Oamenii de știință știu de multă vreme că organismul se îndepărtează de excesul de cupru și de alte minerale, colectându-le în ficat și excretându-le prin bila hepatică. Cu toate acestea, un nou studiu condus de cercetătorii Johns Hopkins și publicat pe 22 iunie în PLoS One sugerează că, atunci când această cale este afectată, există o altă cale de ieșire doar pentru cupru: o moleculă sechestrează doar acel mineral și îl direcționează din corp prin urină.

strategia

Cercetătorii, conduși de Svetlana Lutsenko, doctorat, profesor de fiziologie la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins, au găsit această trapă suplimentară de evacuare din cupru prin studierea unui model animal al bolii Wilson, o tulburare rară diagnosticată cel mai adesea la copii. Persoanele cu această boală acumulează cantități anormal de mari de cupru în ficat, ducând în cele din urmă la afectarea ficatului și la eșec.

Micronutrienții precum cuprul, zincul și fierul sunt indispensabile dezvoltării umane. Cuprul este necesar pentru dezvoltarea embrionară, respirația și funcția cardiovasculară, printre alte procese; prea puțin cupru poate fi fatal, în timp ce prea mult poate provoca afectarea neurologică și insuficiența organelor.

Un test de diagnostic pentru boala Wilson este de a verifica cantitățile mari de cupru în urină; nivelurile de cupru ar putea fi deosebit de ridicate în stadiile avansate ale acestei tulburări. Timp de decenii, medicii și oamenii de știință au dat vina pe acest cupru urinar ridicat pe descompunerea celulelor din ficat, care se presupune că ar fi aruncat conținutul lor în sânge pe măsură ce au murit. Acest conținut a fost considerat a fi preluat de rinichi și, în cele din urmă, excretat în urină.

Cu toate acestea, spune Lutsenko, această teorie nu a fost niciodată testată. Pentru a verifica această explicație, ea și colegii ei au examinat șoareci modificați genetic pentru a avea boala Wilson. La fel ca la oameni, funcția ficatului acestor animale se agravează treptat în timp datorită acumulării de cupru. În cele din urmă, ficatul animalelor se regenerează și funcția ficatului se îmbunătățește și, cu aceasta, cercetătorii se așteptau să vadă mai puțin cupru urinar. Cu toate acestea, în acest stadiu al bolii, cuprul urinar la modelele animale a continuat să crească. În plus, cercetătorii nu au descoperit o concentrație crescută de urină a altor minerale stocate în celulele hepatice, ceea ce ar fi de așteptat dacă aceste celule ar elibera întregul lor conținut și nu doar cupru. Împreună, aceste descoperiri sugerează că moartea celulelor hepatice nu este principala sursă de cupru urinar în boala Wilson.

Afundându-se mai adânc, cercetătorii au dat șoarecilor cupru radioactiv, pe care l-au putut urmări pe măsură ce își croia drum prin corp. Au descoperit că, atunci când cuprul a atins un anumit nivel de prag în ficat, acesta a fost în schimb direcționat către rinichi. În același timp, au văzut că nivelurile unei proteine ​​utilizate pentru transportul cuprului în ficat au scăzut. Ambele observații au întărit ideea că trebuie să existe un alt mecanism pentru a îndepărta cuprul din corp.

Pentru a-și da seama care ar putea fi acel mecanism, Lawrence Gray, student absolvent al echipei lui Lutsenko, a căutat urina animalelor pentru a vedea la ce molecule de cupru ar putea fi legate. Urmărirea lor a dus la o moleculă neidentificată pe care au numit-o temporar „mic purtător de cupru” sau SCC. Testele suplimentare au arătat că, odată cu scăderea funcției hepatice, a apărut mai mult SCC în sângele animalelor și că SCC ar putea concura pentru cupru cu proteinele care transportă în mod normal acest mineral în ficat.

„Toate aceste constatări sugerează că SCC reprezintă într-adevăr un agent necunoscut anterior pe care corpul îl folosește pentru a excreta excesul de cupru”, explică Lutsenko.

Ea și colegii ei încearcă acum să afle mai multe despre SCC, atât pentru a identifica această moleculă, cât și pentru a determina dacă ar putea fi un marker unic care este prezent doar în timpul bolii Wilson. Dacă da, ar putea salva pacienții pediatrici durerea biopsiei hepatice, un test folosit adesea pentru a diagnostica definitiv această afecțiune. În plus, SCC poate reprezenta și un tratament pentru această afecțiune rară. Dacă oamenii de știință ar putea dezvolta o modalitate de a crește concentrația de SCC în sânge, spune Lutsenko, ar putea crește exportul de cupru și ar putea preveni deteriorarea ulterioară a ficatului.

Acest studiu a fost finanțat de granturile Institutelor Naționale de Sănătate 5F31DK084730, 5R01DK079209 și 5P01GM067166. Lucrarea de spectrometrie de masă a fost realizată la Universitatea de Sănătate și Științe din Oregon, susținută de subvenția de instrumentare NIH S10-RR025512.

Autorii lucrării sunt Lawrence Gray, Venkata S. Pendyala, Abigael Muchenditsi și Svetlana Lutsenko de la Johns Hopkins; Fangyu Peng de la Universitatea din Texas Southwestern Medical Center; Shannon A. Molloy și Jack H. Kaplan de la Universitatea din Illinois din Chicago; Otto Muzik de la Wayne State University, Facultatea de Medicină, Detroit, Michigan; și Jaekwon Lee de la Universitatea din Nebraska, Lincoln.