Autofagia

La Autofagia es un proceso catabólico altamente conservado en eucariotas, en el cual el citoplasma, incluyendo el exceso de orgánulos o aquellos deteriorados o aberrantes, son secuestrados en vesículas de doble membrana y liberados dentro del lisosoma/vacuola para su descomposición y eventual reciclado de las macromoléculas resultantes. Este roceso juega un papel esencial en la adaptación al ayuno y a las condiciones ambientales cambiantes, a la remodelación celular durante el desarrollo y acumulación de orgánulos alterados hipergeneradores de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las células en envejecimiento.^[1] Durante la autofagia se forman, como se ha dicho, vesículas de doble membrana llamadas autofagosomas que capturan material citoplasmático y lo transportan hasta los compartimentos acídicos (vacuola en el caso de levaduras o lisosomas en el caso de células de mamífero), donde son degradados por enzimas hidrolíticas. Una vez que los autofagosomas se ha fusionado con los lisosomas, las vesículas resultantes (ya de membrana simple) pasan a denominarse autolisosomas. En mamíferos, la autofagia es un evento constitutivo que regula crecimiento celular, desarrollo y homeostasis. Mientras que en levaduras, la autofagía es inducida bajo condiciones de estrés celular, tales como falta de nutrientes, incremento de temperatura o estrés oxidativo. Los estudios más recientes apuntan que la autafagia, además de constituir un proceso reparativo, está implicado en fenómenos de muerte celular. Estos fenómenos han sido denominados "procesos de muerte tipo II" (no apoptótica).

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Etimología

Autofagía se deriva de las raíces griegas auto - uno mismo, phagos - comer. Algunas veces se puede usar como sinónimo de autofagia, el termino auto-canibalismo, sin embargo este se aplica casi exclusivamente al mecanismo de degradación celular.

Funciones

Autofagia se ha relacionado con proliferación, diferenciación, respuesta inmune contra patógenos, cáncer, apoptosis y recientemente se ha propuesto como una herramienta que permite a la célula obtener energía, ácidos grasos y aminoácidos permitiendo su supervivencia en condiciones adversas. Un mecanismo de autofagia deficiente es también causante de distintas enfermedades neurodegenerativas.

Mecanismo molecular

En levaduras, los genes que participan en la autofagia son denominados Atg(1-16) y la mayoría de ellos cuenta con sus respectivos genes ortologos en células de plantas, mamíferos y protistas.

Los autofagosomas en levaduras tienen un diámetro de 300 a 900 nm, mientras que en células de mamifero son mayores (1000 a 1500 nm).

La biogénesis de estas vesículas es regulada por dos sistemas denominados UBL (ubiquitin like systems). El primer sistema conjuga Atg5 con Atg12, formando el complejo Atg5-Atg12. El segundo conjuga a Atg8 con fosfatidiletanolamina, esta modificación permite que una proteína citosolica como Atg8 se una a la membrana de los autofagosomas hasta que estos son degradados, haciendo de Atg8 el marcador autofagosomal por excelencia. La fosfolipidacion de Atg8 es regularmente monitoreada por Western-blot utilizando geles de poliacrilamida suplementados con 6M de urea, en los cuales se puede diferenciar perfectamente la proteína de membrana de la citosolica.