Nobelprijs Geneeskunde voor onderzoek naar autofagie

Yoshinori Ohsumi heeft de Nobelprijs voor Geneeskunde gewonnen. De Japanse celbioloog ontving de prijs voor zijn onderzoek rond autofagie, een cel-eigen afvalopruimsysteem dat beschadigde moleculen wegwerkt.

‘Zichzelf eten’, zo luidt de letterlijke betekenis van autofagie. Bij dat proces worden celonderdelen of celeiwitten die niet meer nodig zijn naar de lysosomen gevoerd, de recyclagevaten van de cel. Autofagie is een natuurlijk proces, en alle dieren en planten hebben het nodig om hun cellen gezond te houden.

Het concept werd in de jaren zestig voor het eerst benoemd. De in 2013 overleden Belgische wetenschapper Christian de Duve ontving in 1974 al de Nobelprijs voor Geneeskunde voor de identificatie van dat lysosoom. In de jaren negentig ontrafelde Yoshinori Ohsumi de werking van dat lysosoom, onder andere dankzij een reeks experimenten met bakkersgist.

De ontdekkingen van Ohsumi leverden de wetenschap nieuwe inzichten in het cruciale belang van autofagie voor de celwerking. Dankzij de celvertering kan een cel levensnoodzakelijke energie vrijmaken als het geen voedsel krijgt.

Hoe werkt autofagie?

1. Het celafval - overtollige organellen en proteïnen - wordt afgestoten. Ondertussen vormt zich een isolatiemembraan, het fagofoor.

2. Het fagofoor zet uit tot het het afval volledig omringt. Nu wordt het autofogosoom genoemd.

3. Het autofagosoom versmelt met enzymen. Samen vormen ze een amfisoom. Dat amfisoom fuseert op zijn beurt met het lysosoom. De enzymen dringen binnen en bereiken de afvalstoffen.

4. De enzymen breken de afvalstoffen af tot kleine stukjes. Die worden naar het celcytoplasma gebracht, waar ze de bouwblokken vormen voor nieuwe eiwitten en organellen.

Belgische link: Christian De Duve

Toen Christian De Duve in 1949 aan de universiteit van Leuven onderzocht welke invloed insuline heeft op levercellen, kwam hij voor een raadsel te staan. Het lukte hem niet om het specifieke enzym op te sporen dat chemische reacties in de cel aanwakkert. Nochtans wist De Duve zeker dat de cellen barstensvol zaten met dat eiwit: als hij de cellen kapot prikte en de inhoud analyseerde, dook het overal op. Maar zodra hij de cellen voorzichtiger behandelde, zodat de interne structuur intact bleef, werd het lastig om de chemische reacties te ontwaren die zo typisch zijn voor het enzym.

De Duve en zijn collega’s ontdekten dat de enzymen in kleine zakjes opgesloten zaten. Die zakjes noemden ze lysosomen. Dat zijn als het ware de recyclingvaten van de cel: alles wat in de enzymbrij te- rechtkomt, wordt afgebroken en op- nieuw gebruikt. De Duve legde met zijn ontdekking de basis voor de wetenschap die het recyclingproces van onze cellen bestudeert. Voor die prestatie werd hij in 1974 beloond met de Nobelprijs voor Geneeskunde.

Het recyclingproces doopte hij autofagie, Grieks voor ‘zichzelf eten’. Bij dat proces worden celonderdelen of celeiwitten die niet meer nodig zijn, ingepakt en naar de lysosomen vervoerd. Daar worden ze ge- recycled. Alle dieren en planten hebben autofagie nodig om hun cellen gezond te houden. En tijdens een hongersnood, waarbij de spieren en organen krimpen, zorgt autofagie ervoor dat de cellen toch nog genoeg voedingstoffen krijgen. De cel eet zichzelf dus bijna letterlijk op. Zo bekeken is de term autofagie een schot in de roos.