“Protesi molecolare” per ripristinare il trasporto di ferro: nuove prospettive

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Il ferro riveste un ruolo fondamentale in numerose funzioni biologiche e, attraverso una serie di reazioni, è trasportato nel nostro corpo per mezzo di molecole. La mancanza delle proteine, adibite ​​al il trasporto di ferro tramite le membrane cellulari, è una delle cause responsabili di anemia.

I ricercatori della Brigham and Women Hospital della Harvard Medical School, Boston, in collaborazione con la University of Illinois, Champaign-Urbana, hanno analizzato il ruolo dell’Inokitiolo nella correzione del trasporto di ferro in modelli preclinici.

Lo studio

In un sistema sano, le proteine ​​di trasporto conducono il ferro attraverso le membrane cellulari per l’assorbimento da parte dell’intestino o per la sintesi dell’emoglobina.

Quando la proteina di trasporto non è presente, il ferro non può attraversare la membrana, determinando l’insorgenza di quadri di anemia. Alterazioni in questo ambito determinano l’insorgenza di malattie da carenza di ferro o da sovraccarico.

Originariamente isolato dall’albero hinoki taiwanese, l’inokitiolo è un prodotto naturale che si trova nel legno e nelle foglie degli alberi. Questa piccola molecola è presente anche nel legno di cedro.

Dal 2014, con le prime ricerche condotte dalla “National Taiwan University”, gli studiosi hanno iniziato ad esaminare più da vicino le diverse proprietà di questo prodotto naturale.

Il team condotto dal prof. Martin D. Burke ha studiato inizialmente le proprietà dell’Inokitiolo nel lievito, modello classico per lo studio dei processi biologici.

In particolare, presso l’University of Illinois, si è scoperto che il composto potrebbe trasportare il ferro attraverso la membrana cellulare del lievito, in quei lieviti mutanti privi dei loro principali trasportatori del ferro.

Quando i ricercatori hanno somministrato la molecola in questi modelli così come nei roditori, hanno riscontrato che l’inokitiolo era in grado di legare il ferro bloccato sulla parte esterna delle cellule, o degli organelli subcellulari, correggendo in tal modo l’anemia a livello cellulare.

Importante sottolineare che non è stata riscontrata tossicità nei ratti sottoposti alla somministrazione orale cronica per due anni.

Secondo il modello proposto, tre molecole di Inokitiolo legano un singolo ione ferro, formando una sfera intorno alle specie cariche che possono poi essere trasportate direttamente attraverso la membrana dove dovrebbe esserci la proteina mancante.

L’inokitiolo può ripristinare il trasporto del ferro attraverso le cellule.

Lo stesso composto favorisce l’assorbimento del ferro nell’intestino dei ratti con deficit di DMT1 (trasportatore dei metalli bivalenti)  e nei topi ferroportina-carenti, così come la formazione di emoglobina nei pesci zebra con deficit di mitoferrina. Nel dettaglio, nei pesci zebra (consolidato come un potente organismo di modello nello studio dell’ematopoiesi) geneticamente privi del trasportatore mitoferrina e con bassi livelli di emoglobina, l’aggiunta di Inokitiolo può ripristinare i livelli normali.

In un secondo momento, la sperimentazione ha testato gli effetti della molecola su una coltura comprendente cellule intestinali umane. Ancora una volta, i livelli carenti di ferro sono stati ripristinati.

In tutti gli esperimenti condotti, il gruppo di ricerca ha dimostrato che l’Inokitiolo potrebbe mimare l’attività di tre diversi trasportatori di ferro.

Come pubblicato sulla rivista “Science”, i ricercatori definiscono il meccanismo d’azione una “protesi molecolare” in grado di trasportare il ferro dove necessario.

“Abbiamo scoperto che questa piccola molecola replica il lavoro principale di una proteina mancante e può essere sufficiente per ripristinare la funzionalità nelle cellule e negli animali”- spiega il prof. Barry H. Paw della Harvard University, e aggiunge- “Questi risultati suggeriscono che altre piccole molecole simili all’Inokitiolo possano mimare la funzione biologica di una proteina avendo per questo un potenziale per il trattamento di varie malattie umane“.

Nonostante gli incoraggianti risultati ottenuti, più ampi studi clinici sono necessari per comprendere ulteriormente il potenziale terapeutico dell’Inokitiolo e per accertare l’eventuale tossicità che non è stata identificata utilizzando modelli preclinici.

FONTI | Abstract