El estudio, publicado hoy en la revista Nature Communications, encontró que el hierro promueve el crecimiento y la virulencia del parásito de la malaria Plasmodium falciparum mediante la modulación de una proteína del huésped llamada hemo oxigenasa-1 o HO-1.
Las dietas ricas en hierro y los suplementos de hierro por vía intravenosa se han asociado con una mayor incidencia de malaria, parasitemia y enfermedades graves en múltiples estudios epidemiológicos. Las mujeres embarazadas, con sus mayores necesidades de hierro, corren un mayor riesgo de desarrollar anemia y malaria grave, lo que subraya la necesidad de comprender la relación entre el nivel de hierro, HO-1 y la patogénesis de la malaria.
"Los parásitos de la malaria utilizan el hemo derivado de la digestión de la hemoglobina para su crecimiento y desarrollo, y el hemo libre tiene efectos nocivos en el huésped", dijo la autora correspondiente, la Dra. Elizabeth Winzeler. "Trabajos anteriores de nuestro laboratorio identificaron HO-1 como una proteína huésped crítica que degrada el hemo para reducir los efectos tóxicos del hemo libre y prevenir la malaria grave en ratones. En el estudio actual, buscamos determinar cómo el estado del hierro podría modular estos procesos. "
Los investigadores descubrieron que la disponibilidad de hierro aumenta la expresión de HO-1 en los macrófagos, que son células que desempeñan un papel importante en la respuesta inmune a la malaria. La expresión de HO-1 se vio reforzada por la inducción dependiente de hierro del factor de transcripción Nrf2, que regula la expresión de una variedad de genes implicados en la defensa celular contra el estrés oxidativo.
El aumento de la expresión de HO-1 condujo a una mayor producción de biliverdina, que es un producto de la degradación del hemo. La biliverdina se puede convertir en bilirrubina, que tiene propiedades antioxidantes y antiinflamatorias.
Los investigadores descubrieron que el tratamiento con bilirrubina reducía el crecimiento de los parásitos de la malaria in vitro e in vivo. Además, descubrieron que los ratones con niveles más altos de HO-1 y biliverdina eran más resistentes a la infección por malaria.
Estos hallazgos sugieren que la expresión de HO-1 inducida por hierro y la producción de biliverdina pueden ser mecanismos importantes por los cuales el hierro promueve el crecimiento y la virulencia de P. falciparum y que HO-1 y biliverdina pueden representar nuevos objetivos terapéuticos para el tratamiento de la malaria.
"Se necesita más investigación para determinar si la inducción de HO-1 y la producción de biliverdina podrían apuntarse terapéuticamente para tratar o prevenir la malaria, particularmente en pacientes con sobrecarga de hierro o durante el embarazo", afirmó Winzeler. "La expresión de HO-1 y la producción de biliverdina también podrían servir como biomarcadores para controlar la progresión de la enfermedad de la malaria y la respuesta al tratamiento".
