Caracterización de la captación apical de hierro hemínico en células tipo epitelio intestinal

Abstract

Puede considerarse que el hierro en el organismo se encuentra en dos compartimentos, uno funcional formado por proteínas, entre las que se incluyen la hemoglobina, mioglobina, transferrina y enzimas que requieren hierro como cofactor, como grupo prostético o como grupo hem; y un compartimiento de deposito, constituido por la ferritina y la hemosiderina, que .constituyen las reservas corporales de este metal. Es sabido que la absorci6n de hierro heminico y de hierro no heminico son independientes. La captaci6n de hierro heminico por parte de enterocitos no esta bien esclarecida, y se ha sugerido que podría ocurrir mediante micro-endocitosis, endocitosis mediada por receptor o, incluso por flujo a traves de la membrana en un proceso independiente de receptor (ya que el grupo heminico se intercalaría en el ambiente hidrofóbico de la bicapa lipídica). Recientemente, se identific6 un transportador de hierro heminico intestinal, denominado HCpl resolviendo parte de esta inc6gnita. Sin embargo, el dilema continua debido a que, usando la tecnica de siARN (ARN de interferencia pequeños) se bloqueo la actividad del transportador, pero no se detuvo por completo la captación de hierro heminico, lo que evidencia otra vía de ingreso a la célula intestinal, aun no descubierta.

El objetivo de este trabajo es identificar y caracterizar estas otras vías de captaci6n de hierro heminico. Para ello utilizamos como sistema modelo de epitelio intestinal c6lulas Caco-2, en las cuales caracterizamos el proceso de captación de hierro heminico. Nuestros resultados indican que este es un proceso dependiente de la temperatura, saturable en el tiempo, que modifica la maquinaria celular al aumentar la expresión de proteínas vinculadas a su propio metabolismo como HO1, que ingresa a la

célula mas eficientemente que la molécula completa de hemoglobina, pero a niveles mucho menores al hierro inorgánico libre, que la entrada de la molécula de Fe hem se ve disminuida en presencia de calcio, y favorecida cuando se encuentran quelantes del mismo en el medio (EDTA o EGTA), que al disminuir el colesterol en la membrana aumenta su captación, que la disrupción de microtúbulos no tiene un efecto significativo en dicho proceso, que la disrupci6n de filamentos de actina aumenta la captación de Fe hem, que al bloquear el trafico de proteínas entre el aparato de Golgi y el retículo endoplasmático existe un aumento ligero de la captacion de Fe hem, y que al bloquear la endocitosis de proteínas con oxido de fenilarsina se aprecia un aumento significativo en la captacion de hierro heminico. Estos resultados y los obtenidos con tratamientos con inhibidores de la endocitosis en células Caco-2, nos permite concluir que el ingreso mediado por el transportador HCpl no es la única forma de entrada de Fe hem a la célula, HCpl juega un rol preponderante en la captacion, ademas del Fe hem que pudiera ingresar a la c6lula a traves de procesos endociticos específicos o inespecíficos. El efecto inhibidor en la captaci6n de hierro heminico por calcio, podría explicarse por un efecto de este ion sobre el transportador HCpl o sobre la(s) otra(s) vi'a(s) de ingreso de Fe hem. Nuestros resultados apoyan la hipotesis de que el calcio de alguna forma afecta el funcionamiento de HCP 1 . Igualmente, nuestros resultados permiten confinar nuestra hipótesis inicial de que la entrada de hierro heminico a la celula de epitelio intestinal es regulada por una o mas proteínas presentes en la membrana (como HCP1), que responden a estímulos como cambios de temperatura, a la concentracion de ligando o a otros elementos presentes en el medio (como calcio) y que se ven afectadas al interrumpir o alterar su trafico y destina miento, o la composici6n de la propia membrana. Un aporte al modelo

de captaci6n de Fe hem por parte de la celula de epitelio intestinal, incluiría entonces dos vías de entrada para esta mol6cula a la celula, siendo la principal a través de HCP1, y una con menor capacidad de transporte mediante pinocitosis o endocitosis mediada por receptor.