Yoshinori Ohsumi ajudou a identificar genes responsáveis pelo processo de autodestruição seletiva de componentes das células

Graças às contribuições de Yoshinori Ohsumi, sabe-se hoje que a autofagia é essencial para o funcionamento adequado das células

Pesquisa Fapesp – Edição Online 15:01 4 de outubro de 2016

A Academia Real Sueca de Ciências anunciou nesta segunda-feira, 3, o vencedor do prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia, abrindo a temporada de premiações nas categorias científicas de 2016. O biólogo japonês Yoshinori Ohsumi, de 71 anos, professor do Instituto Tecnológico de Tóquio, Japão, foi laureado por suas contribuições para a elucidação dos mecanismos da autofagia, processo biológico em que as células digerem a si mesmas e se renovam, eliminando e reaproveitando proteínas.

A autofagia foi detectada pela primeira vez na década de 1960, quando outros pesquisadores verificaram que as células são capazes de destruir componentes internos defeituosos por meio da produção de algumas proteínas. À medida que são produzidas, essas proteínas se ligam umas às outras formando membranas, chamadas autofagossomas, que envolvem os componentes celulares a serem eliminados. Essas membranas, então, se fundem com os lisossomos, compartimentos intracelulares repletos de enzimas que fragmentam proteínas e outros componentes defeituosos. Ao observarem todo esse processo, os pesquisadores concluíram que, ao contrário da apoptose (morte celular programada), a autofagia não induz à morte, mas à sobrevivência das células, regulando seu metabolismo e ajudando a prevenir o surgimento de muitas doenças.

Visto antes apenas como um tipo de morte celular, essa forma de autodestruição seletiva de componentes intracelulares passou a ser considerado pelos biólogos como um artifício de sobrevivência bastante sofisticado dos organismos (ver Pesquisa FAPESP nº 168). Mais recentemente, diante da possibilidade de esse processo poder ser acelerado ou retardado, a autofagia tornou-se uma estratégia promissora a ser usada no combate a doenças como câncer, Alzheimer e Parkinson.

Ohsumi verificou a autofagia em leveduras e identificou os genes-chave envolvidos no processo

As contribuições de Ohsumi para a compreensão da autofagia começaram a se desenhar em 1988, quando o cientista estudou esse processo dentro de vacúolos em células de leveduras, organismos unicelulares usados na fabricação de pão, vinho e cerveja. Os vacúolos são organelas que correspondem aos lisossomos em células humanas. Relativamente fáceis de estudar, as células das leveduras são muito usadas como um modelo do comportamento celular em seres humanos. Ao mesmo tempo, como são muito pequenas, com estruturas internas difíceis de serem distinguidas por microscópio, Ohsumi não sabia se a autofagia existia nesses organismos quando começou a estudá-los.

Ele, então, interrompeu a degradação proteica dentro dos vacúolos ao mesmo tempo em que ativava o processo de autofagia. Desse modo, pensou, os autofagossomas deveriam se acumular dentro dos vacúolos, tornando-se visíveis no microscópio. Ohsumi fez isso modificando geneticamente as leveduras, inativando a formação de autofagossomas dentro dos vacúolos. Simultaneamente, estimulou a autofagia nas células por meio da privação de nutrientes. Em algumas horas, ele verificou, os vacúolos estavam cheios de autofagossomas que não se degradavam. O biólogo concluiu que a autofagia existia em leveduras e, ainda, identificou os genes-chave envolvidos no processo. Poucos anos mais tarde as proteínas produzidas a partir da ativação desses genes foram caracterizadas por outros pesquisadores.

Os resultados desses estudos adicionais, feitos por ele e por outros pesquisadores, mostraram que a autofagia é controlada pela produção em cascata de proteínas e complexos proteicos, cada um deles responsável pela regulação de um estágio específico da formação dos autofagossomas. Graças às contribuições de Ohsumi, sabe-se hoje que a autofagia é essencial para o funcionamento adequado das células. Como prêmio, o cientista japonês receberá 8 milhões de coroas suecas (cerca de US$ 1 milhão).