Autofagia, el mantenimiento y salvavidas de la célula

Desde que Yoshinori Ohsumi recibió el Premio Nobel en 2016 por sus descubrimientos en los mecanismos de autofagia, este término se ha popularizado mucho, a menudo usándose de forma inapropiada, pero, ¿qué es realmente la autofagia?

El término significa literalmente “auto alimentación”, y podría ser traducido como “alimentarse de uno mismo”, pero se trata de un proceso realmente complejo y que no se conoce del todo a día de hoy. Lo primero que debemos tener en cuenta es que existen varios tipos de autofagia (microautofagia, macroautofagia y mediada por chaperonas), pero normalmente se hace referencia a la macroautofagia, y así se hará en este texto. 

Células de un tumor humano con un marcador fluorescente de autofagia. Las punteaduras verdes brillantes en la célula son autofagosomas.

La autofagia tiene lugar en el interior de la célula (citoplasma), donde se forma una vesícula (autofagosoma) que rodea a un conjunto de componentes celulares. Una vez están internados en la vesícula, se produce la unión del lisosoma a esta. Podríamos describir al lisosoma como el “estómago” de la célula porque contiene ácido y muchas proteínas con capacidad de degradar materia orgánica. Por ello, cuando se une con el autofagosoma se produce una degradación de los componentes celulares en su interior. Esta degradación no es completa, sino que tiene como resultado la liberación de pequeñas moléculas que sirven de ladrillos básicos para la formación de nuevas estructuras celulares. De este modo, la autofagia es, en parte, un proceso de reciclaje a nivel celular.

Dentro de la autofagia podemos diferenciar la basal, que consiste en un proceso de reciclaje continuo que evita que estructuras viejas y dañadas se acumulen, y la inducible, que se desencadena en respuesta a alguna situación que ponga en riesgo a la célula.

Como en la mayoría de los procesos biológicos, la regulación de la autofagia inducible es de vital importancia para la célula. Debe iniciarse en el momento en el que se necesite y debe detenerse cuando no haga falta. Normalmente, la activación se inicia cuando a la célula le faltan nutrientes. Al no poder alimentarse de lo que obtiene a su alrededor, comienza a degradar estructuras propias para obtener nutrientes. El principal factor de activación de la autofagia es la falta de aminoácidos, los bloques básicos para construir proteínas. Cuando faltan, se forman autofagosomas que degradan las proteínas de su interior hasta que solo quedan aminoácidos. Estos aminoácidos son usados para tres procesos fundamentales: producir nuevas proteínas, producir proteínas especializadas para ayudar a la célula a sobrevivir a la hambruna y producir energía. Gracias a esto, en el laboratorio se puede privar a las células de aminoácidos y otros nutrientes durante días sin que se produzca una gran mortalidad.

Pero la función de la autofagia no termina ahí, también está relacionada contra la defensa contra parásitos intracelulares. Microorganismos que viven dentro de nuestras células y causan enfermedades pueden ser degradados por este proceso. También pueden servir de defensa contra virus, aunque no para todos, ya que muchos virus son capaces de manipular la autofagia de la célula a la que infectan y usarla en su favor.

Distintas investigaciones están revelando el papel de la autofagia en multitud de enfermedades. Parece ser que las células cancerosas tienen un exceso de autofagia, mientras que una deficiencia en este proceso podría estar relacionado con una mayor incidencia de Alzheimer. Por lo que, como cualquier proceso de nuestro cuerpo, la autofagia sería beneficiosa siempre y cuando se ajuste exactamente a las necesidades de cada tejido. 

Pero hay que tener en cuenta que este proceso no solo está presente en humanos o animales, las plantas, hongos y protozoos presentan mecanismos de autofagia muy similares, ya que esta estrategia es tan beneficiosa que se ha mantenido en la evolución.