Estudio de la quelación de hierro en la respuesta antioxidante mediada por Nrf2 y la funcionalidad mitocondrial renal en un modelo murino de diabetes tipo 2

Abstract

This study investigated the influence of iron chelation on the antioxidant response mediated by the transcription factor Nrf2 and mitochondrial functionality in renal tissue using a murine model of type 2 diabetes. Diabetic kidney disease (DKD), a common microvascular complication of diabetes, is characterized by structural and functional alterations of the kidney, including mitochondrial dysfunction and oxidative stress. Mitochondrial dysfunction, defined as an impairment in the mitochondria's capacity to efficiently generate ATP and maintain cellular homeostasis, is a key factor in the pathogenesis of DKD. This dysfunction is associated with increased production of reactive oxygen species (ROS) and oxidative stress. This study investigated the effect of iron chelation on Nrf2-mediated antioxidant response and mitochondrial functionality in renal tissue from a mouse model of type 2 diabetes. The results demonstrated that diabetes significantly disrupts renal iron homeostasis, leading to mitochondrial accumulation of this element. It was evidenced that iron reduction can attenuate these metabolic alterations by preventing mitochondrial bioenergetic dysfunction, mitigating oxidative stress, and promoting the expression of antioxidant defense systems through the activation of Nrf2, a master regulator of cellular antioxidant response. However, this study also revealed that iron chelation, while beneficial in the context of diabetes, may have deleterious effects in normoglycemic individuals. In subjects with physiological iron levels, excessive chelation can induce iatrogenic deficiency, compromising cellular redox status, mitochondrial functionality, and consequently, energy production.

Este estudio investigó la influencia de la quelación de hierro sobre la respuesta antioxidante mediada por el factor de transcripción Nrf2 y la funcionalidad mitocondrial en el tejido renal en un modelo murino de diabetes tipo 2. La enfermedad renal diabética (ERD), una complicación microvascular frecuente de la diabetes, se caracteriza por alteraciones estructurales y funcionales del riñón, incluyendo disfunción mitocondrial y estrés oxidativo. La disfunción mitocondrial, definida como una alteración en la capacidad de las mitocondrias para generar ATP eficientemente y mantener la homeostasis celular, es un factor clave en la patogénesis de la ERD. Esta disfunción se asocia con un aumento en la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) y estrés oxidativo. Este estudio investigo el efecto de la quelación de hierro sobre la respuesta antioxidante mediada por Nrf2 y la funcionalidad mitocondrial en el tejido renal de un modelo murino de diabetes tipo 2. Los resultados mostraron que la diabetes perturba significativamente la homeostasis del hierro renal, conduciendo a una acumulación mitocondrial de hierro. Se evidenció que la disminución de hierro puede atenuar estas alteraciones metabólicas, previniendo la disfunción bioenergética mitocondrial, mitigando el estrés oxidativo y promoviendo la expresión de sistemas de defensa antioxidante a través de la activación de Nrf2, un regulador maestro de la respuesta antioxidante celular. No obstante, este estudio también reveló que la quelación de hierro, aunque beneficiosa en el contexto de la diabetes, puede tener efectos negativos en individuos sanos. En individuos con niveles fisiológicos de hierro, la quelación excesiva puede inducir una deficiencia iatrogénica, comprometiendo el estado redox celular, la funcionalidad mitocondrial y la producción energética.