Nowe odkrycie, w jaki sposób organizm wytwarza czerwone krwinki, może prowadzić do poprawy leczenia niedokrwistości.
Naukowcy z University of Virginia School of Medicine w Charlottesville dokonali odkrycia, badając, dlaczego organizm nie wytwarza wystarczającej ilości czerwonych krwinek w anemiach z niedoborem żelaza.
Zgłaszają swoje odkrycia – które dotyczą roli erytropoetyny (EPO) w produkcji czerwonych krwinek – w moczu.
Niedokrwistość jest zaburzeniem krwi, w którym organizm ma niedobór czerwonych krwinek do przenoszenia tlenu do tkanek lub czerwone krwinki są wadliwe i nie mogą wykonywać swojej pracy prawidłowo. Może to prowadzić do osłabienia, zmęczenia, złej koncentracji i innych objawów.
Na całym świecie niedokrwistość to ogromny problem zdrowotny, który dotyka ponad 1,6 miliarda ludzi.
W Stanach Zjednoczonych anemia jest „rosnącym problemem”. Jego rozpowszechnienie wzrosło prawie dwukrotnie z 4% do 7% w latach 2003-2004 do 2011-2012.
Żelazo, czerwone krwinki i EPO
Istnieje wiele rodzajów i przyczyn anemii. Najczęstsze dotyczą braku żelaza, które organizm potrzebuje do wytworzenia hemoglobiny, białka w krwinkach czerwonych, które pomaga im przenosić tlen.
Żelazo ma również istotne znaczenie dla innych funkcji biologicznych, a organizm wyewoluował kilka sposobów na zachowanie tego pierwiastka, w tym recykling z rozpadu czerwonych krwinek.
Zbyt dużo żelaza może być toksyczne, a ciało ma mechanizmy, które zapewniają, że pozostaje on w bezpiecznym poziomie. Na przykład ogranicza wchłanianie i spełnia większość codziennych potrzeb z recyklingu.
Czerwone krwinki powstają w szpiku kostnym w skomplikowanym procesie, który jest kontrolowany przez hormon EPO.
EPO wysyła instrukcje do komórek macierzystych szpiku kostnego, które otrzymują je przez receptory EPO na ich powierzchniach zewnętrznych.
Receptory EPO muszą znajdować się na zewnątrz komórek
Jednak główny autor, Shadi Khalil, doktorant z grupy prof. Goldfarba, zauważył coś zaskakującego podczas badania komórek szpiku kostnego w laboratorium: zauważył, że zawierają one wiele receptorów EPO wewnątrz nich, ale nie na ich powierzchniach zewnętrznych.
To sprawiło, że zastanawiał się, czy powodem, dla którego instrukcje hormonalne EPO zawodzą w niektórych ludziach, jest to, że ich komórki szpiku kostnego nie mają wystarczającej ilości receptorów EPO na swoich powierzchniach.
Po przeprowadzeniu testów na myszach naukowcy znaleźli odpowiedź na to pytanie – przynajmniej częściowo. Odkryli, że „myszy z wymuszoną retencją powierzchni receptora nie rozwijają anemii z niedoborem żelaza”.
Jednak był jeszcze jeden element układanki, który można było znaleźć.
Wyniki mogą napędzać nowe metody leczenia
Okazało się, że inny członek zespołu pracował już nad brakującym elementem. Ta praca pokazała, że jeśli poziom żelaza obniży się zbyt nisko, to konkretne białko, które reguluje receptor EPO, znika. Białko – które jest kodowane przez gen SCRIB – nazywa się Scribble.
„Niedobór szkliwa redukuje ekspresję powierzchniową receptora Epo, ale selektywnie zachowuje sygnalizację przeżycia” – zauważają autorzy.
Innymi słowy odkryli, że poziom żelaza we krwi wpływa na poziom Scribble, który z kolei decyduje o tym, czy receptory EPO gromadzą się wewnątrz lub na zewnątrz komórek szpiku kostnego.
„Zdaliśmy sobie sprawę – wyjaśnia Khalil – że jest to rodzaj skomplikowanej symfonii, która zaczyna się od żelaza i ostatecznie kontroluje, ile i jakie wiadomości otrzymują komórki”.
Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia dotyczące „naprawy oporności na EPO” doprowadzą do nowych metod leczenia niedokrwistości.
„Mamy kluczowe elementy”, mówi prof. Goldfarb, podsumowując wyniki i wskazując kolejny krok „, a my chcemy przenieść hierarchię do głównego elementu kontrolującego, który to kontroluje.”
„Kiedy to zrobimy, to zbliży nas do alternatywnych metod leczenia anemii”.
Prof. Adam N. Goldfarb
