اتوفاژی: مروری بر مکانیسم‌های مولکولی و پتانسیل درمانی در سلامت و بیماری انسان

اتوفاژی، یکی از فرآیندهای اساسی در سلول‌های یوکاریوتی است و نقشی کلیدی در حفظ هموستاز و بقای سلولی ایفا می‌کند. این فرآیند شامل تشکیل ساختاری به نام اتوفاگوزوم است که اجزای آسیب‌دیده سلولی مانند پروتئین‌ها و اندامک‌های ناکارآمد را محصور کرده و به لیزوزوم‌ها انتقال می‌دهد تا تجزیه شوند. اتوفاژی به سلول‌ها کمک می‌کند تا در شرایط استرس‌زا مانند کمبود مواد مغذی، هیپوکسی و عفونت‌های میکروبی زنده بمانند. این فرآیند به سه نوع اصلی تقسیم می‌شود: ماکرواتوفاژی، میکرواتوفاژی، و اتوفاژی وابسته به چاپرون، که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند. فرآیند اتوفاژی توسط ژن‌های مرتبط با اتوفاژی (atg) تنظیم می‌شود و مراحلی هم‌چون القا، تشکیل اتوفاگوزوم، ادغام با لیزوزوم و تجزیه محموله را شامل می‌شود. اختلال در عملکرد اتوفاژی می‌تواند منجر به بروز بیماری‌های مختلفی از جمله سرطان، بیماری‌های نورودژنراتیو، اختلالات متابولیک و عفونت‌های باکتربایی و ویروسی شود. پژوهش‌های جدید نقش دوگانه اتوفاژی در سرطان را نشان می‌دهند؛ از یک سو، اتوفاژی می‌تواند به عنوان سرکوبگر تومور عمل کند و از سوی دیگر، در برخی موارد به بقای سلول‌های توموری کمک می‌کند. هم‌چنین در سیستم عصبی، این فرآیند از تجمع پروتئین‌های مضر جلوگیری کرده و به حفظ عملکرد نورون‌ها کمک می‌کند. علاوه بر این، اتوفاژی نقش مهمی در مقابله با پاتوژن‌های مهاجم ایفا می‌کند و به عنوان یک مکانیسم دفاعی در برابر باکتری‌ها و ویروس‌ها عمل می‌کند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که اتوفاژی یک هدف بالقوه برای توسعه استراتژی‌های درمانی در بیماری‌های مختلف است و پژوهش‌های بیش‌تر در این زمینه می‌توانند به بهبود راهکارهای درمانی و درک عمیق‌تر از این فرآیند منجر شوند. بررسی دقیق مسیرهای مولکولی تنظیم‌کننده اتوفاژی، بویژه مسیرهای mtor و ampk، می‌تواند ارائه‌کننده راه‌کارهای درمانی جدید برای بیماری‌های مرتبط باشد. این مقاله با مرور جامع مکانیسم‌ها و نقش‌های اتوفاژی، به بررسی ارتباط آن با انواع بیماری‌های انسانی پرداخته و چشم‌اندازی نوین برای کاربردهای بالینی این فرآیند ارائه می‌دهد. 

autophagy: an overview of molecular mechanisms and its therapeutic implications for health and disease

autophagy is a fundamental process in eukaryotic cells, essential for maintaining cellular homeostasis and promoting survival. this process involves the formation of a structure known as the autophagosome, which sequesters damaged cellular components such as misfolded proteins and dysfunctional organelles. these components are subsequently transported to lysosomes for degradation. autophagy allows cells to withstand various stress conditions, including nutrient deprivation, hypoxia, and microbial infections. there are three primary types of autophagy: macroautophagy, microautophagy, and chaperone-mediated autophagy, each characterized by distinct mechanisms and features.the autophagy process is tightly regulated by autophagy-related genes (atg) and consists of several stages: induction, autophagosome formation, fusion with lysosomes, and cargo degradation. dysfunctional autophagy has been implicated in the development of various diseases, including cancer, neurodegenerative disorders, metabolic diseases, and bacterial or viral infections. recent studies have highlighted the dual role of autophagy in cancer: while it can act as a tumor suppressor in early stages, it may also support tumor cell survival in advanced stages.in the nervous system, autophagy helps prevent the accumulation of harmful proteins and supports neuronal function. additionally, autophagy plays a significant role in combating invasive pathogens, serving as a defensive mechanism against bacteria and viruses. research indicates that autophagy is a promising target for developing new therapeutic strategies for a wide range of diseases. in-depth investigations into the molecular pathways regulating autophagy, particularly the mtor and ampk pathways, offer potential avenues for innovative treatments.this review provides a comprehensive analysis of the mechanisms and functions of autophagy, exploring its association with various human diseases. it presents a novel perspective on the potential clinical applications of autophagy, highlighting its role in the development of therapeutic strategies and deepening our understanding of this essential cellular process.