Revelan el posible mecanismo que desencadena la autofagia

Un equipo internacional de investigación dirigido por la Universidad de Osaka (Japón) ha identificado un nuevo mecanismo crucial para el inicio de la autofagia, un proceso de autodegradación que utilizan las células para eliminar componentes innecesarios o dañados. En los últimos años, esta también ha sido reconocida por su papel en el envejecimiento y la regulación de la longevidad.

La autofagia no solo proporciona una fuente de nutrientes a través de la degradación intracelular, sino que también desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la función celular normal y la prevención de diversas patologías.

Durante este proceso, las moléculas y estructuras intracelulares quedan secuestradas dentro de una estructura unida a la membrana conocida como autofagosoma, que posteriormente se degrada en los lisosomas. Hay evidencia de que la formación de autofagosomas implica la acción coordinada de múltiples proteínas relacionadas con la autofagia.

Anteriormente, el grupo de investigación reveló que la formación de autofagosomas tiene lugar en la membrana del retículo endoplasmático, muy cerca de las mitocondrias dentro de las células. También descubrieron que el complejo PI3K, una proteína relacionada con la autofagia, es esencial para este proceso de formación. La actividad del complejo PI3K está controlada por el complejo ULK1.

Mecanismo subyacente

Se sabe que el complejo ULK1 se transloca desde el citoplasma a la membrana del retículo endoplasmático, donde se forman los autofagosomas al inicio de la autofagia. Sin embargo, hasta ahora no se comprendían por completo el mecanismo subyacente ni la importancia de este proceso.

En este nuevo estudio, publicado en ´Nature Communications´, el equipo de investigación halló que la palmitoilación de ULK1 desencadena una serie de reacciones que inician la autofagia. En concreto, el equipo identificó a ZDHHC13, una enzima de palmitoilación, como un actor clave en este proceso a través de su búsqueda de factores intracelulares involucrados en el inicio de la autofagia.

Las mutaciones de ZDHHC13 se han relacionado con diversas enfermedades, incluida la enfermedad de Huntington, mientras que la autofagia también está implicada en el desarrollo y la progresión de enfermedades como el cáncer y los trastornos neurodegenerativos.

"Nuestro equipo descubrió que ZDHHC13 palmitoila ULK1, lo que permite localizar el complejo ULK1 en los sitios de formación del autofagosoma. Esta palmitoilación también está involucrada en la fosforilación de la proteína ATG14L dentro del complejo PI3K, que a su vez regula la actividad del complejo PI3K", explicó el autor principal, Maho Hamasaki.

Se espera que la comprensión de los mecanismos moleculares que inician la autofagia mejore el conocimiento de las enfermedades relacionadas con la autofagia. "Seguiremos investigando cómo comienza la autofagia, para profundizar nuestra comprensión de los mecanismos que subyacen a las enfermedades relacionadas", concluyó otro de los autores principales, Keisuke Tabata.