–Por sus descubrimientos de los mecanismos de la autofagia, le fue otorgado el Premio Nobel de Medicina y Fisiología 2016 al médico japonés Yoshinori Oshumi.

Yoshinori Oshumi nació 1945 en Fukuoka, Japón. Recibió un doctorado de la Universidad de Tokio en 1974. Después de pasar tres años en la Universidad Rockefeller, Nueva York, EE.UU., regresó a la Universidad de Tokio, donde estableció su grupo de investigación en 1988. Es desde 2009 profesor en el Instituto de Tecnología de Tokio.

Sobre el decubrimiento hecho por Osmhumi, que le valió el premio Nobel 2016, la academia hace las siguientes precisiones:

La autofagia ( “auto-comer”) es un proceso fundamental para degradar y reciclar los componentes celulares.

La palabra autofagia se origina de las palabras griegas auto- , que significa “sí”, y phagein , que significa “comer” . Por lo tanto, la autofagia denota “auto alimentación”. Este concepto surgió durante la década de 1960, cuando los investigadores observaron por primera vez que la célula podría destruir sus propios contenidos encerrándolo en las membranas, la formación de vesículas en forma de saco que fueron transportados a un compartimiento de reciclaje, llamados el lisosoma, para la degradación. Dificultades en el estudio del fenómeno significó que se sabía poco hasta que, en una serie de brillantes experimentos en la década de 1990, Yoshinori Oshumi utiliza levadura de panadero para identificar genes esenciales para la autofagia. A continuación, pasó a dilucidar los mecanismos subyacentes de la autofagia en la levadura y mostró que la maquinaria sofisticada similar se utiliza en nuestras células.

Los descubrimientos de Oshumi condujeron a un nuevo paradigma en la comprensión de cómo la célula recicla su contenido. Sus descubrimientos abren el camino para la comprensión de la importancia fundamental de la autofagia en muchos procesos fisiológicos, tales como en la adaptación a la inanición o la respuesta a la infección. Las mutaciones en los genes autofagia pueden causar la enfermedad, y el proceso de autofagia está involucrado en una serie de condiciones como el cáncer y enfermedades neurológicas.

Degradación – una función central en todas las células vivas

En los científicos mediados de la década de 1950 observaron un nuevo compartimento celular especializado, llamado un orgánulo, que contiene enzimas que digieren proteínas, carbohidratos y lípidos. Este compartimiento especializado se conoce como un ” lisosoma ” y funciona como una estación de trabajo para la degradación de los constituyentes celulares. El científico belga Christian de Duve fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1974 por el descubrimiento de los lisosomas. Las nuevas observaciones durante la década de 1960 mostraron que grandes cantidades de contenido celular, e incluso los orgánulos enteros, a veces se podían encontrar en el interior de los lisosomas. Por tanto, la célula parecía tener una estrategia para la entrega de gran carga a los lisosomas. El análisis adicional bioquímico y microscópico reveló un nuevo tipo de vesícula transporte de carga celular a los lisosomas para la degradación. Christian de Duve, el científico detrás del descubrimiento del lisosoma, acuñó el término autofagia, “auto-alimentación”, para describir este proceso. Las nuevas vesículas fueron nombrados autofagosomas.

Durante la década de 1970 y los investigadores de 1980 centrado en la aclaración de otro sistema utilizado para degradar las proteínas, a saber, el “proteasoma”. Dentro de este campo de investigación Aaron Ciechanover, Avram Hershko e Irwin Rose fueron galardonados con el Premio Nobel de Química 2004 por “el descubrimiento de la degradación de proteínas mediada por ubiquitina”. El proteasoma degrada las proteínas de manera eficiente, uno por uno, pero este mecanismo no explicó cómo la célula se deshizo de los complejos de proteínas más grandes y orgánulos gastados. Podría el proceso de autofagia ser la respuesta y, si es así, ¿cuáles fueron los mecanismos?

Un experimento innovador

Yoshinori Oshumi había estado activo en diversas áreas de investigación, pero al iniciar su propio laboratorio en 1988, centrado sus esfuerzos en la degradación de proteínas en la vacuola , un orgánulo que corresponde a los lisosomas en células humanas. Las células de levadura son relativamente fáciles de estudiar y por lo tanto a menudo se utilizan como modelo para las células humanas. Son particularmente útiles para la identificación de genes que son importantes en las vías celulares complejos. Pero Oshumi se enfrentó a un reto importante; células de levadura son pequeñas y sus estructuras internas no se distinguen fácilmente bajo el microscopio y por lo tanto no estaba seguro de si la autofagia que existiera en este organismo. Oshumi razonó que si pudiera perturbar el proceso de degradación en la vacuola, mientras que el proceso de autofagia estaba activo, entonces autofagosomas deben acumularse dentro de la vacuola y se hacen visibles bajo el microscopio. Por lo tanto, cultivó la levadura mutante que carece de las enzimas de degradación vacuolar y al mismo tiempo estimula la autofagia por hambre las células. Los resultados fueron sorprendentes! En cuestión de horas, las vacuolas se llenan de pequeñas vesículas que no habían sido degradados . Las vesículas eran autofagosomas y el experimento de Oshumi demostraron que existe authophagy en células de levadura. Pero aún más importante, que ahora tenía un método para identificar y caracterizar los genes clave involucrados en este proceso. Esta fue una de las principales desintegración.