I ricercatori hanno scoperto una molecola chiave che potrebbe portare a nuove terapie per l’anemia e altri disturbi del ferro.
“Senza il ferro, la vita stessa non sarebbe possibile”, dice Barry Zampa, MD, PhD. “Il trasporto del ferro è molto importante per il ruolo che esso svolge nel trasporto di ossigeno nel sangue, nei processi metabolici chiave e nella replicazione del DNA”.
Lo studio, che è stato pubblicato dalla rivista Science ed ha coinvolto un team multi-istituzionale di ricercatori della University of Illinois, Dana-Farber/Boston Children’s Cancer e Blood Disorders Center, Brigham and Women’s Hospital e Northeastern University, potrebbe avere un impatto su tutta una serie di disturbi del ferro che vanno dal anemia sideropenica alla malattia del fegato da sovraccarico di ferro.
la piccola molecola hinokitiol trasporta il ferro attraverso le membrane cellulari in cui proteine di trasporto sono mancanti. Credit: Julie McMahon e Liz Ahlberg Touchstone, University of Illinois.
Il team ha scoperto che una piccola molecola che si trova naturalmente nelle foglie di cipresso giapponese, hinokitiol è in grado di correggere i disordini del ferro negli animali.
Il Prof. Zampa, co-autore di alto livello dell’articolo e medico presso il Dana-Farber/Boston Children’s Cancer ed i membri del suo laboratorio, hanno dimostrato che hinokitiol può invertire con successo la carenza di ferro e sovraccarico di ferro in modelli della malattia zebrafish.
Di conseguenza, hinokitiol ha un grande potenziale terapeutico.
La regolamentazione del ferro è essenziale per la salute
Molte malattie umane da carenza di ferro o sovraccarico, sono il risultato di perdita ereditaria o acquisita della funzione della proteina che è responsabile di traghettare il ferro attraverso le membrane cellulari, compartimenti subcellulari e membrane mitocondriali.
“Sorprendentemente, abbiamo osservato nello zebrafish che hinokitiol può legare e trasportare il ferro dentro o fuori le membrane cellulari, dove è più necessario”.
Ad esempio, il ferro è un cofattore necessario per la produzione del corpo di emoglobina, una proteina che trasporta l’ossigeno nel sangue dei vertebrati. Ma se le proteine di trasporto del ferro sono assenti, il ferro non può passare attraverso le membrane cellulari e all’interno dei mitocondri delle cellule, bloccando un passo essenziale della produzione di emoglobina.
“I globuli rossi hanno bisogno di ferro e se le proteine di trasporto del ferro sono mancanti, si può sviluppare l’anemia”, dice Zampa. “L’anemia da carenza di ferro è il problema nutrizionale più comune nel mondo”.
Il rovescio della medaglia è che anche l’eccesso di ferro che si accumula all’interno delle cellule è dannoso. Il sovraccarico di ferro può causare danni ai tessuti, danni al DNA e disfunzione d’organo pericolose per la vita attraverso il cuore, il fegato e il pancreas. Ciò può essere causato da una mancanza ereditaria di proteine di trasporto del ferro o da frequenti trasfusioni di sangue, che sono spesso necessarie per il trattamento di molte condizioni mediche.
Un approccio totalmente nuovo per il trattamento dei disturbi da trasporto del ferro
La squadra di Burke ha inizialmente scoperto che la molecola trovata in hinokitiol può trasportare il ferro attraverso le membrane cellulari in vitro prima di testare la sua efficacia in modelli animali.
Un colorante speciale rivela la produzione di emoglobina in zebrafish sano (a sinistra), un anemico zebrafish (centro) e uno zebrafish anemico trattato con hinokitiol (a destra).
I ricercatori hanno osservato che le molecole hinokitiol possono legarsi ad atomi di ferro e spostarli attraverso le membrane cellulari dentro / fuori dei mitocondri, nonostante l’assenza di proteine che normalmente svolgono queste funzioni.
“Se c’è un errore genetico, le membrane delle cellule non si apriranno per lasciar passare il ferro”, dice Zampa. “Ma, una volta somministrato, hinokitiol si combina con il ferro che viene traghettato all’interno o all’esterno delle cellule e dei mitocondri in cui è necessario.
“Pertanto, questa piccola molecola ha un enorme potenziale terapeutico per il trattamento dell’anemia!”, conclude Paw.
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