AUTOPHAGY REGULATION / REGOLAZIONE DELL'AUTOFAGIA

AUTOPHAGY REGULATION / REGOLAZIONE DELL'AUTOFAGIA

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

FOREWORD 

Autophagy is an essential component of cellular homeostasis, responsible for clearing long-lived proteins and organelles and recycling cellular building blocks (lipids, amino acids, carbohydrates, and nucleotides). This complex cellular mechanism is performed and regulated thanks to the coordinated action of several conserved autophagy-related proteins (Atg). Since autophagy is involved in numerous physiological processes (e.g., stress responses, cell growth, and aging), its dysregulation is associated with different pathologies such as cancer, neurodegenerative and infectious diseases. 

1) introduce the different types of autophagy and some of the main mechanisms underlying its regulation, 

2) discuss the present state of autophagy research in health and disease,  

3) highlight the innovative immunoassay solutions that have been developed to further support autophagy research.

Autophagy (from the Greek, auto “self” and phagy “eating”) is a cellular process whereby a cell eats and digests its own components. It is crucial for the maintenance of homeostasis, and is involved in numerous physiological processes, including stress responses, cell growth, and aging. It is also required for the clearance of long-lived proteins and organelles and in the recycling of building blocks (lipids, amino acids, carbohydrates, and nucleotides).

Different types of autophagy

1) Macroautophagy

Sequestering of cytosolic components (cargo) in autophagosomes prior to lysosomal fusion

Non-selective or selective

Triggered by short periods of fasting (<12h)

Clearance of various cellular components. Recycles nutrients

Chaperone-mediated autophagy (CMA)

Sequestering of proteins containing KFERQ-like sequences by chaperone complex and internalization via a lysosomal receptor

Selective

Triggered by long periods of fasting (>12h)

Clearance of cytosolic proteins with KFERQ-like sequences (~40% of soluble proteins)

Microautophagy

Sequestering of cytosolic proteins via lysosomal wrapping mechanism (LWM)

 Selective

Clearance of cytosolic proteins

Non-selective (“bulk”) and selective macroautophagy

Non-selective 

Triggered by starvation Helps cell survival by recycling building blocks

Selective

Proteins (proteaphagy), Proteins aggregates (aggregaphagy)

Lipid droplets (lipophagy)

Dysfunctional organelles, e.g., mitochondria (mitophagy), endoplasmic reticulum (reticulophagy)

Intracellular pathogens (xenophagy)

ITALIANO

PREFAZIONE

L'autofagia è una componente essenziale dell'omeostasi cellulare, responsabile dell'eliminazione delle proteine ​​e degli organelli a lunga vita e del riciclaggio dei mattoni cellulari (lipidi, aminoacidi, carboidrati e nucleotidi). Questo complesso meccanismo cellulare viene eseguito e regolato grazie all'azione coordinata di diverse proteine ​​conservate legate all'autofagia (Atg). Poiché l'autofagia è coinvolta in numerosi processi fisiologici (ad es. Risposte allo stress, crescita cellulare e invecchiamento), la sua disregolazione è associata a diverse patologie come cancro, malattie neurodegenerative e infettive. 

1) introdurre i diversi tipi di autofagia e alcuni dei principali meccanismi alla base della sua regolazione,

2) discutere lo stato attuale della ricerca sull'autofagia in salute e malattia,

3) evidenziare le innovative soluzioni di test immunologico che sono state sviluppate per supportare ulteriormente la ricerca sull'autofagia.

L'autofagia (dal greco auto "sé" e fagia "mangiare") è un processo cellulare mediante il quale una cellula mangia e digerisce i propri componenti. È fondamentale per il mantenimento dell'omeostasi ed è coinvolto in numerosi processi fisiologici, comprese le risposte allo stress, la crescita cellulare e l'invecchiamento. È anche necessario per la rimozione di proteine ​​e organelli a lunga vita e per il riciclaggio di elementi costitutivi (lipidi, aminoacidi, carboidrati e nucleotidi).

Diversi tipi di autofagia

1) Macroautofagia

Sequestro dei componenti citosolici (carico) negli autofagosomi prima della fusione lisosomiale

Non selettivo o selettivo

Innescato da brevi periodi di digiuno (<12h)

Liquidazione di vari componenti cellulari. Ricicla i nutrienti

Autofagia mediata da chaperone (CMA)

Sequestro di proteine ​​contenenti sequenze simili a KFERQ da parte del complesso chaperone e interiorizzazione tramite un recettore lisosomiale

Selettivo

Innescato da lunghi periodi di digiuno (>12h)

Clearance delle proteine ​​citosoliche con sequenze simili a KFERQ (~ 40% delle proteine ​​solubili)

Microautofagia

Sequestro delle proteine ​​citosoliche attraverso il meccanismo di avvolgimento lisosomiale (LWM)

 Selettivo

Clearance delle proteine ​​citosoliche

Macroautofagia non selettiva ("bulk") e selettiva

Non selettivo

Attivato dalla fame. Aiuta la sopravvivenza cellulare riciclando i mattoni

Selettivo

Proteine ​​(proteafagia), Aggregati proteici (aggregafagia)

Goccioline lipidiche (lipofagia)

Organelli disfunzionali, ad esempio mitocondri (mitofagia), reticolo endoplasmatico (reticolofagia)

Patogeni intracellulari (xenofagia)

Da:

https://547446.fs1.hubspotusercontent-na1.net/hubfs/547446/Technology%20Networks/TN%20Email%20Campaigns%20and%20App%20Alerts/Landing%20Page%20Promotions/TN_PerkinElmer_Autophagy_eBOOK.pdf?__hstc=8807082.074aceb79027e793890018c0152531d2.1643566337753.1660566950782.1661004111073.98&__hssc=8807082.1.1661004111073&__hsfp=1418904915&hsCtaTracking=08f36d5a-c178-4aaa-8546-e0e9b7d49144%7C06cccf51-b0ee-45fd-8f4a-06040bf42e95