionadas en un sincitio neuronal, que consiste en una membrana plasmática continua en lugar de estar conectadas a través de sinapsis . ^[6]

Un ejemplo clásico de sincitio es la formación del músculo esquelético . Las grandes fibras musculares esqueléticas se forman por la fusión de miles de células musculares individuales. La disposición multinucleada es importante en estados patológicos como la miopatía , donde la necrosis focal (muerte) de una porción de una fibra muscular esquelética no da lugar a la necrosis de las secciones adyacentes de esa misma fibra muscular esquelética, porque esas secciones adyacentes tienen su propio material nuclear. Por lo tanto, la miopatía suele asociarse a dicha "necrosis segmentaria", en la que algunos de los segmentos supervivientes quedan funcionalmente aislados de su inervación a través de la pérdida de continuidad con la unión neuromuscular .

El sincitio del músculo cardíaco es importante porque permite una contracción rápida y coordinada de los músculos a lo largo de toda su longitud. Los potenciales de acción cardíaca se propagan a lo largo de la superficie de la fibra muscular desde el punto de contacto sináptico a través de discos intercalados . Aunque es un sincitio, el músculo cardíaco se diferencia porque las células no son largas ni multinucleadas. Por lo tanto, el tejido cardíaco se describe como un sincitio funcional, a diferencia del verdadero sincitio del músculo esquelético.

El músculo liso del tracto gastrointestinal es activado por un compuesto de tres tipos de células: células musculares lisas (SMC), células intersticiales de Cajal (ICC) y receptor alfa del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGFRα), que están acopladas eléctricamente y trabajan juntas como un sincitio funcional SIP. ^{[7] [8]}

Ciertas células derivadas del sistema inmune animal pueden formar células agregadas, como las células osteoclásticas responsables de la resorción ósea .

Otro sincitio vertebrado importante se encuentra en la placenta de los mamíferos placentarios. Las células derivadas del embrión que forman la interfaz con el torrente sanguíneo materno se fusionan para formar una barrera multinucleada: el sinciciotrofoblasto . Esto probablemente sea importante para limitar el intercambio de células migratorias entre el embrión en desarrollo y el cuerpo de la madre, ya que algunas células sanguíneas están especializadas para poder insertarse entre las células epiteliales adyacentes . El epitelio sincitial de la placenta no proporciona una vía de acceso de este tipo desde la circulación materna hacia el embrión.

Gran parte del cuerpo de las esponjas hexactinellidas está compuesto de tejido sincitial, lo que les permite formar sus grandes espículas silíceas exclusivamente en el interior de sus células. ^[9]

La estructura fina del tegumento en los helmintos es esencialmente la misma tanto en los cestodos como en los trematodos . Un tegumento típico tiene un grosor de 7 a 16  μm , con capas diferenciadas. Es un sincitio que consiste en tejidos multinucleados sin límites celulares diferenciados . La zona exterior del sincitio, llamada "citoplasma distal", está revestida por una membrana plasmática . Esta membrana plasmática está a su vez asociada con una capa de macromoléculas que contienen carbohidratos conocida como glicocáliz , que varía en grosor de una especie a otra. El citoplasma distal está conectado a la capa interna llamada "citoplasma proximal", que es la "región celular o citón o pericario" a través de tubos citoplasmáticos que están compuestos de microtúbulos . El citoplasma proximal contiene núcleos , retículo endoplasmático , complejo de Golgi , mitocondrias , ribosomas , depósitos de glucógeno y numerosas vesículas . ^[10] La capa más interna está delimitada por una capa de tejido conectivo conocida como " lámina basal ". A la lámina basal le sigue una capa gruesa de músculo . ^[11]

Los sincitios también pueden formarse cuando las células se infectan con ciertos tipos de virus , en particular HSV-1 , VIH , MeV , SARS-CoV-2 y neumovirus , por ejemplo, el virus respiratorio sincitial (VSR). Estas formaciones sincitiales crean efectos citopáticos distintivos cuando se observan en células permisivas . Debido a que muchas células se fusionan, los sincitios también se conocen como células multinucleadas, células gigantes o policariocitos. ^[12] Durante la infección, las proteínas de fusión viral utilizadas por el virus para ingresar a la célula se transportan a la superficie celular, donde pueden hacer que la membrana de la célula huésped se fusione con las células vecinas.

Por lo general, las familias virales que pueden causar sincitios tienen envoltura, porque las proteínas de la envoltura viral en la superficie de la célula huésped son necesarias para fusionarse con otras células. ^[13] Ciertos miembros de la familia Reoviridae son excepciones notables debido a un conjunto único de proteínas conocidas como proteínas transmembrana pequeñas asociadas a la fusión (FAST). ^[14] La formación de sincitios inducida por reovirus no se encuentra en humanos, pero sí en varias otras especies y es causada por ortoreovirus fusogénicos . Estos ortoreovirus fusogénicos incluyen el ortoreovirus reptil, el ortoreovirus aviar, el ortoreovirus de la Bahía de Nelson y el ortoreovirus del babuino. ^[15]

El VIH infecta a las células T colaboradoras CD4 ⁺ y hace que produzcan proteínas virales, incluidas las proteínas de fusión. Entonces, las células comienzan a mostrar en la superficie las glicoproteínas del VIH , que son antigénicas . Normalmente, una célula T citotóxica acudirá inmediatamente a "inyectar" linfotoxinas , como la perforina o la granzima , que matarán a la célula T colaboradora infectada. Sin embargo, si hay células T colaboradoras cerca, los receptores gp41 del VIH mostrados en la superficie de la célula T colaboradora se unirán a otros linfocitos similares. ^[16] Esto hace que docenas de células T colaboradoras fusionen las membranas celulares en un sincitio gigante no funcional, lo que permite al virión del VIH matar a muchas células T colaboradoras infectando solo una. Se asocia con una progresión más rápida de la enfermedad ^[17]

El virus de las paperas utiliza la proteína HN para adherirse a una célula huésped potencial y, luego, la proteína de fusión le permite unirse a la célula huésped. La HN y las proteínas de fusión quedan entonces en las paredes de la célula huésped, lo que hace que se una a las células epiteliales vecinas . ^[18]

Las mutaciones dentro de las variantes del SARS-CoV-2 contienen variantes de la proteína de pico que pueden mejorar la formación de sincitios. ^[19] La proteasa TMPRSS2 es esencial para la formación de sincitios. ^[20] Los sincitios pueden permitir que el virus se propague directamente a otras células, protegido de los anticuerpos neutralizantes y otros componentes del sistema inmunológico. ^[19] La formación de sincitios en las células puede ser patológica para los tejidos. ^[19]

“Los casos graves de COVID-19 se asocian con un daño pulmonar extenso y la presencia de neumocitos sincitiales multinucleados infectados . Los mecanismos virales y celulares que regulan la formación de estos sincitios no se comprenden bien”, ^[21] pero el colesterol de membrana parece necesario. ^{[22] [23]}

Los sincitios parecen ser duraderos; la “regeneración completa” de los pulmones después de una gripe grave “no ocurre” con la COVID-19. ^[24]