Żel, żelazo, ferroptoza – te pojęcia weszły w ścisły związek

Apoptoza to znany od dawna proces zaprogramowanej śmierci komórek. Organizm inicjuje go, aby wyeliminować zużyte lub zbędne komórki, co pomaga w utrzymaniu tkanek w dobrej kondycji. W ten sposób pozbywa się „śmieci”. Proces ten może zachodzić poprzez degradację błon komórkowych, filamentów, odwodnienie komórek lub rozpad białek odpowiedzialnych za naprawę DNA.

W ostatnich latach w literaturze pojawiło się nowe zjawisko, pokrewne apoptozie – ferroptoza. Została ona opisana po raz pierwszy w artykule Scotta J. Dixona z 2012 r., opublikowanym w prestiżowym czasopiśmie „Cell”. Czytamy tam: „Ferroptoza jest zależna od międzykomórkowego żelaza (…) i jest morfologicznie, biochemicznie oraz genetycznie odrębnym procesem od apoptozy, nekrozy i autofagii”.

Podstawowy opis ferroptozy wskazuje na wzrost poziomu enzymów zależnych od żelaza i jonów żelaza, które katalizują rozkład nadtlenku wodoru w organizmie, co generuje duże ilości reaktywnych form tlenu (tzw. reakcja Fentona). Te z kolei niszczą mitochondria, które, jak wie każdy uczeń, stanowią elektrownię żywych komórek. Dlatego ten proces jest tak odmienny od mechanizmów apoptozy – nie obejmuje dysfunkcji mitochondriów.

Dixon pisał: „Aktywacja ferroptozy prowadzi do nieapoptotycznego zniszczenia niektórych komórek nowotworowych, podczas gdy zahamowanie tego procesu może chronić organizmy przed neurodegeneracją”. Ferroptoza może zatem mieć działanie pozytywne, stabilizujące homeostazę (utrzymujące parametry organizmu na stałym poziomie), tak jak apoptoza, jednakże może również prowadzić do niepożądanych konsekwencji. Dalsze badania nad tym zjawiskiem ujawniły, że może być ono odpowiedzialne za inne procesy degeneracyjne, np. w krążkach międzykręgowych.

Z tym problemem zmierzył się zespół z First Affiliated Hospital of Soochow University w Chinach. Naukowcy postanowili opracować rusztowanie dla tkanek, na którym komórki mogłyby swobodnie osadzać się i namnażać, co ułatwiałoby regenerację jądra miażdżystego krążków międzykręgowych. W tym celu zastosowali hydrożel, który skutecznie wypełniał przestrzeń międzykręgową. Dzięki odpowiednio dobranym właściwościom mechanicznym (twardość, stabilność) okazał się być doskonałym rusztowaniem.

Najciekawszym pomysłem było jednak to, że hydrożel działał jak magnes. Zbudowany z polieteru F127 diakrylatu połączonego z taniną, wykazywał słabe właściwości ferromagnetyczne. Dzięki temu z dużą skutecznością wyłapywał jony żelaza, zmniejszając ich koncentrację w tkance. To z kolei osłabiło efekt ferroptozy. Hydrożel przetestowano również na szczurach, uzyskując pozytywne wyniki.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.