Ruolo del recettore CB2 nella patogenesi della malattia celiaca e nella perdita di massa ossea ad essa associata

Pubblicazioni derivanti dal Grant:

• Tortora C, Punzo F, Argenziano M, Di Paola A, Tolone C, Strisciuglio C, Rossi F. The Role of Cannabinoid Receptor Type 2 in the Bone Loss Associated With Pediatric Celiac Disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2020 Nov;71(5):633-640. doi: 10.1097/MPG.0000000000002863. PMID: 33093370. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33093370/
• Tortora C, Di Paola A, Argenziano M, Creoli M, Marrapodi MM, Cenni S, Tolone C, Rossi F, Strisciuglio C. Effects of CB2 Receptor Modulation on Macrophage Polarization in Pediatric Celiac Disease. Biomedicines. 2022 Apr 9;10(4):874. doi: 10.3390/biomedicines10040874. PMID: 35453624; PMCID: PMC9029516. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35453624/

Lo studio

Cosa si è voluto studiare e perché?

La celiachia è una malattia autoimmune scatenata, in individui predisposti, dall’ingestione di glutine (contenuto in cereali come frumento, orzo, farro etc) che provoca un’infiammazione cronica dell’intestino, con conseguente malassorbimento di vitamine e di oligoelementi preziosi come il calcio. La celiachia può causare osteoporosi nel 60% dei casi. L’Osteoporosi è una malattia che indebolisce le ossa, rendendole fragili e più soggette a fratture. Attualmente l’unica cura per la celiachia è un’alimentazione senza glutine per tutta la vita ma questa rappresenta certamente una grossa limitazione. Oltretutto una dieta senza glutine non è sempre sufficiente per ripristinare la massa ossea, infatti, un 30% dei celiaci a dieta senza glutine continua a presentare osteoporosi. In questo studio abbiamo valutato il ruolo del recettore cannabinoide di tipo 2 (CB2) nella patogenesi della celiachia e nella perdita ossea ad essa associata. Abbiamo scelto di studiare questo recettore perché la sua attivazione è nota per indurre importanti effetti anti-infiammatori ed immunomodulanti sulle cellule del sistema immunitario, come i macrofagi. I macrofagi esistono in due famiglie distinte: macrofagi M1, ad attività pro-infiammatoria e macrofagi M2, anti-infiammatori. Dall’equilibrio dei macrofagi M1/M2 dipende lo stato infiammatorio di un tessuto o di un organo. Il recettore CB2 è inoltre in grado di modulare il metabolismo osseo con effetti protettivi riducendo la perdita di massa ossea associata a diverse patologie. Il primo obiettivo di questo progetto è stato valutare se i macrofagi isolati dal sangue periferico di pazienti celiaci erano principalmente di tipo M1, e quindi infiammatori e successivamente se l’attivazione del recettore CB2 con un composto specifico era in grado di trasformare i macrofagi infiammatori M1 in macrofagi anti-infiammatori M2. Il secondo obiettivo è stato valutare l’attività degli osteoclasti in pazienti celiaci e se l’attivazione del recettore CB2 con un composto specifico era in grado di variare la loro attività.

Figura 1. L’ingestione di glutine in pazienti con celiachia provoca un’infiammazione cronica dell’intestino nella quale i macrofagi svolgono un ruolo chiave. L’interleuchina 6 rilasciata dalla cellule infiammate è in grado di attivare gli osteoclasti, cellule responsabili del riassorbimento osseo e dell’instaurarsi dell’osteoporosi, una malattia che indebolisce le ossa rendendole fragili e più soggette a fratture.

La Metodologia

Abbiamo condotto il nostro studio su macrofagi e osteoclasti isolati dal sangue periferico di pazienti con celiachia (età media 5 anni) e controlli sani (età media 6 anni) dopo consenso informato. Abbiamo valutato gli effetti di un composto in grado di attivare il recettore CB2 sull’attività dei macrofagi e degli osteoclasti utilizzando diverse tecniche di biologia cellulare e biochimica. Abbiamo inoltre riprodotto un modello di “intestino immunocompetente” costituito da macrofagi isolati da pazienti con celiachia e da cellule chiamate Caco-2 che mimano la barriera intestinale e valutato quindi gli effetti dell’attivazione del recettore CB2 anche sullo stato infiammatorio della barriera stessa.

Quali Risultati e Quali Conclusioni?

Come ci aspettavamo abbiamo osservato una prevalenza di macrofagi M1, di tipo infiammatorio, nei pazienti con celiachia. L’attivazione del recettore CB2 ha significativamente revertito questa condizione, spostando l’equilibrio M1/M2 verso i macrofagi M2 anti-infiammatori, confermando pertanto le sue proprietà anti-infiammatorie. Abbiamo confermato gli effetti anti-infiammatori dell’attivazione del recettore CB2 anche in un modello di “intestino immunocompetente” costituito da macrofagi isolati da pazienti con celiachia e cellule che riproducono la barriera intestinale. Questi risultati hanno fornito nuove conoscenze sulla patogenesi della celiachia identificando il ruolo del recettore CB2 che potrebbe essere quindi un nuovo bersaglio terapeutico per contrastare lo stato infiammatorio tipico della malattia celiaca. Abbiamo successivamente analizzato il metabolismo osseo rilevando una incrementata attività osteoclastica nei pazienti con celiachia e una riduzione del recettore CB2 che ricordiamo avere un’azione anti-osteoporotica. L’attivazione del recettore CB2 ha significativamente ridotto l’attività degli osteoclasti contrastato il riassorbimento osseo. Questi risultati suggeriscono il recettore CB2 come utile marcatore per predire il rischio di alterazione ossea nei pazienti con celiachia al momento della diagnosi e anche come potenziale bersaglio terapeutico per ridurre la perdita di massa ossea associata alla malattia celiaca.

Quali prospettive e quali benefici per i pazienti celiaci?

Attualmente per la celiachia non esistono terapie alternative alla dieta priva di glutine pertanto la vita di un soggetto affetto da celiachia è fortemente condizionata dall’alimentazione e dalla scelta di cibi giusti. Questo certamente ha un forte impatto sulla qualità di vita del paziente, infatti la ricerca di una cura efficace e sicura che possa migliorare la qualità di vita di questi pazienti è oggetto di molti studi. La celiachia ha inoltre un impatto negativo sulla massa ossea e la prevalenza dell’osteoporosi nei soggetti celiaci è molto più elevata rispetto  alla popolazione generale. Pertanto, in questi pazienti, si rende necessaria un’accurata valutazione della densità minerale ossea e del rischio di frattura. Spesso, oltre a una dieta priva di glutine e alla supplementazione di Calcio e Vitamina D, si rende necessario uno specifico trattamento. Il nostro progetto ha indagato il coinvolgimento del recettore CB2, già noto per la sua capacità di regolare risposte infiammatorie e ridurre la perdita ossea, nella celiachia, apportando nuove conoscenze sulla sua patogenesi e sull’osteoporosi ad essa associata. L’azione di questo recettore potrebbe essere alterata nella celiachia pertanto il recettore stesso potrebbe essere un importante marcatore dello stato infiammatorio nella celiachia e al tempo stesso potrebbe predire il rischio di alterazione ossea nei pazienti con celiachia al momento della diagnosi. Lo stesso recettore potrebbe inoltre essere un possibile bersaglio terapeutico per contrastare lo stato infiammatorio tipico della malattia celiaca e per ridurre la perdita di massa ossea ad essa associata.

Eventuali sviluppi futuri del progetto

I dati ottenuti verranno certamente confermati su un numero più ampio di pazienti celiaci. Inoltre uno dei nostri obiettivi futuri sarà quello di confermare i risultati ottenuti anche su macrofagi isolati da biopsie intestinali e sui linfociti isolati dal sangue periferico dei pazienti celiaci in quanto rappresentano insieme ai macrofagi un’altra importante tipologia cellulare coinvolta nella patogenesi della celiachia. Sarebbe inoltre molto interessante valutare il ruolo del recettore CB2 anche nella celiachia del paziente adulto.

Legenda

Macrofagi: sono importanti cellule del sistema immunitario. Svolgono il ruolo di “spazzini” del nostro corpo perché eliminano tutto ciò che viene definito rifiuto tipo un batterio o un prodotto di scarto derivato da un tessuto danneggiato. I macrofagi esistono in due famiglie distinte: macrofagi M1, ad attività pro-infiammatoria e macrofagi M2, anti-infiammatori. Dall’equilibrio dei macrofagi M1/M2 dipende lo stato infiammatorio di un tessuto o di un organo. Nelle infiammazioni i macrofagi si trovano principalmente nello stato M1 cioè sono infiammatori, si accumulano nel sito infiammato rilasciando sostanze ad azione infiammatoria.

Osteoclasti: Gli osteoclasti sono cellule molto grandi specializzate nel riassorbimento del tessuto osseo. Per riassorbimento si intende il processo attraverso il quale l’osso viene “mangiato” dagli osteoclasti. Generalmente l’attività di queste cellule è in equilibrio con quella degli osteoblasti, le cellule che producono l’osso. Un’attività squilibrata a favore degli osteoclasti è responsabile di malattie come l’osteoporosi.

Recettore: Con questo termine si intende una struttura in grado di riconoscere e legare composti specifici scatenando una risposta all’interno della cellula in cui si trova. A queste strutture si legano dei composti specifici chiamati ligandi.

Cellule Caco-2: Queste cellule vengono acquistate da una specifica ditta. Sono cellule isolate da un adenocarcinoma colonrettale umano, molto utilizzate per riprodurre sperimentalmente le cellule intestinali. Queste cellule vengono fatte crescere su specifici supporti porosi per 21 giorni dopo i quali avranno formato uno strato di cellule molto simile a quello dell’intestino.