studio concluso
Carmen Gianfrani, Istituto di Biochimica e Biologia Cellulare - Consiglio Nazionale delle Ricerche, Napoli
Progetto Biennale
Celiachia
Area: Immunologia
Scheda dello Studio
- Numero del Finanziamento (Grant): 002/2020
- Titolo: Nuovi marcatori cellulari del danno alla mucosa intestinale nella celiachia.
- Area Scientifica: Immunologia
- Durata: Progetto Biennale
- Ricercatore Titolare: Dott.ssa Carmen Gianfrani, Istituto di Biochimica e Biologia cellulare (IBBC), CNR, Napoli.
- Collaborazioni: Dipartimento di Scienze Mediche Traslazionali – Sezione di Pediatria, Università Federico II di Napoli.
- Pubblicazioni: manoscritto in preparazione
Lo studio
Cosa si è voluto studiare e perché?
Molte sono le manifestazioni cliniche della celiaca, e tra le forme più frequenti, soprattutto in età pediatrica, ritroviamo la celiachia acuta e quella potenziale. Mentre la celiachia acuta si manifesta con una marcata positività ai marcatori sierologici (autoanticorpi anti-transglutaminasi e anti-endomisio) e danno alla mucosa intestinale (con atrofia dei villi), quella potenziale è caratterizzata dalla presenza di autoanticorpi sierici ma una mucosa intestinale morfologicamente normale. Sebbene nella malattia celiaca acuta siano stati studiati ampiamente sia i linfociti T reattivi al glutine che i mediatori molecolari dell’infiammazione, restano ancora da chiarire i meccanismi coinvolti nella progressione dalla fase potenziale a quella acuta. Si ipotizza che, nella mucosa intestinale dei soggetti con celiachia potenziale, vi sia un equilibrio tra i meccanismi infiammatori e quelli anti-infiammatori che mediano la tolleranza verso le proteine del glutine nei soggetti sani. La rottura di tale equilibrio potrebbe essere responsabile dell’evoluzione del danno intestinale e del passaggio dalla fase potenziale a quella acuta. Risultati recenti del nostro gruppo di ricerca hanno evidenziato un’elevata infiltrazione dei linfociti T, che esprimono il recettore TCRγδ, nella mucosa intestinale dei pazienti con celiachia acuta. Invece, un’elevata presenza di linfociti T che rilasciano l’interleuchina-4 (IL4) è stata osservata nella mucosa intestinale dei pazienti potenziali, suggerendo un coinvolgimento di queste due popolazioni linfocitarie nella progressione verso l’atrofia della mucosa intestinale. Poiché questi risultati suggeriscono un effetto protettivo dell’IL-4 nell’evoluzione del danno mucosale, nel presente progetto abbiamo approfondito il ruolo anti-infiammatorio dell’IL4 nei soggetti pediatrici con celiachia.La Metodologia
A tale scopo, sono state generate da campioni di biopsie intestinali di soggetti pediatrici (10 celiaci acuti e 10 potenziali) le linee cellulari di linfociti in grado di riconoscere la gliadina e i suoi peptidi più attivi, utilizzando l’IL4 come fattore di crescita. Attraverso varie tecnologie sperimentali, quali i dosaggi immunoenzimatici delle citochine e la citofluorimetria a flusso multiparametrica, abbiamo valutato se l’utilizzo dell’IL4 riuscisse a modulare i marcatori infiammatori con un ruolo chiave nella malattia celiaca, quali l’interferone-g e l’espansione dei linfociti γδ.
Quali Risultati e Quali Conclusioni?
Abbiamo osservato che l’IL4 aggiunta come fattore di crescita riduce in maniera significativa la produzione dell’interferone-γ nei terreni di coltura dei linfociti intestinali. La riduzione si è osservata sia nei pazienti con celiachia acuta che potenziale. Al contrario, i livelli dell’interleuchina-10, principale citochina con azione antinfiammatoria, sono risultati aumentati nei terreni di coltura trattati con IL4 rispetto alle colture cellulari non trattate.
Quando invece abbiamo osservato la produzione dell’interferone-γ in risposta alla gliadina e ai suoi peptidi più tossici, solo le linee cellulari generate da soggetti con celiachia potenziale e coltivate in presenza di IL4 hanno mostrano una significativa diminuzione della produzione di tale citochina infiammatoria. Inoltre, è stato anche osservato una diminuzione dei linfociti citotossici e dei linfociti γδ intraepiteliali.
Sulla base dei risultati ottenuti possiamo affermare che l’IL4 mostra una funzione regolatoria sull’infiammazione intestinale scatenata dall’ingestione di glutine. Ulteriori studi sono necessari per capire il ruolo protettivo dell’IL4 nella prevenzione dell’atrofia dei villi intestinali negli individui con celiaca potenziale, o in coloro geneticamente predisposti alla celiachia.Quali prospettive e quali benefici per i pazienti?
Negli ultimi anni la ricerca biomedica nel campo della celiachia si è dedicata all’identificazione precoce dei soggetti ad alto rischio di diventare celiaci, per contrastare la manifestazione clinica dalla forma acuta caratterizzata dall’atrofia dei villi intestinali. Nei pazienti pediatrici con celiachia potenziale si è osservato che solo un terzo sviluppa l’atrofia intestinale nell’arco di 9 anni se a dieta libera, anche se i meccanismi alla base dell’evoluzione del danno alla mucosa intestinale, e del passaggio dalla fase potenziale a quella acuta, sono ancora poco chiari. Il presente lavoro ha avvalorato l’ipotesi che ci sono caratteristiche immunologiche peculiari per le diverse fasi della malattia celiachia e i risultati ottenuti hanno dimostrato che IL4 ha, nella mucosa intestinale, un ruolo regolatorio che, seppur non ancora del tutto chiarito, potrebbe inibire l’atrofia dei villi e sopprimere la risposta infiammatoria indotta dal glutine a livello del piccolo intestino.Eventuali sviluppi futuri del progetto
Considerata l’importanza e il potenziale dei risultati ottenuti, il nostro principale obiettivo è quello di approfondire lo studio sul ruolo dell’IL4 nel contrastare l’insorgenza dell’atrofia dei villi intestinali nei celiaci. A tal fine, vogliamo caratterizzare al meglio sia i linfociti T che producono IL4 nei diversi gruppi di pazienti, sia indagare l’espressione e la funzione del recettore specifico di questa citochina, utilizzando i validi modelli in vitro delle linee cellulari generate da campioni bioptici intestinali.
Legenda
Linfociti T CD4: definiti anche linfociti helper, sono cellule che hanno il compito di rafforzare la risposta immunitaria e determinare lo stato infiammatorio nei tessuti. La loro attivazione e funzione effettrice si esplica in seguito al riconoscimento di “antigeni” esposti sulla membrana di alcune cellule specializzate, note come cellule presentanti l’antigene. Nel caso della malattia celiaca i linfociti T CD4 antigene-specifici riconoscono i peptidi della gliadina tossici, presenti nel lume intestinale dopo la digestione degli alimenti contenenti glutine.
Linfociti T CD8: definiti anche T citotossici, sono cellule programmate per attaccare direttamente e distruggere le cellule presentanti l’antigene, determinando uno stato infiammatorio ed il danno dei tessuti.
Linfociti T TCRγδ+. La barriera epiteliale intestinale è caratterizzata da un’elevata percentuale di linfociti intraepiteliali (IEL) coinvolti nella difesa dell’ospite contro i patogeni, e nella riparazione delle ferite. Si distinguono in 2 popolazione in base al recettore TCR espresso sulla membrana cellulare: IEL-TCRαβ+ e IEL-TCRγδ+. Nei pazienti con celiachia acuta si osserva una maggiore densità intraepiteliale dei linfociti TCRγδ+ con funzione non ancora del tutto nota.
Patogenesi: La patogenesi indaga lo sviluppo di una malattia e la catena di eventi ad essa associati.
Immunoregolazione: Viene indicata con tale termine la funzione di un qualsiasi agente terapeutico, sintetico o biologico, che mira a regolare/modificare le risposte biologiche date dal sistema immunitario dell’organismo.
Citochina: Ciascuna delle piccole proteine prodotte da una vasta gamma di cellule (monociti, linfociti, ecc.) e implicate nella regolazione di numerosi fenomeni biologici come il differenziamento, la proliferazione cellulare, la risposta immunitaria e i processi infiammatori.
Interleuchine: Piccole molecole appartenenti alla famiglia delle citochine; vengono prodotte principalmente dai linfociti T. Le interleuchine agiscono stimolando le cellule del sistema immunitario a comunicare tra loro e ad attivare una risposta immunitaria.