L'acumulació de ferro: una nova perspectiva de les malalties fibròtiques

La fibrosi s'associa amb diverses afeccions cròniques i potencialment mortals, com ara la fibrosi pulmonar, la cirrosi hepàtica, així com amb les malalties renals i cardiovasculars, entre d'altres. En conjunt, aquestes condicions contribueixen a una part substancial de la mortalitat en els països desenvolupats, cosa que fa que les malalties fibròtiques constitueixin un problema de salut crític que requereix atenció, investigació i enfocaments innovadors per al seu diagnòstic i tractament.

Científics del laboratori de Plasticitat Cel·lular i Malalties de l'IRB Barcelona, liderats pel Dr. Manuel Serrano, han descrit el paper crucial de l'acumulació de ferro en el desenvolupament de les malalties fibròtiques. Els investigadors han estudiat el vincle entre l'acumulació de ferro, la senescència (una fase en què les cèl·lules no es divideixen ni moren) i el fenotip secretor associat a la senescència (SASP), un sistema de comunicació de les cèl·lules envellides que les incita a alliberar molècules perjudicials. El SASP s'ha relacionat amb diverses malalties associades a l'edat, entre les quals hi ha la fibrosi.

En aquest treball, publicat a la revista Nature Metabolism, els investigadors mostren el potencial de la detecció de ferro mitjançant imatges per ressonància magnètica (RMI) per a l'avaluació no-invasiva de la càrrega fibròtica en pacients amb fibrosi renal.

A més, l'equip descobreix el potencial dels compostos químics capaços d'eliminar el ferro acumulat, com ara la deferiprona (un fàrmac aprovat clínicament per prevenir la fibrosi), cosa que apunta a un nou enfocament per al tractament de les malalties fibròtiques.

"El nostre estudi estableix que l'acumulació de ferro és un factor clínicament explotable de la senescència patològica, i la fibrosi i aplana el camí per a noves estratègies en la detecció primerenca i el tractament de malalties fibròtiques", explica el Dr. Mate Maus, qui ha liderat l'estudi, juntament amb el Dr. Serrano, i alumni de l'IRB Barcelona. Actualment dirigeix el Laboratori d'Envelliment i Càncer a l'Institut d'Oncologia Vall d'Hebron (VHIO), a Barcelona, on continua investigant els canvis metabòlics relacionats amb l'edat que afavoreixen les malalties cròniques i el càncer.

El metabolisme sistèmic del ferro

Estudis anteriors relacionaven l'acumulació de ferro amb alguns trastorns fibròtics. Segons els resultats d'aquest estudi, els científics suggereixen que podria tractar-se d’una característica comuna en la majoria de malalties fibròtiques.

Aquesta investigació destaca dues funcions diferents del ferro en la fibrogènesi. En primer lloc, que l'excés de ferro extracel·lular pot iniciar la fibrogènesi. Per exemple, això pot passar en malalties fibròtiques associades amb lesions vasculars petites, on l'alliberament de ferro des dels vasos pot ser un desencadenant constant de la fibrogènesi.

En segon lloc, l’estudi mostra que l’acumulació de ferro és una característica intrínseca de les cèl·lules senescents, inclús en concentracions normals de ferro extracel·lular. L'acumulació de ferro és un esdeveniment crucial que impulsa el SASP i els seus efectes profibròtics al teixit circumdant.

Aturar la fibrosi

En abordar l'acumulació de ferro a les cèl·lules senescents, els investigadors pretenen alleujar el SASP i, en conseqüència, aturar la progressió de la fibrosi. "Tot i que aquestes descobertes marquen un important pas endavant en la nostra manera d'entendre les malalties fibròtiques, és crucial dur a terme més investigacions i validacions clíniques abans de traduir aquests coneixements a tractaments tangibles", conclou el Dr. Manuel Serrano.

Aquest projecte de recerca es va dur a terme en col·laboració amb el Dr. Josep Maria Cruzado, de l’IDIBELL/UB, la Plataforma de Bioestadística i Bioinformàtica de l’IRB Barcelona, liderada per la Dra. Camille Stephan-Otto Attolini, i la Plataforma d'Histopatologia del mateix centre, dirigida per la Dra. Neus Prats, la Dra. Mayka Sánchez, de la Universitat Internacional de Catalunya (UIC), el Dr. Àlvar Agustí, de l’Hospital Clínic/ IDIBAPS, i el Dr. Miguel Lafarga, de la Universitat de Cantàbria-IDIVAL. També van contribuir a l'estudi investigadors de la Plataforma de Genòmica de Funcional de l'IRB Barcelona, la Universitat d'Oviedo i el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).

Actualment, el Dr. Manuel Serrano treballa a Altos Labs (Cambridge, Regne Unit).

La investigació ha obtingut finançament del programa de recerca i innovació Horizon 2020 de la Unió Europea, del Ministeri espanyol de Ciència i Innovació (MICINN), de la Fundació "la Caixa", del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER), de l'European Research Council (ERC), de l'Instituto de Salud Carlos III i de la Secretària d'Universitats i Investigació del Departament d'Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya.

Article relacionat:
Iron accumulation drives fibrosis, senescence, and the senescence- associated secretory phenotype
Mate Maus, Vanessa Lopez-Polo, Lidia Mateo, Miguel Lafarga, Monica Aguilera, Eugenia De Lama, Kathleen Meyer, Anna Sola, Cecilia Lopez Martinez, Ines Lopez-Alonso, Marc Guasch-Piqueras, Fernanda Hernandez-Gonzalez, Selim Chaib, Miguel Rovira, Mayka Sanchez, Rosa Faner, Alvar Agusti, Rodrigo Dieguez Hurtado, Sagrario Ortega, Anna Manonelles, Stephan Engelhardt, Freddy Monteiro, Camille Stephan-Otto Attolini, Neus Prats, Guillermo Albaiceta, Josep M. Cruzado & Manuel Serrano
Nature Metabolism (2023) DOI: 10.1038/s42255-023-00928-2