Ruolo degli ossisteroli nella rigenerazione epatica

Il termine stress ossidativo viene utilizzato per indicare una serie di condizioni caratterizzate da uno squilibrio tra potere pro-ossidante e difese antiossidanti, dovuto all’eccessiva produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e/o ad una diminuzione delle difese anti-ossidanti. La presenza di un eccessivo stress ossidativo è una caratteristica comune di molte patologie epatiche croniche (CLDs) e contribuisce alla loro progressione inducendo fibrogenesi ed alterando la rigenerazione epatica, tramite l’attivazione delle protein chinasi attivate da mitogeni (MAPKs), responsabili dell’induzione della senescenza cellulare e dell’apoptosi. Un importante marker di stress ossidativo in vivo è costituito dagli ossisteroli, prodotti di perossidazione lipidica, generati in seguito all’ossidazione enzimatica, ad opera principalmente degli enzimi appartenenti alla famiglia del citocromo P450, o non enzimatica, ad opera dei ROS, del colesterolo. Gli ossisteroli hanno vari effetti biologici, essendo coinvolti nel metabolismo lipidico e glucidico, ed hanno effetti citotossici, dovuti in gran parte alla loro capacità di indurre apoptosi. Essi sono presenti nel plasma di soggetti sani a concentrazioni nanomolari (0,2-2 x 10-7 M) ed i loro livelli plasmatici aumentano notevolmente, rimanendo comunque sempre nell’ambito di concentrazioni nanomolari, in vari stati patologici associati con lo stress ossidativo, tra cui le CLDs.
Lo scopo del nostro lavoro è stato di determinare gli effetti degli ossisteroli a livello molecolare in due linee cellulari di derivazione epatica, HepG2 ed HuH7, in stato pro-proliferativo, come in corso di rigenerazione epatica. In particolare abbiamo valutato gli effetti del 7-chetocolesterolo (7-K), usata come molecola di riferimento, e del 5,6-secosterolo (5,6-S), un composto scoperto più recentemente, utilizzando concentrazioni comprese tra 10-9 M e 10-5 M, vicine alle concentrazioni fisiologiche e patologiche trovate nel plasma umano.
I dati ottenuti evidenziano che il trattamento di cellule epatiche in coltura con i due composti analizzati, produce un pattern di risposta simile, ma non identico. Prima di tutto, è importante sottolineare che a concentrazioni molto basse, il 5,6-S, a differenza del 7-K, mostra un effetto pro-proliferativo sulle cellule epatiche, inducendo una precoce e sostenuta attivazione di ERK1/2, quella, fra le MAPKs, maggiormente coinvolta nella proliferazione cellulare, non efficacemente contrastata da p38MAPK e JNK. L’analisi citofluorimetrica del contenuto in DNA nella fase sub-G1, l’analisi mediante Western blotting di molecole pro-apoptotiche, come la caspasi-3 e Bax, e l’analisi dei nuclei marcati con il Sytox Green, indicano che, nel nostro modello non si osserva apoptosi, come precedentemente descritto in letteratura, bensì necrosi nel 20%-50% delle cellule epatiche trattate con alte concentrazioni (10-7-10-5 M) dei due ossisteroli (5-6-S ed il 7-K), fenomeno che sembra essere completamente indipendente dalle attività di JNK e p38MAPK. E’ interessante notare che mentre il 5-6-S è in grado di indurre senescenza tramite un’attivazione prolungata di p38MAPK, il 7-K porta ad un’attivazione sostenuta di JNK capace di prevenire la senescenza, come evidenziato dal saggio di attività della β-galattosidasi e dall’analisi mediante Western blotting di SIRT1, una deacetilasi che svolge un ruolo chiave nella prevenzione della senescenza, effettuati su cellule pretrattate con gli inibitori specifici di JNK (SP600125) e p38MAPK (SB203580).
In conclusione, i nostri risultati mettono in luce il ruolo degli ossisteroli nell’alterazione di una corretta rigenerazione del tessuto epatico danneggiato tramite l’induzione di senescenza. Poiché la senescenza costituisce un meccanismo naturale di difesa della cellula dalla spinta alla trasformazione, il comportamento svolto dagli ossisteroli nell’omeostasi cellulare epatica è utile per migliorare la diagnosi e la terapia dell’epatocarcinoma (HCC), un tumore che attualmente non riusciamo a contrastare. Alla luce di quanto detto il trattamento di pazienti con CLDs con molecole anti-ossidanti potrebbe fornire un mezzo specifico ed efficace per contrastare le conseguenze dello stress ossidativo nelle epatiti croniche, e potrebbe dare nuove indicazioni per lo sviluppo di terapie anti-tumorali innovative.