Acumulación de hierro vinculada con deterioro cognitivo relacionado con la edad
Expresión de hepcidina (roja) en el cerebro anciano. Los núcleos de las células cerebrales se muestran en azul. Crédito: Northwestern University
Las fallas en los mecanismos reguladores hacen que se acumule hierro en el cerebro a medida que los organismos envejecen, lo que aumenta el estrés oxidativo y causa daño celular, según un estudio de Northwestern Medicine publicado en la revista eLife.
Este mecanismo puede explicar parte del deterioro cognitivo relacionado con la edad y contribuir a enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer, según Hossein Ardehali, MD, Ph.D., profesor Thomas D. Spies de Metabolismo Cardíaco y autor principal de el estudio.
«Hay una estricta regulación de la homeostasis del hierro en el cerebro, pero parece que esta regulación se interrumpe a medida que envejecemos», dijo Ardehali, quien también es director del Centro de Cardiología Molecular de la Instituto Feinberg de Investigaciones Cardiovasculares y Renales. «Hay estudios que planean usar quelantes de hierro en la enfermedad de las arterias coronarias y explorarlos en el cerebro y el envejecimiento es el próximo paso».
A medida que los organismos envejecen, el estrés oxidativo aumenta en las células de todo el cuerpo. Por una u otra razón, las células pierden la capacidad de desintoxicar especies reactivas de oxígeno, subproductos de la respiración celular normal.
La fuente del estrés oxidativo varía de un entorno a otro dentro del cuerpo, pero estudios previos apuntan a una posible fuente en el cerebro: una acumulación de hierro, según Ardehali, quien también es profesor de Medicina en la División de Cardiología y Farmacología, y miembro del Centro Oncológico Integral Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern.
En el estudio actual, Ardehali, junto con el primer autor Tatsuya Sato, MD, Ph.D., profesor asistente en la Facultad de Medicina de la Universidad de Medicina de Sapporo y ex becario postdoctoral en el laboratorio de Ardehali, examinaron ratones jóvenes y viejos, medir el hierro citoplasmático y mitocondrial en todo el cuerpo. Los investigadores encontraron que el cerebro era el único órgano que mostraba un aumento en el hierro citoplasmático y mitocondrial a medida que los animales envejecían.
Luego, Sato examinó la expresión de genes asociados con la homeostasis del hierro y descubrió que el gen que codifica un la hormona peptídica hepcidina se reguló dramáticamente en la corteza cerebral de los animales más viejos. La hepcidina es una hormona producida por el hígado que controla la homeostasis sistémica del hierro, pero en el contexto de este estudio, la función más importante de la hepcidina derivada del cerebro es la inhibición de la ferroportina, una proteína que exporta hierro de las células neuronales, lo que lleva a una marcada acumulación de hierro en el cerebro envejecido.
«Este es probablemente un factor clave en la acumulación de hierro en el cerebro envejecido», dijo Sato.
El mecanismo detallado del aumento de la expresión de hepcidina derivada del cerebro en el cerebro envejecido el cerebro requiere más estudio, pero la inflamación relacionada con la edad y el aumento de la expresión del receptor 2 de transferrina de la proteína sensible al hierro pueden ser posibles reguladores, dijo Ardehali. El aumento de hepcidina también puede conducir a un aumento de hierro en las mitocondrias, más de lo que los orgánulos pueden utilizar, lo que lleva a la acumulación de hierro y al daño celular eventual. Este hallazgo destaca una posible estrategia terapéutica, según Sato.
«Si podemos restaurar los niveles de hierro intracelular mediante la supresión de esta hepcidina derivada del cerebro, podríamos mejorar el deterioro cognitivo relacionado con la edad», dijo Sato. .
Hay estudios en curso que usan quelantes de hierro, sustancias que se unen al hierro y lo hacen biológicamente no disponible para tratar la enfermedad de las arterias coronarias, y Ardehali dijo que también se podría usar una estrategia similar en el cerebro.
La arruga está en el compuesto específico: para reducir la concentración de hierro en el cerebro se necesitaría un quelante que pueda atravesar la barrera hematoencefálica. Sin embargo, hay un ensayo clínico en curso que evalúa los efectos de un quelante de hierro específico en la enfermedad de Parkinson.
«No todos los quelantes atraviesan la barrera, pero uno lo hace. Explorar esta posible terapia es nuestro próximo paso», Ardehali dijo.
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El ejercicio físico modula el hierro en la enfermedad de Alzheimer Más información: Tatsuya Sato et al, El envejecimiento se asocia con un aumento del hierro cerebral a través de la expresión de hepcidina derivada de la corteza. eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.73456 Información de la revista: eLife
Proporcionado por la Universidad Northwestern Cita: acumulación de hierro vinculada con el deterioro cognitivo relacionado con la edad (2022, 1 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-iron-accumulation-linked-age-related-cognitive.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.