Αυτοφαγία: κυτταρικός θάνατος ή μηχανισμός επιβίωσης?
Δρ. Yoshinori Ohsumi, Καθηγητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας στο Τόκυο
Πριν λίγες ημέρες και συγκεκριμένα στις 10 Δεκεμβρίου, παρουσία πλήθους κόσμου όπως κάθε χρόνο, έγινε η απονομή των βραβείων Nobel στην Στοκχόλμη. Το βραβείο στην κατηγορία «Φυσιολογία/Ιατρική» δόθηκε φέτος στον Ιάπωνα Yoshinori Ohsumi για την έρευνα του για τους μηχανισμούς της αυτοφαγίας.
Όμως τι είναι η αυτοφαγία? Πρόκειται για έναν μηχανισμό μέσω του οποίου το κύτταρο αποικοδομεί και ανακυκλώνει κυτταρικά συστατικά όπως πρωτεΐνες και οργανίδια, στα λυσοσώμάτα προκειμένου να εξοικονομήσει ενέργεια. Αν και έχουν περάσει σχεδόν 50 χρόνια από τότε που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ο όρος της αυτοφαγίας, μόλις την τελευταία 10ετία ο μηχανισμός της αυτοφαγίας προσέλκυσε το ενδιαφέρον των επιστημόνων και άρχισε να διερευνάται η συσχέτιση του με διάφορες ασθένειες συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου αλλά και με διαδικασίες που σχετίζονται με την ανάπτυξη, με διάφορες καταστάσεις stress καθώς και με τη γήρανση [1].
Από πολλούς επιστήμονες η αυτοφαγία κατατάσσεται ως τύπου ΙΙ προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος όπου μαζί με την απόπτωση (τύπου Ι προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος) είναι οι διαδικασίες που ρυθμίζουν την ισορροπία μεταξύ κυτταρικής ανάπτυξης και το θανάτου.
Εικόνα ηλεκτρονικού μικροσκοπίου όπου φαίνονται τα αυτογοσώματα με την χαρακτηριστική διπλή μεμβράνη (http://www.helsinki.fi/biosciences/biochemistry/eskelinen)
Υπάρχουν 3 τύποι αυτοφαγίας: η μακροαυτοφαγία, η μικροαυτοφαγία και η αυτοφαγία μέσω chaperones. Η μακροαυτοφαγία χαρακτηρίζεται από τη δημιουργία κυστιδίων με διπλή μεμβράνη τα οποία εγκολπώνουν πρωτεΐνες και οργανίδια όπως μιτοχόνδρια. Τα κυστίδια ονομάζονται αυτοφαγοσώματα και συντήκονται με τα λυσοσώματα, στη συνέχεια κατάλληλες υδρολάσες αποικοδομούν το περιεχόμενο των κυστιδίων επιτρέποντας την ανακύκλωση μακρομορίων [1,2].
Στην περίπτωση της μικροαυτοφαγίας παρατηρείται άμεση εγκόλπωση των πρωτεϊνών και των διαφόρων οργανιδίων από τα λυσοσώματα. Η αυτοφαγία μέσω chaperones χαρακτηρίζεται από την αναγνώριση πρωτεϊνών με συγκεκριμένη εκτεθειμένη αλληλουχία αμινοξέων (KFERQ). Η αναγνώριση γίνεται από την πρωτεΐνη hsc70 (heat sock protein 70) και στη συνέχεια οι πρωτεΐνες μεταφέρονται στα λυσοσώματα από την πρωτεΐνη LAMP2A. Ο πιο καλά μελετημένος μηχανισμός είναι εκείνος της μακροαυτοφαγίας και πολλές φορές όταν στη βιβλιογραφία γίνεται αναφορά στην αυτοφαγία εννοείται η μακροαυτοφαγία.
Ο ρόλος της αυτοφαγίας σε σχέση με τα χημειοθεραπευτικά δεν είναι ξεκάθαρος. Υπάρχουν πολλά επιστημονικά άρθρα που περιγράφουν ότι αναστολή της αυτοφαγίας από τα χημειοθεραπευτικά προκαλεί επαγωγή της τοξικότητας τους και πολλά άρθρα που περιγράφουν το αντίθετο. Επιπλέον η αυτοφαγία είναι πιο σημαντική για κάποιους όγκους σε σχέση με κάποιους άλλους εισάγοντας τον όρο «εθισμός στην αυτοφαγία». Τα αντικρουόμενα συμπεράσματα δεν αφήνουν περιθώρια για ξεκάθαρη απάντηση και τελικά τίθεται το ερώτημα πως ο ίδιος μηχανισμός μπορεί να σκοτώσει το (καρκινικό) κύτταρο ή να το βοηθήσει να επιβιώσει? Αλλά δεν είναι μόνο αυτό το ερώτημα, η αυτοφαγία επηρεάζεται και επηρεάζει τις θεραπείες κατά του καρκίνου με διαφορετικό τρόπο. Όσο πιο πολύ γίνονται κατανοητοί οι μηχανισμοί της αυτοφαγίας τόσο πιο πολύ εφικτό είναι να σχεδιάζονται στρατηγικές για τη διαχείρισή της ενάντια στον καρκίνο [1,3]. Μια πρόσφατη δημοσίευση χαρακτηρίζει τον μηχανισμό της αυτοφαγίας ως τον Δούρειο Ίππο στην προσπάθεια αντιμετώπισης των γλοιωμάτων [4].
Διαφαίνεται ότι για τους επιστήμονες η αυτοφαγία είναι «δόξης στάδιον λαμπρόν».
Βιβλιογραφία
- Ohsumi Y. “Historical landmarks of autophagy research”, Cell Res, 24:9-23, 2014.
- Russell R. et al., “Autophagy regulation by nutrient signaling”, Cell Res, 24: 42-57.
- Thorburn A. et al., “Autophagy and cancer therapy”, Mol Pharmacol, 85: 830-838.
Έφη Γιαννοπούλου
Υπεύθυνη Κλινικών Μελετών & Επιστημονικών Εκδόσεων
