Yoshinori Ohsumi (nacido en Fukuoka, en Japón, en 1945) ha sido galardonado este lunes con el Premio Nobel de Medicina 2016 «por sus descubrimientos en la autofagia», un procedimiento para degradar y reciclar componentes celulares, según ha anunciado el Instituto Karolinska de Estocolmo.

Oshumi es doctorado por la Universidad de Tokio en 1974, pasó tres años en la Universidad Rockefeller, Nueva York, y 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.

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 palabra «autofagia» proviene del griego auto (a sí mismo) y phagein (comer). El concepto nació durante los años sesenta, cuando los investigadores observaron primero cómo las células podían destruir su propio contenido cerrándolo en membranas, formando una especie de vesículas que eran transportadas a un compartimento de reciclado, llamado el «lysosoma», para su degradación. Las dificultades para estudiar este fenómeno significaron que se avanzó poco en su estudio hasta que, en una serie de brillantes experimentos llevados a cabo a principios de los noventa, Yoshinori Ohsumi utilizó levadura para identificar los genes esenciales para la autofagia. A partir de entonces, resolvió los mecanismos que subyacen en la autofagia de la levadura y mostró que un mecanismo similar sucede en las células del cuerpo humano. Los descubrimientos de Ohsumi condujeron a un nuevo paradigma para entender cómo las células reciclan su contenido y abrieron el camino para comprender la importancia de la autofagia en muchos procesos fisiológicos, como la adaptación a la inanición o la respuesta a las infecciones. Las mutaciones en los genes de la autofagia pueden provocar enfermedades y el proceso de la autofagia está relacionado con el cáncer o enfermedades neurológicas.

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.