La autophagía es un proceso celular esencial que permite la degradación y reciclaje de orgánulos, proteínas y otros componentes dañados, actuando como un mecanismo de limpieza que evita la acumulación de desechos en las células. Este proceso, presente en todos los organismos vivos, desde unicelulares hasta plantas y animales, es crucial para mantener la homeostasis celular. La interrupción de la autophagía se ha relacionado con diversas enfermedades humanas, como el Alzheimer, el Parkinson y ciertos tipos de cáncer.
A pesar de la importancia de entender la autophagía desde una perspectiva médica y biológica, no se trata de un proceso uniforme. Existen varias formas de autophagía que difieren en la manera en que los componentes a degradar son transportados a los lisosomas o vacuolas, que son los orgánulos encargados de la eliminación y reciclaje de desechos celulares.
Recientemente, un equipo de investigación japonés ha centrado su atención en una vía de autophagía que degrada una parte del núcleo celular, conocida como macronucleofagia, utilizando como modelo el Saccharomyces cerevisiae, una especie de levadura ampliamente utilizada en la investigación celular. En su estudio, publicado en Nature Communications, los científicos han investigado cómo la macronucleofagia garantiza la supervivencia de las células de levadura en condiciones de escasez de nitrógeno, y han revelado que una micronucleofagia descontrolada, debido a la falta de macronucleofagia, provoca la muerte celular.
Interacción entre macronucleofagia y micronucleofagia
La macronucleofagia es un proceso en el que una parte del núcleo se expande hacia fuera, es encapsulada por una vesícula llamada autófago y se entrega a la vacuola. En contraste, la micronucleofagia implica que la superficie exterior del núcleo entra en contacto directo con la vacuola a través de uniones nucleares-vacuola (NVJs). Con la ayuda de proteínas específicas de las membranas nuclear y vacuolar, una porción del núcleo se empuja hacia la vacuola, se invagina, se divide y finalmente es degradada.
En investigaciones anteriores, el equipo había descubierto que las células de levadura mutantes con macronucleofagia defectuosa (mutantes atg39Δ) morían rápidamente bajo condiciones de escasez de nitrógeno. Al comparar las células salvajes con las mutantes, los investigadores observaron que la micronucleofagia estaba anormalmente aumentada en los mutantes, siendo esta hiperactivación un factor clave en la muerte celular.
A través de un análisis más detallado, el equipo relacionó esta hiperactivación con una proteína de superficie nuclear llamada Nvj1, que desempeña un papel crucial en la unión del núcleo y la vacuola en las NVJs. Se descubrió que los problemas en la macronucleofagia conducen a la acumulación de Nvj1 en el núcleo, lo que a su vez intensifica la micronucleofagia.
Según Ziyang Li, estudiante de doctorado y líder del estudio, «bloquear la micronucleofagia casi suprimió por completo la muerte celular provocada por la ausencia de macronucleofagia, mientras que aumentar la micronucleofagia agravó la muerte celular en condiciones de escasez de nitrógeno». Estas observaciones sugieren que la macronucleofagia modula la micronucleofagia para prevenir la eliminación excesiva de componentes nucleares, manteniendo así la homeostasis nuclear y celular.
Los hallazgos de este estudio iluminan cómo diferentes formas de autophagía están interrelacionadas, hasta el punto de influir en la supervivencia celular durante situaciones de estrés. Se ha revelado que la modulación de la micronucleofagia es un papel crítico de la macronucleofagia, proporcionando una conexión fisiológica y mecánica entre estas distintas vías de autophagía.
La investigación continua en este complejo tópico es fundamental para comprender cómo las células se autoconservan, lo que podría tener importantes implicaciones en medicina y biotecnología.
