Il ferro nutre le cellule immunitarie e ciò può peggiorare l'asma

Probabilmente hai sentito dire che è possibile ottenere ferro mangiando spinaci e bistecche. Forse sai anche che si tratta di un oligominerale essenziale che costituisce un componente importante dell'emoglobina, la proteina contenuta nei globuli rossi che trasporta l'ossigeno dai polmoni a tutte le parti del corpo.

Una funzione importante del ferro meno conosciuta è il suo ruolo nella generazione di energia per alcune cellule immunitarie.

In uno studio recentemente pubblicato dal nostro laboratorio, abbiamo scoperto che bloccare o limitare l'ingresso del ferro nelle cellule immunitarie potrebbe potenzialmente migliorare i sintomi di un'asma indotta da allergeni attacco.

Cellule immunitarie che necessitano di ferro

Durante un attacco d'asma, allergeni innocui attivano le cellule immunitarie nei polmoni chiamate ILC2 (cellule linfoidi intrinseche di tipo 2). Ciò porta alla loro proliferazione e al rilascio di grandi quantità di citochine, messaggeri che le cellule immunitarie utilizzano per comunicare, e provoca infiammazioni indesiderate. Il risultato sono sintomi come tosse e respiro sibilante, che danno la sensazione che le vie aeree vengano compresse.

Per valutare il ruolo del ferro nella funzione ILC2 nel polmone, abbiamo eseguito una serie di esperimenti con ILC2 in laboratorio. Abbiamo poi confermato i nostri risultati nei topi con asma allergico e in pazienti con vari gradi di gravità dell'asma.

Risultati sperimentali

Innanzitutto, abbiamo scoperto che le ILC2 utilizzano una proteina chiamata recettore della transferrina 1 (TfR1) per assorbire il ferro. Quando abbiamo bloccato questa proteina al momento dell'attivazione delle ILC2, le cellule non erano in grado di utilizzare il ferro e non erano più in grado di proliferare e causare infiammazione in modo efficiente come prima.

Abbiamo quindi utilizzato una sostanza chimica chiamata chelante del ferro per impedire alle ILC2 di utilizzare il ferro. I chelanti del ferro sono simili ai supermagneti per il ferro e sono utilizzati in medicina per gestire condizioni in cui c'è troppo ferro nel corpo.

Quando abbiamo privato le ILC2 del ferro utilizzando un chelante, le cellule sono state costrette a cambiare il loro metabolismo e passare a una diversa modalità di produzione di energia, simile alla trasformazione di un'auto sportiva in una bicicletta. Le cellule non erano più efficaci nel causare infiammazione nei polmoni.

Successivamente, abbiamo limitato il ferro cellulare nei topi con vie aeree sensibili a causa dell'attività delle ILC2. Lo abbiamo fatto in tre modi diversi: inibendo TfR1, aggiungendo un chelante del ferro o inducendo bassi livelli di ferro totale usando una proteina sintetica chiamata mini-epcidina. Ognuno di questi metodi ha contribuito a ridurre l'iperreattività delle vie aeree nei topi, il che ha effettivamente ridotto la gravità dei loro sintomi di asma.

Infine, abbiamo studiato le cellule di pazienti asmatici. Abbiamo notato qualcosa di interessante: più proteina TfR1 era presente sulle loro cellule ILC2, peggiori erano i loro sintomi di asma. In altre parole, il ferro ha avuto un ruolo importante nella gravità del loro asma. Il blocco di TfR1 e il trattamento con chelante del ferro hanno ridotto la proliferazione di ILC2 e la produzione di citochine, suggerendo che i nostri risultati nei topi sono applicabili alle cellule umane. Ciò significa che possiamo trasferire questi risultati dal laboratorio alle sperimentazioni cliniche il più rapidamente possibile.

Terapia con ferro per l'asma

Il ferro è come un direttore d'orchestra, che dice alle cellule immunitarie come ILC2 come comportarsi durante un attacco d'asma. Senza abbastanza ferro, queste cellule non possono causare così tanti problemi, il che potrebbe significare meno sintomi di asma.

Successivamente stiamo lavorando per colpire le cellule immunitarie di un paziente durante un attacco d'asma. Se riusciamo a ridurre la quantità di ferro disponibile per le ILC2 senza esaurire i livelli complessivi di ferro nel corpo, questo potrebbe portare a nuove terapie per l'asma che affrontano la causa sottostante della malattia, non solo i suoi sintomi. I trattamenti disponibili possono controllare i sintomi per mantenere in vita i pazienti, ma non curano la malattia. Le terapie correlate al ferro potrebbero offrire una soluzione migliore per i pazienti asmatici.

La nostra scoperta non si applica solo all'asma. Questo potrebbe cambiare le carte in tavola per altre malattie che coinvolgono le ILC2, come l'eczema e il diabete di tipo 2. Chi avrebbe mai pensato che il ferro potesse essere così importante per il tuo sistema immunitario?

I risultati del lavoro sono descritti in dettaglio in un articolo pubblicato sulla rivista The Conversation.