Expression of Type 3 Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor and Nrf2 Levels in Cholangiocytes in Alcoholic Liver Disease

Il fegato è una fabbrica instancabile, che filtra il sangue e produce bile, un fluido essenziale per la digestione dei grassi. Per svolgere questo lavoro, si affida a due tipi principali di operai: gli epatociti, che costituiscono la massa dell'organo, e i colangiociti, le cellule specializzate che rivestono i tubicini che trasportano la bile via. Affinché questi tubi funzionino correttamente, i colangiociti hanno bisogno di un segnale interno preciso per aprire i loro cancelli e rilasciare la bile. Questo segnale è un'ondata di calcio, un minerale che agisce come un messaggero all'interno della cellula. Il cancello che rilascia questo calcio è una specifica proteina chiamata recettore dell'inositolo 1,4,5-trisfosfato di tipo 3. Quando questo cancello funziona, la bile scorre fluidamente. Quando fallisce, la bile si blocca, portando a una condizione nota come colestasi, che può causare gravi danni al fegato e cicatrizzazione.

La malattia epatica associata all'alcol è una delle principali cause di insufficienza epatica in tutto il mondo. Sebbene sia noto che l'assunzione eccessiva di alcol danneggi le cellule del fegato, è anche chiaro che anche i dotti biliari ne soffrono nel processo. In molte altre malattie epatiche, gli scienziati hanno scoperto che la perdita del cancello del calcio è causata dall'attivazione di specifici interruttori molecolari, come l'infiammazione o lo stress ossidativo. Tuttavia, la ragione esatta per cui questi cancelli scompaiono nelle persone con malattie epatiche legate all'alcol è rimasta un mistero. Comprendere questo meccanismo è crucialo perché, senza sapere come avviene il danno, i medici non possono sviluppare trattamenti mirati per impedire ai dotti biliari di chiudersi.

Un team di ricercatori provenienti dal Brasile e dal Ruanda ha cercato di risolvere questo enigma osservando direttamente il tessuto epatico dei pazienti e testando le proprie scoperte in un modello animale controllato. Hanno raccolto campioni di fegato da 49 pazienti il cui fegato era fallito a causa dell'uso eccessivo di alcol, 18 pazienti con epatite C cronica e 21 donatori sani che avevano donato i propri fegati per trapianto. Hanno anche somministrato ai topi una dieta contenente il cinque per cento di etanolo per dieci giorni, per vedere se le stesse variazioni si verificavano in un sistema vivente. I ricercatori hanno utilizzato una varietà di tecniche microscopiche per contare i cancelli del calcio e verificare l'attività di tre specifici percorsi molecolari che erano sospettati di essere i colpevoli: un complesso proteico chiamato NF-kappa B, un piccolo regolatore genetico chiamato microRNA-506 e una proteina di risposta allo stress chiamata Nrf2.

I risultati sono stati chiari e coerenti sia nei pazienti umani che nei topi. Nei fegati di coloro affetti da malattia associata all'alcol, il numero di cancelli del calcio nelle cellule dei dotti biliari era significativamente inferiore rispetto ai donatori sani o ai pazienti con epatite C. Ciò ha confermato che l'alcol stava effettivamente causando una specifica perdita dei macchinari necessari per muovere la bile. I topi nutriti con la dieta alcolica hanno mostrato lo stesso calo dei cancelli del calcio, insieme a segni di stress epatico come livelli più elevati di enzimi epatici nel sangue e un accumulo di grasso nel tessuto epatico. I ricercatori hanno anche misurato i livelli di enzimi antiossidanti nei topi, che proteggono le cellule dai danni, e hanno scoperto che questi livelli protettivi erano diminuiti, indicando che l'alcol stava creando un ambiente stressante per le cellule del fegato.

Tuttavia, l'indagine sul perché ciò accadesse è giunta a una conclusione sorprendente. I ricercatori si aspettavano di trovare uno degli tre sospetti interruttori molecolari attivato per spegnere i cancelli del calcio. Hanno cercato segni che la proteina NF-kappa B si fosse spostata nel nucleo cellulare per impartire ordini, o che il microRNA-506 fosse aumentato per bloccare la produzione della proteina del cancello. Hanno anche controllato se la proteina di stress Nrf2 si fosse spostata nel nucleo per reprimere il gene. Nella stragrande maggioranza dei campioni umani, nessuno di questi eventi si è verificato. La proteina NF-kappa B è rimasta dove si trova di solito, i livelli di microRNA erano normali e la proteina Nrf2 è rimasta nella parte esterna della cellula invece di spostarsi nel centro di comando. Infatti, la proteina Nrf2 è stata vista nel nucleo solo in tre dei 49 pazienti con malattia correlata all'alcol.

Questa assenza dell'attività attesa significa che i soliti sospettati non sono responsabili della perdita dei cancelli del calcio in questa specifica malattia. Lo studio ha escluso l'idea che l'infiammazione da sola, o la normale risposta allo stress ossidativo, sia la causa diretta della perdita dei cancelli del calcio nella malattia correlata all'alcol. I ricercatori hanno osservato che, mentre altre condizioni epatiche, come la colangite biliare primaria, coinvolgono questi specifici percorsi, la malattia correlata all'alcol opera in modo diverso. Il fatto che i pazienti con epatite C, che presentano anche un'infiammazione cronica, non abbiano perso i loro cancelli del calcio suggerisce che l'infiammazione da sola non è sufficiente a causare questo danno. Invece, l'alcol deve innescare un meccanismo diverso, ancora da identificare, che colpisce specificamente le cellule dei dotti biliari nella malattia correlata all'alcol.

Le scoperte suggeriscono che la risposta del corpo all'alcol sia unica e distinta dalle altre forme di lesione epatica. Sebbene lo studio sia riuscito a identificare che i cancelli del calcio sono mancanti, ha anche evidenziato che il percorso che porta a questa perdita non segue le mappe stradali note dell'infiammazione o delle risposte standard allo stress. I ricercatori propongono che altri fattori, forse coinvolgenti la degradazione fisica delle proteine da parte di enzimi rilasciati durante l'infiammazione, potrebbero essere in gioco. Questa scoperta sposta l'attenzione per la ricerca futura, esortando gli scienziati a guardare oltre i noti interruttori genetici ed esplorare nuovi modi in cui l'alcol potrebbe smantellare i dotti biliari. Dimostrando che i soliti sospettati sono innocenti, lo studio restringe il campo e avvicina i ricercatori alla comprensione della vera causa del fallimento dei dotti biliari nella malattia epatica associata all'alcol.