Az autofágia a sejtek lebontásának biológiai mechanizmusa, amely megakadályozza a mérgező sejttermékek felhalmozódását, és táplálékanyaggá alakíthatja azokat, amelyek szükségesek a test fenntartásához éhomi helyzetekben.

autofágia

Mivel a fehérjék és az organellumok lebontásában is szerepet játszik, létfontosságú lehet egyes betegségek patogenezisében. Így az autofágia folyamatának változása vagy rendellenessége olyan betegségekhez kapcsolódik, mint a rák, a neurodegeneráció, a fertőzés és az öregedés. Vagyis úgy viselkedik, mint egy sejtsérülés-érzékelő.

Az elmúlt években a tudományos közösség arról vitatkozott, hogy az autofágia milyen kettős szerepet játszik testünkben, előnyös vagy káros. Hogyan lehet, hogy testünk megfelelő működéséhez oly elengedhetetlen valami ellenünk fordulhat? Ez az egyik paradoxon, amely körülveszi az embert.

A Journal of Clinical Investigation nemrégiben publikált egy tanulmányt, amely tanulmányozza ezt az egész élettani folyamatot és annak lehetséges következményeit, amelyek sajnos a környezetünkben oly gyakoriak a rákra nézve. Tehát, mivel nagy erőfeszítéseket tesznek annak megállapítására, hogy az autofágia gátlása javíthatja-e a betegség elleni kezelést.

Miért eszünk magunkon?

Az emberi lények összetett szervezetek, amelyek nagyszámú sejtből állnak. Ezek a sejtek nem élnek a végtelenségig, de korlátozott az életük, és a felezési idő az egyes sejttípusoktól függ. Ezért az idő múlásával sejtjeink egyszerre pusztulnak el és újulnak meg.

Napjainkban olyan salakanyagok képződnek a szervezetben, amelyek, ha nem eliminálódnak, mérgezőek lehetnek önmagunkra. Képzeljük el egy pillanatra, mi történne, ha életünk során nem szüntetnénk meg az otthonainkban keletkező összes szemetet. Nos, ez egy kicsit megtörténne a testünkben. Megszüntetjük a keletkező hulladékot azáltal, hogy a tartályokba öntjük, de hogyan távolíthatjuk el a saját testünkből?

Mindezen termékek eliminációja érdekében a sejt maga is elindít egy biológiai mechanizmust autofágia ami azt jelenti, hogy megegye magát. Valami igazán megdöbbentő, és ez rendszeresen történik a testünkben, hihetetlen, igaz?

Eleinte a sejt ezt a folyamatot túlélési mechanizmusként hajtja végre, hogy küzdjön és szembenézzen a szervezet számára káros helyzetekkel, például a mikroorganizmusok inváziója által okozott fertőzéssel, a betegségek kialakulásával és a tápanyagok hiányával (éhgyomorra). Így például az étkezések közötti böjt időszakában az autofágia aktiválódik a májban, hogy fenntartsa metabolikus funkcióit.

Az autofágia folyamata

Hogyan alakul ki ez a sokkoló biokémiai jelenség? Írjuk le a folyamatot általános módon. Amikor a sejt saját sérült vagy aberráns komponenseket észlel, elkülöníti őket olyan rekeszekben (lizoszómákban), ahol enzimek sora hat, amelyek a lebomlást okozzák.

Ez a túlélési mechanizmus nem csak az organellák és a haszontalan és/vagy régi fehérjék eliminálására korlátozódik, hanem újrahasznosítja a degradációs folyamat során keletkező termékeket is. Vagyis aminosavakat, zsírsavakat és energiát szolgáltat jövőbeli tápanyagként böjthelyzetekben vagy amikor a testnek nagyobb energiafogyasztásra van szüksége anélkül, hogy kívülről származó tápanyagokat kellene használnia.

Ezért az autofágia molekuláris bázisai lehetővé tették, hogy kettős funkciójú mechanizmusként, egyrészt sejt túlélési mechanizmusként, másrészt sejthalál mechanizmusként ágyazódjon be. Ez olyan riasztó kóros folyamatokhoz kapcsolta, mint a rák.

Autofágia és rák

Az autofágia döntő anyagcsere-folyamat mind fiziológiai, mind kóros körülmények között. Valójában ennek a folyamatnak a hiányosságait különféle betegségeknél fedezték fel. A rák az egyik ilyen. A betegséggel kapcsolatos vizsgálatok rengeteg ismeretet tártak fel, nemcsak a betegségről mint olyanról, hanem a biológiai mechanizmusokról is, amelyek kísérik és elősegítik annak létét.

Ezek egyike pontosan autofágia. Ha a sejt észleli, hogy van valami, ami nem működik megfelelően, akkor elpusztítja magát, mielőtt tovább károsítaná a testet. A rák gyógyítása azonban még mindig bonyolult, ami azt jelzi, hogy nem minden olyan világos. Amint a cikkben hivatkozunk, vannak bizonyítékok, amelyek azt mutatják, hogy ennek a biológiai mechanizmusnak kettős arca van.

Egyrészt teljesen hasznos szerepet játszik az egészségünkben, mint a betegségek védelmében. Ennek érdekében takarítási szolgáltatásként működik, ellensúlyozza a genom instabilitását és a felesleges növekedési faktorokat, valamint megrögzíti a sérült organellákat és a sejthalál megindítását indukálja. Van azonban egy másik oldal is, vagyis az, hogy az autofágia is hozzájárulhat a tumor túléléséhez, védve a tumorsejteket a kedvezőtlen körülményektől.

A rákos sejteknek számos olyan igényük van, amelyek hiányosak abban a mikrokörnyezetben, amelyben szaporodnak. Ez megváltozik, ha egészségügyi problémák merülnek fel, ezáltal növelve az ilyen sejtek növekedési lehetőségeit. Daganat szintjén ugyanis az autofágia folyamata táplálja a rákos sejteket, és szabályozza a nekrózis által kiváltott gyulladásos folyamatot.

Mindehhez érdemes ezeket a mechanizmusokat megvizsgálni, mivel új betekintést nyerhetnek a rák növekedésének szabályozásának módjaiba - mondja Dr. Eileen White

Autofágia és hagyományos kezelések

A daganatok kialakulása során a rákos sejtek bizonyos ellenállást mutatnak a kemoterápiás szerek által kiváltott halálsal szemben, amelyeknek a betegek ki vannak téve. Ezt a kemo- és sugárterápiával szembeni ellenállást az autofágia is társította.

Különböző daganatokkal rendelkező modellállatokban kimutatták, hogy az autofágia gátlása hatással van a kemoszenzitivitás fokozására és a tumor regressziójának elősegítésére. Ezért az autofágia-gátlók és a toxikus gyógyszerek kombinációja alternatív lehet az előrehaladott vagy áttétes rák kezelésében, amint azt Dr. Li-Xin Wei és munkatársai közölték, a közelmúltban a Cell & Bioscience-ben.

Ezért tudni kell, mi a legjobb eszköz az autofágia terápiás gátlásának kiváltására, és meg kell határozni, hogy a rákos betegek milyen típusai részesülhetnek a legjobban ebben a megközelítésben, amint azt Dr. Eileen bemutatta. Mivel az autofágia különböző szerepet játszik a növekedés különböző szakaszaiban és a különböző típusú daganatokban.

Az autofágia egyéb betegségei

Ha megértjük az autofágia részvételét ezekben a folyamatokban, új utakat nyithatunk meg több betegségben.

Az életkor előrehaladtával az autofágia hatékonysága csökken. Ezért a testünk által továbbra is képződő salakanyagok eltávolítása és újrafeldolgozása kevésbé hatékony. Ennek a hiánynak a következményeként kóros fehérjék vagy sérült organellumok felhalmozódása indukálódik, amelyek jellemzők olyan betegségekre, mint például az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór és az amiotróf laterális szklerózis (ALS).

Ezen a területen olyan vizsgálatokat folytatnak, amelyek során az autofágia gyógyszerekkel váltott ki. Látták, hogy van sejtvédelem a kóros fehérjék által okozott toxikus hatások ellen, ezáltal megvédi az idegsejteket a sejt által kiváltott sejthaláltól.

Bibliográfiai hivatkozások:

White E. Az autofágia szerepe a rákban. A Journal of Clinical Investigation (2015). DOI: 10.1172/JCI73941.