Данное исследование было проведено в Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology группой ученых под руководством Джейн-Джейн Чен (Jane-Jane Chen). Работа, опубликованная 11 октября в издании Journal of Clinical Investigation [1], по мнению исследователей, позволит внедрить новые методы лечения некоторых наследственных заболеваний крови, таких, например, как талассемии (группа наследственных гемолитических анемий, характеризующихся выраженной гипохромией эритроцитов при нормальном или повышенном уровне железа в сыворотке крови).

Пару лет назад Чен и её коллеги показали, что белок HRI (heme-regulated eIF2α kinase) позволяет мышам, больным бета-талассемией, долгое время оставаться в живых. Данный белок участвует в регуляции экспрессии генов, ответственных за синтез гемоглобина — белка эритроцитов, переносящего кислород и диоксид углерода.

В своей новой работе команда исследователей показывает, что белок HRI также играет очень важную роль в регуляции процессов обмена железа в организме. Согласно наблюдениям Чен, эти процессы нарушаются у мышей, которым не хватает данного белка. Результатом таких нарушений становится то, что вновь формирующимся красным кровяным тельцам недостает железа, и они становятся дефектными.

Детальное исследование показало, что HRI участвует в двух путях регуляции обмена железа. Во-первых, при недостатке HRI также обнаруживается нехватка другого сравнительно недавно описанного белка — гепцидина, который служит основным сигнальным фактором, запускающим процессы высвобождения железа из мест, в которых оно накапливается в организме. Также гепцидин нужен для того, чтобы высвобожденное железо пошло на синтез гемоглобина. Без гепцидина железо в теле накапливается, но остается в основном незадействованным.

Помимо этого, командой Чен было обнаружено, что HRI, который экспрессируется в основном в клетках-предшественниках эритроцитов, также обнаруживается и в макрофагах — клетках, которые, помимо всего прочего, поглощают отмирающие эритроциты, переваривая их и высвобождая железо обратно во внутреннюю среду организма.

Нехватка HRI приводит к тому, что макрофаги как бы «теряют аппетит», перерабатывая все меньшее количество красных кровяных телец. И вместо того, чтобы быть переваренными, мёртвые эритроциты накапливаются и выводятся через почки. Результатом оказывается потеря организмом железа.

По мере того, как стало ясно, что HRI играет двоякую роль в регуляции обмена железа, не только сохраняя его в организме, но и заставляя его атомы участвовать в синтезе гемоглобина, группа Чен сделала попытку поиска более мелких регуляторных молекул, способных модулировать сигнальные пути, в которых задействован HRI. Искомые компоненты потенциально могут способствовать дефектным предшественникам эритроцитов, позволяя им выжить и участвовать в круговороте железа в организме.

«Возможно, вскоре мы обнаружим соединение, которое поможет пациентам с бета-талассемией или другими расстройствами, в которых задействован HRI», — говорит Чен [2]. Среди подобных нарушений можно отметить такие генетически-детерминированные заболевания, как эритропоэтическая протопорфирия, вызывающая заболевания печени, а также различные анемии, возникающие в результате хронических заболеваний, влияния стресса, старения или онкологических нарушений.

Литература

1. Sijin Liu, Rajasekhar N.V.S. Suragani, Fudi Wang, Anping Han, Wanting Zhao, et. al.. (2007). The function of heme-regulated eIF2α kinase in murine iron homeostasis and macrophage maturation. J. Clin. Invest.. 117, 3296-3305;
2. Key blood protein discovered. (2007). ScienceDaily.