Descoberta nova ação de ferro presente em todas as células humanas

Por muitos anos os cientistas consideraram o ferro lábil – um reservatório de ferro presente nas células humanas – exclusivamente pró-oxidante. Essa classe de ferro está geralmente associada à produção do radical livre hidroxila quando reage com peróxido de hidrogênio. O radical hidroxila é um oxidante muito reativo que reconhecidamente danifica importantes macromoléculas.

Um estudo realizado no Centro de Pesquisa em Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma) – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiado pela FAPESP – demostrou que o ferro lábil também apresenta ação antioxidante quando reage com o peroxinitrito.

Além de ser um potente oxidante, o peroxinitrito dá origem a outros radicais livres reativos. Fisiologicamente, isso quer dizer que essa classe de ferro também combate outras substâncias oxidantes.

“Até o momento, o ferro lábil era considerado um agente oxidante por interagir com o peróxido de hidrogênio e produzir radicais livres que danificam macromoléculas. Porém, descobrimos que ao interagir com outro peróxido importante, o peroxinitrito, ele apresenta papel contrário ao que é atribuído normalmente e previne a oxidação. Como toda a literatura científica está relacionada à ação oxidante dessa classe de ferro, acreditamos que a descoberta seja uma mudança de paradigma importante”, disse José Carlos Toledo Junior, professor no Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FFCLRP/USP) e um dos autores de artigo publicado no Journal of Biological Chemistry com resultados da pesquisa.

A descoberta feita pela equipe do Redoxoma tem impacto no conhecimento de processos celulares importantes, uma vez que toda célula contém e controla o nível dessa fonte de ferro.

Toledo explica que o peroxinitrito é um oxidante biologicamente relevante por ser produzido por dois radicais livres – óxido nítrico (NO) e superóxido –, aos quais a maioria das células é normalmente exposta.

“Toda célula humana tem ferro lábil e toda célula está exposta ao NO e superóxido em algum momento. Portanto, o peroxinitrito é produzido em células, principalmente em casos de infecção ou inflamação em que as células do sistema imunológico produzem tanto NO quanto superóxido para combater microrganismos e produzir oxidantes”, disse Toledo à Agência FAPESP.

“A ação antioxidante do ferro lábil altera alguns conceitos e pode ter impacto sobre processos biológicos que envolvam o óxido nítrico, o peroxinitrito e o ferro lábil”, disse.

No estudo, os pesquisadores investigaram a interação entre o ferro lábil e o peroxinitrito em cultura celular de macrófagos. O grupo também fez experimentos em um sistema não celular, nas mesmas condições e usando os mesmos indicadores.

A partir do uso de quelantes – reagentes químicos que formam um complexo com ferro lábil e alteram suas propriedades –, a equipe conseguiu “remover” o ferro lábil e verificar aumento de oxidação. A oxidação foi monitorada por espectroscopia de fluorescência com a ajuda de indicadores fluorescentes.

“Tudo o que fazíamos no experimento apontava para um lado diferente daquilo já descrito na literatura. Quando vimos o aumento de oxidação, quando o ferro era removido, passamos a suspeitar de que o ferro lábil poderia também ser um antioxidante. Perseguimos essa hipótese e mostramos que ela é verdadeira”, disse Toledo.

Embora a ação antioxidante contra peroxinitrito nunca tenha sido considerada, ela é de certa forma esperada, visto que os metais estão entre os alvos preferenciais do peroxinitrito. “A reação entre ferro lábil e peroxinitrito se mostrou cineticamente competitiva. O interessante é que o produto dessa reação não seja oxidante”, disse o pesquisador.

“A descoberta permite o desenvolvimento de uma nova linha de pesquisa relacionada à ação antioxidante do ferro lábil. Vamos fazer estudos fundamentais sobre velocidade das reações, descobrir se essa classe de ferro reage também com derivados radicalares do peroxinitrito e, levando em conta que as células têm quantidades diferentes desse ferro, vamos verificar se a ação antioxidante dele frente ao óxido nítrico é proporcional a essa quantidade”, disse Toledo.

O artigo The labile iron pool attenuates peroxynitrite-dependent damage and can no longer be considered solely a pro-oxidative cellular iron source (doi: 10.4172/2165-7025.1000394), de Fernando Cruvinel Damasceno, André Luis Condeles, Angélica Kodama Bueno Lopes, Rômulo Rodrigues Facci, Edlaine Linares, Daniela Ramos Truzzi, Ohara Augusto e Jose Carlos Toledo Jr., pode ser lido em http://www.jbc.org/content/early/2018/04/16/jbc.RA117.000883.abstract?sid=afafc375-5a48-4a74-85c4-f6c96382e05e.