autophagischen

Autophagie ist ein zentraler zellulärer Abbauweg, bei dem zelluläres Material wie beschädigte Proteine oder Organellen in doppelmembranumschlossene Vesikel, den Autophagosomen, eingeschlossen wird. Diese verschmelzen mit Lysosomen, wodurch Lysosomenenzyme den Inhalt abbauen und Bausteine wie Aminosäuren und Fettsäuren freisetzen. Die Macroautophagie, häufig einfach als Autophagie bezeichnet, ist die am besten erforschte Form. Neben ihr treten Mikroautophagie und chaperonvermittelte Autophagie (CMA) auf, die sich in der Art der Selektion und dem Transport unterscheidet.

Bei der Macroautophagie koppeln sich Initiation, Nukleation und Ausdehnung an den Konsum von ATG-Proteinen und an den mTOR-Signalweg, der bei Nährstoffmangel blockiert wird und die Autophagie anstößt. CMA hingegen verwendet Hsp70-Transporter und das Membranprotein LAMP-2A zur selektiven Aufnahme von Zytosolproteinen; Mikroautophagie erfolgt durch direkte Einschlussprozesse in der Lysosomenmembran.

Autophagie dient der Qualitätskontrolle von Proteinen und Organellen, liefert bei Hunger Energie und spielt eine Rolle in der Immunität, Entwicklung und Alterung. Störungen der autophagischen Prozesse sind mit neurodegenerativen Erkrankungen, Krebs, Infektionen und Entzündungserkrankungen assoziiert. Die Möglichkeit, Autophagie gezielt zu modulieren, wird in der Forschung und in der klinischen Anwendung geprüft, etwa durch mTOR-Hemmer wie Rapamycin oder durch Lysosomaktivatoren und Hemmstoffe wie Hydroxychloroquin, wobei der therapeutische Nutzen kontextabhängig ist.

Historisch wurde Autophagie in den 1960er Jahren beschrieben; der Begriff leitet sich von griechisch auto (selbst) und phagein (fressen) ab. In der Wissenschaft werden Marker wie LC3/ATG8 und SQSTM1/p62 genutzt, um autophagische Strukturen und deren Aktivität zu beobachten.