La autofagia, también llamada autofagocitosis, es la degradación de componentes celulares desgastados, anormales o que funcionan mal, que tiene lugar dentro de unos orgánulos conocidos como lisosomas. La autofagia cumple funciones de mantenimiento, permitiendo la descomposición y el reciclaje de materiales celulares, y ayuda a equilibrar las demandas de energía durante los períodos de estrés. El término autofagia fue introducido en 1963 por el citólogo y bioquímico belga Christian René de Duve, cuyo trabajo también aportó las primeras pruebas de la participación de los lisosomas en el proceso autofágico.
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Se conocen tres tipos de autofagia: macroautofagia, microautofagia y autofagia mediada por chaperonas. Las células recurren principalmente a la macroautofagia, en la que los materiales celulares desgastados o dañados en las regiones citosólicas (las zonas llenas de líquido que rodean a los orgánulos) de las células son engullidos por un autofagosoma (vesículas con doble membrana que entregan su contenido a los lisosomas, donde los materiales se degradan). En la microautofagia, los componentes celulares son engullidos directamente a través de invaginaciones de la membrana lisosomal. La autofagia mediada por chaperonas es un proceso selectivo, por el que una proteína conocida como chaperona hsc70 reconoce y se une a sustratos proteicos que contienen un determinado motivo de aminoácidos. El sustrato elegido es transportado al lisosoma, donde se transloca a través de la membrana mediante un proceso mediado por un receptor.
Múltiples genes codifican los diversos componentes de la maquinaria de la autofagia necesarios para el secuestro, el transporte, la degradación y el reciclaje de los materiales celulares. Las enzimas codificadas por varios genes de autofagia se conjugan (se unen), potenciando así la actividad enzimática, especialmente durante la formación del autofagosoma. Varias vías celulares inespecíficas también son fundamentales para la autofagia, incluidas varias vías secretoras y endocíticas (de engullimiento). Además, el citoesqueleto parece desempeñar múltiples funciones en la autofagia, entre las que destaca el papel de los microtúbulos para facilitar el transporte de los autofagosomas en las células de mamíferos.
Además de sus funciones de mantenimiento y respuesta al estrés, la autofagia también contribuye a la inmunidad, ayudando a defender a las células contra los organismos causantes de enfermedades y participando en la presentación de antígenos. La autofagia también interviene en la muerte celular programada, ayudando a eliminar las células apoptóticas durante el desarrollo embrionario y contribuyendo a los procesos de muerte en las células con problemas de apoptosis. La autofagia también puede proteger contra la muerte celular proporcionando nutrientes a las células durante períodos de inanición. En el cáncer, la autofagia parece prevenir y, en determinadas condiciones, promover la progresión del tumor. La acumulación anormal de vesículas autofágicas está asociada con múltiples condiciones neurodegenerativas, incluyendo la enfermedad de Parkinson y la esclerosis lateral amiotrófica, así como con la miopatía (una enfermedad del tejido muscular esquelético).