La patogenesi dell'anemia, una delle complicanze letali nei bambini affetti da malaria da Plasmodium falciparum (P.f.), non è stata ancora chiarita. Studi effettuati nel nostro laboratorio hanno dimostrato che globuli rossi (GR) umani cocoltivati con P.f., ma non infettati, subiscono modificazioni nelle proprietà e composizione della membrana, con aumento dei livelli di ossidazione e della densità cellulare che coincidono con un'accelerazione dei processi di senescenza (Omodeo Salè et al.,Blood 2003). Dati ottenuti precedentemente suggeriscono che ematina ed emozoina (pigmento malarico), prodotti metabolici del parassita presenti in elevate concentrazioni nel plasma dei pazienti malarici, potrebbero contribuire a queste alterazioni. Ematina ed emozoina (nativa o sintetica) sono infatti potenti agenti ossidanti (Omodeo Salè et al. Febs Letters 1998, Biochem Pharmacol.2001) in grado di indurre la destabilizzazione e la lisi dei GR e di ridurne la deformabilità attraverso l'ossidazione delle proteine di membrana e/o del citoscheletro (Dondorp A. et al, Redox Report 2003, Omodeo Salè et al.Eur.J.Haematol. 2005). Ematina è anche in grado di indurre la fosforilazione in specifici residui tirosinici della estremità citosolica della proteina integrale Banda 3 e di modulare l'attività dell'enzima glicolitico gliceraldeide 3 fosfato deidrogenasi ad essa associato (Omodeo Salè et al., Febs Letters 2005, Biochem. Pharmacol.2007).
Più recentemente abbiamo dimostrato che ematina è in grado di modulare l'intensità del flusso glicolitico dei GR differentemente in condizioni normo e ipossiche e di indurre una maggiore esposizione di fosfatidilserina (PS) nel foglietto esterno della membrana (manoscritto in preparazione). La maggiore esposizione di PS, riconosciuta sia da specifici recettori del microendotelio recentemente dimostrati, sia macrofagici, potrebbe contribuire alla maggiore adesione alle cellule endoteliali con conseguente danno d'organo e alla precoce rimozione degli eritrociti modificati dal circolo. Nel proseguimento di questa ricerca l'obiettivo sarà quello di investigare i meccanismi responsabili della regolazione della glicolisi da parte di ematina e dell'esposizione della PS. Verranno valutate da una parte le attività di altri enzimi regolatori della glicolisi, dall'altra l'influsso di calcio e la produzione di ceramide (conseguente alla attivazione di una sfingomielinasi di membrana) come possibili attivatori delle scramblasi (enzimi responsabili dell'esportazione di PS). Verrà anche analizzata l'attività delle flippasi (enzimi ATP dipendenti responsabili dell'importazione di PS nel foglietto interno). Le alterazioni metaboliche e di membrana indotte da ematina potrebbero contribuire all'anemia non solo dei pazienti affetti da malaria ma anche da anemia falciforme o carenza di G6PDH, patologie in cui ematina è presente in alte concentrazioni sia nel plasma che nell'ambiente intracellulare.