اتوفاژی که جایزه نوبل را برای محقق آن به ارمغان آورد چیست؟

به گزارش بولتن نیوز، وضعیت یک سلول مانند یک شهر شلوغ است، هر دوی آنها اگر مرتب باشند و زباله هایشان بازیافت شود بهتر کار می کنند. یک دانشمند 71 ساله ژاپنی به نام یوشینوری اوسومی (Yoshinori Ohsumi) به این دلیل برنده جایزه نوبل پزشکی سال 2016 شد که نشان داد سلول ها چگونه تجزیه می شوند و محتویات شان چگونه بازیافت می شود.

اوسومی آزمایشاتی در زمینه «اتوفاژی» انجام داد. اصطلاح اتوفاژی (autophagy) از کلمات یونانی اتو (auto) به معنی «خودکار» و فاژی (phagy) به معنی خوردن مشتق شده است. پدیده اتوفاژی به معنای واقعی کلمه به معنی «خود را خوردن» است و توضیح می دهد که چگونه سلول ها محتویات آسیب دیده یا فرسوده شان را می بلعند و از آن بلوک های ساختمانی ای را برای نوسازی خودشان فراهم می کنند.

اوسومی با کار بر روی مخمرها، راهی را برای شناسایی ژن های کلیدی درگیر در اتوفاژی پیدا کرد و 15 ژنی که نقشی حیاتی در اتوفاژی ایفا می کنند را شناسایی کرد.

در واقع اجزایی که فرآیند اتوفاژی را انجام می دهند را آشکار کرد.

در نتیجه فعالیت های اوسامی و کسانی که کار او را دنبال می کنند ما در حال حاضر می دانیم اتوفاژی عملکردهای فیزیولوژیکی مهمی را کنترل می کند که در آن لازم است اجزایی از سلول تخریب و بازیافت شوند. همچنین مشخص شد که اتوفاژی در عملکردهای پستانداران مهم است.

اوسومی هنگام گرفتن جایزه نوبل گفت با گذشت زمان، مردم بیشتر و بیشتر به ارتباط بیماری ها با عملیات سلولی پی می برند.

 

اتوفاژی در تمام سیستم های یوکاریوتی از جمله قارچ ها، گیاهان، کپک لجن، نماتد، مگس میوه و حشرات، جوندگان (موش های آزمایشگاهی و موش) و انسان دیده می شود.

اصطلاح اتوفاژی در سال 1963 توسط دانشمندی بلژیکی به نام کریستین دو دوو مطرح شد. هر چند که دانشمندان بیش از 50  سال است که از وجود اوفاژی باخبرند اما اهمیت آن تنها پس از تحقیقات اوسومی بر روی مخمرها در دهه 1990 مشخص شد.

درواقع اتوفاژی یک فرایند فیزیولوژیک طبیعی در بدن است که با تخریب سلول های بدن سروکار دارد. اتوفاژی با تخریب پروتئین و برگرداندن اندامک های سلول تخریب شده برای تشکیل سلول های جدید، عملکرد عادی سلول را حفظ می کند.

فرآیند اتوفاژی با تولید مواد مغذی و واحدهای ساختمانی برای نوسازی سلول، به سالم نگهداشتن سلول ها کمک می کند و راهی است برای ایجاد ساختارهای سلولی جدید و پاکسازی سلول از میکروب های مهاجم و تجمع پروتئین هایی که می توانند به بیماری منجر شوند.

بیماری های مختلف از جمله پارکینسون، آلزایمر، دیابت و سرطان به اختلال  اتوفاژی مربوط اند در نتیجه این قبیل تحقیقات می توانند در درمان بیماری هایی مانند سرطان، پارکینسون و دیابت نوع 2 به کار آیند.

برای مثال سلول های سرطانی از اتوفاژی برای بقای خود بهره می برند. گروه های تحقیقاتی زیادی در حال بررسی یک استراتژی مبارزه با این بیماری با کاهش استفاده سلول های سرطانی از روند پاکسازی هستند.

در حال حاضر تحقیقاتی در حال انجام است تا داروهایی درست شوند که می توانند اتوفاژی را در بیماری های مختلف هدف قرار دهند.

همچنین اتوفاژی پروتئین هایی که به شکل غیر طبیعی در سلول های مغزی تجمع پیدا کرده اند را حذف می کند. تجمع غیرطبیعی پروتئین ها در بیماری هایی مانند هانتینگتون و پارکینسون و برخی از انواع زوال عقل اتفاق می افتد. مطالعات بر روی جانوران نشان می دهد افزایش اتوفاژی می تواند چنین بیماری هایی را به تأخیر بیندازد و یا سبک کند. درواقع اگر اتوفاژی کار نکند این بیماری ها زودتر و تهاجمی تر ظاهر می شوند. در نتیجه بر خلاف سرطان ها اتوفاژی در زمینه این بیماری ها می تواند به صورت یک رویه درمانی مورد استفاده قرار گیرد.

 

در طول استرس سلولی روند اتوفاژی ارتقا یافته و افزایش می یابد. استرس سلولی موقعی ایجاد می شود که محرومیت از مواد مغذی و / یا عوامل رشد وجود دارد.

اتوفاژی، سلول را قادر می سازد تا از استرس محیط خارجی مانند محرومیت از مواد مغذی زنده بماند و همچنین به سلول اجازه می دهد تا در برابر تنش های داخلی مانند تجمع اندامک های آسیب دیده و پاتوژن و یا حمله ارگانیسم عفونی مقاومت کند.

دلیل اش این است که اتوفاژی منبع جایگزین بلوک های ساختمانی داخل سلولی را فراهم کند و بستری را ایجاد می کند که انرژی تولید شود و بقای سلول به طور مداوم فراهم گردد.

به عنوان مثالی در این زمینه می توان به تأمین انرژی بدن به وسیله اتوفاژی، زمانی که بدن مواد مغذی کم می آورد اشاره کرد. مانند زمانی که فرد یک وعده غذایی اش را نمی خورد یا نوزاد هنوز تغذیه با شیر مادر را آغاز نکرده است.

 

اتوفاژی همچنین سلول ها را تحت شرایط خاصی می کشد. این کار شکلی از مرگ سلولی برنامه ریزی شده (PCD) است و به نام مرگ سلولی اتوفاژی نامیده می شوند. مرگ سلولی برنامه ریزی شده معمولاً آپوپتوز نامیده می شود.

اتوفاژی عمدتاً تعادلی را بین تولید اجزای سلولی و تجزیه اندامک های آسیب دیده و یا غیر ضروری و سایر ترکیبات سلولی ایجاد می کند.

مسیرهای عمده ای برای این تخریب وجود دارد که از جمله آنها پروتئازوم است که در تجزیه بسیاری از پروتئین های با زندگی کوتاه نقش دارد.

 

منابع:

https://www.yahoo.com/news/nobel-prize-announcements-kick-off-medicine-award-082226882.html

http://www.news-medical.net/health/What-is-Autophagy.aspx