Las células sanas deben realizar una buena limpieza. Si no lo hicieran, pronto se obstruirían con materiales viejos, rotos o innecesarios, lo que la mayoría de la gente consideraría basura. Las células eliminan sus desechos mediante un proceso que los biólogos llaman autofagia. Pero su funcionamiento seguía siendo un misterio hasta que un biólogo celular japonés realizó una investigación exhaustiva. Su descubrimiento le valió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2016.
El trabajo del biólogo celular Yoshinori Ohsumi se enmarca en la fisiología, la ciencia que comprende el funcionamiento de las partes biológicas. Sus estudios a lo largo de los años en el Instituto Tecnológico de Tokio (Japón), se han centrado en lo que les sucede a las células cuando se enfrentan a la inanición. En lugar de rendirse y morir, las células empiezan a canibalizar las partes que no necesitan. Luego, reciclan (consumen o reutilizan) esas partes innecesarias.
Pero la inanición está lejos de ser la única motivación para esta autofagia, demostró Ohsumi. Incluso las células sanas utilizan este proceso para eliminar los desechos.
Un reciclaje insuficiente puede provocar la acumulación de residuos celulares. Esto puede provocar trastornos cerebrales, como el Alzheimer y el Parkinson. En cambio, los científicos han vinculado el exceso de reciclaje con el cáncer.
De hecho, los descubrimientos de Ohsumi ayudaron a revelar el funcionamiento de un proceso fundamental que subyace a la biología.
Abordar un proceso en gran parte poco estudiado
Los científicos vislumbraron por primera vez la autofagia en la década de 1960. Esto ocurrió poco después del descubrimiento de una bolsa dentro de las células conocida como lisosoma. Este actúa como un triturador de basura, triturando grasas, proteínas y azúcares hasta convertirlos en sus componentes básicos. (Este descubrimiento le valió al científico belga Christian de Duve el Premio Nobel en 1974).
Los investigadores habían observado lisosomas repletos de grandes cantidades de desechos celulares. Pero también habían observado otra bolsa misteriosa. Su función parecía ser la de un camión de basura que transportaba esos desechos al lisosoma para su eliminación.
De alguna manera, la célula había ideado una forma de consumir grandes partes de sí misma. De Duve denominó este proceso autofagia, de las palabras griegas para «ser» y «comer». Pero durante los siguientes 30 años, su funcionamiento siguió siendo prácticamente un misterio.
“Se desconocía el mecanismo”, recuerda Juleen Zierath, fisióloga del Instituto Karolinska. De hecho, señala, “se desconocía cómo funcionaba el sistema y si estaba involucrado en la enfermedad”.
Todo eso cambió en la década de 1990. Fue entonces cuando Ohsumi decidió estudiar la autofagia en un organismo unicelular. Eligió la levadura de panadería, esos microbios responsables de la fermentación del pan. Estudiar el proceso de tratamiento de residuos en estas células era complicado. Esto se debe en parte a su rapidez. Así que Ohsumi creó cepas especiales de levadura. Estas no eran capaces de descomponer las proteínas en sus depósitos celulares de residuos, unas bolsas conocidas como vacuolas.
“Razonó que si podía detener el proceso de degradación, podría ver una acumulación de la maquinaria de autofagia en estas células”, explica Zierath.
Y funcionó.
Cuando dejó morir de hambre a estas células de levadura, el mecanismo de autodestrucción se puso en marcha (presumiblemente para buscar alimento para las células). Pero como los trituradores de basura eran defectuosos, la maquinaria de reciclaje se amontonó en las vacuolas. En un instante, se hincharon como globos llenos de arena. Ohsumi pudo ver claramente las bolsas abultadas y llenas con un microscopio.
