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Cosa ci fa l’emoglobina nella pelle? Alla ricerca delle radici sulle prime intenzioni di difendersi dagli attacchi esterni

I ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che l’emoglobina, una proteina presente nei globuli rossi dove lega l’ossigeno, è presente anche nell’epidermide, il tessuto corporeo più esterno della nostra pelle. Lo studio, pubblicato sul Journal of Investigative Dermatology, fornisce importanti informazioni sulle proprietà dello strato esterno protettivo della nostra pelle. Questa ricerca è stata guidata dalla curiosità su come l’epidermide protegge il nostro delicato corpo dall’ambiente e quali molecole inaspettate vengono espresse nell’epidermide. I ricercatori hanno scoperto la proteina emoglobina nei cheratinociti dell’epidermide e nei follicoli piliferi. Questa prova inaspettata aggiunge un nuovo aspetto alla comprensione del funzionamento dei meccanismi di difesa della nostra pelle. L’emoglobina lega gas come ossigeno, anidride carbonica e ossido nitrico ed è un trasportatore di ferro tramite il complesso eme. Queste proprietà rendono l’emoglobina epidermica un candidato privilegiato per l’attività antiossidante e potenzialmente per altri ruoli nella funzione di barriera.

L’emoglobina dei vertebrati è un eterotetramero α2β2 composto da due catene α-globiniche e due catene β-globiniche. Pertanto, gli scienziati hanno esaminato l’espressione del gene HBB, che codifica per la β-globina, e hanno scoperto che era espresso anche nell’epidermide umana; inoltre, i livelli di espressione del suo mRNA erano più alti nell’epidermide superiore che in quella inferiore di ciascun individuo. I set di dati di sequenziamento dell’RNA di massa del nostro studio precedente utilizzando l’epidermide dell’orecchio del topo (GSE168011) hanno anche mostrato che Hba-a1/a2 e Hbb-bs/bt corrispondenti rispettivamente a HBA1/2 e HBB negli esseri umani, erano altamente espressi nella parte superiore epidermide. Per confermare questi dati, gli scienziati hanno utilizzato l’immunocolorazione per visualizzare la presenza di emoglobina nei cheratinociti dell’epidermide superiore. L’analisi di coimmunocolorazione di campioni di pelle dell’anca umana utilizzando anticorpi anti-HBA con anticorpi anti-K10 ha mostrato un modello di espressione dell’emoglobina simile a quello nell’epidermide di topo. Collettivamente, questi risultati indicano che l’emoglobina è espressa nei cheratinociti differenziati.

​ Il ricercatore principale dello studio Masayuki Amagai, MD, PhD, Dipartimento di Dermatologia, Keio University School of Medicine, Tokyo, e Laboratory for Skin Homeostasis, RIKEN Center for Integrative Medical Sciences di Yokohama, spiega: “L’epidermide è costituita da epitelio squamoso stratificato cheratinizzato che è composto principalmente da cheratinociti. Precedenti studi hanno identificato l’espressione di vari geni con funzioni protettive nei cheratinociti durante la loro differenziazione e formazione della barriera cutanea esterna. Tuttavia, altri geni correlati alla barriera sono sfuggiti al rilevamento preventivo a causa delle difficoltà nell’ottenere quantità adeguate di isolati cheratinociti terminalmente differenziati per l’analisi del trascrittoma. Abbiamo condotto un’analisi comparativa del trascrittoma dell’intera epidermide e di quella superiore, entrambe separate enzimaticamente come fogli cellulari dalla pelle umana e di topo. Abbiamo scoperto che i geni responsabili della produzione di emoglobina erano altamente attivi nella parte superiore parte dell’epidermide.

L’emoglobina è una proteina importante negli eritrociti. È espresso anche in vari tessuti normali e in alcuni tipi di cancro. Tra questi, le espressioni di emoglobina nelle cellule epiteliali vaginali primarie umane e nelle linee cellulari umane di carcinoma epatocellulare e tumore circolante sono sovraregolate dallo stress ossidativo indotto dal perossido di idrogeno. Il professor Amagai, infatti, ha concluso: “Il nostro studio ha dimostrato che l’emoglobina epidermica è sovraregolata dallo stress ossidativo e inibisce la produzione di specie reattive dell’ossigeno in colture cellulari di cheratinociti umani. Ciò significa che l’emoglobina protegge i cheratinociti dallo stress ossidativo derivato da fonti esterne o interne come Rispettivamente l’irradiazione UV e la funzione mitocondriale compromessa. Pertanto, l’espressione dell’emoglobina da parte dei cheratinociti rappresenta un meccanismo di difesa endogeno contro l’invecchiamento cutaneo e il cancro della pelle”.

Pubblicazioni scientifiche

Tahara U et al. J Inves Dermatol 2023; 143(12):2346.

Zheng Y, Miyamoto DT et al. Nat Commun. 2017; 814344.

Liu W, Baker SS, Baker RD et al. PLoS One 2011; 6e24363.

Tezel TH et al. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009; 50:1911-19.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
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Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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