Inibizione delle proprietà immunogeniche e citotossiche della gliadina mediante transamidazione enzimatica.

• Treppiccione L, Maurano F, Rossi S, Luongo D, Rossi M. Transamidated wheat gliadin induces differential antigen recognition in the small intestine of HLA/DQ8 transgenic mice. Food Funct. 2022 Aug 30;13(17):8941-8950. doi: 10.1039/d2fo02032g. PMID: 35929785. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35929785/

Lo studio

Cosa si è voluto studiare e perché?

La malattia celiaca (MC) è una malattia autoimmune, che si manifesta in soggetti geneticamente predisposti a seguito dell’ingestione del glutine presente nella maggior parte dei cereali (orzo, frumento, segale). La reazione immunitaria che si scatena, a livello del piccolo intestino (intestino tenue), genera un’infiammazione, che causa la tipica atrofia dei villi, riscontrabile nei soggetti celiaci, e di conseguenza un’incapacità di assorbire i nutrienti. Attualmente l’unico trattamento possibile è una dieta priva di glutine.

È noto che una specifica popolazione di linfociti T riveste un ruolo centrale nella patogenesi della malattia celiaca.

In studi precedenti è stato dimostrato che la transamidazione enzimatica è in grado di sopprimere la risposta infiammatoria del glutine mediata da queste cellule. In particolare, studi condotti su di un modello murino di sensibilità al glutine, hanno suggerito un ruolo della gliadina transamidata come immuno-modulatore.

Lo studio è stato rivolto alle analisi delle proprietà della gliadina transamidata nell’ottica di utilizzare la stessa per modulare la risposta pro-infiammatoria alla gliadina nell’intestino.

Nel dettaglio l’obiettivo dello studio è stato di utilizzare il potenziale immunomodulatorio della gliadina transamidata per individuare una strategia terapeutica potenzialmente utile per i pazienti celiaci.

Impiegando il modello murino di sensibilità al glutine, abbiamo analizzato protocolli di tollerizzazione prendendo in considerazione diverse finestre temporali di età e diverse condizioni fisiologiche come l’allattamento. In particolare per lo studio è stato utilizzato un modello murino di sensibilità al glutine.

Il modello murino di sensibilità al glutine è stato mantenuto a dieta senza glutine ed  immunizzato per via mucosale con un digesto di gliadina nativa e/o transamidata. Sono stati studiati differenti protocolli sperimentali:

• Tollerizzazione Neonatale à Somministrazione intragastrica durante la fase di allattamento di gliadina nativa e transamidata e successiva sensibilizzazione della prole per via intranasale con pt-glia più tossina colerica.
• Co-Trattamento à Somministrazione intragastrica di gliadina nativa e transamidata e sensibilizzazione per via intranasale con gliadina nativa più tossina colerica.
• Pre-trattamento à Somministrazione intragastrica di gliadina nativa e transamidata seguita da sensibilizzazione per via intranasale con gliadina nativa più tossina colerica.

Gli effetti immuno-modulatori sulla risposta immune sono stati valutati con test ELISA e analisi al Multiplex.

Quali Risultati e Quali Conclusioni?

I risultati ottenuti hanno confermato l’abilità della gliadina transamidata di abbattere la risposta infiammatoria della gliadina in vitro.

Abbiamo poi dimostrato che la gliadina transamidata è in grado di modificare la risposta adattativa della gliadina e allo stesso tempo di inibire la risposta innata nei topi sensibili al glutine.

Abbiamo inoltre riportato che la sensibilizzazione degli animali con gliadina e/o gliadina modificata non va ad alterare la via dell’Nrf2 e quindi non altera lo stress ossidativo come avevamo supposto inizialmente.

Alla luce dei primi risultati ottenuti abbiamo infine testato differenti protocolli di tollerizzazione evidenziando che la somministrazione di gliadina transamidata in topi durante la fase di allattamento non riesce a modificare la risposta immunitaria nella progenie. Al contrario, il pre-trattamento con gliadina transamidata nel topo adulto ha mostrato i risultati più interessanti in quanto, attraverso il pattern di citochine analizzate si è visto che si ottiene una tolleranza a livello sistemico.

Quali prospettive e quali benefici per i pazienti celiaci?

I risultati ottenuti in questo studio confermano la capacità della gliadina transamidata di abbattere la tipica risposta infiammatoria che avviene nella malattia celiaca, aprendo quindi una nuova prospettiva per l’utilizzo di questa molecola per indurre tolleranza al glutine e per prevenire gli effetti della malattia. Tuttavia, sono necessarie altre indagini per poter trovare il giusto protocollo ai fini del nostro scopo e nell’ottica di utilizzare il glutine modificato da profilassi per i pazienti geneticamente predisposti alla MC.

Eventuali sviluppi futuri del progetto

I meccanismi alla base della patogenesi della MC sono molto complessi e ad oggi ancora non ne abbiamo una totale conoscenza.

Sicuramente i nostri risultati evidenziano importanti proprietà immunomodulatorie della gliadina modificata ma occorrono ulteriori sperimentazioni per riuscire ad ottenere un protocollo di profilassi che sia efficace anche a livello mucosale oltre che sistemico.

Legenda

Citochine: Molecole proteiche a basso peso molecolare utilizzate come segnali chimici ed implicati nella regolazione della risposta immunitaria. Possono essere prodotte da differenti tipi cellulari ed hanno differenti funzioni. In particolare in base alla loro attività possiamo suddividere le citochine in pro- e anti-infiammatorie. Nel nostro caso specifico Interferon-gamma e Interleuchina 10 sono stati rispettivamente i target fondamentali per l’analisi. 

Linfociti T: Gruppo di leucociti appartenenti alla famiglia dei linfociti. Si sviluppano nel timo e si differenziano a loro volta in linfociti T helper (TCD4+) e linfociti T citotossici (TCD8+).

Transamidazione: Procedura enzimatica food grade per la farina di grano in grado di rendere il glutine incapace di indurre la risposta infiammatoria nell’intestino dei pazienti intolleranti a questa proteina. Successivamente al processo di transamodazione attraverso la tranglutaminasi microbica si è visto che il glutine modificato diventa solubile (spf – soluble protein fraction).

ELISA: è un saggio di immunoassorbimento enzimatico ad alta sensibilità, con un esecuzione rapida che si basa sull’utilizzo di antigeni ed anticorpi marcati con un enzima. Ci permette di misurare la presenza e/o la concentrazione di un antigene, anticorpo, peptide, proteina, ormone, o altro in un campione biologico.

Multiplex: Analisi multiparametrica che permette la misurazione di molteplici analiti su di un unico campione.

Immunità Innata: comprende barriere fisiche, chimiche e biologiche che intervengono come prima linea di difesa.

Immunità Adattativa: Interviene in un secondo momento, e permette all’organismo di difendersi in modo mirato e specifico dalla presenza di agenti estranei.