Sia a livello epatico che intestinale è stata dimostrata la presenza di una risposta fibro-infiammatoria TLR-4 mediata stimolata prevalentemente da DAMPs e PAMPs, tra cui in primis l'LPS.
Ad oggi non si dispone di una terapia efficace, verosimilmente in quanto non si conoscono né gli inneschi né le vie molecolari coinvolte, né il tipo di danno organo-specifico caratterizzato da un prevalenza infiammatoria o ossidativa. Una risposta fibro-infiammatoria si caratterizza per l'incremento della deposizione di collagene e il rilascio citochine pro-infiammatorie. Tuttavia, a queste alterazioni note maggiormente per il legame con il contesto infiammatorio, potrebbero associarsi anche danni legati ad un imbalance ossidativo, focus di indagine del progetto. Lo scopo del progetto prevede pertanto la messa a punto di modelli sperimentali di danno, utilizzando cellule staminali/progenitrici epatiche e biliari e fibrocellule muscolari di colon umano, al fine di individuare e caratterizzare gli inneschi e le vie molecolari maggiormente coinvolte nell'insorgenza del danno, nonché il loro coinvolgimento con il contesto infiammatorio e ossidativo. Lo studio verrà condotto secondo un'ottica organo-specifica per determinare come variano gli effetti degli stimoli in relazione alle cellule coinvolte. Gli stimoli del modello sono rappresentati da LPS, cocktail di citochine pro-infiammatorie e imidazolo propionato, un prodotto del metabolismo batterico associato a disbiosi. Queste molecole, a seconda del contesto, possono agire sia tramite meccanismo infiammatorio che ossidativo e, per questo sono state scelte come
stimoli per il modello. La finalità complessiva del progetto è di ricercare bersagli per possibili terapie innovative per patologie epatiche e gastrointestinali croniche, come la colangite biliare primitiva e colangite sclerosante primitiva, e la malattia diverticolare, rispettivamente, basate sulla somministrazione di antiossidanti.
La messa a punto dei modelli per le cellule staminali/progenitrici epatiche, le cellule staminali/progenitrici biliari e le cellule muscolari lisce di colon, permetterebbe di simulare differenti tipologie di danno con lo scopo di valutare quali possano essere i potenziali inneschi responsabili della comparsa di alterazioni In-vivo promuovendone ipotesi sulla relazione causa-effetto. Rispetto ad alcuni dei precedenti modelli messi a punto per lo studio delle colangiti e/o della malattia diverticolare, i nuovi modelli proposti hanno il vantaggio di poter mettere a confronto il danno indotto da differenti stimoli al fine di evidenziare la prevalenza del danno ossidativo, rispetto a quello infiammatorio, ipotizzato per queste patologie, nonché il contributo fibrotico. Inoltre, lo studio delle medesime alterazione cellulari e molecolari indotte tramite modello di danno in cellule differenti offrirà la possibilità di fornire conoscenze organo-specifiche. In ultimo, ma non meno importante, l'ulteriore scopo innovativo che si pongono i modelli è quello di poter caratterizzare come variano le alterazioni cellulari e molecolari coinvolte in modo da poterne validare la presenza su tessuti umani affetti dalla patologia (i.e. malattia diverticolare complicata, MD).
In particolare, in seguito alla stimolazione delle cellule per indurre il danno, lo studio del trend della variazione di ROS e GSH potrebbe contribuire a fornire delucidazioni in ambito ossidativo riguardo la rilevanza del danno mediato dall'incremento dei radicali oppure dalla perdita degli antiossidanti. Dalla letteratura è inoltre chiaro il ruolo dello stress ossidativo nel determinare un danno non solo al DNA nucleare ma anche a quello mitocondriale. L'abbondanza di quest'ultimo varia in relazione ai tessuti coinvolti e all'esposizione ad agenti di rischio (1). In questo ambito, a livello intestinale sono emerse evidenze riguardo alcune relazioni tra la minore abbondanza di mtDNA nella muscolatura longitudinale, che risulta essere anche la più colpita nella MD rispetto alla circolare (2), e l'insorgenza di stress ossidativo (3). La deplezione di mtDNA comporta come conseguenza anche la riduzione della trascrizione della citocromo c ossidasi 4/I codificata proprio da questo DNA (4). In analogia a quanto avviene per il mtDNA anche il DNA genomico può essere bersagliato dalle ROS in grado di provocare delezioni evidenziabili attraverso la marcatura intracellulare con specifici anticorpi (5). Questa indagine potrebbe fornire informazioni preliminari riguardo il coinvolgimento del DNA nucleare e offrire nuove prospettive di studio per ulteriori analisi genetiche sia per le colangiti che per la malattia diverticolare.
In ultimo, uno studio dettagliato dei meccanismi molecolari coinvolti nello stress ossidativo potrebbe rappresentare un'opportunità per definire possibili strategie terapeutiche innovative sia in ambito epatico che intestinale. Considerando il possibile coinvolgimento dello stress ossidativo nelle patologie epatiche ed intestinali, unito alla disponibilità in commercio di svariati prodotti sia di sintesi che naturali con proprietà antiossidanti, la somministrazione di queste molecole potrebbe rappresentare una strategia terapeutica innovativa. Questa proposta inoltre avvalorata dal fatto che oggigiorno patologie epatiche su base dismetabolica vengono già trattate con antiossidanti (6).
1. Hagg S, et al. Hum Genet 2021;140:849-861.
2. Pallotta L, et al. OC.08.1 Digestive and Liver Disease 2020;52:S26.
3. Giordano C, et al. Gastroenterology 2006;130:893-901.
4. Schwarze SR, et al. Free Radic Biol Med 1998;25:740-7.
5. Erkekoglu P, et al. Toxicol Mech Methods 2014;24:616-26.
6. Cichoz-Lach H, et al. World J Gastroenterol 2014;20:8082-91.