(Ferro-Immagine Credit Public Domain).
Due proteine assicurano che le cellule possano assorbire il ferro quando necessario. Se entrambe le proteine di controllo sono disattivate nei topi, gli animali sviluppano una grave anemia, come previsto. Allo stesso tempo, sorprendentemente, anche un tipo cellulare della difesa immunitaria innata, i neutrofili, diminuisce drasticamente, come hanno dimostrato per la prima volta gli scienziati del Centro tedesco di ricerca sul cancro.
La carenza di ferro, un noto meccanismo di difesa contro i patogeni infettivi, è un’arma a doppio taglio, poiché limita contemporaneamente il potere difensivo di un importante braccio del sistema immunitario innato.
Un equilibrato metabolismo del ferro è un prerequisito essenziale per la nostra salute. I farmaci che prendono di mira la carenza di ferro o l’eccesso di ferro sono tra le terapie più prescritte in tutto il mondo. Il fatto che il ferro sia un componente indispensabile del sangue è quasi noto: il metallo è un componente importante del pigmento sanguigno dell’emoglobina che è responsabile del trasporto di ossigeno nei globuli rossi.
L’apporto di ferro alle cellule è controllato dalle due proteine IRP-1 e IRP-2. Se la cellula è priva di ferro, IRP-1 e IRP-2 aumentano la produzione delle varie proteine trasportatrici del ferro che assorbono il ferro nella cellula. IRP-1 e IRP-2 assicurano inoltre che non si verifichi un altrettanto pericoloso eccesso di ferro.
IRP-1 e IRP-2 sono essenziali per la sopravvivenza: i topi privi di entrambe le proteine di controllo durante lo sviluppo embrionale muoiono mentre sono ancora nell’utero. Ma cosa succede quando IRP-1 e IRP-2 falliscono nei topi adulti? Un team guidato da Bruno Galy presso DKFZ ha ora studiato questo nei topi la cui produzione di IRP può essere interrotta iniettando un farmaco.
Come i ricercatori si aspettavano, il cambiamento più sorprendente dopo la disattivazione degli IRP è stata una pronunciata diminuzione dei globuli rossi. A causa della mancanza di emoglobina, questi eritrociti hanno raggiunto solo una dimensione minima.
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Tuttavia, i ricercatori sono rimasti sorpresi nel vedere che anche i globuli bianchi sono diminuiti notevolmente. Un esame più attento ha rivelato che questo declino era dovuto principalmente a una carenza di neutrofili. Queste cellule immunitarie rappresentano fino a due terzi dei globuli bianchi nell’uomo e sono una componente importante del sistema immunitario innato.
Questo declino non è causato da una morte di massa di neutrofili, ma da un blocco dello sviluppo nel sistema ematopoietico: le cellule precursori nel midollo osseo non si trasformano più in neutrofili maturi, poiché questo processo di differenziazione è apparentemente ferro-dipendente. Altri tipi di globuli bianchi, come i monociti, non sono stati influenzati dal blocco dello sviluppo IRP-dipendente.
La limitazione del ferro è un’arma a doppio taglio
“Questa forte dipendenza dal ferro dei neutrofili era precedentemente sconosciuta. È possibile che influisca sulla difesa immunitaria contro i patogeni batterici”, afferma Bruno Galy. È interessante notare che, d’altra parte, la carenza di ferro è una delle strategie di difesa dell’organismo nelle infezioni batteriche: molti agenti patogeni dipendono dal ferro. Per rallentare la loro moltiplicazione, il corpo accumula il metallo in alcune cellule che fungono da camera di stoccaggio per rendere più difficile l’accesso agli agenti patogeni a questa preziosa risorsa.
Un’altra pubblicazione nello stesso numero della rivista Science Advances, in cui è coinvolto anche Galy, dimostra che la carenza di ferro nel siero del sangue, come accade tipicamente con le infezioni, porta a una diminuzione dei neutrofili nei topi e limita la capacità di queste cellule immunitarie di combattere i batteri. “Apparentemente la carenza di ferro modula il sistema immunitario innato. Sopprime la maturazione dei neutrofili e limita anche il loro potere difensivo”, afferma Bruno Galy. “La limitazione del ferro disponibile è apparentemente un’arma a doppio taglio: da un lato, il corpo impedisce così la diffusione dei batteri. Dall’altro, la funzione di un importante braccio del sistema immunitario innato ne risente”.
Non solo le infezioni, ma anche le infiammazioni spesso portano a carenza di ferro e quindi all’anemia. I malati di cancro la cui malattia è accompagnata da condizioni infiammatorie croniche sono quindi spesso affetti da anemia, che può limitare gravemente la loro qualità di vita. “In seguito, vogliamo indagare se la carenza di ferro nell’infiammazione cronica comprometta anche la funzione immunitaria”, afferma Galy.
Fonte: Science Advances
