Relazione tra omeostasi del ferro, sindrome metabolica e vie di risposta ad alterazioni metaboliche

Background and aims: la relazione tra l'omeostasi del glucosio e il metabolismo del ferro è stata molto studiata negli ultimi anni. E’ infatti stato osservato che, se da un lato l'eccesso di ferro può associarsi ad un peggioramento della sensibilità all'insulina e la sua rimozione potrebbe potenzialmente essere utile in alcuni pazienti affetti da obesità e NAFLD, d'altra parte è stato visto che le vie molecolari che regolano il metabolismo del ferro sono influenzate dai livelli di glucosio e dai segnali gluconeogenici. Il nostro gruppo ha dimostrato in precedenza che l'epcidina, ormone chiave nella regolazione del ferro, è sovra-regolata durante il digiuno, probabilmente attraverso la via di regolazione mediata da PPARGC1A / CREBH, suggerendo così come che l'epcidina possa aiutare il corpo ad adattarsi a diversi fattori di stress metabolico. In tale contesto, poiché l'espressione o l'attività dell'epcidina difettosa è il meccanismo causale dell'emocromatosi ereditaria (HH), la mancanza di epcidina in sé, oltre l'eccesso di ferro, può esporre i pazienti con HH a un rischio di ulteriori alterazioni metaboliche che potrebbero aggravare l'espressività e la progressione della malattia. Lo scopo è quindi di studiare l'adattamento metabolico alle manipolazioni nutrizionali, in particolare digiuno da breve a prolungato, in un modello murino di HH. Materiali e metodi: Topi Hamp - / - maschi di 8-10 settimane e controlli (topi C57BL/6) sono stati sottoposi a digiuno fino a 6, 12, 24, 48, 72 ore oppure alimentati mediante una dieta standard ed equilibrata con ferro in pellet. La stessa procedura è stata eseguita su topi Hamp1tm1flox/flox;Rosa CreERt2/+ (iHamp-KO) e rispettivi controlli (Hamp1 Flox; +/+, iHamp-CTRL) dopo iniezione intraperitoneale di Tamoxifene 1g somministrato consecutivamente per due giorni) per indurre la delezione del gene Hamp1. I parametri emocromocitometrici, biochimici, nutrizionali e sierici del ferro sono stati determinati utilizzando un contatore automatizzato. La misurazione quantitativa del ferro non eme nel fegato e nella milza è stata eseguita secondo il metodo di Torrance e Bothwell. L'RNA è stato estratto da campioni omogeneizzati di tessuto epatico o milza ed il c-DNA ottenuto mediante trascrizione inversa. Livelli di mRNA di specifici geni sono stati quantificati mediante qRT-PCR ed i risultati sono stati normalizzati su mRNA di RPL19. L'analisi Western Blot è stata eseguita per quantificare le proteine coinvolte nell'importazione / esportazione del ferro, nella conservazione del ferro e nell'autofagia mitocondriale e cellulare. Il DNA mitocondriale è stato misurato. Risultati: Il digiuno ha indotto la trascrizione epatica di Pepck e Pgc1a, geni coinvolti nella gluconeogenesi, sia nei topi Hamp - / - e WT che nei topi iHamp e iHamp-Crl. Le variazioni biochimiche e morfologiche attese si sono verificate in entrambi i gruppi in modo proporzionale all’incrementare del digiuno. È interessante notare che il ferro epatico è aumentato sia nei controlli che nei topi senza epcidina (sia congenici che inducibili) all’aumentare delle ore di digiuno, rispetto a quanto previsto e nonostante un parallelo aumento dei livelli proteici di ferroportina. Conclusioni: Questi risultati suggeriscono che in condizioni di stress nutrizionale estremo la regolazione del ferro possa coinvolgere anche altri meccanismi, oltre alla nota via di regolazione epcidina/ferroportina.