La carencia de hierro suprime un importante brazo del sistema inmunitario innato
La limitación del hierro es un arma de doble filo
Dos proteínas garantizan que las células puedan captar el hierro cuando lo necesitan. Si se desactivan ambas proteínas de control en los ratones, los animales desarrollan una anemia grave, como era de esperar. Sorprendentemente, al mismo tiempo un tipo de célula de la defensa inmunitaria innata, los neutrófilos, también disminuye drásticamente, como han demostrado ahora por primera vez científicos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer. La carencia de hierro, un conocido mecanismo de defensa contra los patógenos infecciosos, es un arma de doble filo, ya que frena simultáneamente el poder defensivo de un importante brazo del sistema inmunitario innato.
Imagen simbólica
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Un metabolismo del hierro equilibrado es un requisito esencial para nuestra salud. Los medicamentos que se dirigen a la deficiencia o al exceso de hierro se encuentran entre las terapias más recetadas en todo el mundo. El hecho de que el hierro es un componente indispensable de la sangre es casi de dominio público: Este metal es un componente importante del pigmento de la sangre, la hemoglobina, que se encarga de transportar el oxígeno en los glóbulos rojos.
El suministro de hierro a las células está controlado por las dos proteínas IRP-1 e IRP-2. Si la célula carece de hierro, la IRP-1 y la IRP-2 aumentan la producción de varias proteínas transportadoras de hierro que lo llevan al interior de la célula. El IRP-1 y el IRP-2 también garantizan que no se produzca un exceso de hierro igualmente peligroso.
La IRP-1 y la IRP-2 son esenciales para la supervivencia: los ratones que carecen de ambas proteínas de control durante el desarrollo embrionario mueren cuando aún están en el útero. Pero, ¿qué ocurre cuando la IRP-1 y la IRP-2 fallan en los ratones adultos? Un equipo dirigido por Bruno Galy en el DKFZ lo ha investigado ahora en ratones cuya producción de IRP puede ser desactivada mediante la inyección de un fármaco.
Tal y como esperaban los investigadores, el cambio más llamativo tras la desactivación de los PIR fue una pronunciada disminución de los glóbulos rojos. Debido a la falta de hemoglobina, estos eritrocitos alcanzaron un tamaño mínimo.
Sin embargo, los investigadores se sorprendieron al ver que los glóbulos blancos también disminuyeron extremadamente. Un examen más detallado reveló que esta disminución se debía principalmente a una deficiencia de neutrófilos. Estas células inmunitarias representan hasta dos tercios de los glóbulos blancos en los seres humanos y son un componente importante del sistema inmunitario innato.
Este declive no se debe a una muerte masiva de neutrófilos, sino a un bloqueo del desarrollo en el sistema hematopoyético: las células precursoras de la médula ósea ya no se convierten en neutrófilos maduros, ya que este proceso de diferenciación es aparentemente dependiente del hierro. Otros tipos de glóbulos blancos, como los monocitos, no se vieron afectados por el bloqueo del desarrollo dependiente del PIR.
La limitación del hierro es un arma de doble filo
"Esta fuerte dependencia del hierro de los neutrófilos era desconocida hasta ahora. Posiblemente afecta a la defensa inmunitaria contra los patógenos bacterianos", afirma Bruno Galy. Curiosamente, por otro lado, la falta de hierro es una de las estrategias de defensa del organismo en las infecciones bacterianas: muchos patógenos dependen del hierro. Para frenar su multiplicación, el organismo acumula el metal en ciertas células que sirven de almacén para dificultar el acceso de los patógenos a este valioso recurso.
Otra publicación en el mismo número de la revista "Science Advances "*, en la que también participa Galy, demuestra que la carencia de hierro en el suero sanguíneo, como suele ocurrir con las infecciones, provoca una disminución de los neutrófilos en los ratones y limita la capacidad de estas células inmunitarias para combatir las bacterias. "Al parecer, la carencia de hierro modula el sistema inmunitario innato. Suprime la maduración de los neutrófilos y también estrangula su poder defensivo", dice Bruno Galy, y añade: "La limitación del hierro disponible es aparentemente un arma de doble filo: Por un lado, el organismo impide la propagación de las bacterias. Por otro, la función de un importante brazo del sistema inmunitario innato se resiente".
No sólo las infecciones, sino también las inflamaciones suelen provocar una carencia de hierro y, por tanto, anemia. Por ello, los pacientes con cáncer cuya enfermedad va acompañada de estados inflamatorios crónicos suelen padecer anemia, lo que puede limitar gravemente su calidad de vida. "A continuación, queremos investigar si la deficiencia de hierro en la inflamación crónica también perjudica la función inmunitaria", afirma Galy.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Michael Bonadonna, Sandro Altamura Elisabeth Tybl, Gael Palais, Maria Qatato, Maria Polycarpou-Schwarz, Martin Schneider, Christina Kalk, Wibke Rüdiger, Alina Ertl, Natasha Anstee, Ruzhica Bogeska, Dominic Helm, Michael D. Milsom, Bruno Galy: Iron regulatory protein (IRP-)mediated iron homeostasis is critical for neutrophil development and differentiation in the bone marrow; Science Advances 2022
* Joe N. Frost, Sarah K. Wideman, Alexandra E. Preston, Megan R Teh, Zhichao Ai, Lihui Wang, Amy Cross, Natasha White, Yavuz Yazicioglu, Michael Bonadonna, Alexander J. Clarke, Andrew E. Armitage, Bruno Galy, Irina A. Udalova, Hal Drakesmith: Plasma iron controls neutrophil production and function; Science Advances 2022
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