I globuli rossi sono le cellule più abbondanti nel corpo. È noto da tempo che quando i globuli rossi si rompono o si verifica un’anemia dovuta a emorragia, l’ormone eritropoietina (EPO) aumenta, portando alla proliferazione di cellule immature (eritroblasti) che alla fine diventano globuli rossi, ripristinando così il numero di globuli rossi. Tuttavia, il modo in cui le “cellule staminali ematopoietiche” più primitive rispondono all’anemia grave è stato in gran parte poco chiaro. Le cellule staminali ematopoietiche hanno la capacità di produrre tutti i tipi di cellule del sangue, ma non hanno recettori per l’eritropoietina, il che suggerisce che un meccanismo non identificato deve aiutare il recupero dei globuli rossi. Per indagare su questo, il team di ricerca ha indotto un’anemia acuta nei topi utilizzando un farmaco che distrugge i globuli rossi (fenil-idrazina) o tramite salasso quindi ha analizzato i cambiamenti nelle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo e ha esplorato come questi cambiamenti sono stati indotti.
È stato scoperto che dopo l’induzione di anemia acuta, le cellule staminali ematopoietiche hanno iniziato a proliferare immediatamente. Inoltre, le cellule staminali ematopoietiche dei topi anemici hanno prodotto più globuli rossi rispetto ad altre cellule del sangue, una risposta non osservata nei topi normali. Poiché le cellule staminali ematopoietiche non rispondono all’eritropoietina, i ricercatori hanno condotto un’analisi genetica per identificare cosa innesca i cambiamenti in queste cellule. È stato scoperto che i geni correlati al metabolismo dei lipidi sono stati attivati poco dopo l’insorgenza dell’anemia, migliorando in particolare la funzione del recettore delle lipoproteine a bassissima densità (recettore VLDL, VLDLR). Lo studio ha anche distinto due tipi di cellule staminali ematopoietiche: quelle con un’elevata espressione di VLDLR e quelle con un’espressione bassa. Le cellule staminali VLDLRhigh avevano maggiori probabilità di produrre globuli rossi.
L’analisi dei lipidi e delle proteine correlate nel midollo osseo di topi anemici ha mostrato che, nonostante i livelli di VLDL diminuissero, l’apolipoproteina E (ApoE), un componente delle VLDL, aumentava rapidamente. Nei topi geneticamente modificati privi di ApoE, le cellule staminali ematopoietiche non mostravano una maggiore produzione di globuli rossi in risposta all’anemia. Ulteriori analisi genetiche funzionali hanno rivelato che quando ApoE agiva sulle cellule staminali VLDLRhigh, l’attività del gene Erg (che sostiene le cellule staminali e impedisce la loro differenziazione in altre cellule, si indeboliva. È interessante notare che la somministrazione di ApoE sintetica o la soppressione dell’attività di Erg rendevano le cellule staminali nei topi sani più inclini a produrre globuli rossi. Questi risultati suggeriscono che in risposta all’anemia acuta, ApoE viene rilasciata dalle VLDL e prende di mira specificamente le cellule staminali ematopoietiche VLDLRhigh, incitandole a produrre più globuli rossi.
Date le implicazioni di questi risultati, potrebbero portare ad approcci innovativi per il trattamento dell’anemia. Sebbene l’eritropoietina sia già utilizzata come farmaco per trattare l’anemia, alcuni pazienti mostrano una scarsa reattività ad essa. Inoltre, gli attuali trattamenti per l’anemia, tra cui integratori di ferro e trasfusioni di sangue, possono portare a depositi di ferro nel corpo, causando potenzialmente altri problemi di salute (es. l’emocromatosi secondaria che si verifica nei talassemici sottoposti a trasfusioni per molti anni). I risultati di questo studio rivelano un nuovo meccanismo di produzione di globuli rossi che è diverso dal percorso precedentemente noto e può aprire la strada allo sviluppo di nuovi trattamenti per i pazienti con anemia grave che non hanno risposto adeguatamente alle terapie convenzionali.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
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