RICERCA ITALIANA     

Caratterizzazione molecolare dell'eritropoiesi:analisi post-genomica e funzionale del profilo di espressione proteica

Università degli Studi di Napoli "Federico II"

Abstract

L'eritropoiesi è un processo maturativo finemente coordinato attraverso il quale si arriva all'eritrocita maturo partendo da una cellula staminale midollare totipotente. Sebbene siano stati identificati, clonati e caratterizzati numerosi geni coinvolti nel processo eritropoietico, la gran parte dei fini meccanismi molecolari in cui esso si articola e la loro successione temporale sono poco noti. Scopo generale del nostro progetto è quello di costruire una quadro dettagliato dei principali fenomeni che sottendono ad una corretta eritropoiesi, nell'ottica, nel contempo, di analizzare patologie le cui cause o meccanismi molecolari non sono stati chiariti.
Il progetto di ricerca include la valutazione bioinformatica dei profili di espressione genica delle cellule CD34+, BFU-E e CFU-E; profili già disponibili presso l'unità del coordinatore. Tali risultati serviranno per individuare, a livello trascrizionale, i principali eventi osservabili durante l'eritropoiesi. Essi saranno confermati, a livello proteico, da analisi per elettroforesi bidimensionale. Le principali proteine identificate saranno caratterizzate mediante spettrometria di massa, mentre le loro variazioni quantizzate tramite DIGE. Sempre in questo settore della ricerca si cercherà, mediante metodologie di biochimica e di biologia cellulare e molecolare, di caratterizzare gli interattori molecolari delle proteine identificate. In particolare, si cercheranno le proteine che riconoscono la stomatina, una proteina coinvolta in alcune forme di stomatocitosi. Un altro aspetto che sarà indagato è rappresentato dalla regolazione del ciclo di divisione cellulare durante l'eritropoiesi. In particolare, si valuterà la modulazione delle principali componenti del ciclo e la loro interazione e si analizzeranno i meccanismi di regolazione delle varie proteine sia a livello trascrizionale che post-trascrizionale.
Sempre nel campo dello studio di proteine di rilievo per l'eritropoiesi verrà analizzata la proteina ribosomiale strutturale (rpS19). Mutazioni di tale proteina causano l'Anemia di Diamond-Blackfan confermando così un suo ruolo centrale nel differenziamento eritrocitario. Al momento, non ne è stata chiarita la funzione, in quanto si ipotizza che essa svolga ruoli aggiuntivi a quello di costituente ribosomiale. Un recente studio, condotto da una unità del presente programma, ha identificato tre interattori di rpS19 e precisamente: acyl carrier protein, la proteina S100A10 e una serina treonina chinasi. Nel progetto presentato si intende valutare il significato funzionale di tali interazioni e dell'attività chinasica. Nel quadro del rapporto eritropoiesi fisiologica /patologica, particolare spazio verrà dato all'anemia diseritropoietica congenita di II tipo (CDA-II). La CDAII verrà studiata sia dall'unità che si interessa dell'analisi molecolare della proliferazione sia da quella del coordinatore per quanto attiene la ricerca di geni-malattia.
Altro aspetto che verrà analizzato in dettaglio sarà il rapporto struttura/funzione della banda 3. Mediante l'uso combinato di mutanti naturali della proteina, metodologie di biologia cellulare e molecolare, e di microscopia confocale si intende chiarire gli interattori dell'importante proteina ed il suo ruolo in vari processi fisiologici e patologici.
Infine, due unità analizzeranno nuovi ed importanti processi molecolari evidenziati in studi sulla talassemia, processi che giocano un ruolo centrale nell'eritropoiesi. Una unità si interesserà del trasporto ionico, meccanismo centrale nel controllo del volume della cellula rossa e della sua maturazione. Sarà caratterizzata, tra l'altro, la struttura e funzione della proteina responsabile del cotrasporto K-Cl. La seconda unità analizzerà il significato di una proteina (AHSP), di recente individuata, che svolge stabilizza la globina alfa. Questi studi saranno dedicati alla valutazione della espressione di AHSP durante l'eritropoiesi e del suo rapporto con il metabolismo del ferro. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Achille IOLASCON Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"

Obiettivo del Programma di Ricerca

L'obiettivo finale del progetto di ricerca proposto è quello di mettere in luce le complesse interazioni molecolari che si verificano durante l'eritropoiesi normale e patologica. Per ottenere questo scopo abbiamo unito diverse unità di ricerca aventi ognuna una grande esperienza nell'ambito delle ampie funzioni dei globuli rossi. Il programma comprende inoltre lo studio delle interazioni proteina-proteina che rappresenta la naturale evoluzione dell'era genomica e la descrizione semplice ma importante dei profili di espressione a livello di mRNA ed a livello proteico mediante elettroforesi bidimensionale. L'identificazione delle interazioni proteiche ci permetterà di ottenere informazioni dinamiche che rappresentano la base per la costruzione di una mappa funzionale del processo di maturazione dei globuli rossi.

Verranno descritti diversi specifici scopi del progetto che non rappresentano dei singoli obiettivi ma rappresentano dei pezzi di uno stesso puzzle:
1. Alcuni gruppi definiranno la mappa di espressione completa delle 3 maggiori popolazioni cellulari che sono presenti durante il differenziamento eritrocitario, CD34+, BFU-E e CFU-E. Il profilo di espressione verrà ottenuto sia a livello di mRNA che a livello proteico. La mappa di trascrizione attualmente disponibile almeno in parte nei laboratori partecipanti al programma dovrà inizialmente identificare i geni la cui espressione viene fortemente modulata durante l’eritropoiesi. Particolare attenzione verrà posta per quei geni la cui espressione risulterà molto variata e che non sono stati precedentemente messi in relazione con la maturazione eritrocitaria. Una mappa bidimensionale del profilo proteico confermerà il profilo di espressione genica. Gli esperimenti di elettroforesi bidimensionale SDS-PAGE verrano effettuati a differenti livelli e saranno analizzate le variazioni quantitative di singoli spot con una tecnica molto sensibile recentemente sviluppata e denominata DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis). Gli spot più caratteristici verrano identificati mediante spettrometria di massa ed inoltre alcuni dei risultati ottenuti sui profili di espressione verranno confermati da esperimenti di immunoblotting.
2. I dati ottenuti dagli studi suddetti porteranno all’identificazione di proteine che variano fortemente durante l’eritropoiesi. Alcune proteine verranno selezionate in base alle loro funzioni e saranno studiate come verrà descritto in altre parti del progetto. Nel caso in cui una proteina ha un ruolo funzionale sconosciuto si cercherà di identificare i partners con cui interagisce per risalire al suo ruolo funzionale.
3. Lo scopo del progetto sarà ottenere un’analisi dettagliata della regolazione del ciclo di divisione cellulare. Lo studio includerà l’analisi dei meccanismi che controllano i maggiori ceckpoints dei progenitori eritroidi che potrebbero risultare alterati durante il processo di differenziamento dei globuli rossi nel corso di differenti malattie (CDA II).
4. Un ulteriore scopo è quello di identificare attraverso un approccio genomico il gene responsabile della CDA II e il suo ruolo funzionale.
5. Altro obiettivo del progetto è la definizione delle relazioni tra la struttura e la funzione della banda 3 (AE1). Diverse funzioni sono state attribuite alla banda 3 tra cui il controllo della morfologia, la flessibilità, l’aging e il metabolismo energetico dei globuli rossi. Inoltre, a tutt’oggi, non sono del tutto chiariti in vivo i ruoli e le funzioni dei singoli domini proteici. Le mutazioni della banda 3 osservate in alcuni pazienti verranno analizzate a livello molecolare in relazione al ruolo funzione.
6. La Blackfan-Diamon ( BDAs) è un’anemia dovuta alla perdita di precursori eritroidi a livello midollare. Recentemente è stato identificato uno dei geni responsabili della malattia che codifica per la proteina ribosomiale rps19. Attualmente sono stati identificati tre partners molecolari di rps19: la proteina acyl carrier, la S100A10 e la serina/treonina chinasi. Scopo del lavoro è di chiarire le interazioni di queste proteine con rps19 per meglio definire il ruolo di tale proteina nel processo normale di maturazione dei globuli rossi e in pazienti affetti da BDA. Verrà inoltre studiato in dettaglio la attività, la funzione ed il substrato putativo della chinasi.
7. Il mantenimento di un volume cellulare ottimale è in relazione con differenti pathway di trasporto di ioni attraverso la membrana ed è inoltre correlata alla capacità replicativa dei progenitori eritroidi. Il volume dei globuli rossi è mantenuto da differenti meccanismi di trasporto ionico che possono essere alterati in patologie umane eritrocitarie inclusa la talassemia. Evidenze sperimentali suggeriscono che il cotrasporto K-Cl può giocare un ruolo chiave negli eventi di maturazione dei progenitori eritroidi e può essere regolato in modo anomalo in seguito a danni ossidativi in cellule che sintetizzano emoglobina. L’obiettivo è caratterizzare la funzione del cotrasporto K-Cl in cellule progenitrici eritroidi normali e cellule beta-talassemiche e determinare il contenuto cellulare di Na e K. Altro obiettivo è quello di analizzare la proteina K-Cl transport (KC1) da un punto di vista strutturale in modo da identificare potenziali patterns e modificazioni post-traduzionali. Infine lo studio dei meccanismi molecolari nel cotrasporto in pazienti affetti da talassemia potrebbe portare a nuovi sviluppi nelle strategie terapeutiche.
8. Le sindromi talessemiche sono caratterizzate da uno sbilanciamento nelle catene globiniche
responsabile dell’eritropoiesi inefficace e dell’apoptosi. I meccanismi con cui un eccesso di catene globiniche causa morte intramidollare di precursori eritroidi e ridotta vita degli eritrociti non sono ancora del tutto chiariti. Tuttavia ci sono evidenze sperimentali che alcuni genotipi talassemici posseggono differenti fenotipi, probabilmente per fattori mutati non legati ai geni globinici. Ci si propone di analizzare durante il differenziamento eritroide due proteine: la proteina stabilizzante l’alfa emoglobina (AHSP) che specificamente lega la catena alfa dell’emoglobina e la ferrochelatasi che è l’ultimo enzima del pathway biosintetico dell’eme che potrebbe giocare un ruolo chiave nel causare lo stress ossidativo in cellule eritroidi e conseguentemente determinare l’espressione di differenti fenotipi nella sindrome talassemica. In particolare verrà studiato il ruolo della proteina AHSP come controllo dell’espressione genica durante il processo di eritropoiesi normale e patologica.
9.Il traguardo del programma è studiare l’effetto di nuovi potenziali farmaci nel processo di differenziamento cellulare. Verranno selezionate classi di composti in grado di modificare la trascrizione genica e quindi portare a una strategia alternativa alla terapia genica. Infine è noto che diverse funzioni sono giocate da geni ridondanti che sono in parte spenti durante il differenziamento, una potenziale rimodulazione di espressione potrebbe riattivare alcune funzioni. In particolare ci proponiamo di studiare gli effetti fenotipici degli inibitori dell’istone deacetilasi e della DNA metilasi durante il differenziamento cellulare. L’attività molecolare di questi composti dovrà essere studiata in aggiunta ai profili di espressione genica e proteica. <<<

Risultati parziali attesi

I risultati parzieli della prima fase possono essere così riassunti:
- mappa dei profili di espressione genica dell'eritropoiesi fisiologica
- mappa proteomica bidimensionale dell'eritropoiesi fisiologica
- modulazione delle proteine del ciclo cellulare durante la eritropoiesi
- caratterizzazione degli interattori di RPS19 nell'eritropoiesi fisiologica
- Analisi dei mutanti di band 3 e conseguenza sulla fisiologia dei diversi domains.Si appronteranno:
- profili di espressione genica durante la eritropoiesi in cellule affette da CDA-II
- Caratterizzazione funzionale del costrasportatore K-Cl
- Mappa proteomica degli stomatociti
- Analisi degli interattori di RPS19 in BD
- Folding della band 3 nella sferocitosiIdentificazione dei geni candidati per la stomatocitosi
Analisi del trasporto K-Cl nei talassemici e dell'esporessione della proteina stabilizzante AHSP e FECH
Identificazione delle mappe 2D in soggetti con stomatocitosi
Uso di farmaci in grado di manipolare HDAC sull'eritropoiesi
Studi sulla interazione di ACP e S100A10 con rps19 <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Il sistema ematopoietico può essere visto come una serie di compartimenti funzionali.
Il primo fenotipo cellulare che può essere facilmente identificato è rappresentato dalle cellule CD34+. Queste cellule possono essere raccolte da due differenti fonti: il cordone ombelicale e il midollo osseo.
CD34+ crescono in uno specifico mezzo in colture a lungo termine. Le colture sono bloccate in specifiche fasi riconoscibili come BFU-E o CFU-E. Dopo diverso tempo in queste colture è possibile osservare la presenza di elementi cellulari più maturi fino ad osservare la presenza di reticolociti.
Diversi fattori di trascrizione e di crescita giocano un ruolo durante i differenti steps dell’eritropoiesi. Per esempio è conosciuto che GATA1 e FOG sono fattori di trascrizione up-regolati durante il processo di maturazione dei globuli rossi. Allo stesso modo è stato dimostrato che l’up-regolazione di PU.1 (un altro importante fattore di trascrizione ematopoietico) causa nei precursori delle cellule eritroidi l’ arresto del differenziamento e l’induzione dell’apoptosi. Riguardo ai fattori di crescita specifici per l’eritropoiesi, è importante sottolineare il ruolo dell’eritropoietina.
Sebbene la maggioranza degli step eritropoietici sia stata delineata,una larga parte è ancora sconosciuta. Questi dati potrebbero consentire il riconoscimento di importanti proteine durante il processo di maturazione dei globuli rossi e di altre molto probabilmente inaspettate. Ciò offre la possibilità di sviluppare topi mancanti di geni specifici al fine di verificare le loro connessioni funzionali al processo di eritropoiesi e a quello di produzione di emoglobina. In aggiunta alla mancanza di dati sui profili di espressione a differenti stadi di differenziamento, va rimarcata la completa assenza delle informazioni sul proteoma di CD34+, BFU-E, CFU-E, reticolociti e globuli rossi.
Nel caso dell’analisi proteomica è importante l’analisi delle cellule mature. L’analisi bidimensionale è quindi assolutamente necessaria. I risultati ottenuti con queste strategie chiarificheranno la fisiopatologia della maggior parte delle anemie ereditarie e acquisite.

Negli ultimi anni le microtecnologie hanno dato la possibilità di studiare lo specifico pattern di produzione di mRNA contemporaneamente per tutti i geni conosciuti (microarray). Similmente accade per l' SDS PAGE, dove lo sviluppo di specifiche colorazioni e l’acquisizioni di immagini hanno migliorato la sensibilità della tecnica di analisi. I miglioramenti degli studi proteomici dipendono dalla spettrometria di massa, dalla tecnica DIGE e dalla cromatografia liquida bidimensionale.

L'analisi dei pattern di espressione e la proteomica porteranno all’accumulo di rilevanti dati. Questo problema è stato parzialmente superato dai softwares bioinformatici che hanno pernessi la comprensione del ruolo della proteina, la sua classificazione e il pathway funzionale. Comunque le tecniche bioinformatiche non possono risolvere i problemi principali dei dati ottenuti da un lungo studio descrittivo che sono: i) gli interattori di proteine già identificate ii) gli eventi di modificazioni post-sintetiche e in fine iii) la loro regolazione funzionale. Infine l’obiettivo pilota del programma che ha l’ambizioso scopo di analizzare un complesso processo di eritropoiesi è e deve essere sia la descrizione di eventi (al livello di mRNA e proteine) (gruppo Iolascon e Ruoppolo) e dopo una rigorosa selezione l’analisi meccanicistica dei processi suddetti (gruppi Iolascon, Cappellini, Dianzani, Della Ragione, De Franceschi e Perotta).


Anemia di Diamond-Blackfan e gene RSP19

L’Anemia di Diamon-Blackfan (DBA) è un raro disordine che colpisce 4 su 7 neonati per milione. E’ tipicamente presente nell’infanzia come una anemia macrocitica arigenerativa ed è variamente associata con un ampio range di anomalie fisiche, soprattutto craniofacciali, del pollice, cardiache e urogenitali. La DBA è più comunemente sporadica, nel 10%- 25% dei pazienti è possibile riconoscere un pattern di eredità di tipo autosomico dominante.
E’ incerto se la DBA, che è fenotipicamente eterogenea, rappresenti un singolo disordine o una sovrapposizione di disordini. Risultati di colture cellulari sono generalmente consistenti con difetti intrinseci dei precursori eritroidi che colpiscono principalmente il differenziamento. Il clonaggio del punto di rottura di una traslocazione ha permesso l’identificazione del gene codificante per la proteina ribosomale S19 (RPS19).
Analisi successive hanno identificato mutazioni nella sequenza codificante dell’allele 1 del gene RPS19 in 10 di 40 pazienti con DBA non imparentati tra loro. In un'analisi su 172 famiglie affette da DBA (190 pazienti) 42 sono state trovate eterozigoti per mutazioni nel gene RPS19(24.4%), confermando l’eterozigosità genetica della malattia.
IL gruppo Dianzani ha anche studiato le caratteristiche cliniche e biologiche di 216 pazienti affetti da DBA contribuendo alla definizione storia naturale della malattia. Il gene RPS19 era mutato in 56 di 216 pazienti (26%).

Le Anemie diseritropoietiche congenite, alterazioni genetiche e disregolazione del ciclo cellulare
Le Anemie diseritropoietiche congenite (CDAs) costituiscono un gruppo di disordini genetici dell’eritropoiesi. Un’eritropoiesi inefficace è alla base dell0'anemia.
L’obiettivo principale di questo progetto riguarderà la CDA II. La diagnosi di CDA II è basato sulla microscopia elettronica del midollo osseo e sull’elettroforesi delle proteine di membrana eritrocitarie (Iolascon,1999). La CDA II viene trasmessa con un pattern di ereditarietà di tipo autosomico recessivo. Il gene corrispondente, CDAN2, è stato recentemente mappato su 20q11.2 (Carrella,1998). La definizione di questo locus aiuta il gruppo di Iolascon a definire l’esistenza di una eterogeneità genetica che sembra coprire almeno il 10% dei pazienti. Per le alterazioni evidenti nelle relazioni proliferazione/differenziamento l’analisi del ciclo di divisione cellulare in questi pazienti (gruppi Della Ragione e Iolascon) porteranno dati riguardanti non solo la malattia ma anche l’eritropoiesi normale.

Difetti della membrana dei globuili rossi

La stomatocitosi e la stomatina.
Le deficienze di sintesi ed i difetti di struttura delle proteine che entrano a far parte della membrana emaziale sono associati ad una vasta serie di anomalie della morfologia eritrocitaria come la sferocitosi (HS), l’ellissocitosi (HE), e la piropoichilocitosi ereditarie (HPP). Queste forme ereditarie di anemia sono la conseguenza di una forma abnorme dei globuli rossi, di un aumento della loro fragilità osmotica e della conseguente rimozione di un numero aumentato di cellule da parte della milza.
La sferocitosi ereditaria è la conseguenza di difetti molecolari a carico della alfa o della beta-spectrina, dell’anchirina, della proteina 4.2 o della banda 3 che producono tutti delle alterarazioni nelle interazioni verticali della membrana eritrocitaria.
La sferocitosi è caratterizzata dalla presenza di sferociti allo striscio periferico e da un marcato aumento della fragilità osmotica. Al contrario nella stomatocitosi ereditaria vi è un’alterazione a carico della stomatina; tale alterazione sembra essere secondaria alla sua mancata localizzazione nel doppio strato lipidico con conseguente degradazione. L’unità Iolascon ha già stabilito che il gene della stomatina non è direttamente coinvolto nella etiologia ed insieme all’unità Ruopooplo cercherà di definire gli interattori di tale proteina.

La banda 3 e le malattie ad essa associate
La banda 3 (o trasportatore degli anioni) è una delle proteine integrali maggiormente rappresentate nella membrana eritrocitaria (25-30% del totale).
Questa proteina è coinvolta in una serie di funzioni quali:scambio degli anioni, l’invecchiamento e rimozione dell’emazie senescenti, ancoraggio del citoscheletro al doppio strato lipidico, legame e regolazione funzionale degli enzimi glicolitici e dell’emoglobina, oltre che degli emicromi. Per eseguire tutte queste funzioni il domain citoplasmatico della banda 3 possiede siti di associazione per l’anchirina,la banda 4.1, cd47, gapdh, aldolasi, fosfofruttochinasi, catalasi, emoglobina ed emicromi.
Benchè sia chiara l’importanza della banda 3 al momento manchiamo ancora di una mappa fuzionale dettagliata del domain citoplasmatico. Al tempo stesso una definizione del rapporto tra struttura e funzione sarebbe importante non solo per svelare a livello molecoalre alcune funzioni dell’eritrocita ma anche per comprendere le basi di un largo numero di malattie.
Un gruppo di mutazioni della banda 3 sono localizzate vicino all’estremità C-terminale, esse sostituiscono dei residui di arginina altamente conservarti e che servono di orientamento per il domain transmembrana.
Un ulteriore gruppo di mutazioni è localizzato all’estremità N-terminale. In particolare, abbiamo una regione carente di mutanti nell’area coinvolta nel legame con enzimi glicolitici.
Va sottolineato che nella stessa regione avviene anche il processo di fosforilazione della proteina che è rilevante per la regolazione del metabolismo glicolitico.


Talassemia

Talassemia e trasporto ionico

La regolazione del volume cellulare è un comune meccanismo cruciale e autodifensivo delle cellule eucariotiche. Il mantenimento di un volume cellulare ottimale è relativo all’attività dei differenti patways del trasportatore ionico di membrana. Comunque il ruolo giocato dei differenti patways del trasportatore ionico di membrana e dei canali sono ancora in studio. Infatti esso è stato correlato al processo di proliferazione cellulare mentre l’attivazione dell’apoptosi è stata correlata all’inibizione dei canali di scambio Na-H e del Cl.
Il volume dei globuli rossi è mantenuto dalla funzione dei vari pathways di trasporto ionico che possono essere divisi in trasporti energia dipendente: pompa Na-K, trasporti dipendente da gradiente: cotrasporto Na-K-2Cl e K-Cl e canali ionici.
Il modello in vitro di differenziamento eritroide è molto influenzato dalla presenza di ouabaina, un potente inibitore specifico della pompa Na/K ATPasi dipendente. E’ stato dimostrato che la ouabaina ha un effetto inibitore su CFU-E suggerendo che tale sostanza eserciti un'azione sui progenitori indirizzati in senso ematopoietico. La pompa Na/K ATPasi dipendente interagisce con la cascata citosolica delle proteine di segnale portando all’attivazione della famiglia delle chinasi Src, Ras; gli eventi a valle includono l’attivazione della risposta precoce del proto-oncogene e dei fattori di trascrizione (AP-1 e NF-kB). Tuttavia la ouabaina può modulare la proliferazione cellulare in rapporto alla sua concentrazione.
Il cotrasporto Na/K/2Cl regola il volume cellulare ed è attivato dai fattori di crescita. Cellule MEL rispondono al DMSO riducendo il proprio volume quando le cellule cominciano a sintetizzare Hb, suggerendo un possibile ruolo del cotrasporto Na/K/2Cl nella regolazione di questo step maturativo. Recentemente, è stato dimostrato che KCC3 gioca un ruolo nella proliferazione cellulare e nel differenziamento. Comunque il ruolo di questi trasportatori nell’eritropoiesi normale e patologica (talassemia) non è stato analizzato in dettaglio.


Talassemia e stabilizzazione della globina e stress ossidativo.
Le sindromi talassemiche sono caratterizzate da sbilanciamento sintesi delle catene globiniche, eritropoiesi inefficace e apoptosi. I meccanismi mediante i quali un eccesso di catene globiniche determinano la morte intramidollare dei precursori eritroidi e la diminuita sopravvivenza degli eritrociti non sono ancora completamente compresi.
Recentemente , due proteine, la cui espressione varia durante il differenziamento eritroide , sembrano essere coinvolte nel determinare lo stress ossidativo delle cellule e di conseguenza la differente espressione del fenotipo nelle sindromi talassemiche. Le proteine sono: 1. proteina stabilizzante alfa-emoglobina (AHSP) che lega specificamente la catena alfa ;2. ferrochelatasi che è l’ultimo enzima della via biosintetica dell’eme.
L’anemia falciforme e la beta-talassemia sono caratterizzate dalla presenza di un abnorme stato di ossidazione della membrana, che determina una perossidazione dei lipidi e la rigidità . Tali anomalie sono responsabili della riduzione della emivita dei globili rossi nella -talassemia o degli eventi vaso-occlusivi, che causano il danno ischemico del tessuto e i danni cronici dell’organo, nell’anemia falciforme.
Il ruolo giocato dal danno ossidativo della membrana sulla rimozione precoce delle emazie dal circolo è stato recentemente dimostrato nella beta-talassemia. Ove è possibile dimostrare un'abnorme clusterizzazione della banda 3, favorente la rimozione per fagocitosi attraverso le IgG anti –banda 3 e il fattore del complemento C5b.
Sia nella anemia falciforme che nella β-talassemia è stato riportato recentemente un incremento percentuale delle cellule rosse in circolo, positive per la fosfatidilserina(PS).L’internalizzazione della fosfatidilserina si pensa abbia un ruolo importante nella ridotta sopravvivenza delle cellule rosse durante il riconoscimento dei macrofagi che rimuovono gli eritrociti ,l’apoptosi e l’attivazione della coagulazione.
Il mantenimento di un volume cellulare costante in relazione a cambiamenti della osmolarità intracellulare/extracellulare è uno stimolo molto importante e una caratteristica peculiare di differenti tipi di cellule. La maggior parte dei pathways di trasporto dei cationi di membrana dei globuli rossi sono ubiquitari, cosi’ i globuli rossi possono rappresentare un ottimo modello per la caratterizzazione della loro funzione e l’applicazione ad altre cellule eucariotiche . Lo stress ossidativo portando ad un coinvolgimento secondario della membrana in queste malattie, soprattutto quelle coinvolte nel difetto dell’eritropoiesi e nell’emolisi periferica , può rappresentare il modello di studio post-genomico del microambiente emaziale . <<<