O echipă de cercetători din China a identificat un mecanism surprinzător prin care fierul din celulele căilor respiratorii contribuie la declanșarea inflamației alergice asociate cu astmul.
De ce unele persoane dezvoltă reacții inflamatorii severe după contactul cu polenul, acarienii din praful de casă sau anumite ciuperci, în timp ce altele nu? Deși mecanismele astmului au fost intens studiate, cercetătorii nu reușiseră până acum să explice complet cum începe procesul inflamator în celulele care căptușesc căile respiratorii.
Acum, o echipă de cercetători condusă de profesorii Sun Bing, de la Centrul de Excelență în Știința Celulară Moleculară din Shanghai, și Liu Xing, de la Institutul de Materia Medica din Shanghai, ambele parte a Academiei Chineze de Științe, a identificat un mecanism complet nou.
Studiul, publicat în prestigioasa revistă Cell, arată că fierul nu este doar un mineral esențial pentru organism, ci poate deveni și un factor care alimentează inflamația alergică din căile respiratorii, conform Medical Xpress.
În mod obișnuit, atunci când polenul, acarienii din praful de casă sau proteazele provenite de la fungi pătrund în căile respiratorii, acestea intră în contact cu celulele epiteliale care acoperă interiorul bronhiilor.
Aceste celule eliberează molecule de alarmă, printre care IL-33, o proteină care pune în mișcare întregul răspuns alergic.
IL-33 activează celulele limfoide înnăscute de tip 2 (ILC2), care determină:
Toate aceste modificări reprezintă caracteristicile clasice ale astmului alergic.
Până acum, oamenii de știință știau că o proteină numită Gasdermina D (GSDMD) este implicată în eliberarea IL-33, însă nu era clar cum este activată.
Noua cercetare a descoperit că expunerea la alergeni produce foarte rapid o creștere a cantității de fier liber din celulele epiteliale ale căilor respiratorii.
Acest fier activează GSDMD printr-un mecanism diferit de cele cunoscute până acum.
Cu alte cuvinte, fierul nu este un simplu spectator, ci participă direct la pornirea reacției inflamatorii.
Cercetătorii au folosit modele experimentale de astm induse de papaină și de acarieni din praful de casă.
Rezultatele au fost impresionante.
Imediat după expunerea la alergeni:
Când cercetătorii au administrat un chelator de fier, adică o substanță care leagă și reduce cantitatea de fier disponibil, activarea GSDMD și eliberarea IL-33 au fost inhibate semnificativ.
În schimb, suplimentarea cu fier a intensificat inflamația.
Studiul descrie în detaliu o adevărată reacție în lanț.
Totul începe cu receptorul PAR1, aflat la suprafața celulelor.
Proteaza papaină îl activează direct, iar acest lucru declanșează un proces numit feritinofagie, prin intermediul proteinei NCOA4.
Practic, celula începe să descompună depozitele de feritină, principala proteină care stochează fierul, eliberând astfel fier liber.
Ulterior, o altă proteină, PCBP2, transportă acest fier exact în apropierea GSDMD.
Acolo apare o reacție chimică extrem de agresivă, cunoscută drept reacția Fenton, care produce radicali hidroxil, unele dintre cele mai reactive molecule oxidative din organism.
Acești radicali taie efectiv proteina GSDMD, activând-o și permițând eliberarea IL-33.
Interesant este că acest proces nu implică enzimele clasice (caspazele) despre care se credea anterior că sunt indispensabile pentru activarea GSDMD.
Rezultatele au fost și mai spectaculoase atunci când cercetătorii au administrat șoarecilor DFP, un medicament care elimină excesul de fier.
Inflamația alergică s-a redus semnificativ.
În schimb, administrarea suplimentară de fier a agravat inflamația la șoarecii normali, însă acest efect aproape că a dispărut la animalele care nu produceau GSDMD, confirmând că această proteină este esențială pentru mecanism.
Autorii studiului spun că au identificat o nouă axă biologică, fier-GSDMD-IL-33, care joacă un rol central în apariția inflamației alergice de tip 2.
Acest lucru înseamnă că, pe viitor, tratamentele pentru astm ar putea viza nu doar reducerea simptomelor, ci și blocarea mecanismului care declanșează inflamația încă din primele momente.
Specialiștii subliniază că studiul a fost realizat în principal pe modele experimentale și investighează mecanismele moleculare ale bolii.
Rezultatele nu înseamnă că suplimentele cu fier provoacă astm și nici că persoanele cu această afecțiune ar trebui să întrerupă tratamentele cu fier recomandate de medic.
Descoperirea arată însă că modul în care organismul utilizează și mobilizează fierul în celulele căilor respiratorii poate avea un rol mult mai important în inflamația alergică decât se credea până acum și oferă cercetătorilor noi direcții pentru dezvoltarea unor terapii mai eficiente împotriva astmului și altor boli alergice respiratorii.