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Secondo un nuovo studio, una piccola molecola naturale derivata da un cipresso può trasportare il ferro nei topi vivi e nelle cellule umane prive della proteina che normalmente fa il lavoro, facilitando l'accumulo di ferro nel fegato e ripristinando la produzione di emoglobina e globuli rossi.
Nato da una collaborazione tra ricercatori dell'Università dell'Illinois Urbana Champaign, dell'Università del Michigan, di Ann Arbor e dell'Università di Modena in Italia, lo studio ha dimostrato che la piccola molecola hinokitiol potrebbe potenzialmente funzionare come una "protesi molecolare" quando il ferro- il trasporto della proteina ferroportina è mancante o difettoso, offrendo un potenziale percorso di trattamento per la malattia della ferroportina e alcuni tipi di anemia.
"Questa è una dimostrazione davvero sorprendente in un intero modello animale che un'imitazione imperfetta di una proteina mancante può ristabilire la fisiologia, agendo come una protesi su scala molecolare", ha affermato il co-leader dello studio, il dottor Martin D. Burke, professore di chimica in Illinois e membro del Carle Illinois College of Medicine, nonché medico. "Le implicazioni sono davvero piuttosto ampie rispetto ad altre malattie causate dalla perdita della funzione proteica."
La ferroportina è una proteina che forma un canale per il trasporto del ferro dentro e fuori le cellule. La carenza di ferroportina può essere dovuta a una mutazione genetica o causata da infiammazione o infezione. I pazienti senza la proteina hanno un accumulo eccessivo di ferro nel fegato, nella milza e nel midollo osseo, in particolare in un tipo di cellula chiamata macrofago. I macrofagi nel fegato masticano i vecchi globuli rossi e trasportano il ferro in essi contenuto per riciclarlo in nuovi globuli rossi. Tuttavia, senza ferroportina, il ferro si accumula all'interno delle celle e non può essere riciclato, ha detto Burke.
La rimozione del sangue dal corpo, come di solito avviene per altre malattie causate dall'accumulo di ferro, non è un trattamento efficace, poiché l'accumulo è localizzato e i livelli di ferro nel sangue sono in realtà bassi, ha affermato il coautore dello studio, il dott. Antonello Pietrangelo, professore di medicina a Modena. Pietrangelo è stato il primo a identificare la malattia genetica della ferroportina nei pazienti come distinta da una forma più ben documentata di sovraccarico di ferro che provoca l'accumulo di ferro nel siero del sangue.
Il gruppo di Burke in Illinois ha dettagliato la capacità dell'hinokitiol di trasportare il ferro attraverso le membrane cellulari e correggere l'anemia nel pesce zebra nel 2017, affermandolo come un potenziale candidato per l'applicazione terapeutica. Nel nuovo studio, pubblicato sulla rivista PNAS , i ricercatori hanno studiato l'azione di hinokitiol in topi vivi privi del gene per la ferroportina, nonché nei macrofagi di pazienti con malattia da ferroportina.
Il gruppo di ricerca del professore del Michigan Young-Ah Seo, che studia le malattie genetiche del ferro e del manganese, ha fornito la prova del concetto che l'hinokitiol potrebbe migliorare l'anemia nei topi.
"Abbiamo visto che i topi trattati con hinokitiol hanno ridotto l'accumulo di ferro nel fegato e migliorato la produzione di emoglobina e globuli rossi", ha affermato Seo, professore di biochimica nutrizionale e co-autore principale dello studio. "Questi risultati suggeriscono che l'hinokitiol potrebbe fornire ferro dal fegato ai globuli rossi e quindi migliorare l'emoglobina nei topi".
I ricercatori hanno notato che, sebbene la distribuzione del ferro fosse ancora al di sotto della norma nei topi trattati con hinokitiol, i livelli di emoglobina e globuli rossi erano migliorati fino a raggiungere valori normali. Ciò indica che la piccola molecola, sebbene non sia un sostituto perfetto della ferroportina, potrebbe affrontare efficacemente l'anemia, ha affermato la studentessa laureata dell'Illinois Stella Ekaputri, la prima autrice dello studio.
"Negli organismi sani, c'è una soglia di funzionalità. Il nostro obiettivo è dare un piccolo impulso in modo che la soglia venga raggiunta", ha detto Ekaputri. "Anche se la nostra piccola molecola non è perfetta, l'omeostasi è recuperata per l'emoglobina. Basta una piccola spinta per superare i colli di bottiglia creati dalla carenza di ferroportina."
I ricercatori hanno scavato più a fondo per comprendere i meccanismi di come l'hinokitiol ha rafforzato il trasporto del ferro e la produzione di emoglobina nei topi. Hanno scoperto che l'hinokitiol si legava al ferro all'interno dei macrofagi dove si era accumulato e traghettava il ferro fuori dalle cellule. Quindi, l'hinokitiol ha passato il ferro a un'altra proteina, la transferrina, che ha reinserito il ferro nel normale ciclo di produzione dell'emoglobina, hanno scoperto i ricercatori.
I ricercatori hanno verificato che l'hinokitiolo funzionava allo stesso modo nelle cellule umane studiando la sua azione nei macrofagi epatici di pazienti umani con malattia da ferroportina.
"Usando i macrofagi dei nostri pazienti, siamo stati in grado di dimostrare che l'hinokitiol può rimuovere in modo molto efficiente il 'ferro libero' e anche le riserve di ferro dai macrofagi di pazienti con diverse mutazioni", ha detto Pietrangelo. "Questo, combinato con i dati sui topi che mostrano che l'hinokitiol è efficace anche in vivo, apre una strada completamente nuova per il trattamento di questo disturbo". + Esplora ulteriormente
