Apa itu Autophagy?

Autophagy atau autofagi adalah proses alami tubuh melakukan daur ulang seluler. Bagian sel yang tua dan rusak akan dihilangkan oleh enzim hidrolitik melalui mekanisme lisosom. Sel adalah bahan penyusun dasar setiap jaringan dan organ di tubuh Anda. Setiap sel berisi beberapa bagian yang membuatnya tetap berfungsi. Seiring waktu, bagian-bagian ini dapat rusak atau berhenti berfungsi dan menjadi sampah dalam sel. Hal ini penting untuk fungsi sel yang sehat menjaga organ tubuh tetap berfungsi dengan baik.

Autophagy juga berperan dalam menghilangkan protein yang teragregasi atau salah berikatan, membersihkan organel yang rusak, seperti mitokondria, retikulum endoplasma dan peroksisom, serta menghilangkan patogen intraseluler.

Peran Penting Autophagy

Autophagy sangat penting agar sel dapat bertahan hidup dan berfungsi. Berikut Peran dari Autophagy:

1. Menghilangkan bagian sel nonfungsional yang memakan ruang dan memperlambat kinerja.
2. Menghancurkan patogen dalam sel yang dapat merusaknya, seperti virus dan bakteri.
3. Autophagy juga memainkan peran penting dalam hal penuaan dan umur panjang. Seiring bertambahnya usia, autophagy menurun, yang dapat menyebabkan penumpukan bagian-bagian sampah seluler dan, pada gilirannya, sel-sel tidak berfungsi dengan baik.

Apa yang terjadi saat Autophagy?

Adanya protein Autophagy-related proteins (ATG) memungkinkan terjadinya Autophagy. Autofagosom membawa potongan sel sampah ke bagian sel yang disebut lisosom. Tugas lisosom adalah mencerna atau memecah bagian sel lainnya. Kata “autophagy” berasal dari bahasa Yunani, yaitu “Autos” berarti diri sendiri dan “Phagomai” artinya makan. Sehingga dapat diartikan memakan dirinya sendiri. Lisosom memakan bagian sel sampah dan kemudian melepaskan potongan-potongan yang dapat digunakan kembali. Sel menggunakan bahan mentah ini untuk membuat bagian-bagian baru

Autophagy adalah proses degradasi diri yang kompleks yang melibatkan langkah-langkah penting berikut:

1. pengendalian pembentukan fagofor oleh Beclin-1/VPS34 di UGD dan membran lain sebagai respons terhadap jalur pensinyalan stres;
2. konjugasi Atg5 – Atg12, interaksi dengan Atg16L dan multimerisasi pada fagofor;
3. Pemrosesan dan penyisipan LC3 ke dalam membran fagofor yang meluas;
4. penangkapan target degradasi secara acak atau selektif, penyelesaian autofagosom disertai dengan daur ulang beberapa LC3-II/ATG8 oleh ATG4, diikuti dengan;
5. fusi autofagosom dengan lisosom dan degradasi proteolitik oleh protease lisosom dari molekul yang ditelan.

Gambar 1. Jalur Persinyalan Autophagy

Secara ringkas, terjadinya autophagy dimulai dengan membran isolasi, juga dikenal sebagai fagofor yang kemungkinan berasal dari lapisan ganda lipid yang disumbangkan oleh retikulum endoplasma (ER) dan/atau trans-Golgi dan endosom, meskipun asal muasal fagofor pada sel mamalia masih kontroversial. Fagofor ini meluas hingga menelan muatan intraseluler, seperti agregat protein, organel, dan ribosom, sehingga mengasingkan muatan tersebut dalam autofagosom bermembran ganda.

Autpfagosom matang melalui fusi dengan lisosom, mendorong degradasi isi autofagosom oleh protease asam lisosom. Permease dan transporter lisosom mengekspor asam amino dan produk samping degradasi lainnya kembali ke sitoplasma, di mana asam amino tersebut dapat digunakan kembali untuk membangun makromolekul dan metabolisme. Dengan demikian, autophagy dapat dianggap sebagai ‘pabrik daur ulang’ seluler yang juga meningkatkan efisiensi energi melalui pembentukan ATP dan memediasi pengendalian kerusakan dengan menghilangkan protein dan organel yang tidak berfungsi.

Penyebab Autophagy

Autophagy terjadi ketika sel-sel tubuh Anda kekurangan nutrisi atau oksigen atau jika sel-sel tersebut rusak. Dapat diartikan proses daur ulang yang memanfaatkan sumber energi sel yang sudah ada secara maksimal. Dengan autophagy, sel pada dasarnya memakan dirinya sendiri untuk bertahan hidup. Bonusnya adalah proses bertahan hidup ini dapat menghasilkan sel yang bekerja lebih efisien.

Autophagy dapat diinduksi melalui berbagai cara

Anda dapat menginduksi autophagy dengan menekan sel Anda untuk mengirimnya ke mode bertahan hidup. Anda dapat menginduksi autophagy melalui:

1. Puasa: Puasa berarti Anda berhenti makan untuk jangka waktu tertentu. Puasa menghilangkan nutrisi tubuh Anda, memaksanya menggunakan kembali komponen sel agar berfungsi.
2. Pembatasan kalori: Membatasi kalori berarti mengurangi jumlah unit energi, atau kalori, yang dikonsumsi tubuh Anda. Alih-alih menghilangkan kalori sepenuhnya dari tubuh Anda (seperti saat berpuasa), Anda malah membatasinya. Ini memaksa sel Anda melakukan autophagy untuk mengkompensasi nutrisi yang hilang.
3. Diet rendah karbohidrat: Jenis diet ini, yang biasa disebut diet keto, mengubah cara tubuh Anda membakar energi, sehingga alih-alih membakar karbohidrat atau gula untuk energi, malah membakar lemak. Peralihan ini dapat memicu autophagy.
4. Olahraga: merangsang proses yang meningkatkan aktivitas ATG, seperti memberi tekanan pada otot rangka Anda. Olahraga dapat menyebabkan autophagy, bergantung pada jenis olahraga yang Anda lakukan dan intensitasnya.

Apa hubungan antara autophagy dan penyakit?

Dalam 20 tahun terakhir, para ilmuwan telah menemukan bahwa autophagy juga memainkan peran penting dalam mencegah dan merespons penyakit. Beberapa penelitian menunjukan bahwa autophagy berhubungan dengan berbagai penyakit diantaranya, Penyakit Crohn, Diabetes, Penyakit jantung, penyakit Huntington, Penyakit ginjal, Penyakit hati, Penyakit Parkinson.

Autophagy juga berhubungan dengan kanker. “Sampah” (organel sel yang rusak) yang terakumulasi dalam sel dapat meningkatkan risiko kesalahan pada materi genetik atau DNA sel. Mutasi genetik, atau perubahan, pada DNA sel dapat menyebabkan terbentuknya sel kanker.

Namun, autophagy bukanlah proses yang jelas-jelas merugikan atau menguntungkan terkait pencegahan atau pengobatan penyakit. Misalnya, beberapa penelitian menunjukkan bahwa autophagy dapat mencegah pembentukan tumor pada tahap awal kanker. Penelitian lain menunjukkan bahwa autophagy dapat mendorong pertumbuhan tumor dengan membantu sel kanker berfungsi lebih efisien.

Pemeriksaan Autophagy menggunakan ELISA Kit

Kami menyediakan serangkaian produk untuk menyelidiki aktivitas autophagic menggunakan platform pelat mikro. Kit ELISA Autophagy yang kami sediakan (Kuantitas LC3-II) menggunakan prosedur permeabilisasi selektif untuk menghilangkan sitosol pro-LC3 dan LC3-I dan mempertahankan LC3-II yang terikat membran autophagosome.

LC3 adalah protein kecil 16-18 kDa yang ditemukan dalam 3 bentuk di dalam sel. Suatu bentuk pro-form dari 125 asam amino dipecah menjadi bentuk 120 asam amino yang dikenal sebagai LC3-I. Setelah berikatan dengan fosfatidletanolamin (PE), terbentuklah LC3-II. LC3-I ditemukan terutama di sitosol, dan LC3-II ditemukan terutama di fraksi membran. Baik LC3-I dan LC3-II terlihat pada sel sehat, namun setelah induksi autophagy proporsi LC3-II meningkat seiring dengan bertambahnya usia.

Autophagy ELISA Kit (LC3-II Quantitation) dari Cell Biolabs adalah immunoassay enzim yang dikembangkan untuk mendeteksi dan menghitung LC3 dalam sampel cell lysate. Kit ini menggunakan prosedur permeabilisasi selektif untuk menghilangkan pro-LC3 dan LC3-I sitosol serta mempertahankan LC3-II yang terikat membran autofagosom. Jumlah LC3-II dalam sampel lisat yang tidak diketahui ditentukan dengan membandingkan serapannya dengan kurva standar LC3 yang diketahui.

Tabel 1. Autophagy ELISA Kit (LC3-II Quantitation) dari Cell Biolabs

Sumber:

1. https://my.clevelandclinic.org/health/articles/24058-autophagy
2. Thermo. Autophagy Research.
3. Autophagy: cellular and molecular mechanisms. Danielle Glick, Sandra Barth, and Kay F. Macleod. J Pathol. 2010 May; 221(1): 3–12.