Ανακαλύπτοντας τον μηχανισμό της αυτοφαγίας

αυτοφαγία-πρόκειται για μια ζωτικής σημασίας –αλλά παραγνωρισμένη μέχρι πρόσφατα– βιολογική λειτουργία που επιτρέπει στα κύτταρα να «αποδομούν» και να «ανακυκλώνουν» τα διάφορα κυτταρικά «απορρίμματα», π.χ. μη λειτουργικές πρωτεΐνες, κατεστραμμένα κυτταρικά οργανίδια, βλαπτικές χημικές ουσίες, επικίνδυνους μικροοργανισμούς κ.ο.κ.

Συντάκτης: Σπύρος Μανουσέλης

Για να αποτιμήσει κανείς την πραγματική γνωστική και πρακτική αξία των φετινών Νόμπελ, οφείλει να εξετάσει το πώς προέκυψαν και γιατί τελικά επιλέχθηκαν, τη συγκεκριμένη ιστορική στιγμή, οι συγκεκριμένες έρευνες.
Σήμερα θα παρουσιάσουμε τα φετινά Νόμπελ στην Ιατρική και τη Χημεία.
Θα ήταν αφελές να πιστεύει κανείς ότι η επικράτηση και η ευρύτερη αποδοχή μιας νέας επιστημονικής ιδέας είναι μια αμιγώς ορθολογική διεργασία, όπου η «αλήθεια» επιβάλλεται αυτομάτως λόγω κάποιων επαρκών πειραματικών ή εμπειρικών επιβεβαιώσεων.
Πώς λοιπόν δικαιολογείται η ετήσια επιλογή επιβράβευσης με Νόμπελ ορισμένων ερευνών και όχι κάποιων άλλων που θεωρούνται εξίσου ενδιαφέρουσες ή καλά τεκμηριωμένες;
Η απάντηση δεν είναι πάντοτε σαφής, επειδή ο επιστημονικός ανταγωνισμός είναι εξίσου λυσσαλέος με τον οικονομικό-πολιτικό ανταγωνισμό.
Με τη διαφορά όμως ότι ο επιστημονικός ανταγωνισμός διέπεται από πιο αυστηρούς κανόνες και αποτιμάται (συνήθως) με πιο αντικειμενικά κριτήρια.
Κάτι που επιβεβαιώνεται και από την απονομή των φετινών βραβείων Νόμπελ σε πρωταγωνιστές των λεγόμενων «σκληρών» επιστημών: Ιατρική, Φυσική, Χημεία.
Στο σημερινό άρθρο παρουσιάζουμε τα φετινά Νόμπελ στην Ιατρική και τη Χημεία, ενώ στο επόμενο θα εξετάσουμε αναλυτικά την επιβράβευση των συγκεκριμένων ερευνών στη Φυσική.
♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
Το φετινό βραβείο Νόμπελ Ιατρικής και Φυσιολογίας κέρδισε επάξια ο κορυφαίος Ιάπωνας κυτταρικός βιολόγος Yoshinori Ohsumi από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο για τις πολυετείς έρευνές του που τον οδήγησαν στην αποκάλυψη του θεμελιώδους κυτταρικού μηχανισμού της αυτοφαγίας.
Πρόκειται για μια ζωτικής σημασίας –αλλά παραγνωρισμένη μέχρι πρόσφατα– βιολογική λειτουργία που επιτρέπει στα κύτταρα να «αποδομούν» και να «ανακυκλώνουν» τα διάφορα κυτταρικά «απορρίμματα», π.χ. μη λειτουργικές πρωτεΐνες, κατεστραμμένα κυτταρικά οργανίδια, βλαπτικές χημικές ουσίες, επικίνδυνους μικροοργανισμούς κ.ο.κ.
Οι πρώτες υποψίες για την ύπαρξη ενός κυτταρικού μηχανισμού αυτο-αποδόμησης και ανακύκλωσης διατυπώθηκαν κατά τη δεκαετία του 1960.
Κυρίως χάρη στις πρωτοποριακές ανακαλύψεις του Βέλγου Christian de Duve για τη λειτουργία των «λυσοσωμάτων»: τα ενδοκυτταρικά κυστίδια που περιβάλλονται από μια μεμβράνη και περιέχουν ισχυρά υδρολυτικά ένζυμα για την αποδόμηση τόσο των μεγαλομορίων (π.χ. πρωτεΐνες, κυτταρικά απόβλητα) όσο και των κυτταρικών οργανιδίων ή μικροοργανισμών που θα βρεθούν μέσα στα λυσοσώματα.
Ο Christian de Duve, ο οποίος το 1974 κέρδισε το Νόμπελ για την ανακάλυψη των λυσοσωμάτων, ήταν ο πρώτος που υπέθεσε ότι όλα τα κύτταρα πρέπει να διαθέτουν μια λειτουργία αυτο-αποδόμησης και ανακύκλωσης την οποία ονόμασε «αυτοφαγία», από τις ελληνικές λέξεις «εαυτόν» και «τρώω».
Ομως, τις επόμενες τρεις δεκαετίες ελάχιστη πρόοδος έγινε στην κατανόηση αυτής της περίπλοκης κυτταρικής-βιοχημικής διεργασίας.
Νόμπελ Ιατρικής-Φυσιολογίας
Η κατάσταση άλλαξε στις αρχές της δεκαετίας του 1990, όταν ο Yoshinori Ohsumi πραγματοποίησε τις πρώτες σημαντικές ανακαλύψεις του σχετικά με τα γονίδια που ρυθμίζουν την αυτοφαγία στον μονοκύτταρο ζυμομύκητα και κατόπιν στα πολυκύτταρα θηλαστικά.
Με τα πρωτοποριακά του πειράματα, ο Ιάπωνας κυτταρολόγος κατάφερε να αποκαλύψει, σταδιακά, τους περίπλοκους κυτταρικούς μηχανισμούς της αυτοφαγίας.
Πράγματι, όποτε τα κύτταρα ενός οργανισμού βρίσκονται υπό πίεση ή σε καταστάσεις stress, λόγω έλλειψης τροφής, μόλυνσης ή τραυματισμού, τότε ενεργοποιούν τον μηχανισμό της αυτοφαγίας και μάλιστα είναι γενετικά προγραμματισμένα να το κάνουν!
Γιατί κέρδισε η αυτοφαγία;
Οι περισσότεροι ειδικοί στο πεδίο των βιοϊατρικών ερευνών ήταν βέβαιοι ότι το φετινό Νόμπελ Ιατρικής και Φυσιολογίας θα το κερδίσουν οι πρωταγωνιστές της ανακάλυψης του «CRISPR/Cas9», του πανίσχυρου νέου εργαλείου της γενετικής μηχανικής που επιτρέπει την εστιασμένη, αποτελεσματικότατη και πάμφθηνη «κοπτική-ραπτική» όλων των γονιδίων.
Αντίθετα με όλες τις προβλέψεις, η επιτροπή του βραβείου Νόμπελ επέλεξε φέτος να βραβεύσει τις κυτταρολογικές μελέτες του Yoshinori Ohsumiγια την αυτοφαγία.
Από το 1993, αυτός ο ερευνητής μελέτησε στο εργαστήριό του στο Τόκιο τις γονιδιακές, βιοχημικές και κυτταρολογικές προϋποθέσεις του περίπλοκου κυτταρικού μηχανισμού της αυτοφαγίας, αναδεικνύοντας την αποφασιστική λειτουργία που αυτή επιτελεί στη φυσιολογική ζωή αλλά και την παθολογία των κυττάρων μας.
Γεννημένος στην Ιαπωνία το 1945, ο Yoshinori Ohsumi σπούδασε βιολογία στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Αφού ειδικεύτηκε στο περίφημο Ινστιτούτο Rockefeller στη Νέα Υόρκη επέστρεψε στο Τόκιο, όπου μέχρι σήμερα διευθύνει τη Μονάδα Κυτταρικής Βιολογίας.
Σε μια εποχή όπου το κυρίαρχο βιοϊατρικό Παράδειγμα επιτάσσει ολοένα και πιο γονιδιοκεντρικές και εξατομικευμένες ιατρικές-θεραπευτικές πρακτικές, η επιλογή να επιβραβεύσουν με το Νόμπελ Ιατρικής μια τόσο βασική και όχι άμεσα εφαρμόσιμη έρευνα μοιάζει σχεδόν προκλητική.
Η αρχική, όμως, έκπληξη ή η καχυποψία μας υποχωρεί μόλις συνειδητοποιήσουμε τη θεμελιώδη λειτουργία που επιτελεί η αυτοφαγία στη φυσιολογική ζωή και την παθολογία των κυττάρων.
Για παράδειγμα, θεωρείται πλέον βέβαιο ότι εμπλέκεται άμεσα στην εμφάνιση νευροεκφυλιστικών παθήσεων (όπως η νόσος του Πάρκινσον) αλλά και στην ανάπτυξη διαφόρων μορφών καρκίνου.
Επομένως, αν μάθουμε να ενεργοποιούμε ή να απενεργοποιούμε επιλεκτικά τον κυτταρικό μηχανισμό της αυτοφαγίας, τότε ίσως καταφέρουμε να αντιστρέψουμε τις παθολογικές συνέπειες διάφορων ασθενειών!
Διόλου περίεργο που αρκετοί ερευνητές περιγράφουν την αυτοφαγία ως «ουροβόρο όφι», δηλαδή το φίδι ή ο δράκος που τρώει την ουρά του αποτελεί ένα προεπιστημονικό (αλχημιστικό) σύμβολο που αναπαριστά ικανοποιητικά -αλλά μονοδιάστατα!- αυτήν την πολυεπίπεδη ομοιοστατική διεργασία «αυτο-αποδόμησης» και ταυτόχρονα «αυτο-ανακύκλωσης» που ρυθμίζει τη φυσιολογική λειτουργία και την υγεία των κυττάρων μας.
Ποιός είναι
Γεννημένος στην Ιαπωνία το 1945, ο Yoshinori Ohsumi σπούδασε βιολογία στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο.
Αφού ειδικεύτηκε στο περίφημο Ινστιτούτο Rockefeller στη Νέα Υόρκη επέστρεψε στο Τόκιο, όπου μέχρι σήμερα διευθύνει τη Μονάδα Κυτταρικής Βιολογίας.
Από το 1993 μελετά εκεί τις γονιδιακές, βιοχημικές και κυτταρολογικές προϋποθέσεις του περίπλοκου κυτταρικού μηχανισμού της αυτοφαγίας, αναδεικνύοντας την αποφασιστική λειτουργία που αυτή επιτελεί στη φυσιολογική ζωή αλλά και την παθολογία των κυττάρων μας.
efsyn.gr