Die meisten Menschen haben eine Vorstellung davon, wie wichtig Eisen ist für Ihre Gesundheit, aber Iqbal Hamza, professor für Tier-und Vogel-Wissenschaften, hat mit seinen siebzehn-jährigen Karriere an der Universität von Maryland alle über die Untersuchung von Eisen und Häm-Menschenhandel und Regulierung im Körper. Mit seiner neuesten Veröffentlichung in eLife, Hamza hat entdeckt, ein nie-vor-gesehenen Schutz-Mechanismus in Säugetieren gegen die Toxizität von freiem Häm im Körper—die Herstellung einer kristallisierten form von Häm-bekannt als hemozoin. Die Produktion von hemozoin bisher angenommen wurde, nur möglich zu sein, die von blutsaugenden Organismen wie jene, die Ursache der malaria, aber die Beobachtung dieser schützende Phänomen bei Säugetieren eröffnet völlig neue Linien der Forschung, wie die Häm-Toleranz tritt bei Menschen und wie diese verwendet werden können, zu behandeln, nicht nur malaria und andere parasitäre Infektionen, aber auch hämolytische Erkrankungen wie Sichelzellanämie.
„Jede Sekunde, die unser Körper recycelt mehr als 1000 Billionen Häm-Eisen, gewonnen aus dem Abbau von Hämoglobin sterbenden roten Blutkörperchen“, sagt Hamza. „Das gen regelt, dass Häm-transport ist hoch exprimiert in der Milz, Leber und Knochenmark. Spezialisierte Makrophagen helfen, Krankenschwester und neue rote Blutkörperchen, aber Sie auch helfen, löschen Sie die alten. In der Tat, 5 Millionen rote Blutkörperchen sterben jede Sekunde vom Alter. Diese Makrophagen dann helfen, um das Recycling der Häm-Eisen und nehmen Sie es zurück in das Knochenmark. Dies ist das Häm-Eisen recycling-Prozess, und es geschieht in erstaunlicher Geschwindigkeit in jeder Sekunde. Aber diese Studie zeigt, dass mutierend der Haupt-Häm-transporter in Mäusen blockiert Häm-recycling, und statt dieses Wesen tödlich ist, bildet es hemozoin. Diese noch nie gesehen in Säugetieren vor.“
Hemozoin ist eine kristallisierte form von Häm, das ist viel weniger giftig und schädlich für das system. Hamza zuvor identifizierten das gen (bekannt als HRG1) regelt, dass Häm-transport in seinem Labor, zunächst mit einem Modell-Organismus namens Caenorhabditis elegans, eine unblutige Wurm, der nicht seine eigene Häm-wie Säugetiere, so dass es leichter zu studieren und zu verfolgen Häm-transport in Ihrem Körper, ohne immer verwirrt, was heme kommt von wo. Er identifizierte eine ähnliche gene in den Menschen und wollte testen Sie die Funktion, indem Sie klopfen, es in einem säugetier, bestätigen seine Rolle in der Häm-transport und recycling. Maus-Genetik durchgeführt wurden, in Zusammenarbeit mit David Bodine, leitender Ermittler in der Genetik und Molekularbiologie-Filiale an der National Human Genome Research Institute (NHGRI), ein Institut der Nationalen Institute der Gesundheit (NIH). Diese Studie bestätigt nicht nur die Rolle des Gens in der Häm-transport, aber führte zu der Entdeckung, dass sich die Säugetiere werden einen Weg finden, zu überleben unter diesen Bedingungen ist die Produktion von hemozoin.
„Häm-Eisen-recycling in der ganzen Körper ist wie eine Konstante Strömung von Wasser in eine Schleife system“, sagt Hamza. „Wenn Sie mess up ein Schritt, können Sie verstopfen das system und verursachen aufzubauen. Ohne hemozoin formation, dass Häm aufbauen würde und sollte tödlich sein, da freies Häm ist so giftig. Und sogar intuitiv hätten wir erwartet, dass diese Mäuse nach erheblich beeinträchtigt. Aber die Mäuse zeigen keine Art von offensichtlichen Beeinträchtigungen und gesund Aussehen von außen. Bis jetzt, jedes säugetier, verwaltet zu akkumulieren Häm-enden sterben, weil Häm ist toxisch. Wie also können diese Tiere werden, Häm-tolerant?“ Häm-und Eisen-Messungen wurden durchgeführt in Zusammenarbeit mit John Phillips, professor der Pathologie von der Division of Hematology, University of Utah School of Medicine.
Außerdem, wenn dieses Phänomen beobachtet bei Mäusen, Hamza ist „bereit zu Wetten,“ es ist taucht auch in den Menschen. „Häm-toleranten Patienten verwechselt werden könnten, wie malaria-Patienten, denn wenn hemozoin, die sich in einem menschlichen Subjekt, es wird davon ausgegangen, dass die hemozoin wird von den malaria-Parasiten. Wir wussten nicht, dass Säugetiere konnten Ihre eigenen hemozoin, bis jetzt.“
Hamza Fort, „ich Wette, dass es Menschen mit hemozoin in Ihrer Leber, Milz und Knochenmark, und es ist nur eine Frage der Zeit, bis wir Sie finden. Unsere Daten sagt Voraus, dass diese Menschen geschützt werden von den Häm-Toxizität. Wir müssen Sie aktiv gehen und suchen für diese Patienten, so können wir untersuchen die mutation dieses Gens beim Menschen, weil Sie weniger starke Beschwerden als das, was wir normalerweise erwarten würde.“
Aber die Suche nach diesen Patienten ist wichtig für die zukünftige Untersuchung dieser mutation und für mögliche therapeutische Funktionen, wie dieser Mechanismus könnte verwendet werden, um eine Entlastung für Patienten, die an Krankheiten leiden, wie Sichelzellanämie oder malaria.
„Sperrung der Häm-transporter-gen transient in der Lage sein sollten, zu überwinden, akute Häm-Toxizität bei Krankheiten wie Sichelzellanämie und malaria, wo die Zellen deutlich verletzt, was zu Schmerzen. Dies würde einige hemozoin in den Körper, aber die Tiere sollten überleben, indem Sie Ihnen mehr Zeit, um neu zu Programmieren, sich selbst zu behandeln mit Häm-Toxizität. Dies könnte ein wichtiger therapeutischer Vorteil bei Hämolyse.“
Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe von weiteren Forschungsfragen, die sich geöffnet und kann nun erkundet werden Dank dieser Entdeckung in Säugetieren. Die zugrunde liegenden Mechanismen, wie hemozoin gemacht wird und wie Häm-Toleranz Auftritt, sind unbekannt, und in der Lage, diese Fragen zu beantworten, die in einer menschlichen Zelle, die wichtig sind, um die Zukunft dieser Arbeit. Hamza hat bereits eine Menge von Interesse in dieser Arbeit, mit Kollegen kommen aus Feldern, von Immunologie Parasitologie in den Neurowissenschaften Mikrobiologie. Es gibt auch Urologen, die denken, dass man mit dieser Option kann wichtig sein, um Infektionen der Harnwege und wollen die Zusammenarbeit mit Hamza.