Le cellule usano una molecola poco nota per proteggersi dal sovraccarico di ferro

Le cellule hanno scoperto di utilizzare una molecola precedentemente trascurata, le poliammine, per proteggersi dai pericoli posti dall'eccessivo accumulo di ferro. Questa scoperta è stata fatta da ricercatori del Whitehead Institute, tra cui Ankur Jain, Whitney Henry e Pushkal Sharma. Il loro studio, pubblicato su Cell, rivela che le poliammine servono come unità di stoccaggio interne per il ferro, mantenendolo in uno stato innocuo e inattivo fino a quando richiesto dalla cellula. La ricerca si concentra sul ruolo critico del ferro nelle funzioni cellulari, come la produzione di energia e il trasporto di ossigeno. Tuttavia, livelli di ferro incontrollati possono portare a stress ossidativo, danneggiando il DNA, le proteine e le membrane cellulari.

Per contrastare ciò, il team ha identificato che le poliammine agiscono come un tampone, sequestrando il ferro in eccesso e impedendogli di causare danni. Questa scoperta risolve un puzzle di lunga data riguardante l'abbondanza di poliammine nelle cellule e svela una nuova strategia di protezione contro la tossicità indotta dal ferro. L'indagine è iniziata con l'interesse del Jain Laboratory nella struttura e funzione dell'RNA. Le poliammine sono state inizialmente studiate per la loro capacità di influenzare il ripiegamento dell'RNA. Tuttavia, data la loro prevalenza nelle cellule, paragonabile all'ATP, i ricercatori hanno ipotizzato che le poliammine potrebbero avere ruoli aggiuntivi, ancora sconosciuti.

Jain ha osservato che mentre le poliammine sono vitali per la crescita e la divisione cellulare, la loro funzione primaria conosciuta consuma solo una frazione della loro presenza totale all'interno delle cellule. Per esplorare queste possibilità, il team ha impiegato un metodo di screening genetico completo, consentendo loro di valutare l'impatto dei livelli alterati di poliammina su vari processi cellulari. I risultati hanno indicato che quando le concentrazioni di poliammina diminuiscono, l'enzima GPX4 diventa cruciale per la sopravvivenza cellulare. GPX4 è riconosciuto per il suo ruolo nel neutralizzare le reazioni chimiche dannose che minacciano le membrane cellulari.

Inoltre, lo studio ha dimostrato che bassi livelli di poliammina aumentavano l'attività di una proteina che lega e immagazzina il ferro in una forma stabile, rafforzando l'ipotesi che le poliammine regolano la disponibilità di ferro. Sulla base di queste intuizioni, i ricercatori hanno progettato un sensore fluorescente in grado di rilevare il ferro reattivo nelle cellule vive. Questo strumento ha permesso il monitoraggio in tempo reale della dinamica del ferro al microscopio.

Nel contesto del trattamento del cancro, la manipolazione dei livelli di poliammina potrebbe potenzialmente aumentare la morte cellulare indotta dal ferro nei tessuti maligni. Inoltre, i risultati possono contribuire a comprendere i disturbi neurodegenerativi come il morbo di Parkinson a esordio precoce, in cui le interruzioni del metabolismo della poliammina sono collegate alla disfunzione neuronale.

Questi sforzi potrebbero aprire la strada ad approcci innovativi nel trattamento delle condizioni associate allo squilibrio del ferro e alla disregolazione metabolica.