Nobel medicina 2016: Yoshinori Ohsumi e l’autofagia


Yoshinori Ohsumi

Yoshinori Ohsumi è il vincitore del premio Nobel per la Medicina e Fisiologia 2016 grazie alle sue scoperte sui meccanismi dell’AUTOFAGIA.

Il neo premio Nobel ha scoperto e chiarito i meccanismi che regolano l’autofagia, un processo fondamentale per degradare e riciclare i componenti cellulari.
La parola autofagia deriva dal greco e significa “mangiare se stessi”. Questo concetto è nato nel 1960, quando i ricercatori intuirono che la cellula potesse racchiudere i propri organelli in vacuoli membranosi per isolarli e distruggerli in sicurezza. La difficoltà nello studiare il fenomeno ha fatto sì che se ne sapesse ben poco fino a quando, in una serie di esperimenti brillanti nei primi anni del 1990, Yoshinori Ohsumi ha usato il lievito di birra per identificare i geni essenziali per l’autofagia. Ha poi continuato a chiarire i meccanismi alla base dell’autofagia e ha dimostrato che questo fenomeno è utilizzato anche nelle nostre cellule.
Le scoperte di Ohsumi hanno portato ad un nuovo paradigma nella nostra comprensione di come la cellula ricicli il suo contenuto. La sua ricerca ha aperto la strada verso la comprensione  dell’importanza fondamentale rivestita dall’autofagia in molti processi fisiologici, come nell’adattamento alla fame o nella risposta alle infezioni. Le mutazioni dei geni dell’autofagia possono causare diverse malattie e il processo di autofagia è coinvolto in diverse condizioni tra cui il cancro e le malattie neurologiche.

Come funziona l’autofagia? E’ un meccanismo molto conservato, fisiologicamente usato per
riciclare le vecchie strutture della cellula. E’ una forma di fagocitosi che però avviene dall’interno e si svolge in diverse fasi:

  1. Formazione del Fagoforo mediante la fusione di piccole vescicole.
  2. Gli organelli da eliminare vengono isolati e rinchiusi e si forma l’Autofagosoma, un vacuolo circondato da doppia membrana.
  3. Fusione con l’endosoma e formazione dell’Anfisoma, con liberazione degli enzimi litici che digeriscono la membrana interna del complesso.
  4. Fusione con i lisosomi, organelli che hanno idrolasi più potenti di quelle endosomiche e formazione dell’Autofagolisosoma in cui verrà digerito il contenuto.

Regolazione dell’autofagia (per i più curiosi): normalmente, insieme ai nutrienti, vengono inviati alle cellule anche fattori di crescita che attivano delle chinasi, come la fosfatidilinositolo-3-chinasi di classe 1, la quale attiva mTOR, un promotore della sintesi proteica ed inibitore della formazione di un complesso in cui si trova ATG1, proteina che regola l’autofagia.. Che significa? Che quando arriva il “cibo” della cellula vengono attivati quei processi che portano alla formazione di strutture cellulari e vengono inibiti processi di demolizione interna!

Quando invece non arrivano i nutrienti mTOR sarà inibito, cosa che viene considerata come un segnale d’allarme perché la cellula non avrà il materiale per fare sintesi proteica a causa della mancanza di nutrienti. Si innescherà quindi l’autofagia. Contemporaneamente viene attivata la
fosfatidilinoitolo -3-chinasi di classe 3 che si lega con la Beclina1, cosa che porta
alla formazione dell’autofagosoma fondamentale per il processo.