La protoporfirina de zinc ( ZPP ) es un compuesto que se encuentra en los glóbulos rojos cuando la producción de hemo es inhibida por el plomo y / o por la falta de hierro . [1] En lugar de incorporar un ion ferroso, para formar hemo, la protoporfirina IX , el precursor inmediato del hemo, incorpora un ion zinc , formando ZPP. La reacción para insertar un ion ferroso en la protoporfirina IX es catalizada por la enzima ferroquelatasa .
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Nombres | |
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Otros nombres Protoporfirina IX de zinc | |
Identificadores | |
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CHEBI | |
Tarjeta de información ECHA | 100.035.853 ![]() |
KEGG | |
Malla | zinc + protoporfirina |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
Propiedades | |
C 34 H 32 N 4 O 4 Zn | |
Masa molar | 626.032 g / mol |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Utilidad clínica
La medición de protoporfirina de zinc en los glóbulos rojos se ha utilizado como prueba de detección de intoxicación por plomo . [2] [3] y por deficiencia de hierro . [4] Hay una serie de situaciones clínicas específicas en las que se ha encontrado que esta medición es útil. [1]
Los niveles de protoporfirina de zinc pueden elevarse como resultado de una serie de condiciones, por ejemplo: [2]
- envenenamiento por plomo
- deficiencia de hierro
- anemia falciforme
- anemia sideroblástica
- anemia de enfermedad crónica
- exposición al vanadio
- protoporfiria eritropoyética [5]
- Diversos tipos de cáncer
La virtud de las pruebas de ZPP elevadas como pantalla es que se puede considerar que vale la pena descubrir todas estas condiciones.
Las propiedades fluorescentes de ZPP en glóbulos rojos intactos permiten medir la relación molar ZPP / hemo rápidamente, a bajo costo y en un pequeño volumen de muestra. [6]
Más recientemente, ZnPP está encontrando un nuevo uso como fármaco en terapias combinadas contra el cáncer .
Historia
Los compuestos de porfirina que contienen zinc se conocen desde la década de 1930. [1] Se volvieron de interés más que académico con el descubrimiento, en 1974, [7] de que ZPP era la principal porfirina no hemo formada en los glóbulos rojos como resultado de la intoxicación por plomo o la deficiencia de hierro.
En ese momento ya se sabía que los niveles de Protoporfirina IX no hem estaban elevados en estas condiciones, pero los investigadores anteriores habían utilizado métodos de extracción ácida en sus ensayos que convertían ZPP en Protoporfirina IX no unida. [8]
La literatura inicial es a veces confusa y los resultados son difíciles de comparar sin un examen detallado de los métodos de medición y los factores de conversión utilizados para informar los resultados. [9] Los informes pueden referirse a protoporfirina eritrocitaria libre (FEP) o protoporfirina eritrocitaria (EP o EPP). ZPP también se abrevia ZP y ZnPP. La práctica actual tiende a medir e informar la relación molar de ZPP a hemo (μmole / mol). [1] [4]
Para la terapia del cáncer
ZnPP está encontrando un nuevo uso en las terapias contra el cáncer. La investigación en el campo de la nanotecnología está encontrando un uso para muchos compuestos que muestran propiedades diferentes y a menudo más favorables a nanoescala. El ZnPP es uno de esos compuestos [10] que puede ayudar eficazmente en el tratamiento de múltiples tipos de cáncer en experimentos de laboratorio. La aplicación clínica del nanomaterial ZnPP solo se logrará mediante una investigación continua y resultados más definitivos. [11]
El grupo químico al que pertenece ZnPP es similar al hemo libre, que es un sustrato natural de la hemo oxigenasa. [12] El ZnPP se conoce como un inhibidor competitivo de la hemo oxigenasa. [12] La hemo oxigenasa es una enzima citoprotectora que hace frente al estrés oxidativo en una célula y muestra una mayor expresión en tejidos cancerosos. [13] La supresión de la hemo oxigenasa con ZnPP reduce la viabilidad celular de las células cancerosas y aumenta la citotoxicidad en las células cancerosas. [13] ZnPP funciona en combinación con medicamentos contra el cáncer para aumentar la citotoxicidad en gran medida en algunos casos; Los resultados de un estudio han demostrado un aumento de cinco veces en la eficacia del tratamiento. [14] Se ha demostrado que la ZnPP tiene un papel importante en la inhibición del crecimiento tumoral, especialmente los tumores sólidos. [14] Los tumores de cáncer de cerebro, cáncer de colon, cáncer de próstata, cáncer de células renales, cáncer oral de células escamosas y leucemia muestran una susceptibilidad a ZnPP debido al aumento de la expresión de hemo oxigenasa. [14] La inhibición de la hemooxigenasa conduce a un aumento de especies oxidativas reactivas en la célula que sensibiliza a las células a los agentes quimioterapéuticos. [10] El aumento de especies oxidativas reactivas puede causar apoptosis en las células cancerosas y reducir la resistencia a los medicamentos cuando se exponen a ZnPP debido a la pérdida del mecanismo de afrontamiento de la hemo oxigenasa. [14] La combinación de estas dos terapias es muy eficaz en el tratamiento del cáncer en experimentos hasta ahora, y es un nuevo método posible para superar la resistencia a los medicamentos. La capacidad de afrontamiento reducida de los tejidos tratados con ZnPP también aumenta la radiosensibilidad. [15] Las células tratadas con ZnPP y radiación en lugar de simplemente una de las dos son menos viables y es más probable que permanezcan en la fase G1 del ciclo celular, en lugar de progresar a la fase G2. [15] La terapia de combinación de radiación y ZnPP muestra más apoptosis que la misma cantidad de radiación, lo que demuestra que la ZnPP ejerce presión sobre el tejido canceroso. [15] Se ha inyectado ZnPP en varios ensayos en tumores sólidos, pero se puede utilizar de manera más amplia cuando se administra eficazmente a las células cancerosas y no a las células sanas. [10] Se necesita un sistema de administración dirigido para aprovechar al máximo los usos de ZnPP como agente terapéutico e inhibidor de la hemo oxigenasa debido a los posibles efectos secundarios de la ZnPP libre en el tejido sano. [10] La reducción de la capacidad antioxidante de las células sanas puede reducir los efectos que habrían sido favorables. [10] Sin embargo, el ZnPP se ha encapsulado en nanopartículas con recubrimiento especializado para la administración de fármacos dentro del cuerpo. [10] El ZnPP no mostró ningún potencial inhibitorio reducido sobre la hemooxigenasa cuando se cargó en nanopartículas. [10] De manera similar, el ZnPP cargado en nanopartículas tiene una mayor citotoxicidad que el ZnPP libre después de dos días debido a una tasa de liberación más favorable, así como a una mejor biodistribución e internalización. [10] No se observaron los posibles efectos negativos en los órganos principales y la distribución de sangre es más deseable en nanopartículas cargadas de ZnPP que en ZnPP libre. [10] La inhibición específica de la hemooxigenasa usando nanopartículas con ZnPP encapsulado reduce los efectos secundarios y es probablemente el método futuro de administrar el tratamiento con ZnPP. [10]
Referencias
- ↑ a b c d Labbé RF, Vreman HJ, Stevenson DK (diciembre de 1999). "Protoporfirina de zinc: un metabolito con una misión" . Química clínica . 45 (12): 2060–72. PMID 10585337 .
- ^ a b Martin CJ, Werntz CL, Ducatman AM (diciembre de 2004). "La interpretación de cambios de protoporfirina de zinc en la intoxicación por plomo: reporte de un caso y revisión de la literatura" . Medicina del trabajo . 54 (8): 587–91. doi : 10.1093 / occmed / kqh123 . PMID 15576877 .
- ^ Verschoor M, Herber R, Zielhuis R, Wibowo A (1987). "Protoporfirina de zinc como indicador de exposición al plomo: precisión de las mediciones de protoporfirina de zinc". Archivos internacionales de salud ocupacional y ambiental . 59 (6): 613-21. doi : 10.1007 / BF00377923 . PMID 3679557 .
- ^ a b Crowell R, Ferris AM, Wood RJ, Joyce P, Slivka H (julio de 2006). "Eficacia comparativa de las concentraciones de protoporfirina de zinc y hemoglobina en la identificación de la deficiencia de hierro en un grupo de niños en edad preescolar de bajos ingresos: implicaciones prácticas de una enfermedad reciente". Pediatría . 118 (1): 224–32. doi : 10.1542 / peds.2006-0156 . PMID 16818569 .
- ^ http://beaunet.beaumont.edu/portal/pls/portal/lab.lab_pkg.lab_test_info_content?xid=862
- ^ Blumberg WE, Eisinger J, Lamola AA, Zuckerman DM (febrero de 1977). "El hematofluorómetro" . Química clínica . 23 (2 PT. 1): 270–4. PMID 832391 .
- ^ Lamola AA, Yamane T (diciembre de 1974). "Protoporfirina de zinc en los eritrocitos de pacientes con intoxicación por plomo y anemia ferropénica". Ciencia . 186 (4167): 936–8. doi : 10.1126 / science.186.4167.936 . PMID 4469690 .
- ^ Piomelli S (junio de 1973). "Un micrométodo para porfirinas de eritrocitos libres: la prueba FEP". La Revista de Laboratorio y Medicina Clínica . 81 (6): 932–40. PMID 4710372 .
- ^ Algunos informes, por ejemplo, midieron la relación molar ZPP / Heme (μmoles de ZPP por mol de hemo), pero informaron esto como la concentración de peso (μg de EP por decilitro de hematíes concentrados, o μg de EP por g de hemoglobina a una supuesto hematocrito de 35) y, a veces, sin fácil acceso a los supuestos utilizados en la conversión. [ cita requerida ]
- ^ a b c d e f g h i j Kongpetch, S., Kukongviriyapan, V., Prawan, A., Senggunprai, L., Kukongviriyapan, U., & Buranrat, B. Papel crucial de la hemo oxigenasa-1 en la sensibilidad de las células del colangiocarcinoma a los agentes quimioterapéuticos. PLoS. Uno 2012 , 7 (4)
- ^ Rouhani, H., Sepehri, N., Montazeri, H., Khoshayand, MR, Ghahremani, MH, Ostad, SN, Dinarvand, R. Nanopartículas poliméricas de protoporfirina de zinc: potente inhibidor de la hemooxigenasa para la terapia del cáncer. Pharm. Res. 2014 , 31 (8), 2124-39.
- ^ a b Wang, S., Hannafon, BN, Lind, SE y Ding, W. La protoporfirina de zinc suprime la expresión de la proteína beta] -catenina en células cancerosas humanas: la posible participación de la degradación mediada por lisosomas. PLoS. Uno 2015 , 10 (5)
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