Ruolo neuroprotettivo dell'Acido α-Lipoico in un modello di sovraccarico di ferro da emorragia intracerebrale.

Hemoglobin and iron overload is considered the major contributor to intracerebral hemorrhage (ICH)-induced brain injury. Accumulation of iron in the brain leads to microglia activation, inflammation and cell loss. Current available treatments for iron overload-mediated disorders are characterized by severe adverse effects, making such conditions an unmet clinical need. We assessed the potential of α-lipoic acid (ALA) as an iron chelator, antioxidant and anti-inflammatory agent in both in vitro and in vivo models of iron overload. ALA was found to revert iron-overload-induced toxicity in HMC3 microglia cell line, preventing cell apoptosis, reactive oxygen species generation and reducing glutathione depletion. Furthermore, ALA regulated gene expression of iron-related markers and inflammatory cytokines, such as IL-6, IL-1β and TNF. Iron toxicity also affects mitochondria fitness and biogenesis, impairments which were prevented by ALA pre-treatment in vitro. Immunocytochemistry assay showed that, although iron treatment caused inflammatory activation of microglia, ALA treatment resulted in increased ARG1 expression, suggesting it promoted an anti-inflammatory phenotype. We also assessed the effects of ALA in an in vivo zebrafish model of iron overload, showing that ALA treatment was able to reduce iron accumulation in the brain and reduced iron-mediated oxidative stress and inflammation. Our data support ALA as a novel approach for iron-overload-induced brain damage.

Il sovraccarico di ferro ed emoglobina è considerato una delle cause maggiori di lesioni cerebrali dovute a emorragia. Aumentati livelli di ferro nel cervello sono associati all’attivazione della microglia, all’insorgenza di infiammazione e a morte cellulare. I trattamenti ad oggi disponibili per i disordini da sovraccarico di ferro sono caratterizzati da importanti effetti collaterali, che ne impediscono un uso sicuro in contesti clinici. E’ stato quindi valutato l’effetto dell’Acido α-Lipoico (ALA) come agente chelante del ferro, antiossidante ed antinfiammatorio, sia in un modello in vitro che in vivo. ALA è stato in grado di contrastare la tossicità indotta da sovraccarico di ferro su cellule umane di microglia HMC3, prevenendo la loro apoptosi, lo sviluppo di ROS e di citochine infiammatorie (come IL-6, IL-1β and TNF). Inoltre, la tossicità da ferro è stata in grado di alterare la funzionalità mitocondriale e il correlato sistema di biogenesi, fattori invece perfettamente protetti dal pre-trattamento in vitro con ALA. Saggi di immunocitochimica hanno dimostrato che, per quanto il ferro sia in grado di causare uno stato infiammatorio e la conseguente attivazione della microglia, il trattamento con ALA ha comportato un aumento dell’espressione di ARG1, traducibile in un direzionamento verso un fenotipo microgliale di tipo antinfiammatorio. Gli esperimenti sono stati successivamente condotti su un modello in vivo di sovraccarico di ferro su zebrafish, al fine di valutare l’attività di ALA anche in post-trattamento, in condizioni clinicamente verosimili. In questo caso il trattamento con ALA è stato in grado di ridurre l’accumulo di ferro nel tessuto cerebrale, ostacolando il correlato processo infiammatorio e di stress ossidativo. I risultati suggeriscono dunque che il trattamento con ALA possa essere considerato in futuro come un nuovo approccio alternativo per contrastare o limitare i danni del tessuto cerebrale dovuti a sovraccarico di ferro in un processo di emorragia intracerebrale.