Fierul, la fel ca multe componente ale sistemelor biologice, are două fețe. Pe de o parte, este esențial pentru procesele de dezvoltare și metabolice. Pe de altă parte, este un catalizator pentru generarea speciilor reactive de oxigen (ROS) și peroxidarea lipidică, procese legate de îmbătrânire.
Deși perturbările în metabolismul fierului și moartea celulară programată dependentă de fier (ferroptoză) au fost legate de multiple boli legate de vârstă, există încă o întrebare nerezolvată dacă „îmbătrânirea implică un program metabolic coordonat, dependent de fier, care promovează senescența celulară și declinul progresiv al organelor”. Acest studiu a fost creat pentru a aborda această întrebare.
Cercetătorii au început prin evaluarea acumulării de fier în multiple modele de îmbătrânire celulară umană, inclusiv celule stem mezenchimale umane induse să senesce, celule care exprimă gene mutate asociate cu diferite boli de îmbătrânire accelerată (progerii) și celule diferențiate terminal. În celulele în vârstă sau senescente, au detectat acumularea de fier precum și schimbări în expresia genelor legate de metabolismul fierului, inclusiv unul dintre factorii de declanșare ai peroxidării lipidice, enzima de metabolism lipidic ACSL4, care joacă un rol în metabolismul acizilor grași polinesaturați cu lanț lung (PUFA). În concordanță cu aceste observații, au raportat, de asemenea, niveluri crescute de ROS, peroxidare lipidică a membranei și produsul final al peroxidării lipidice, malondialdehidă (MDA).
Aceste observații din culturile celulare au determinat experimente la nivel organismal. Un eșantion de ser de la persoane în vârstă a arătat, de asemenea, un fier liber ferroz crescut, o formă de fier foarte reactivă care contribuie la generarea de ROS, împreună cu proteina de stocare a fierului, ferritina (FTH). Celulele mononucleare periferice de sânge au arătat niveluri mai mari de ACSL4 și MDA. Depunerea de fier și creșterea markerilor de peroxidare lipidică, inclusiv ACSL4, au fost de asemenea observate în mostre din multiple organe ale țesuturilor umane și maimuțelor cynomolgus în vârstă.
Autorii au propus termenul ‘ferro-îmbătrânire’ pentru a descrie aceste procese, pe care ei cred că constituie un „program coordonat” în care acumularea de fier duce la deteriorare oxidativă și, astfel, la senescență celulară.
Experimentele ulterioare au confirmat un rol cauzal al fierului în senescență. Cercetătorii au tratat celulele în culturi cu două forme diferite de fier. Ambele tratamente au crescut nivelurile de fier, ACSL4 și MDA, provocând senescență.
Nivelurile de ACSL4 au fost constant ridicate în diverse experimente de inducere a senescenței determinate de suprasarcina de fier, sugerând că ar putea juca un rol central în acest proces. Supraexpresia ACSL4 în culturile de celule a condus la o peroxidare lipidică crescută și la o senescență accelerată, în timp ce reducerea activității sale în celulele senescente a redus peroxidarea lipidică și a inversat fenotipurile de senescență.
Rolurile cheie ale fierului și ACSL4
Sursa informatiei: https://www.lifespan.io
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
