I colangiociti sono le cellule che rivestono le vie biliari dalla loro origine al coledoco, normalmente quiescenti ma sono in grado di proliferare in corso di colestasi sperimentale e durante colangiopatie umane, come la colangite sclerosante primitiva (PSC). Negli studi sperimentali vengono utilizzati molti modelli che mimano queste malattie, come ad esempio il ratto con legatura del dotto biliare principale (BDL) che determina una rapida e selettiva proliferazione dei dotti biliari. Tramite tale modello abbiamo potuto studiare gli effetti di molte sostanze, fattori di crescita ed ormoni come NGF, VEGF, estrogeni, FSH, vasopressina e melatonina nella crescita e nella morte dei colangiociti. Studi precedenti hanno dimostrato che la crescita colangiocitaria e la fibrosi epatica sono ridotte in topi Mdr2-/- (modelli specifico di PSC) regolando l'asse secretina/secretina recettore (Sct/SR), tutto mediato dall'attivazione delle cellule stellate epatiche (HSC). Allo stato attuale, i meccanismi di morte cellulare sono ben conosciuti negli epatociti ma molto meno nelle cellule biliari. Generalmente, tali meccanismi comprendono: (i) apoptosi; (ii) autofagia; and (iii) necrosi. Mentre apoptosi e necrosi sono state oggetto di diversi studi, il ruolo dell'autofagia e della necroptosi nelle colangiopatie sta emergendo in questi ultimi anni. Per tali motivi, il nostro obiettivo vuole essere quello di studiare il ruolo e l'attivazione dell'autofagia e della necroptosi nei colangiociti e nelle HSC in vivo in corso di BDL e Mdr2-/-, ma anche nelle biopsie umane provenienti da pazienti affetti da PSC, ed in vitro in colture cellulari stimolate con il supernatante dei colangiociti isolati dai modelli in vivo. Riteniamo che approfondire la conoscenza del processo di necroptosi e autofagia nell'albero biliare, in relazione all'attivazione delle HSC, ci possa aiutare a capire meglio anche i processi alla base della fibrosi epatica durante il danno da malattia colestatica cronica.
Al momento è noto che la proliferazione biliare (reazione duttale) e la fibrosi epatica sono ridotte per diminuzione della crescita cellulare come, per esempio, quando viene inibito l'asse Secretina/Secretina Recettore, un dato in accordo con precedenti che dimostravano l'effetto stimolatorio della secretina nella reazione duttale e connettivale (Sato et al., 2017; Wu et al., 2018). Mediante la realizzazione di questo progetto intendiamo chiarire ulteriormente dal punto di vista molecolare l'importante ruolo dell'autofagia nell'omeostasi cellulare e nella regolazione del metabolismo, considerato che un'alterazione del processo autofagico negli epatociti è stata associata alla patogenesi di diverse malattie del fegato quali ad esempio la steatosi (sia nella NAFLD che nella AFL) nonché all'insorgenza di epatocarcinoma (HCC). Inoltre, una deregolazione dell'autofagia è stata dimostrata anche nelle patologie a carico dell'albero biliare. In particolare, un forte accumulo di autofagosomi è stato dimostrato nella colangite biliare primaria e una compromissione dell'autofagia sembra portare alla senescenza dei colangiociti che a sua volta può condurre a patologie dei dotti biliari (Mancinelli et al., 2017). Intendiamo anche approfondire il contributo della necroptosi nelle patologie a carico dell'epitelio biliare alla luce del fatto che nelle biopsie epatiche di pazienti affetti sia da epatite alcolica che da steatosi non alcolica è stato dimostrato un aumento di RIPK3 e di MLKL. Alti livelli di fosforilazione di queste stesse proteine sono stati mostrati nelle biopsie epatiche di pazienti affetti da colangite biliare primaria, dimostrando pertanto il coinvolgimento della necroptosi nelle patologie epatiche croniche (Jouan-Lanhouet et al., 2014) e facendo pertanto ritenere importante una chiara analisi dei regolatori molecolari coinvolti nell'epitelio biliare. L'utilizzo combinato in vitro di linee cellulari di colangiociti e cellule stellate pensiamo possa anche fornire nuove conoscenze il sul potenziale coinvolgimento dell'autofagia e della necroptosi nel condizionare il cross-talk tra diversi tipi cellulari portando ad un avanzamento del danno epatico.
Per tutte queste ragioni, il razionale del nostro studio sta nel poter studiare e valutare il ruolo dell'autofagia e della necroptosi nell'epitelio biliare e nella fibrosi nei vari modelli sperimentali in vitro ed in vivo ritenendo che da questo studio possa derivare un avanzamento delle conoscenze rispetto a quanto presente in letteratura. In particolare, approfondire il possibile aumento di autofagia e necroptosi nelle malattie colestatiche pensiamo possa aprire la strada a possibili modulatori farmacologici di questi due processi.
Referenze
Jouan-Lanhouet S, Riquet F, Duprez L, Vanden Berghe T, Takahashi N, Vandenabeele P. (2014) Necroptosis, in vivo detection in experimental disease models. Semin Cell Dev Biol. 35:2-13
Mancinelli R, Carpino G, Petrungaro S, Mammola CL, Tomaipitinca L, Filippini A, Facchiano A, Ziparo E, Giampietri C. (2017) Multifaceted Roles of GSK-3 in Cancer and Autophagy-Related Diseases. Oxid Med Cell Longev. 2017:4629495
Sato K, Meng F, Giang T, Glaser S, Alpini G. (2018) Mechanisms of cholangiocyte responses to injury. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis.1864(4 Pt B):1262-1269
Wu N, Meng F, Zhou T, Venter J, Giang TK, Kyritsi K, Wu C, Alvaro D, Onori P, Mancinelli R, Gaudio E, Francis H, Alpini G, Glaser S, Franchitto A. (2018) The Secretin/Secretin Receptor Axis Modulates Ductular Reaction and Liver Fibrosis through Changes in Transforming Growth Factor-ß1-Mediated Biliary Senescence. Am J Pathol. 188(10):2264-2280