Autofagia: el sistema de reciclaje de nuestras células que nos permite vivir sanos

El avance de la tecnología y el incremento en el uso de los plásticos ha hecho que hoy en día, la humanidad tenga a la contaminación de aguas y suelos como uno de los grandes problemas a solucionar. Se ha propuesto la idea de “Reciclar”, es decir, darle una nueva vida a aquellos productos que han sido desechados, para combatir este problema. Aunque suena bastante bien, lamentablemente no es un hábito que la gente tenga aun en su inconsciente colectivo, pues en la actualidad solo reciclamos el 9% de los desechos plásticos generados en un año¹ . Afortunadamente las células de nuestro cuerpo son un poco más efectivas y han creado su propio sistema de reciclaje para poder mantenernos sanos y llenos de energía. Este proceso se conoce, científicamente, como Autofagia, que significa literalmente “Comernos a nosotros mismos”.

La autofagia es un proceso en el cual los componentes internos de las células – tales como las proteínas – que han sufrido daños o han sido infectadas, son encerradas en una estructura llamada lisosoma. Los lisosomas actúan como una máquina de reciclaje, transformando los “desechos” en sustancias útiles y energía ^2,3. En otras palabras, son un sistema de digestión dentro de la célula. En la actualidad, la autofagia es considerada como un proceso esencial, que permite el correcto funcionamiento de nuestro cuerpo. Participa, por ejemplo, en el rejuvenecimiento celular, el mantenimiento de la masa muscular, la adaptación al estrés y fortalecimiento del sistema inmune ³. Dada su importancia, sus principales descubridores; Cristian de Duve (descubridor del lisosoma) y Yoshinori Oshumi (descubridor de los genes asociados a este mecanismo), fueron galardonados con el premio Nobel de medicina en 1974 y 2016, respectivamente⁴ .

¿Qué ocurre si nuestro sistema de autofagia falla?

Desde el descubrimiento de los lisosomas hasta ahora, varios estudios han demostrado que algunas enfermedades neurodegenerativas se producen por una acumulación anormal de proteínas que pueden provocar la muerte de nuestras neuronas causando un mal funcionamiento de nuestro cerebro. Un grupo de investigadores estudió si la acumulación anormal de proteínas podría deberse a una falla de la maquinaria lisosomal. Para responder a esta interesante pregunta, Simonsen et al, analizaron el cerebro de moscas (Drosophilas) jóvenes y adultas⁵.

Los resultados mostraron que la autofagia puede disminuir con la edad.

Al comparar los cerebros de las moscas jóvenes y adultas, descubrieron que las moscas adultas realizaban significativamente menos autofagia y, por consiguiente, presentaban una mayor cantidad de proteínas anormales en sus cerebros. Más aun, los científicos decidieron inducir más autofagia en moscas adultas y observaron que un 56% de ellas tenían una mayor longevidad y sus cerebros tenían menos proteínas anormales que el grupo control⁵. A la fecha, se ha estudiado que la perdida de la autofagia, o el mal funcionamiento de esta, podría estar implicada tanto en procesos neurológicos -como la ataxia locomotora o pérdida de la coordinación motora-, como en enfermedades tales como el Parkinson, el Alzheimer o el Huntington. Aunque aun se encuentra en etapas tempranas de investigación (modelos animales no humanos), los científicos han observado que la inducción farmacológica de la autofagia puede ser efectiva para reducir la acumulación de estas proteínas anormales y así retardar los síntomas neurológicos del Huntington y Tauopatias ^3.

La restricción calórica podría favorecer la autofagia.

La autofagia es un proceso importante en el cerebro, pero también en el cuidado de todos los órganos del cuerpo. Se ha visto que su mal funcionamiento puede estar asociado a una amplia variedad de enfermedades no solo neurológicas, sino también cardiomiopatías, diabetes, cáncer, enfermedades autoinmunes e infecciosas. Por este motivo, los científicos están investigando diversas formas para incrementar este proceso de manera natural. Variados estímulos pueden inducir la autofagia, pero los expertos están coincidiendo en que el ayuno o la restricción calórica (definida como una reducción del 10-40% de la ingesta calórica diaria) podría ser una herramienta no genética para favorecer este proceso, incrementando la resistencia el estrés, retardando la vejez y aumentando la longevidad sin los efectos indeseables asociados a intervenciones alternativas (como por ejemplo, con fármacos) ⁶. Por otro lado, se ha observado que la inhibición de la autofagia disminuye sustancialmente estos efectos positivos asociados a estos cambios alimenticios⁷.

Sin embargo, aún es necesario realizar más estudios para determinar la eficacia y el alcance que podría tener una terapia basada en el aumento de la autofagia inducida por la alimentación.

Por ejemplo, en un estudio con modelos murinos que desarrollaron Alzheimer se intentó determinar si el ayuno podría disminuir la acumulación de proteínas anormales que causan la enfermedad⁸. Para esto, se midió la autofagia antes y después de someterlos a un ayuno de 48 horas, tanto en el grupo tratado como en un grupo control. Como resultado, se observó un aumento de la autofagia que, sin embargo, no fue suficiente para reciclar la gran cantidad de proteína aberrante acumulada en el cerebro de estos animales. Sin embargo, es necesario destacar que, en este caso, la cantidad de proteínas producida en este modelo fue significativamente mayor a la encontrada en humanos con Alzheimer, por lo que es necesario analizar otros modelos antes de descartar un efecto terapéutico. De hecho, con otros trastornos se han tenido mejores resultados, por lo que los investigadores se mantienen interesados en investigar el efecto del  ayuno y la autofagia, en el tratamiento de distintas enfermedades ⁹.

En conclusión, los científicos han descubierto que naturalmente nuestras células tienen un sistema de reciclaje que nos permite prevenir ciertas enfermedades y mantener nuestro cuerpo sano. Nuevas formas de aumentar la autofagia están siendo investigadas, pero requieren de mayores estudios, por lo que, por el momento, los autores de este articulo solo pueden recomendarles llevar una vida sana para aumentar la longevidad y, ¿por qué no?, tomar el ejemplo de nuestro propio cuerpo y aumentar la cantidad de desechos que reciclamos en casa y nuestro entorno.

Referencias

1. OECD. Global Plastics Outlook: Economic Drivers, Environmental Impacts and Policy Options. (OECD, 2022). doi:10.1787/de747aef-en.
2. Kohli, L. & Roth, K. A. Autophagy. Am. J. Pathol. 176, 1065–1071 (2010).
3. Mizushima, N. & Komatsu, M. Autophagy: Renovation of Cells and Tissues. Cell 147, 728–741 (2011).
4. Harnett, M. M. et al. From Christian de Duve to Yoshinori Ohsumi: More to autophagy than just dining at home. Biomed. J. 40, 9–22 (2017).
5. Simonsen, A. et al. Promoting basal levels of autophagy in the nervous system enhances longevity and oxidant resistance in adult Drosophila. Autophagy 4, 176–184 (2008).
6. Henon, C. et al. Long lasting major response to pembrolizumab in a thoracic malignant rhabdoid-like SMARCA4-deficient tumor. Ann. Oncol. Off. J. Eur. Soc. Med. Oncol. 30, 1401–1403 (2019).
7. Rubinsztein, D. C., Mariño, G. & Kroemer, G. Autophagy and aging. Cell 146, 682–695 (2011).
8. Chen, X., Kondo, K., Motoki, K., Homma, H. & Okazawa, H. Fasting activates macroautophagy in neurons of Alzheimer’s disease mouse model but is insufficient to degrade amyloid-beta. Sci. Rep. 5, 12115 (2015).
9. Bagherniya, M., Butler, A. E., Barreto, G. E. & Sahebkar, A. The effect of fasting or calorie restriction on autophagy induction: A review of the literature. Ageing Res. Rev. 47, 183–197 (2018).