Autofagia que significa "comerse a sí mismo" en griego, es un mecanismo metabólico general característico de casi todas las especies eucariotas, desde la levadura unicelular hasta los seres humanos. Es un proceso mediante el cual las células degradan componentes innecesarios para el reciclaje de materiales y la generación de energía para sobrevivir contra el estrés o mantener la homeostasis.

La autofagia puede proteger las células eliminando materiales nocivos como patógenos y agregados amiloides en enfermedades neurodegenerativas. pero los defectos de la autofagia suelen estar relacionados con enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson; en caso de tumores, la vía de la autofagia puede secuestrarse para suministrar suficientes nutrientes para un crecimiento masivo. Como resultado, la activación o la inhibición de la autofagia de una manera controlada espacio-temporal con precisión podría ser un tratamiento prometedor contra varios tipos de enfermedades.

Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el biólogo estructural Prof. Mingjie Zhang de HKUST descubrió péptidos inhibidores potentes y específicos para atacar las proteínas de la familia Atg8 (incluidas las LC3 y GABARAP), componentes centrales en la vía de la autofagia. Estos péptidos inhibidores de la autofagia genéticamente codificables se pueden utilizar para ocluir la autofagia espacio-temporal en animales vivos, lo que conduce a muchas situaciones en las que se pueden utilizar en una variedad de diseños.

Sus hallazgos fueron publicados el 4 de junio de 2018 en la revista Biología química de la naturaleza .

Durante su estudio sobre las anquirinas, un interés a largo plazo en su laboratorio, los investigadores identificaron por primera vez un péptido inhibidor selectivo de GABARAP alojado de forma natural en anquirina-G de 270/480 kDa y un péptido inhibidor de pan-Atg8 superpotente a partir de anquirina-B de 440 kDa. Según las estructuras cristalinas que resolvieron, optimizaron aún más el péptido derivado de anquirina-G para que fuera más selectivo para GABARAP. "La función distintiva de LC3 y GABARAP en la vía de autofagia sigue siendo un área muy abierta. En la etapa actual, la función tardía de estas proteínas siempre está enmascarada por su efecto temprano y / o redundancia. Los péptidos desarrollados aquí probablemente servirán como una gran herramienta para diseccionar los diferentes roles de estas dos subfamilias de proteínas Atg8 en la autofagia, "dijo el profesor Hong Zhang, uno de los coautores principales de este artículo del Instituto de Biofísica, Academia de Ciencias de China.

Los investigadores también proporcionaron evidencia de que los péptidos que desarrollaron pueden bloquear eficazmente la autofagia en células COS7 cultivadas, así como en animales vivos C. elegans en un momento y lugar determinados. "Los péptidos de unión de Atg8 superfuertes son genéticamente codificables y pueden expresarse en formas específicas de tejido y temporal en animales vivos, como hemos demostrado, y, por lo tanto, son mucho mejores que cualquiera de los medicamentos basados ​​en moléculas pequeñas que existen en la investigación de la autofagia en cultivos celulares y, lo que es más importante, en animales vivos. "Dijo el profesor Mingjie Zhang.

"Los péptidos inhibidores pueden servir directamente como conductores para desarrollar fármacos para posibles tratamientos contra el cáncer. También pueden usarse indirectamente como una herramienta de investigación para buscar inductores de autofagia para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas". "dijo Jianchao Li, uno de los principales autores del laboratorio del Prof. Mingjie Zhang.