Im Jahr 2016 wurde der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an den japanischen Zellbiologen Yoshinori Ohsumi verliehen. Er erhielt die Auszeichnung für seine bahnbrechenden Arbeiten zur Autophagie, einem fundamentalen Prozess der zellulären Selbstreinigung und -erneuerung.

Obwohl das Phänomen der Autophagie bereits in den 1960er-Jahren erstmals beschrieben wurde, gelang es Ohsumi in den 1990er-Jahren, die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen systematisch aufzuklären. Damit schuf er die Grundlage für ein Forschungsgebiet, das heute eine zentrale Bedeutung für unser Verständnis zahlreicher Erkrankungen besitzt.

Der Begriff „Autophagie“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet wörtlich „Selbstessen“. Gemeint ist damit ein hochregulierter intrazellulärer Prozess, bei dem Zellen eigene Bestandteile abbauen und recyceln. Dazu gehören fehlgefaltete Proteine, beschädigte Organellen wie Mitochondrien oder auch intrazelluläre Krankheitserreger.

Die Autophagie läuft über die Bildung einer doppelmembranigen Struktur ab, des sogenannten Autophagosoms. Dieses umschließt das abzubauende Material und fusioniert anschließend mit dem Lysosom. Alle eukaryoten Zellen sind in der Lage, Autophagosomen zu bilden. Dort werden die eingeschlossenen Bestandteile enzymatisch degradiert und die entstehenden Bausteine – Aminosäuren, Fettsäuren, Nukleotide – dem Zellstoffwechsel erneut zugeführt.

Yoshinori Ohsumi nutzte für seine Forschung in den 1980er Jahren ein scheinbar unspektakuläres Modell: die Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae). Durch gezielte genetische Mutationen konnte er Hefestämme identifizieren, bei denen die Autophagie gestört war. Auf diese Weise entdeckte er in den 1990er Jahren eine Reihe sogenannter ATG-Gene (Autophagy-related genes), die für die Durchführung des Prozesses unerlässlich sind. Dieser genetische Ansatz war deshalb revolutionär, weil er erstmals eine molekulare Analyse der Autophagie ermöglichte. In der Folge konnten Gene auch in menschlichen Zellen identifiziert werden.

Wir wissen heute, dass zahlreiche Erkrankungen in engem Zusammenhang mit einer gestörten Autophagie stehen, z. B.

Neurodegenerative Erkrankungen:
Bei Morbus Parkinson, Alzheimer oder Huntington spielen fehlgefaltete und aggregierte Proteine eine zentrale Rolle. Eine verminderte oder ineffiziente Autophagie kann dazu beitragen, dass solche toxischen Proteinaggregate nicht ausreichend entfernt werden.

Infektionserkrankungen:
Autophagie trägt zur zellulären Abwehr von Pathogenen bei, indem intrazelluläre Bakterien oder Viren in Autophagosomen eingeschlossen und abgebaut werden. Zudem beeinflusst sie die Antigenpräsentation und damit adaptive Immunantworten.

Auch Tumorzellen nutzen Autophagie als Überlebensstrategie, besonders wenn sie unter Stress stehen (Nährstoffmangel, Sauerstoffmangel, DNA-Schäden). Dabei recyceln sie Zellbestandteile, um Energie und Bausteine bereitzustellen und beschädigte Organellen zu entfernen.

Darüber hinaus wird in der Forschung diskutiert, ob eine gesteigerte Autophagie mit einer Verlängerung der Lebensspanne assoziiert sein könnte. Hinweise aus experimentellen Studien deuten darauf hin, dass eine verbesserte zelluläre „Recycling“-Funktion zur Erhaltung der Zellgesundheit beitragen und altersbedingte Prozesse verlangsamen könnte.

Die Erkenntnisse aus Ohsumis Arbeiten haben zahlreiche Forschungsansätze inspiriert, die Autophagie gezielt zu modulieren. Pharmakologische Substanzen wie mTOR-Inhibitoren (z. B. Rapamycin) können Autophagie aktivieren. Umgekehrt werden auch Inhibitoren der Autophagie untersucht, insbesondere in der Onkologie, um tumorale Überlebensmechanismen zu unterbrechen.

Allerdings bleibt die gezielte therapeutische Steuerung anspruchsvoll.

Mit der Entdeckung der genetischen und molekularen Grundlagen der Autophagie hat Yoshinori Ohsumi ein zentrales Kapitel der modernen Zellbiologie geschrieben. Was einst als mikroskopische Beobachtung begann, ist heute ein dynamisches Forschungsfeld mit enormer klinischer Relevanz.

In der funktionellen Medizin gelten Fasten und die natürliche Substanz Spermidin als beliebte Ansätze, um die Autophagie zu stimulieren. Den aktuellen Stand der Forschung dazu stelle ich in den nächsten News vor.



Quelle:

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2016/press-release/

Nakatogawa H, Ohsumi Y. Autophagy: close contact keeps out the uninvited. Curr Biol. 2014 Jun 16;24(12):R560-R562. doi: 10.1016/j.cub.2014.05.013. PMID: 24937280.


Über die Autorin:


"Kyra Kauffmann, Jahrgang 1971, Mutter zweier kleiner Söhne, Volkswirtin, seit 20 Jahren niedergelassene Heilpraktikerin, Buchautorin, Dozentin, Journalistin und seit 3 Jahren begeisterte Medizinstudentin.

Zur Medizin kam ich durch meine eigene schwere Erkrankung mit Anfang 30, bei der mir seinerzeit kein Arzt wirklich helfen konnte. („Ihre Werte sind alle super – es ist alles rein psychisch!“). Hilfe bekam ich von Heilpraktikern, die zunächst einmal eine wirklich gründliche Labordiagnostik durchgeführt haben, ganz nach dem Vorbild von Dr. Ulrich Strunz. Es war eine neue Welt, die sich mir eröffnete und die Erkenntnisse, haben mich sofort fasziniert (ohnehin bin ich ein Zahlen-Daten-Fakten-Fan und habe nicht umsonst das Studium der VWL gewählt). Die Begeisterung war so groß, dass ich meinen alten Beruf an den Nagel hängte und Heilpraktikerin wurde. Meine Praxis führe ich seit 20 Jahren mit großer Begeisterung und bin – natürlich - auf Labordiagnostik spezialisiert und kann so oft vielen Symptomen auf den Grund gehen. In 2 Jahren hoffentlich dann auch als Ärztin.


Das Bild zeigt ein Porträt der News-Autorin Kyra Kauffmann.