1. Iron as nutrient and potential toxic element in different pathological disorders
- Author
-
Capelletti, M, CAZZANIGA, GIOVANNI, CAPELLETTI, MARTINA MARIA, Capelletti, M, CAZZANIGA, GIOVANNI, and CAPELLETTI, MARTINA MARIA
- Abstract
La ricerca verte sulla comprensione del ruolo del ferro e della ferroptosi in diversi contesti patologici. La ferroptosi è una forma di morte cellulare non apoptotica, ferro-dipendente, causata dai ROS. Ci siamo focalizzati sulla leucemia linfoblastica acuta di tipo B (LLA-B), uno dei tumori ematologici più frequenti nei bambini. Per avere una prima idea sul ruolo del ferro LLA-B, si è valutata l'espressione di geni ferro in campioni di midollo osseo. Si è lavorato principalmente su modelli cellulari di LLA-B, i quali rappresentano diversi sottotipi di LLA. Le cellule sono esposte a concentrazioni crescenti di ferro: a dosi basse il ferro promuove la proliferazione cellulare, a livelli elevati si dimostra citotossico. È interessante notare che solamente una delle quattro linee cellulari mostra una risposta favorevole ad alte concentrazioni di ferro. Questa linea cellulare, RS4;11, è caratterizzata dalla traslocazione t(4;11), tipica della leucemia a linea cellulare mista (MLL). MLL è associata a un'insorgenza improvvisa, è molto aggressiva e a una prognosi sfavorevole. Utilizzando diversi approcci sperimentali, si sono studiate le risposte cellulari post-somministrazione di ferro e RSL3, induttore di ferroptosi. I risultati dimostrano che le cellule dipendono fortemente dal ferro per la loro crescita. Inoltre, si è dimostrato che RSL3 innesca perossidazione lipidica, produzione di ROS e morte cellulare. Tutti questi processi vengono bloccati in presenza di Liproxstatin-1, un inibitore di ferroptosi. Confermato che i modelli in vitro mostrano risposte diverse all'induzione della ferroptosi, si è ipotizzato che questa diversa sensibilità possa essere attribuita all'attivazione di diversi set di geni che conferiscono resistenza all'induzione della ferroptosi. La comprensione del ruolo del metabolismo del ferro e dell'impatto della ferroptosi in varie patologie rappresenta il fulcro del progetto di dottorato. Studiando il metabolismo del ferro nel LLA-B, il g, The research was focused on understanding the role of iron and ferroptosis in different pathological contexts. Ferroptosis is a form of non-apoptotic, iron-dependent cell death caused by lipid-based reactive oxygen species (ROS). Firstly, we focused on B-acute lymphoblastic leukaemia (B-ALL), the most diagnosed cancer in children. To obtain an initial understanding of iron's role in B-ALL, we assessed the expression of iron-related genes in patients’ bone marrow samples. Then, we worked on four B-ALL in vitro models, which represented different B-ALL subtypes. We exposed cells to varying iron concentrations, observing that lower doses promoted cell proliferation, while higher levels proved cytotoxic. Interestingly, one (RS4;11) out of the four cell lines exhibited a favourable response to high iron concentrations. RS4;11 is characterized by translocation t(4;11), which is typical of MLL (Mixed-Lineage Leukaemia) – rearranged leukaemia. MLL-r leukaemia is associated with a sudden onset, aggressive progression, and notoriously poor. Using different experimental approaches, we studied cellular responses in two MLL cell lines after administrations of iron and RSL3, ferroptosis inducer. Our results demonstrated that cell lines strongly depend on iron for growth and expansion. Moreover, we showed that the RSL3 triggers lipid peroxidation, production of ROS and cell death. All these processes are arrested in the presence of Liproxstatin-1, a small-molecule inhibitor that prevents lipid peroxidation. Moreover, we confirmed that in vitro MLL models exhibited distinct responses to ferroptosis induction. We postulated that this varying sensitivity might be attributed to the activation of different gene sets capable of conferring resistance to ferroptosis. Understanding the role of iron metabolism and the impact of ferroptosis in various diseases settings represented the core of the PhD project. While studying iron metabolism in B-ALL, Ceruloplasmin protein resulted as one of t
- Published
- 2024