Riassunto analitico
Negli ultimi anni le conoscenze sui meccanismi molecolari che regolano l’omeostasi del ferro si sono notevolmente evolute. Molteplici studi hanno dimostrato il ruolo cruciale dell’epcidina, peptide sintetizzato prevalentemente a livello epatico, che agisce legando e degradando il principale esportatore del ferro intracellulare, la ferroportina, con conseguente ritenzione del ferro all’interno della cellula. Alterazioni della regolazione dell’epcidina portano a sovraccarico di ferro (in caso di bassi livelli di epcidina circolante) come accade nell’emocromatosi ereditaria, o al contrario, ad una condizione di ferro-carenza e anemia (in caso di alti livelli di epcidina circolante), come documentato nell’anemia da malattia cronica. Diversi stimoli e segnali regolano l’espressione dell'epcidina e, conseguentemente, lo stato del ferro dell’organismo. In particolare l’espressione dell’epcidina è indotta negli epatociti in risposta a stimoli infiammatori (via IL-6-STAT3) e ad accumulo di ferro (via BMPs-SMAD), mentre è repressa in condizioni di anemia e di ipossia. Recentemente, il nostro gruppo ha identificato un ulteriore meccanismo regolatorio dell’epcidina e dell’omeostasi del ferro, ovvero lo stress del reticolo endoplasmatico, mediato dal fattore trascrizionale CREBH, cAMP responsive element binding protein. In risposta allo stress del reticolo, CREBH subisce un taglio proteolitico da parte di alcune proteasi S1P ed S2P che libera la porzione N-terminale. Questa trasloca nel nucleo ove induce geni UPR-target, come alcuni geni di fase acuta, tra cui l’epcidina stessa. Lo studio ha poi dimostrato che CREBH occupa stabilmente il promotore dell’epcidina facendo presupporre un suo ruolo nella regolazione fisiologica del gene. Alla luce di tali premesse, ci si è proposto di validare in vivo il ruolo di CREBH nella regolazione dell'epcidina e, attraverso questa, dell’omeostasi del ferro. A tale scopo si è caratterizzato, dal punto di vista molecolare e fenotipico, il modello murino knock-out CrebH in condizioni fisiologiche, in particolar modo per quanto concerne l’omeostasi del ferro. Abbiamo utilizzato topi WT e KO per il fattore CREBH, da 2 a 24 settimane di età, equamente suddivisi tra femmine e maschi. I dati biochimici nei topi KO-CrebH hanno evidenziato un progressivo aumento del ferro sierico, in assenza di evidente danno epatico, ed in analogia con quanto documentato in modelli noti di emocromatosi murina. Per caratterizzare ulteriormente lo stato del ferro, sono state eseguite analisi istologiche per meglio evidenziare l’accumulo del ferro e la struttura dei principali organi coinvolti nel metabolismo del ferro, in particolare il fegato e la milza. In accordo con i dati sierici, si è documentato nel tempo un apprezzabile aumento del ferro epatico ed una diminuzione di quello splenico nei topi KO. Anche il dosaggio del ferro tissutale, ha confermato il risultato delle analisi istologiche epatiche e spleniche. Tale comportamento suggerisce che vi possa essere un’alterazione dell’espressione dell’epcidina che, come detto, è la proteina che governa l’entità del ferro circolante e depositato nei tessuti. Infatti, con la tecnica di real time PCR, abbiamo osservato come l’espressione dell’epcidina nel fegato aumenti nel tempo in risposta all’aumentare dell’accumulo del ferro epatico, ma inappropriatamente rispetto al livello di ferro tissutale. In conclusione, gli studi condotti hanno permesso di stabilire che il fattore di trascrizione CREBH ha un ruolo rilevante nella regolazione dell’epcidina tanto da determinarne una inappropriata espressione e causare un progressivo sovraccarico di ferro sistemico in vivo. Questo permette di identificare il topo KO-CrebH come un nuovo modello di emocromatosi sperimentale utile per studiare sia gli aspetti patogenetici che terapeutici di questa importante patologia ereditaria.
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