Fierul hrănește celulele imune – și asta poate agrava astmul

Probabil ați auzit că puteți obține fier mâncând spanac și friptură. Poate știți, de asemenea, că este un oligomineral esențial care este o componentă majoră a hemoglobinei, proteina din globulele roșii care transportă oxigenul de la plămâni către toate părțile corpului.

O funcție importantă mai puțin cunoscută a fierului este rolul său în generarea de energie pentru anumite celule ale sistemului imunitar.

Într-un studiu publicat recent din laboratorul nostru, am descoperit că blocarea sau limitarea intrării fierului în celulele imune ar putea îmbunătăți simptomele unui astm indus de alergeni. Atac.

Celule imune care au nevoie de fier

În timpul unui atac de astm, alergenii inofensivi activează celulele imune din plămâni numite ILC2 (celule limfoide intrinseci de tip 2). Acest lucru duce la proliferarea lor și la eliberarea unor cantități mari de citokine - mesageri pe care celulele imune îi folosesc pentru a comunica și provoacă inflamații nedorite. Rezultatul sunt simptome precum tusea și respirația șuierătoare, care fac ca căile respiratorii să se simtă ca și cum ar fi comprimate.

Pentru a evalua rolul fierului în funcția ILC2 în plămân, am efectuat o serie de experimente cu ILC2 în laborator. Am confirmat apoi descoperirile noastre la șoareci cu astm alergic și la pacienți cu diferite grade de severitate a astmului.

Rezultate experimentale

În primul rând, am descoperit că ILC2 folosesc o proteină numită receptor 1 al transferinei (TfR1) pentru a prelua fier. Când am blocat această proteină în momentul activării ILC2, celulele nu au putut folosi fier și nu au mai putut să prolifereze și să provoace inflamație la fel de eficient ca înainte.

Am folosit apoi o substanță chimică numită chelator de fier pentru a împiedica ILC2 să folosească fier. Chelatorii de fier sunt similari cu supermagneții pentru fier și sunt utilizați medical pentru a gestiona condițiile în care există prea mult fier în organism.

Când am privat ILC2 de fier folosind un chelator, celulele au fost forțate să-și schimbe metabolismul și să treacă la un alt mod de producere a energiei, similar cu schimbarea unei mașini sport cu o bicicletă. Celulele nu mai erau la fel de eficiente în a provoca inflamații în plămâni.

În continuare, am limitat fierul celular la șoarecii cu căi respiratorii sensibile datorită activității ILC2. Am făcut acest lucru în trei moduri diferite: prin inhibarea TfR1, adăugarea unui chelator de fier sau inducerea unor niveluri totale scăzute de fier folosind o proteină sintetică numită mini-hepcidină. Fiecare dintre aceste metode a ajutat la reducerea hiperreactivității căilor respiratorii la șoareci, ceea ce a redus de fapt severitatea simptomelor lor de astm.

În sfârșit, am studiat celulele de la pacienți cu astm. Am observat ceva interesant: cu cât mai multă proteină TfR1 pe celulele lor ILC2, cu atât simptomele lor de astm au fost mai grave. Cu alte cuvinte, fierul a jucat un rol important în severitatea astmului lor. Blocarea TfR1 și tratamentul cu chelator de fier au redus proliferarea ILC2 și producția de citokine, sugerând că rezultatele noastre la șoareci sunt aplicabile celulelor umane. Aceasta înseamnă că putem muta aceste rezultate de la laborator la studiile clinice cât mai repede posibil.

Terapia cu fier pentru astm

Fierul este ca un dirijor de orchestră, care spune celulelor imune precum ILC2 cum să se comporte în timpul unui atac de astm. Fără suficient fier, aceste celule nu pot cauza atât de multe probleme, ceea ce ar putea însemna mai puține simptome de astm.

În continuare, lucrăm la țintirea celulelor imunitare ale unui pacient în timpul unui atac de astm. Dacă putem reduce cantitatea de fier disponibilă pentru ILC2 fără a epuiza nivelul total de fier din organism, acest lucru ar putea duce la noi terapii pentru astm bronșic care abordează cauza de bază a bolii, nu doar simptomele acesteia. Tratamentele disponibile pot controla simptomele pentru a menține pacienții în viață, dar nu vindecă boala. Terapiile legate de fier pot oferi o soluție mai bună pentru pacienții cu astm.

Descoperirea noastră se aplică nu numai astmului. Acest lucru ar putea schimba jocul pentru alte boli care implică ILC2, cum ar fi eczema și diabetul de tip 2. Cine ar fi crezut că fierul ar putea fi atât de important pentru sistemul tău imunitar?

Rezultatele lucrării sunt descrise în detaliu într-un articol publicat în revista The Conversation.