Autofagia, un mecanismo de reparación y supervivencia celular

La autofagia es un mecanismo que tienen las células para elegir un contenido intracelular (proteínas, organelos como las mitocondrias) que está dañado, engullirlo y degradarlo. Este proceso de “comerse a sí mismo”, como se le dice, lo realizan para protegerse, mantenerse saludables y sobrevivir.

Es un mecanismo de regeneración celular que ha existido desde siempre en los seres humanos, además de que es muy parecido entre las diferentes especies, por lo que se considera que está conservado evolutivamente.

La doctora Susana Castro Obregón, del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM, explica que en el ser humano la autofagia está presente desde la fecundación, cuando la célula fusionada, que dará inicio a un nuevo ser, distingue qué mitocondrias vienen del espermatozoide y se las come. De esa forma, hoy se sabe que éstas las heredamos sólo de nuestra madre.

Asimismo, este proceso de autofagia deja de funcionar con el paso del tiempo y contribuye al envejecimiento. ¿Por qué ocurre esto?, ése es uno de los enigmas que existen en la actualidad, destaca la investigadora.

Lisosomas y genes de la autofagia

En la década de 1960, el doctor Christian de Duve –quien en 1974 ganaría el Premio Nobel por haber descubierto la existencia de los lisosomas– acuñó el término autofagia.

El lisosoma es un componente que se encuentra dentro de la célula y que sirve para descomponer y reciclar partes dañada de la célula.

Gracias a este científico se supo que las células tienen una maquinaria por la cual pueden degradar sus componentes. Así, descubrió que en el interior de éstas hay unas vesículas que detectan la parte de la célula que quieren degradar, la envuelven, la transportan, la fusionan y la meten en el lisosoma, en donde se reciclan esos restos celulares. A este proceso lo nombró autofagia.

En un inicio no se entendía cómo el lisosoma degradaba estos componentes. Sin embargo, varios años después, al estudiar en la levadura cómo se lleva a cabo el proceso de autofagia, investigadores japoneses encontraron, a nivel molecular, los genes necesarios para que esto ocurra.

A partir de estos descubrimientos hoy se sabe qué genes se necesitan para que se formen estas vesículas, llamadas autofagosomas, además de cuáles son necesarios para que se detecte y reconozca la parte de las células que se deben de comer, y ya que se la comieron qué necesita para llevarlo al lisosoma y que dentro de éste se degraden.

El doctor japonés Yoshinori Ohsumi recibió el Premio Nobel en 1996 por el descubrimiento de este proceso.

Mecanismo celular reparador

Con el proceso de autofagia se pueden liberar distintos componentes –aminoácidos, glucosa, proteínas, ácidos grasos y hierro– fundamentales para el metabolismo, el cual, si funciona adecuadamente, repara y regenera células.

Asimismo, se sabe que la autofagia se induce cuando le faltan nutrientes a la célula. Cuando esto ocurre activa un mecanismo que consiste en elegir proteínas que no son muy importantes, las degrada y reúsa. Esto le permite a la célula aguantar más tiempo mientras le vuelvan a llegar nutrientes.

“La autofagia degrada los diferentes componentes para generar los elementos de los que estamos hechos, pero si ésta no sirve interfiere con todo el metabolismo: puede fallar la cantidad de glucosa que la célula puede utilizar o la cantidad de ATP que ésta genera o la síntesis de proteínas”, explicó la doctora Castro Obregón.

Asimismo, si falla la autofagia se pierde la función de eliminar las partes de las células que están dañadas. Esto lleva a que se acumulen las moléculas dañadas dentro de las células y haya un mal funcionamiento de éstas.

La doctora Castro Obregón, quien cursó su doctorado en Biomédica Básica, explica que gracias al descubrimiento de los genes que participan en la autofagia también se ha conocido que existen mutaciones en éstos que impiden que se regeneren y reparen las células.

En enfermedades como Alzheimer y Parkinson se ha visto al microscopio que algunas vesículas que deben promover el buen funcionamiento de la autofagia están acumuladas, lo que interrumpe el proceso de regeneración. “[..] como que se indigestan las neuronas, se queda a la mitad el proceso”, destaca la universitaria. En este sentido, estas fallas pueden generar enfermedades neurodegenerativas.

Además, un mal funcionamiento de la autofagia en personas jóvenes está asociado a fallas en el sistema inmune.

Asimismo, en enfermedades como el cáncer tiene un doble papel. Por ejemplo, cuando está empezándose a formar un tumor las células que están en medio de él no reciben nutrientes y, al no haber una regeneración celular, se evita que se desarrolle el tumor. También una ausencia de autofagia puede provocar que las células sean más sensibles a la quimioterapia y el tumor se elimine, pero en otras ocasiones la autofagia ayuda a que la quimioterapia mate a las células tumorales. “Parece que depende del tipo de tumor si la autofagia ayuda o perjudica al tratamiento”, destaca la investigadora.

Inhibir la autofagia

Uno de los procesos que activa la autofagia es el del “ayuno intermitente”, el cual se considera un posible método para la pérdida de peso e incluso para retrasar el envejecimiento. Sin embargo, la doctora Castro aclara que no se debe hacer sin seguimiento médico, porque si personas con diabetes o síndrome metabólico ayunan se pueden enfermar más.

Esto ocurre porque al ser uno de los inductores más importantes de la autofagia la ausencia de nutrientes, entonces, si una persona ayuna, éstos no llegan a la célula y activará la autofagia. Sin embargo, dijo la universitaria, los beneficios de esto deben medirse según el tipo de población, el género y la edad, además, de que es necesario que todo tratamiento para perder peso sea llevado de la mano con un especialista.

Agrega que, en particular en la población mexicana, en donde tenemos un alto número de personas con síndrome metabólico, diabetes o prediabetes, no es recomendable hacer ayuno, pues resulta negativo que una persona con estas enfermedades deje de comer mucho tiempo.

“Jugar con la ingesta, hacerse pasar el ayuno, puede ser en detrimento para las personas que ya tienen problemas metabólicos, que es la mayoría de la gente y desde niños en México. No es recomendable que uno diga ‘yo solita, me voy a poner a ayunar’; hay que hacerlo, pero con tratamiento médico, porque como la autofagia es una integradora del metabolismo, entonces, el cuerpo mismo lo hace, o sea, si tú estás sana es que está funcionando bien, no necesitas retarla”.

Concluye que la mejor manera y mucho más saludable y segura de inducir la autofagia, hasta en las neuronas, es el ejercicio aeróbico.

• En el laboratorio que dirige la doctora Susana Castro Obregón estudian cómo se forma el sistema nervioso, y cuál es el papel de la autofagia en este proceso.

La investigadora explica que el tubo neural es fundamental para la formación del sistema nervioso, tanto del cerebro como de la médula espinal, y han visto que en ratones que no pueden llevar a cabo la autofagia no se forma ese tubo, por lo que están estudiando por qué la autofagia es necesaria para su formación.

También exploran por qué falla la autofagia y con esto hace que las neuronas se vuelvan senescentes y que empiecen un proceso de envejecimiento.