Mentre l’infiammazione che porta alla fibrosi epatica è stata studiata in dettaglio, processi diversi dalle vie infiammatorie canoniche conosciute possono contribuire alla fibrogenesi epatica, come la trombosi intrasinusoidale nella patogenesi dell’epatopatia congestizia. Inoltre, recenti studi hanno rivelato nuove vie di comunicazione intercellulare oltre il concetto di chemochine e fattori di crescita come le vescicole extracellulari derivate dalle cellule, che possono inoltre collegare la lesione all’infiammazione nell’epatite alcolica.
Ruolo delle sinusoidi epatiche nella patogenesi dell’epatopatia congestizia
La congestione epatica cronica nota come epatopatia congestizia porta alla fibrosi epatica e si verifica principalmente nell’ambito dell’insufficienza cardiaca destra . Altre possibili cause di compromissione del deflusso venoso epatico sono la sindrome di Budd-Chiari o la sopravvivenza a lungo termine dopo un intervento chirurgico di Fontan . In quest’ultimo, la diminuzione dell’indice cardiaco insieme all’aumento della pressione atriale destra (definita ipertensione venosa centrale), che deriva dall’attaccamento diretto dell’atrio destro all’arteria polmonare, porta a danni al fegato e alla fibrosi . Da notare, un terzo di questi pazienti mostra epatomegalia e test di funzionalità epatica anormali . Dopo 11,5 anni, più di un quarto presente con cirrosi epatica . Tuttavia, la maggior parte dei pazienti con congestione epatica cronica rimane asintomatica e sviluppa una funzionalità epatica compromessa in ritardo nel decorso della malattia . I risultati di laboratorio sono principalmente parametri elevati di colestasi . Sebbene l’epatopatia congestizia sia stata riconosciuta per anni ed è in costante aumento a causa dell’elevata prevalenza di insufficienza cardiaca cronica e del miglioramento della sopravvivenza dei pazienti con difetti cardiaci congeniti complessi dopo l’intervento chirurgico, poco si sa della sua patogenesi. Le ipotesi sono state generate da campioni di fegato umano ex-vivo retrospettivi, che hanno mostrato una distribuzione variabile della fibrosi parenchimale correlata all’obliterazione fibrosa delle vene epatiche e portali . Il concetto generalmente accettato di estinzione parenchimale considerava la fibrosi congestizia una risposta all’ipossia, alla pressione e alla necrosi epatocellulare . Questo concetto è stato ampliato dalla trombosi venosa intraepatica negli ultimi anni. Si pensava che il grado di trombosi innescasse il grado di necrosi e la fibrogenesi consecutiva . Di particolare interesse, la fibrosi nell’epatopatia congestizia non sembra derivare da infiammazione, poiché non sono stati trovati infiltrati infiammatori in campioni di fegato provenienti da pazienti sottoposti alla procedura Fontan . Finora, questi concetti non sono stati testati sperimentalmente a causa della non esistenza di un modello animale adeguato. Tuttavia, le prove del ruolo della trombosi nella fibrogenesi epatica sono aumentate negli ultimi anni. Mentre il possesso di mutazioni del fattore V di Leiden ha dimostrato di essere un fattore di rischio nella rapida progressione della fibrosi nell’HCV , l’eparina a basso peso molecolare e il warfarin hanno impedito la fibrogenesi epatica causata dal tetracloruro di carbonio nel ratto . Inoltre, l’influenza del polimorfismo del Fattore V di Leiden sulla progressione della fibrosi è stata confermata sperimentalmente .
Simonetto et al. ora hanno sviluppato un modello murino in cui hanno generato chirurgicamente l’ostruzione del deflusso venoso epatico legando parzialmente la vena cava inferiore addominale supraepatica (pIVCL) al fine di ridurre il suo diametro del 70 % . I cambiamenti istologici con necrosi centrilobulare, stravaso vascolare e dilatazione sinusoidale, nonché immunocontenenti per α-SMA e collagene (con distribuzione centrilobulare e perisinusoidale) sono stati coerenti con quelli nella congestione epatica umana. Inoltre, non vi sono stati segni di infiammazione coinvolti nella fibrogenesi congestizia, mentre un’infiammazione significativa per quanto riguarda l’istologia e l’espressione di citochine proinfiammatorie è stata osservata in modelli cirrotici murini con legatura del dotto biliare. Con questo modello, Simonetto et al. potrebbe mostrare che sia la fibrina che il ceppo vascolare meccanico stimolavano l’assemblaggio della fibrina di fibronectina da parte dell’HSC e confermavano il ruolo della trombina nell’attivazione dell’HSC. Da notare, un corso di 6 settimane di warfarin orale non solo ha ridotto la milza e la massa epatica, ma ha anche ridotto la fibrina intraepatica, α-SMA (come marker di attivazione HSC) e infine la fibrosi, sostenendo ulteriormente il ruolo della trombosi intraepatica nella fibrogenesi . Questi risultati ampliano il concetto di sinusoidi epatiche nelle prime fasi della fibrosi epatica. Inoltre, lo sviluppo di questo modello murino per l’epatopatia congestizia consente indagini sperimentali incentrate principalmente sul ruolo della trombosi e della dilatazione intrasinusoidale e sull’anticoagulazione con anticoagulanti orali tradizionali e più recenti come potenziale opzione terapeutica nella fibrogenesi epatica.
La segnalazione degli esosomi come nuova forma di crosstalk SEC/HSC
Gli esosomi e il loro ruolo per la secrezione fisiologica di proteine come l’eliminazione dei recettori della transferrina da parte dei reticolociti sono stati identificati più di due decenni fa . Tuttavia, negli ultimi anni gli esosomi sono stati sempre più riconosciuti come un nuovo modo di comunicazione intercellulare promuovendo lo scambio di proteine e lipidi tra le cellule produttrici di esosomi e le cellule bersaglio . Gli esosomi sono vescicole extracellulari chiuse a membrana, prodotte in corpi multivesicolari (MVB) e rilasciate nello spazio extracellulare o in fluidi biologici mediante fusione di MVB con la membrana plasmatica . Sono caratterizzati dai seguenti criteri: diametro di 40-100 nm, densità di 1,13 – 1,19 g/mL, morfologia a forma di coppa o calcio sgonfiato e un sedimento a 100.000 ×g . Contengono proteine marker comuni come tetraspanine (ad esempio, CD 9, CD 10 o CD 26), proteine associate all’endosoma (Alix, TSG101), proteine citoplasmatiche da shock termico e-più importanti per l’interazione cellula—cellula–proteine specifiche di tipo cellulare e acidi nucleici . Più di 40.000 proteine, 7500 RNA e 1100 molecole lipidiche sono state identificate da più di 286 studi esosomiali . La segnalazione dell’esosoma sembra essere promossa dall’interazione tramite recettori sconosciuti sulle cellule bersaglio che inducono la segnalazione a valle o tramite la fusione diretta della membrana esosomiale con la membrana cellulare bersaglio che consegna il loro contenuto nella cellula . Diverse cellule in diversi organi e tessuti sono stati identificati come cellule produttrici di esosomi o bersaglio . Nel fegato, quelli sono epiteli epatici (epatociti, colangiociti), cellule T natural killer, HSC e SEC . Di interesse, le cellule epatiche hanno dimostrato di essere bersagli anche per gli esosomi provenienti da altri organi come l’intestino . Le attuali conoscenze sul ruolo degli esosomi nelle malattie del fegato sono state discusse in precedenza da Masyuk et al. , che ha esaminato il coinvolgimento degli esosomi in HCC, HCV e infiammazione del fegato e il loro ruolo potenziale come marcatori diagnostici e prognostici precoci dall’urina o dal sangue. Qui, evidenziamo il ruolo della segnalazione degli esosomi nella diafonia HSC-SEC. I ligandi Hedgehog sono noti per attivare le vie a valle nelle cellule endoteliali attraverso gli esosomi durante l’embriogenesi . In un recente studio, Witek et al. ha dimostrato che quei ligandi hedgehog svolgono un ruolo importante nella diafonia HSC-SEC e nell’angiogenesi tramite microparticelle arricchite da esosomi. HSC e colangiociti trattati con PDGF rilasciano esosomi con ligandi hedgehog, che inducono cambiamenti hedgehog-dipendenti in SEC con sovraregolazione di diversi geni che portano a un fenotipo angiogenico. Da notare, la legatura del dotto biliare nei topi ha aumentato anche il rilascio di tali esosomi, supportando ulteriori prove per un ruolo chiave delle vescicole extracellulari nella fibrogenesi epatica . Mentre HSC comunica con SEC tramite esosomi, lo stesso sembra essere vero viceversa. Wang et al. pubblicato uno studio che mostra che gli esosomi derivati da SEC contenenti SK1 regolano la segnalazione e la migrazione HSC attraverso l’aderenza dell’esosoma fibronectina-integrina-dipendente e l’internalizzazione dell’esosoma dynamin-2-dipendente. Più in dettaglio, SK1 ha dimostrato di essere una proteina esosoma SEC-derivato attivato da FGF-2, che è stato conosciuto per essere importante nel rilascio di esosomi nella fibrosi epatica. Gli esosomi che sovraesprimevano SK1 contenevano più S1P, un fattore chemiotattico HSC, e hanno portato alla migrazione HSC tramite attivazione AKT nella cellula bersaglio. L’adesione e l’endocitosi hanno dimostrato di essere mediate attraverso l’interazione fibronectina (sugli esosomi)-integrina (su HSC) e dinamina-2, rispettivamente . Quindi, Wang et al. non solo ha evidenziato il potenziale ruolo degli esosomi nella diafonia HSC-SEC e nella fibrogenesi epatica, ma ha anche aggiunto importanti conoscenze su come queste vescicole possono interagire con le loro cellule bersaglio. In conclusione, gli esosomi, che sono stati studiati per anni, sono considerati un nuovo mezzo di crosstalk SEC-HSC nella fisiopatologia della fibrosi epatica e quindi presentano potenziali bersagli per terapie future (Fig. 2).
Extracellular vesicle signaling. Different ways of EV signaling have been identified. Exosomes originate from multivesicular bodies and are released at the plasma membrane. Microvesicles sono più grandi e versato direttamente dalla membrana del plasma
Da un infortunio all’infiammazione epatite alcolica
epatite Alcolica (AH) come una forma grave di malattia epatica alcolica (ALD) con alto tasso di mortalità a causa del fegato o insufficienza renale, infezione batterica, o ipertensione portale può verificarsi in qualsiasi fase di SVOLGIMENTO . Sebbene ALD e AH contribuiscano in modo significativo alla morbilità e alla mortalità legate al fegato, i patomeccanismi rimangono ancora sfuggenti . Tuttavia, esistono diversi concetti per il danno epatico indotto dall’etanolo: mentre l’etanolo ha un effetto diretto sugli epatociti con conseguente apoptosi attraverso la generazione di acetaldeide (tramite ADH) e l’accumulo di ROS (tramite aumento del metabolismo da parte del CYP2E1), può anche agire attraverso meccanismi indiretti. L’eccessivo consumo di alcol interrompe la barriera epiteliale intestinale e porta ad un’alterazione della flora intestinale. L’aumento della permeabilità intestinale e della disbiosi provoca livelli più elevati di LPS che si legano ai recettori TLR-4 sulle cellule epatiche (come HSC, SEC ed epatociti) che inducono quindi lesioni epatiche e infiammazione come descritto sopra . Sebbene l’infiltrazione dei neutrofili sia la caratteristica istologica predominante nell’ipertensione e derivi dalla degenerazione degli epatociti, vi sono prove crescenti del ruolo dei macrofagi residenti nel fegato chiamati cellule di Kupffer, che vengono attivati nell’ipertensione sia dalla lesione degli epatociti che dalla via di segnalazione LPS . Di nota, la risposta all’infiammazione delle cellule di Kupffer è parallela all’entità della lesione e della fibrosi . Qui, esaminiamo due nuovi patomeccanismi coinvolti nella comunicazione intercellulare che porta all’AH: microvescicole e high-mortality-group box 1 (HMGB1). Mentre gli esosomi provengono da MVB e vengono rilasciati sulla membrana plasmatica per fusione delle membrane esosoma e MVB, le microvescicole (MV) si liberano direttamente dalla membrana plasmatica . Hanno una dimensione di 0,1-1 µm, contengono composti cellulari come lipidi, proteine, RNA e microRNA e fungono da vettore tra le cellule produttrici di MV e le loro cellule bersaglio . MV sono sempre più riconosciuti come mezzo di comunicazione intercellulare. Inoltre, numerosi studi hanno scoperto il loro ruolo nelle malattie del fegato con aumento dei livelli di MV, formazione di MV e diminuzione della clearance MV . Mentre le MV sembrano contribuire alla comunicazione tra le cellule tumorali e tra le cellule tumorali e il loro ambiente, sembrano avere una duplice funzione nella fibrosi: da un lato promuovono la fibrinolisi migliorando l’espressione della MMP, dall’altro lato promuovono la fibrosi aumentando l’angiogenesi . In uno studio molto recente, MV sono stati ora identificati come un patomeccanismo importante nei primi danni indotti da etanolo e come una nuova forma di diafonia tra epatociti e macrofagi residenti nel fegato. Verma et al. potrebbe mostrare che l’etanolo provoca il rilascio di MV dagli epatociti tramite l’attivazione della proteina pro-apoptotica caspasi 3. Questi MV ulteriormente sono stati indicati per stimolare l’attivazione dei macrofagi dal legante CD40-un membro della famiglia di TNF-e per indurre le citochine infiammatorie che piombo all’infiammazione del fegato .
L’attivazione della segnalazione a valle di TLR-4 che porta all’infiammazione sterile è promossa da prodotti cellulari endogeni come i cosiddetti modelli molecolari associati al pericolo (DAMPs) . HGMB1 è una proteina rilasciata dal nucleo delle cellule lese, che agisce come attivatore di TLR-4 (come LPS o DAMPs) con un ruolo nella lesione epatica ischemica e nell’epatite virale . In un recente studio, Seo et al. è stato in grado di dimostrare che HMGB1 traslocare dal nucleo di epatociti etanolo-feriti, con conseguente livelli intracellulari più elevati e, infine, portando ad un aumento della migrazione di HSC e SEC . In tal modo, collegano direttamente il primo colpo di danno epatico indotto da etanolo ai due attori chiave nelle prime fasi della fibrogenesi epatica. Da notare, il reclutamento di HSC e SEC potrebbe essere bloccato rispettivamente dall’anticorpo HMGB1 e dal siRNA, promuovendo nuove idee per terapie future.