Hepatocellular Reprogramming: Hepatitis B virus Basal Core Promoter Mutations-Associated Pathogenesis

Il fegato è un organo resiliente, capace di ripararsi anche dopo danni significativi, ma ha un nemico che può rivoltare i suoi stessi meccanismi di guarigione contro di lui: il virus dell'Epatite B. Quando questo virus infetta il fegato, non uccide solitamente le cellule direttamente. Invece, il sistema immunitario del corpo attacca le cellule infette, causando un'infiammazione che, nel corso di decenni, può portare a cicatrizzazione e cancro. Un indicatore critico in questa battaglia è una specifica proteina virale chiamata "antigene e". In molte infezioni croniche, la presenza di questa proteina segnala una fase in cui il virus si sta replicando attivamente, ma il sistema immunitario è in qualche modo tollerante nei suoi confronti. Tuttavia, il virus cambia costantemente. A volte, muta in un modo che interrompe la produzione di questa specifica proteina pur continuando a replicarsi. Questo passaggio porta a una forma della malattia che è spesso più aggressiva e difficile da controllare, comportando un rischio maggiore di tumore al fegato. Per anni, i medici hanno saputo che queste mutazioni "silenziose" sono pericolose, ma il motivo preciso per cui fanno comportare così male le cellule del fiele è rimasto un mistero.

I ricercatori della Jamia Millia Islamia si sono posti l'obiettivo di risolvere questo enigma guardando direttamente dentro le cellule del fegato, piuttosto che limitarsi a osservare la reazione del sistema immunitario. Si sono concentrati su tre cambiamenti genetici specifici, noti come mutazioni, che avvengono nel manuale di istruzioni del virus. Questi cambiamenti possono avvenire singolarmente o insieme, con la combinazione di due cambiamenti che è la più comune e clinicamente grave. Per vedere cosa fanno effettivamente queste mutazioni a una cellula del fegato, gli scienziati hanno utilizzato cellule di cancro al fegato umano coltivate in una piastra di laboratorio. Hanno introdotto il virus in queste cellule, creando tre gruppi: uno con il virus standard, non mutato, e altri tre con le diverse versioni mutate. Mantenendo le cellule in una piastra senza cellule immunitarie presenti, i ricercatori hanno potuto isolare l'effetto diretto del virus sulla macchina interna della cellula del fegato.

La prima cosa che il team ha osservato è stata esattamente ciò che i dati clinici avevano da tempo suggerito: i virus mutati hanno smesso di produrre la proteina "antigene e", mentre il virus standard continuava a produrla. Tuttavia, la storia non finiva qui. I ricercatori hanno scoperto che le cellule infettate dai virus mutati si trovavano in uno stato di massima allerta. Iniziarono a produrre livelli significativamente più alti di segnali infiammatori, specificamente due molecole chiamate TNF-alfa e IL-6, che agiscono come segnali di soccorso all'interno della cellula. Nelle cellule che trasportavano la doppia mutazione, questi segnali di soccorso erano i più fragorosi. Questo scontro verbale interno ha innescato una reazione a catena che coinvolge una proteina regolatrice principale chiamata STAT3, che normalmente aiuta le cellule a crescere e sopravvivere. Nelle cellule mutate, i livelli di questo regolatore sono aumentati bruscamente, mentre una proteina "freno" naturale chiamata SOCS2, che normalmente tiene sotto controllo STAT3, è scomparsa. La perdita di questo freno ha significato che i segnali di crescita della cellula stavano procedendo senza controllo.

Oltre ai segnali chimici, anche lo stato fisico delle cellule è cambiato. Le mutazioni hanno causato la generazione da parte delle cellule di quantità eccessive di specie reattive dell'ossigeno, che sono molecole instabili che possono danneggiare il DNA e altre strutture cellulari. Le centrali elettriche della cellula, i mitocondri, hanno iniziato a perdere la loro carica elettrica, un segno di disfunzione. Nonostante questo caos interno e la presenza di stress che avrebbe dovuto uccidere le cellule, i virus mutati sembravano spingere le cellule verso una rapida divisione. Le cellule trascorrevano più tempo nelle fasi attive del loro ciclo di crescita, preparandosi a dividersi, piuttosto che riposare. Sebbene alcune cellule siano morte, la tendenza generale per i virus mutati, in particolare per il doppio mutante, è stata una transizione verso uno stato di proliferazione incontrollata. Le cellule venivano essenzialmente spinte a dividersi più velocemente mentre il loro ambiente interno diventava sempre più tossico e infiammato.

Lo studio è concluso che queste mutazioni virali fanno molto di più che nascondere il virus al sistema immunitario interrompendo la produzione di una proteina. Esse riprogrammano attivamente il software interno della cellula del fegato. Alzando il volume dell'infiammazione, disabilitando i freni di sicurezza sui segnali di crescita e creando un ambiente ossidativo e tossico, le mutazioni creano la tempesta perfetta affinché la cellula diventi cancerosa. La doppia mutazione, che è la più comune nei pazienti con malattia grave, ha prodotto gli effetti più forti in ogni parametro testato dagli scienziati. Questa ricerca fornisce un quadro chiaro di come una minuscola variazione nel codice genetico di un virus possa alterare fondamentalmente il comportamento di una cellula umana, trasformando un'infezione stabile in un motore di malattia aggressiva del fegato. Suggerisce che il virus stesso, attraverso queste specifiche mutazioni, è un partecipante attivo nella rimodellazione della biologia del fegato, spingendolo verso un percorso pericoloso molto prima che appaia un tumore.