Autofagia. El reciclaje celular

Autofagia: Las células del cuerpo humano también se reciclan y limpian sus residuos

Vamos a ver  lo más íntimo y básico en lo que a reciclaje se refiere, a la propia gestión de residuos por parte de nuestro cuerpo: Lo que se denomina Autofagia.

¡Es cuestión de supervivencia! Nuestras células eliminan y reciclan los residuos o elementos defectuosos en su interior. Aquí te explicamos cómo la alteración de este proceso puede conducir al desarrollo o agravamiento de diferentes enfermedades neurodegenerativas.

¿Qué sucedería si en tu ciudad nadie se encargara de retirar la basura que generamos y los objetos estropeados? Probablemente, que con el tiempo tu localidad se colapsaría. Por el contrario, cuando recogemos los residuos, estos son procesados, reciclados y reutilizados para la fabricación de otros materiales. Pues esto también ocurre en nuestro organismo. De manera regular, las células generan productos de desecho y otros contenidos celulares alterados que somos capaces de eliminar y de reutilizar para la producción de nuevos elementos esenciales para la célula. A este proceso que realizan nuestras células y que posibilita su supervivencia se le conoce como autofagia. Literalmente “comerse a sí mismo” en griego, y fue llamado así por primera vez en 1963 por el bioquímico belga Christian de Duve, premio Nobel de Fisiología/Medicina.

La importancia de la autofagia

La importancia de este proceso bioquímico para el desarrollo normal de la fisiología celular ha extendido el interés por su estudio a lo largo de las últimas décadas. En este sentido, destacan las aportaciones de Daniel Klionsky en Ann Harbor, de Guido Kroemer en París o de la española Ana Cuervo en Nueva York. Sin embargo, la autofagia no solo participa del funcionamiento adecuado de nuestro organismo, sino que también actúa frente a un estímulo agresor o un defecto celular. De esta manera, la célula entra en proceso de autofagia para reparar el daño. Es por ello que la afectación de este mecanismo puede conducir al desarrollo o agravamiento de diferentes trastornos como la enfermedad de Huntington, el alzhéimer y el párkinson, todas ellas patologías de tipo neurodegenerativo.

Según describe un Grupo de trabajo perteneciente al Departamento de Investigación de Biología Celular y Molecular del Centro de Investigaciones Biológicas, la autofagia es un proceso celular que se encarga de la degradación y reciclaje de componentes celulares.

El proceso

Durante la autofagia, porciones del citosol, incluyendo orgánulos completos, son englobadas en una doble membrana que se cierra para formar un autofagosoma o vacuola de autofagia, que se fusionará permitien la digestión de los componentes englobados. La autofagia tiene un papel esencial en la obtención de nutrientes en condiciones de ayuno, en la degradación de orgánulos dañados, por lo que supone un mecanismo que permite a las células sobrevivir en condiciones de estrés.

Sin embargo también se ha sugerido que es un modo alternativo de muerte celular programada que se ha observado tanto durante el desarrollo así como durante las enfermedades neurodegenerativas. Dicho grupo de trabajo, está estudiando los mecanismos moleculares de la autofagia durante el desarrollo del sistema nervioso y los procesos neurodegenerativos para determinar en qué situaciones la autofagia supone un mecanismo citoprotector o si alternativamente también puede ser un mecanismo de muerte celular programada.

Los resultados indican que la autofagia es esencial para la eliminación de las células apoptóticas durante la muerte celular asociada al desarrollo del sistema nervioso. El bloqueo de este proceso disminuye los niveles de ATP necesarios para la exposición de fosfatidilserina, molecula que esencial para el reconocimiento de la célula apoptótica y eliminación por fagocitosis.

Sorprendentemente este requerimiento para la eliminación de las celulas apoptóticas no parece ser universal y en otras fases de muerte celular como la muerte asociada a la salida del nervio óptico (muerte morfogenética) o la muerte neuronal asociada a la falta de factores tróficos (muerte neurotrófica) la inhibición de la autofagia no tiene ese efecto. En estos momentos estamos caracterizando el fenotipo en desarrollo de algunos modelos marinos deficientes en autofagia.

La autofagia y la enfermedad de Parkinson

¿Y qué tienen en común estas enfermedades? Pues que todas ellas presentan una acumulación intra o extracelular de proteínas alteradas o mal plegadas, que debemos eliminar y reciclar precisamente mediante autofagia. Y si este proceso se encuentra afectado, la célula no es capaz de llevar a cabo la limpieza de estos residuos. Así, en la enfermedad de Parkinson se producen acumulaciones de proteínas incorrectamente eliminadas, entre las que destaca la sinucleína. Esta proteína tiene su importancia porque interviene en la formación de los cuerpos de Lewy en el cerebro, uno de los rasgos anatomopatológicos más característicos en la enfermedad.

Aunque el Parkinson es una enfermedad que se debe a muchas causas, los expertos coinciden en que en su origen confluyen factores medioambientales y genéticos, y es curioso que muchos de estos últimos producen herramientas moleculares que, o bien participan del proceso de autofagia, o bien la regulan o modifican. Una de ellas, conocida como LRRK2 o dardarina – derivada de la palabra vasca dardara que significa temblor – está muy relacionada con la enfermedad. Nuestro grupo de investigación PARK ha estudiado en los últimos años células procedentes de enfermos de Parkinson que presentan una de las mutaciones más prevalentes en la enzima dardarina. De esta manera, hemos comprobado que el mecanismo de autofagia se encuentra modificado de manera sustancial en estas células, y que esta modulación convierte a las células más sensibles a alguno de los factores medioambientales relacionados con la enfermedad. En un mismo modelo nos encontramos, así, con ambos grupos de factores predisponentes, el medioambiental y el genético. Dichas investigaciones están disponibles en revistas científicas como Autophagy.

La autofagia, por tanto, se está convirtiendo en una nueva estrategia en el combate contra las enfermedades neurodegenerativas y para prolongar la vida de las células, acelerando o retrasando este proceso de limpieza, aunque esto, probablemente, merezca otro capítulo.