El japonés Yoshinori Ohsumi, de 71 años, recibió este lunes el premio Nobel de Medicina 2016 por el descubrimiento del mecanismo genético de la autofagia, proceso degradación y reciclaje de componentes celulares y de gran importancia en muchos fenómenos fisiológicos, por el cual las células absorben parte de sus propios componentes, que sirve para comprender la respuesta del organismo ante una infección, anunció el Instituto Karolinska de Estocolmo.
“Los descubrimientos de Ohsumi supusieron un nuevo paradigma para comprender cómo la célula recicla su contenido. Abrieron una senda para entender la importancia fundamental de la ‘autofagia’ en muchos procesos fisiológicos, como la adaptación a la inanición o la respuesta a una infección”, subrayó el Instituto en su fallo.
La autofagia es esencial, por ejemplo, en la adaptación a la inanición o en las respuestas a las infecciones, y su interrupción ha sido vinculada a males como el párkinson, la diabetes tipo 2 y otros desórdenes relacionados con la vejez, así como a enfermedades genéticas o al cáncer.
Ohsumi (Fukuoka, Japón, 1945) reveló a inicios de la década de 1990 los dispositivos subyacentes a ese proceso partiendo del análisis de la levadura, que le sirvió para identificar genes esenciales para la autofagia y sentar las bases de un nuevo modelo en la comprensión de cómo las células reciclan su contenido.
A mediados del siglo pasado los científicos observaron unos nuevos compartimentos celulares especializados que digerían proteínas, carbohidratos y lípidos y que actuaban como “estación de trabajo” para la degradación de constituyentes celulares, explicó en su fallo la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo.
El descubrimiento de la estructura y funciones de esos compartimentos, llamados lisosomas, le proporcionó el Nobel de Medicina en 1974 al belga Christian de Duve, que fue además quien acuñó el término autofagia para referirse a un nuevo tipo de transporte celular vesicular.
Autofagia
La mutación en los genes que regulan la autofagia puede dar lugar a enfermedades, y el proceso está involucrado en condiciones tales como el cáncer y patologías neurológicas. La palabra autofagia, explicó el Instituto, proviene del griego y significa “comerse a sí mismo”; el concepto nació en la década de los años sesenta, cuando los científicos observaron por primera vez que la célula podía destruir sus propios contenidos encerrándolos en una membrana y trasladándolos a un compartimento de “reciclaje” para su degradación.
Los investigadores se centraron en las décadas siguientes en analizar otro sistema usado para degradar proteínas, el proteasoma, y dentro de ese campo de estudio fueron premiados también con el Nobel en 2004 los israelíes Aaron Ciechanover y Avram Hershko y el estadunidense Irwin Rose.
El proteasoma degrada de forma eficiente las proteínas una a una, pero no servía para explicar cómo las células se deshacían de complejos proteínicos mayores y de organelas (estructuras en el citoplasma) desgastadas.
Al fundar su propio laboratorio en 1988, Ohsumi centró sus esfuerzos en la degradación proteínica en la vacuola, una organela que se corresponde con el lisosoma en las células humanas, y utilizó células de levadura, fáciles de estudiar y empleadas a menudo como modelo para las de los humanos.
El reto para el científico era cómo superar dos problemas: el menor tamaño de esas células y la dificultad para distinguir en el microscopio sus estructuras internas.
Ohsumi pensó que si podía interrumpir la degradación mientras la autofagia estaba activa, los autofagosomas (vesículas de doble membrana que se forman durante este último proceso) deberían acumularse en la vacuola y ser visibles bajo el microscopio.
Así cultivó levadura mutada que carecía de enzimas de degradación vacuolar y estimuló a la vez la autofagia haciendo “pasar hambre” a las células: en pocas horas las vacuolas estaban llenas de pequeñas vesículas no degradadas, los autofagosomas.
Su experimento, que fue publicado en 1992, probaba que la autofagia existe en células de levadura y validaba un método para identificar y caracterizar genes implicados en el proceso.
En menos de un año identificó esos primeros genes exponiendo las células a una sustancia química que provocaba mutaciones e inducía la autofagia y caracterizó las proteínas codificadas por ellos, demostrando que el proceso es controlado por una cascada de proteínas.
Las repercusiones desde la comunidad científica
Desde el Conicet, la investigadora y del Instituto de Histología y Embriología de Mendoza María Isabel Colombo aseguró a Télam que el descubrimiento de Oshumi “fue muy importante porque abrió nuevos caminos y avenidas de investigación en un área donde no se había logrado avanzar durante 30 años”.
“Desde el descubrimiento del proceso autofagia no se había logrado avanzar hasta que el doctor Ohsumi comenzó a dilucidar las moléculas que regulan el proceso, a las cuales genéricamente se las llama ‘ATG'”, precisó.
Colombo destacó que él científico japonés “empieza a identificarlas en un organismo unicelular, como es el caso de una levadura, pero después se descubre que todas esas moléculas tienen su equivalente en organismos más avanzados, como los vertebrados por ejemplo, incluyendo al ser humano”.
Y este descubrimiento “es tan importante que a partir de él se abre todo un campo de investigación” sobre los procesos de la autofagia y distintos laboratorio del mundo trabajamos en ella gracias a las bases que sentó Ohsumi”.
María Inés Vaccaro, jefa del Laboratorio de Fisiopatología Molecular de la Facultad de Farmacia y Bioquímica (FFyB) de la UBA e investigadora del Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular, aseguró que el científico japonés tiene muy merecido el Nobel porque descubrió los genes y mecanismos fundamentales que regulan el proceso de la autofagia a nivel molecular”.
“Sus hallazgos permitieron ver que ese proceso no sólo ocurre en condiciones de ayuno (cuando faltan nutrientes), sino que también desempeña un rol de defensa en cáncer, enfermedades neurológicas, diabetes y muchas otras patologías”, concluyó.
