Una pequeña molécula natural derivada de un ciprés puede transportar hierro en ratones vivos y células humanas que carecen de la proteína que normalmente hace el trabajo, lo que facilita la acumulación de hierro en el hígado y restaura la producción de hemoglobina y glóbulos rojos, encontró un nuevo estudio.

A partir de una colaboración entre investigadores de la Universidad de Illinois Urbana Champaign, la Universidad de Michigan, Ann Arbor y la Universidad de Módena en Italia, el estudio demostró que la molécula pequeña de hinokitiol podría funcionar potencialmente como una "prótesis molecular" cuando el hierro- la proteína transportadora ferroportina falta o es defectuosa, lo que ofrece una vía de tratamiento potencial para la enfermedad de ferroportina y ciertos tipos de anemia.

"Esta es una demostración realmente sorprendente en un modelo animal completo de que una imitación imperfecta de una proteína faltante puede restablecer la fisiología, actuando como una prótesis a escala molecular", dijo el codirector del estudio, el Dr. Martin D. Burke, profesor de química. en Illinois y miembro del Colegio de Medicina de Carle Illinois, así como médico. "Las implicaciones son realmente bastante amplias con respecto a otras enfermedades causadas por la pérdida de la función de las proteínas".

La ferroportina es una proteína que forma un canal para el transporte de hierro dentro y fuera de las células. La deficiencia de ferroportina puede deberse a una mutación genética o a una inflamación o infección. Los pacientes sin la proteína tienen una acumulación excesiva de hierro en el hígado, el bazo y la médula ósea, particularmente en un tipo de célula llamada macrófago. Los macrófagos en el hígado mastican los glóbulos rojos viejos y transportan el hierro en ellos para reciclarlo y convertirlo en nuevos glóbulos rojos. Sin embargo, sin ferroportina, el hierro se acumula dentro de las células y no se puede reciclar, dijo Burke.

Eliminar la sangre del cuerpo, como se suele hacer para otras enfermedades causadas por la acumulación de hierro, no es un tratamiento eficaz, ya que la acumulación está localizada y los niveles de hierro en la sangre en realidad son bajos, dijo el coautor del estudio, el Dr. Antonello Pietrangelo, profesor de medicina en Módena. Pietrangelo fue el primero en identificar la enfermedad genética de la ferroportina en pacientes como distinta de una forma mejor documentada de sobrecarga de hierro que hace que el hierro se acumule en el suero sanguíneo.

El grupo de Burke en Illinois detalló la capacidad del hinokitiol para transportar hierro a través de las membranas celulares y corregir la anemia en el pez cebra en 2017, estableciéndolo como un candidato potencial para una aplicación terapéutica. En el nuevo estudio, publicado en la revista PNAS , los investigadores estudiaron la acción del hinokitiol en ratones vivos que carecían del gen de la ferroportina, así como en macrófagos de pacientes con la enfermedad de la ferroportina.

El grupo de investigación de la profesora de Michigan Young-Ah Seo, que estudia los trastornos genéticos del hierro y el manganeso, proporcionó una prueba de concepto de que el hinokitiol podría mejorar la anemia en ratones.

"Vimos que los ratones tratados con hinokitiol redujeron la acumulación de hierro en el hígado y mejoraron la producción de hemoglobina y glóbulos rojos", dijo Seo, profesor de bioquímica nutricional y coautor principal del estudio. "Estos hallazgos sugieren que el hinokitiol podría llevar hierro del hígado a los glóbulos rojos y, por lo tanto, mejorar la hemoglobina en ratones".

Los investigadores notaron que, aunque la distribución de hierro seguía estando por debajo de lo normal en los ratones tratados con hinokitiol, los niveles de hemoglobina y de glóbulos rojos mejoraron al rango normal. Esto indica que la molécula pequeña, aunque no es un reemplazo perfecto para la ferroportina, podría tratar la anemia de manera efectiva, dijo la estudiante graduada de Illinois Stella Ekaputri, la primera autora del estudio.

"En los organismos sanos, hay un umbral de funcionalidad. Nuestro objetivo es dar un pequeño impulso para que se alcance el umbral", dijo Ekaputri. "Aunque nuestra pequeña molécula no es perfecta, la homeostasis se recupera para la hemoglobina. Solo un poco de impulso es suficiente para superar los cuellos de botella creados por la deficiencia de ferroportina".

Los investigadores profundizaron para comprender los mecanismos por los que el hinokitiol reforzaba el transporte de hierro y la producción de hemoglobina en ratones. Descubrieron que el hinokitiol se unía al hierro dentro de los macrófagos donde se había acumulado y transportaba el hierro fuera de las células. Luego, el hinokitiol entregó el hierro a otra proteína, la transferrina, que insertó el hierro nuevamente en el ciclo normal de producción de hemoglobina, encontraron los investigadores.

Los investigadores verificaron que el hinokitiol funcionaba de la misma manera en las células humanas al estudiar su acción en los macrófagos hepáticos de pacientes humanos con la enfermedad de la ferroportina.

"Usando los macrófagos de nuestros pacientes, pudimos demostrar que el hinokitiol puede eliminar de manera muy eficiente el 'hierro libre' y también las reservas de hierro de los macrófagos de pacientes con diferentes mutaciones", dijo Pietrangelo. "Esto, combinado con los datos en ratones que muestran que el hinokitiol también es efectivo in vivo, abre una vía completamente nueva para el tratamiento de este trastorno". + Explora más

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