El japonés Yoshinori Ohsumi gana el Nobel de Medicina tras sus hallazgos del mecanismo de la "autofagia"
Su descubrimiento sobre este procedimiento para degradar y reciclar componentes celulares ayudarán a la comprensión de muchos procesos fisiológicos.
El japonés, Yoshinori Ohsumi, ganador del Nobel de Medicina de 2016. REUTERS
EUROPA PRESS
MADRID.- Yoshinori Ohsumi ha sido galardonado este lunes con el Premio Nobel de Medicina 2016 por "descubrir y aclarar los mecanismos que subyacen a la autofagia, un proceso fundamental para degradar y reciclar los componentes celulares", según ha anunciado el Instituto Karolinska.
Oshumi nació en 1945 en Fukuoka en Japón, doctorado por la Universidad de Tokio en 1974, pasó tres años en la Universidad Rockefeller, Nueva York, EEUU, y regreso a la Universidad de Tokio, donde estableció su grupo de investigación en 1988. Es desde 2009 profesor en el Instituto de Tecnología de Tokio.
El concepto de autofagia 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.
Las dificultades en el estudio de este fenómeno mostraron que se sabía poco hasta que, en una serie de brillantes experimentos en la década de 1990, Yoshinori Oshumi utilizara levadura para identificar los 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.
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.
¿Cómo llegó al descubrimiento?
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 existiría 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 autofagia en células de levadura. Pero aún más importante, que ahora tenía un método para identificar y caracterizar los genes clave involucrados en este proceso. Oshumi publicó los resultados en 1992.
La autofagia ha demostrado ser un mecanismo esencial en nuestras células. Pronto se hizo evidente que los mecanismos prácticamente idénticos operan en nuestras propias células. Las herramientas de investigación necesarias para investigar la importancia de la autofagia en los seres humanos ya estaban disponibles.
Gracias a Oshumi y otros que siguieron sus pasos, ahora se sabe que la autofagia puede proporcionar con rapidez combustible para energía y bloques de construcción para la renovación de los componentes celulares, y por lo tanto es esencial para la respuesta celular a la inanición y otros tipos de estrés.
Después de la infección, la autofagia puede eliminar la invasión de bacterias y virus intracelulares. La autofagia contribuye al desarrollo embrionario y la diferenciación celular. Las células también utilizan la autofagia para eliminar las proteínas y órganos dañados, un mecanismo de control de calidad que es fundamental para contrarrestar las consecuencias negativas del envejecimiento.
Las mutaciones en los genes en la autofagia pueden causar enfermedad genética, estas alteraciones se han relacionado con el cáncer. Una intensa investigación está en curso para desarrollar fármacos que puedan dirigirse a la autofagia en diversas enfermedades.
http://www.publico.es/ciencias/japones-yoshinori-ohsumi-gana-nobel.html
La restricción calórica no garantiza prolongar la vida como se pensaba
Ingerir menos calorías es bueno para la salud, pero no necesariamente para la longevidad, según muestra un estudio internacional en el que participa la Universidad de Córdoba. El trabajo tienen que ver con el papel de la autofagia, por el que el biólogo japonés Yoshinori Oshumi ha obtenido el premio Nobel en Medicina de 2016.
UCO
Un investigador de la Universidad de Córdoba muestra un ratón de experimentación empleado en el estudio de los efectos de la restricción calórica en el organismo. / UCO
La restricción calórica es una conocida estrategia para mejorar la salud y prolongar la vida. Esta dieta consiste en consumir menos calorías, pero sin caer en la desnutrición. Sin embargo, no vale para todos.
Hay múltiples factores como el sexo o el porcentaje en la reducción de la ingesta que inciden, según ha observado un amplio trabajo coordinado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) estadounidenses en el que han participado la Universidad de Córdoba (UCO) y el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto Universidad Pablo de Olavide-CSIC).
“La restricción calórica es la intervención no genética mejor caracterizada que se puede hacer en un individuo para contribuir a mejorar tanto su salud como su esperanza de vida”, resume José Manuel Villalba, catedrático de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la UCO y responsable de una parte del trabajo de investigación internacional.
Los animales en restricción calórica empleaban más las grasas como fuente de energía, en vez de los carbohidratos usados por los que comían a voluntad
“Sin embargo, los efectos en la supervivencia no son tan universales como se pensaba”, matiza. Hasta ahora se habían descrito algunos factores que pueden ayudar a mejorar la longevidad más que otros, por ejemplo, la fuente de grasas. El propio equipo que dirige en la UCO ya había apuntado a esta dirección.
Ahora, la nueva investigación, coordinada por Rafael de Cabo desde el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de Baltimore (Estados Unidos), ahonda en estas particularidades.
El trabajo empleó una cantidad “ingente” de datos, explica Villalba, con los que se quería probar la universalidad de la restricción calórica como opción para prolongar la vida. Para ello, y en laboratorios repartidos en varios puntos de Estados Unidos, Austria, Dinamarca y España, se estudiaron los comportamientos de dos cepas diferentes de ratones, con ambos sexos y con dos niveles de variación de consumo diferente.
Los datos crecían exponencialmente al multiplicar tantas variables, por lo que fue necesario la colaboración de hasta 18 equipos científicos. Los resultados han sido publicados en la revista Cell Metabolism.
Diferencias de sexo en investigación
La inclusión de ejemplares de los dos sexos fue un factor importante. En experimentación, se suelen utilizar machos al ser más estables desde el punto de vista hormonal. Esta cuestión práctica, sin embargo, elude otra de género: en ocasiones, las hembras responden a patrones fisiológicos diferentes, por lo que no siempre se pueden estandarizar los resultados de sus congéneres masculinos.
Desde hace un tiempo, los NIH ya tienen en cuenta esta diferencia de sexo en sus investigaciones. Junto a ello se consideró el comportamiento de dos cepas diferentes de ratones y una restricción en la dieta del 20% y el 40% en cada una de las anteriores categorías, junto a grupos de control que comían a placer (ad libitum). Se estudió tanto la longevidad máxima (el tope de vida) como la media (a qué edad muere la mitad de la población) y diferentes parámetros de la salud.
El amplio equipo internacional observó que había factores celulares que facilitan un envejecimiento más saludable, pero que no garantizan vivir más. Uno de esos factores estaba en las mitocondrias, un orgánulo encargado, entre otras funciones, de metabolizar las grasas. Los animales en restricción calórica empleaban en mayor porcentaje las grasas como fuentes de energía, en vez de los carbohidratos usados en mayor ratio por los que comían a voluntad. Por eso, el estudio afirma que una de las claves de una senectud exitosa es tener una mitocondria saludable.
Si bien este estrés calórico es beneficioso para mantener un organismo saludable, no garantiza necesariamente vivir más tiempo
También se realizaron análisis de un proceso llamado autofagia, por el que la célula devora algunos de sus propios orgánulos para seguir obteniendo energía, en el caso de que escasee. Es como si en un ferrocarril se consumiera la madera de un vagón accesorio para alimentar la máquina y poder seguir en funcionamiento. La autofagia se incrementaba en varios de los tejidos y, gracias a ello, la célula se mantenía depurada.
En el marco de este estudio, la UCO precisamente analizó el comportamiento de las células del hígado de los ratones sometidos a esta estrategia de comer menos para vivir más. Concretamente, el grupo estudió el comportamiento de las mitocondrias, el núcleo celular y el sistema de autofagia. Los núcleos de las células hepáticas varían su tamaño con el envejecimiento, por lo que su estudio es importante en este marco.
Metabolismo
Ingerir menos calorías es una poderosa forma de retrasar las patologías asociadas al envejecimiento, como el cáncer o las enfermedades cardiovasculares. Es así, en parte, porque los individuos en restricción calórica emplean las grasas, en vez de los carbohidratos, como fuente de energía en un mayor porcentaje respecto a la población en general, explica Villalba. Restringir calorías no es sino una forma de generar un estrés al organismo, pero si no se llega a la malnutrición es una tensión soportable que activa mecanismos de defensa que, a la larga, protegen las células.
Los datos observados en el experimento permiten afirmar que, si bien este estrés es beneficioso para mantener un organismo saludable, no garantiza necesariamente vivir más tiempo. Estirar el reloj vital tendrá que ver también con otros hábitos.
Referencia bibliográfica:
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http://www.agenciasinc.es/Noticias/La-restriccion-calorica-no-garantiza-prolongar-la-vida-como-se-pensaba
