Laboratorio de Eritropoyetina en la Fisiología Celular

Líneas de investigación

PARTICIPACIÓN DE ERITROPOYETINA, ERITROFERRONA y mTOR (MAMMALIAN TARGET OF RAPAMYCIN) ENLAREGULACIÓN DE LA BIODISPONIBILIDAD DE HIERRO POR HEPCIDINA

La homeostasis del hierro (Fe) implica el mantenimiento de la disponibilidad del metal para su participación en importantes procesos biológicos al mismo tiempo que exige un estricto control, ya que tanto el déficit como el exceso de Fe son perjudiciales para la supervivencia celular. La regulación sistémica del Fe involucra al eje hepcidina/ferroportina, cuya inactivación o inducción responde a la deficiencia o a la sobrecarga de Fe, respectivamente. En enfermedades crónicas se ha observado la estimulación de la expresión de hepcidina debido a la existencia de un ambiente inflamatorio. Por otra parte, se ha reportado que la eritropoyetina (Epo), citoquina responsable de la diferenciación y desarrollo eritroide, ejerce un efecto inhibitorio sobre la expresión de hepcidina. Recientemente, se ha propuesto al regulador eritroide eritroferrona (ERFE), producido en eritroblastos activados por Epo, como intermediario entre Epo y hepcidina. Sin embargo, los mecanismos de acción involucrados aún no han sido suficientemente aclarados. En la homeostasis del Fe también estaría involucrada la Ser/Thr-quinasa mTOR (mammalian target of rapamycin) que comparte vías de señalización con Epo. Se ha demostrado que rapamicina, inhibidor de mTOR, induce anemia microcítica, aunque hay controversia acerca de los mecanismos que la provocan. El conocimiento de los mecanismos involucrados en la anemia de enfermedades crónicas, en particular, en ambientes inflamatorios y en la anemia inducida por inhibidores de mTOR en pacientes trasplantados tiene como objetivo a futuro la descripción de biomarcadores aplicables al diagnóstico, así como al diseño de nuevas estrategias terapéuticas.

REGULACIÓN DE HEPCIDINA POR ERITROPOYETINA EN MACRÓFAGOS BAJO CONDICIONES PROINFLAMATORIAS Y EN HIPOXIA

La eritropoyetina (Epo) es bien conocida como factor de crecimiento en el proceso de eritropoyesis y en su actividad farmacológica para contrarrestar la anemia. Para asegurar la demanda de hierro (Fe), imprescindible en numerosos procesos biológicos, entre ellos la eritropoyesis, es necesaria una regulación estrictamente vigilada. A nivel sistémico, el control es sostenido por el eje hepcidina/ferroportina (FPN), cuya acción responde al nivel de Fe. En nuestro laboratorio, hemos demostrado que Epo inhibe la expresión de hepcidina lo que aumentaría la disponibilidad de Fe. Esto ocurre en forma directa sobre la célula hepática e indirecta mediada por un factor consistente con eritroferrona (ERFE), inducido por Epo en progenitores eritroides. Sin embargo, se desconoce una posible participación de Epo en la regulación de hepcidina en macrófagos, los cuales, como reservorios de eritrocitos senescentes o dañados y en los que la actividad de la FPN es regulada por hepcidina, constituyen células esenciales en la homeostasis del Fe. La investigación de la participación de Epo/ERFE/hepcidina en la homeostasis del Fe en macrófagos permitirá avanzar en la elucidación de los mecanismos involucrados.

ROL DE ERITROPOYETINA Y ERITROPOYETINA CARBAMILADA EN LA FISIOPATOLOGÍA DEL CEREBRO

La eritropoyetina (Epo) es un factor de crecimiento inducible por hipoxia en el riñón de mamíferos. Tanto Epo como su receptor (EpoR) se detectaron en el cerebro, donde están regulados por las condiciones de injuria. Esto plantea el interrogante de si la expresión de Epo y su receptor cumple una función fisiológica en el sistema nervioso y cuáles podrían ser los factores desencadenantes de su expresión. La Epo presenta una acción amplia en el sistema nervioso central (SNC). Al actuar sobre múltiples vías que están desreguladas en enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer, podría producir un efecto neuroprotector general. Las enfermedades neurodegenerativas están caracterizadas por la presencia de placas neuríticas extracelulares (debido a la agregación del péptido beta-amiloide), ovillos neurofibrilares intracelulares (por hiperfosforilación de la proteína tau) y aumento de los niveles de hierro (inductor de daño celular y estrés oxidativo). En las terapias con Epo en forma crónica se debe prestar especial atención para evitar el riesgo de reacciones adversas, que involucrarían al sistema hematopoyético. Con este fin, actualmente se están investigando análogos de Epo. Estos pueden presentar actividad eritropoyética reducida o dirigirse selectivamente al receptor EpoR. Entre estas moléculas se encuentra la eritropoyetina carbamilada. El desarrollo de nuevos análogos de Epo con una acción más específica y menos efectos secundarios requiere necesariamente una investigación más profunda. El objetivo del proyecto es estudiar la expresión y función de la eritropoyetina y la eritropoyetina carbamilada en células neuronales evaluando su acción protectora frente a la presencia de hierro y péptido beta-amiloide, dos moléculas involucradas en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer. Se propone evaluar la expresión endógena de Epo y EpoR, inducida por hipoxia en células neuronales y la participación del hierro y citoquinas inflamatorias en dichas expresiones. Por otra parte, se plantea estudiar la función antiapoptótica de Epo y cEpo frente a la toxicidad inducida por Fe y péptido beta-amiloide. Por último, se analizará la participación de inhibidores de la fosfatasa PTP1B, enzima que finaliza la señalización del EpoR, en la potenciación de la protección de Epo y cEpo. El descubrimiento de los mecanismos de acción de Epo y Epo carbamilada en el SNC puede ser de gran ayuda para desarrollar, en el futuro, adecuadas estrategias terapéuticas.

Paralelamente a las líneas de investigación, brindamos un servicio tecnológico de alto nivel (STAN) para análisis por electroforesis capilar en el instituto (IQUIBICEN – CONICET). Responsable Técnico: Dra. Alcira Nesse (anesse@qb.fcen.uba.ar). Profesional especializada: Lic. Silvana Gionco (segionco@gmail.com). Por distintas modalidades de electroforesis capilar fueron analizadas muestras proteicas, productos farmacéuticos, muestras de alimentos, de nanopartículas y de otros productos industriales.