La ferroptosis desempeña un papel crucial en la salud reproductiva masculina
Por Pooja Toshniwal Paharia 2 oct 2023 Revisado por Lily Ramsey, LLM
En una reciente revisión publicada en la revista Cell Death Discovery Journal, los investigadores exploraron la asociación entre ferroptosis y fallo reproductivo masculino, haciendo hincapié en la necesidad de terapias adaptadas y esfuerzos preventivos.
Estudio: Nuevas funciones de la ferroptosis en las enfermedades reproductivas masculinas. Crédito de la imagen: Vladimir Sukhachev/Shutterstock.com
Los investigadores identifican una proteína clave que desempeña un papel esencial en la fertilidad masculina
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Antecedentes
La infertilidad es una preocupación creciente en todo el mundo, lo que justifica la investigación para identificar nuevos objetivos que puedan permitir el desarrollo de una terapia a medida y mejorar la atención de la infertilidad.
Las investigaciones han relacionado la ferroptosis con los trastornos reproductivos masculinos. El hierro es necesario para la espermatogénesis y la síntesis de testosterona; sin embargo, cantidades excesivas de hierro pueden afectar a la calidad del esperma y provocar disfunciones reproductivas.
Acerca de la revisión
En la presente revisión, los investigadores dilucidaron el fallo reproductivo masculino inducido por ferroptosis, el papel fisiológico de la regulación del hierro en la función reproductiva masculina y sus posibles dianas en el daño testicular.
Una introducción a la ferroptosis
La peroxidación lipídica resultante de la acumulación de hierro conduce a la ferroptosis, un tipo de muerte celular no apoptótica. Está implicada en diversas situaciones de enfermedad, como la neurodegeneración, la cancerización, la colitis ulcerosa y los daños por isquemia-reperfusión renal y hepática. El tratamiento de la ferroptosis podría ser una técnica potencial para tratar a personas con problemas reproductivos.
Los desequilibrios metabólicos del hierro causan ferroptosis, que provoca niveles elevados de hierro ferroso intracelular y sobrecarga de hierro. La ausencia de lisofosfatidilcolina aciltransferasa 3 (LPCAT3) o de acil-coenzima A indica ferroptosis, al igual que la peroxidación lipídica.
A synthetase long-chain family member 4 (ACSL4) improves ferroptosis resistance and lowers ferroptosis lipid peroxidation.
La vía de la familia de transportadores de solutos 7miembro 11 (SLC7A11 o xCT)/glutatión peroxidasa 4 (GPX4) previene la ferroptosis equilibrando el estrés oxidativo y la defensa antioxidante. Una reducción de la síntesis de glutatión (GSH) afecta a la actividad de GPX4 e induce la ferroptosis.
El eje proteína supresora de la ferroptosis 1 (FSP1)/coenzima Q10 (CoQ100) y el eje guanosina trifosfato ciclohidrolasa 1 (GCH1)/tetrahidrobiopterina (BH4) reducen la ferroptosis convirtiendo la CoQ10 en ubiquitinol (CoQ10H2).
Las mitocondrias, orgánulos celulares semiautónomos, funcionan a través de distintas vías metabólicas que impiden la ferroptosis. Investigaciones recientes han indicado que el daño mitocondrial es una característica definitoria de la ferroptosis. Las proteínas implicadas en la unión del Fe-S, como el factor de ensamblaje nuclear 1 (NAF1), contribuyen al transporte de hierro en las mitocondrias y suprimen la ferroptosis protegiendo los orgánulos celulares de la peroxidación lipídica en el daño renal agudo y en las células tumorales.
A través de los procesos redox creados por la glucosa, la acetil-CoA transporta electrones a las cadenas de transporte de electrones, creando trifosfato de adenina (ATP) mediante la fosforilación oxidativa y especies reactivas de oxígeno (ROS), que desencadenan la ferroptosis.
La GPX4 mitocondrial ayuda a prevenir la ferroptosis colaborando con las vías glicerol-3-fosfato deshidrogenasa 2 (GPD2)/CoQ10H2 y dihidroorotato deshidrogenasa/CoQ10H2 dentro de la membrana mitocondrial interna.
Reacciones biológicas inducidas por la ferroptosis en el daño testicular
La ferroptosis conduce a la muerte celular en las células de Sertoli debido a la privación de oxígeno-glucosa y al daño por reoxigenación asociado a varias enfermedades reproductivas masculinas. Así pues, la ferroptosis puede afectar negativamente al sistema reproductor masculino.
Un exceso de autofagia puede causar ferroptosis, mientras que el zinc puede causar ferroptosis controlando la autofagia mitocondrial.
En ratas, el cromo hexavalente produce ferroptosis y autofagia testicular. Los activadores ferroptósicos clásicos, como el ML-210, y los inhibidores, como la ferrostatina-1 (Fer-1), afectan al flujo autofágico dentro de las células, lo que provoca daños testiculares.
La ferroptosis testicular puede estar causada por malos hábitos de vida, como beber, fumar y no dormir lo suficiente, que pueden perjudicar la calidad de los espermatozoides y provocar infertilidad masculina.
La nicotina altera la barrera sangre-testis, afectando a la función reproductora masculina, y el factor nuclear eritroide 2-relacionado con el factor 2 (NRF2) promueve la ferroptosis inducida por la nicotina. La ferrostatina-1 restaura el daño testicular, lo que implica que la ferroptosis está causada por el tabaquismo.
Las variables ambientales como las partículas de 2,5 micras, el bisfenol A, el di-2-etilhexilftalato (DEHP) y las toxinas HT-2 también pueden desencadenar la ferroptosis testicular.
Las micotoxinas potencian la peroxidación lipídica testicular suprimiendo la expresión de GPX4, SLC7A11 y NRF2. Mediante la acumulación de ROS, las toxinas HT-2 reducen el crecimiento de las células de Leydig y la liberación de testosterona y promueven la ferroptosis y la muerte, lo que provoca la peroxidación lipídica. Los metales pesados también pueden causar daños testiculares.
El cadmio altera la señalización antioxidante y el metabolismo del hierro en el ratón puberal, provoca ferroptosis en los espermatogonocitos e inhibe la espermatogénesis y el desarrollo testicular.
La implicación de la autofagia mediada por la diana de la rapamicina en mamíferos (mTOR) puede explicarse por la ferroptosis causada por el cromo hexavalente y el cobre.
El arsenito provoca peroxidación lipídica y disfunción mitocondrial en las células testiculares. Muchos medicamentos de uso habitual, como el Busulfán, que destruye las células germinales en desarrollo e inhibe la producción de espermatozoides, pueden causar daños testiculares e infertilidad masculina.
Sin embargo, aún se está investigando la relación entre la ferroptosis y otros tipos de muerte celular. Las anomalías genéticas, las variables ambientales, los metales pesados y el uso de medicamentos pueden influir en la ferroptosis.
Según los resultados de la revisión, la ferroptosis, un tipo de muerte celular asociada a la insuficiencia reproductiva masculina, es una nueva diana terapéutica.
El tratamiento de quelación del hierro y los antioxidantes pueden ayudar a prevenir y aliviar los síntomas, pero se necesitan más estudios para investigar si el bloqueo específico puede corregir la disfunción testicular y restaurar la fertilidad. También se necesitan biomarcadores predictivos de la ferroptosis y la desregulación reproductiva masculina.
