3.3 Acidi Biliari Modulazione dell’Infiammazione Epatica e Colestasi Epatica
Entrambi CDCA e UDCA sono stati utilizzati per un efficace dissoluzione di calcoli biliari in pazienti umani per molti anni (Lioudaki, Ganotakis, & Mikhailidis, 2011). Mentre CDCA può causare epatotossicità lieve in alcuni pazienti, UDCA è altamente solubile ed è stato trovato per essere generalmente non tossico per gli esseri umani. UDCA (Ursodiol™) è stato anche approvato dalla FDA per il trattamento della PBC e ha dimostrato di migliorare significativamente i test epatici e prolungare il tempo necessario per il trapianto di fegato in questi pazienti (Dyson et al., 2015). Al contrario, UDCA non è efficace nel trattamento del paziente con PSC. Le prove attuali suggeriscono che l’UDCA può fornire molteplici benefici, tra cui diminuzione dell’idrofobicità del pool di acidi biliari, aumento della secrezione epatobiliare, riduzione dell’infiammazione e morte cellulare. L’acido nor-ursodesossicolico (norUDCA) è un omologo C23 accorciato a catena laterale di UDCA (Yeh et al., 1997; Yoon et al., 1986). Non può essere coniugato e dopo la somministrazione viene secreto nella bile, riassorbito dai colangiociti e restituito al fegato. È stato dimostrato che norUDCA ha aumentato il bicarbonato nella bile e quindi l’ipercoleresi. È stato dimostrato che norUDCA ha migliorato la colangite sclerosante nel modello Mdr2−/− di colangiopatia (Halilbasic et al., 2009).
Come discusso in precedenza, l’attivazione di FXR fornisce molteplici benefici nell’alleviare il danno epatico colestatico. Sulla base di queste motivazioni, un potente acido obeticholico agonista FXR (OCA) è stato testato per il trattamento della colestasi sia in modelli animali sperimentali che nell’uomo (Ali, Carey, & Lindor, 2015). OCA è un derivato CDCA 6α-etilico che attiva selettivamente FXR con una potenza ~ 100 volte superiore a CDCA (Pellicciari et al., 2004, 2002). Nei modelli animali di colestasi, OCA ha efficacemente protetto contro le lesioni epatiche colestatiche e l’infiammazione (Fiorucci et al., 2005; Pellicciari et al., 2002). Recenti studi clinici hanno anche dimostrato che OCA ha migliorato significativamente i test epatici nei pazienti con PBC (Hirschfield et al., 2015). Oltre a diminuire la sintesi degli acidi biliari, aumentare il flusso biliare e promuovere la disintossicazione degli acidi biliari, FXR ha recentemente dimostrato di modulare direttamente la risposta immunitaria nei tessuti epatici ed extraepatici. I topi knockout di Fxr hanno mostrato un aumento dell’infiammazione epatica, mentre l’attivazione di FXR ha ridotto l’infiammazione epatica indotta da lipopolisaccaridi (LPS) (Wang et al., 2008). Coerentemente, l’attivazione di FXR ha protetto contro la lesione epatica nel modello murino knockout Mdr2 di colangiopatia cronica (Baghdasaryan et al., 2011). FXR ha anche dimostrato di svolgere un ruolo antinfiammatorio nei tessuti extraepatici. Ad esempio, FXR modula l’immunità intestinale e l’attivazione di FXR ha dimostrato di ridurre l’infiammazione nella malattia infiammatoria intestinale (Gadaleta et al., 2011; Vavassori, Mencarelli, Renga, Distrutti, & Fiorucci, 2009). FXR è espresso in cellule muscolari lisce vascolari (VSMCs) e FXR agonisti hanno dimostrato di inibire l’infiammazione nelle VSMC e rallentare la progressione dell’aterosclerosi, riducendo l’infiammazione del sistema vascolare (Vescovo-Bailey, Walsh, & Warner, 2004; Hanniman, Lambert, McCarthy, & Sinal, 2005; Zhang Egli, et al., 2008). Il meccanismo molecolare sottostante con cui FXR modula la risposta immunitaria non è ancora completamente chiaro. L’attivazione di FXR può antagonizzare la segnalazione del fattore nucleare kB (NF-kB) per diminuire la produzione proinfiammatoria di citochine nel fegato (Wang et al., 2008). Alcuni studi hanno riportato che l’FXR è stato espresso nei macrofagi e l’attivazione dell’espressione di citochine proinfiammatorie indotte da LPS represse da FXR, un effetto che è stato abolito nei macrofagi fxr−/− (Mencarelli, Renga, Distrutti, & Fiorucci, 2009). Nel VSMC, FXR può indurre SHP a inibire l’espressione della cicloossigenasi 2 e dell’ossido nitrico sintasi inducibile, che sono coinvolti nell’infiammazione vascolare e nella migrazione del VSMC. Si nota che oltre alla colestasi, l’agonista FXR OCA ha anche mostrato una promessa nel trattamento della steatoepatite non alcolica (NASH) basata su studi su animali e studi clinici (Ali et al., 2015; Neuschwander-Tetri et al., 2015). OCA ha migliorato l’omeostasi dei lipidi e del glucosio, i test degli enzimi epatici e la sensibilità all’insulina, che possono essere attribuiti al ruolo di FXR nella regolazione dell’omeostasi dei lipidi e del glucosio, dell’infiammazione, della sensibilità all’insulina e del metabolismo degli acidi biliari (Ali et al., 2015).
Il recettore accoppiato alla proteina G TGR5 è un recettore di membrana attivato dagli acidi biliari (Kawamata et al., 2003; Maruyama et al., 2002). L’attivazione di TGR5 stimola l’adenilato ciclasi, la produzione intracellulare di cAMP e l’attivazione di PKA. Tra tutti gli acidi biliari, LCA e 3-cheto-LCA sono i più potenti agonisti TGR5 con un EC50 inferiore a 1 µM. DCA, CDCA e CA attivano anche TGR5 con un EC50 di ~ 1,0, 4,4 e 7,7 µM, rispettivamente. Nonostante il fegato sia un importante organo bersaglio degli acidi biliari, TGR5 non è espresso negli epatociti. Tuttavia, TGR5 è espresso nelle cellule endoteliali sinusoidali del fegato (Keitel et al., 2007), cellule epiteliali della cistifellea e cellule di Kupffer (Keitel, Donner, Winandy, Kubitz, & Haussinger, 2008). TGR5 è altamente espresso nell’ileo e nel colon (Kawamata et al., 2003) e negli organi bersaglio degli acidi biliari non tradizionali tra cui adiposo bianco e bruno, milza, rene, pancreas, polmone, macrofagi e sistema nervoso centrale (Kawamata et al., 2003). È stato dimostrato che l’attivazione di TGR5 in adiposo, muscolo e intestino regola il metabolismo lipidico, glucidico e energetico e quindi migliora l’omeostasi metabolica (Li & Chiang, 2014). TGR5 può essere un potenziale bersaglio terapeutico per il trattamento del diabete e delle malattie cardiovascolari. La regolazione metabolica mediante segnalazione TGR5 non sarà ulteriormente discussa qui.
Il modo in cui TGR5 regola la sintesi e il metabolismo degli acidi biliari in condizioni normali di fisiologia non è attualmente molto chiaro. Tuttavia, è stato riferito che i topi privi di TGR5 avevano ridotto le dimensioni del pool di acidi biliari (Maruyama et al., 2006), una composizione di acido biliare più idrofobica e ha mostrato lesioni epatiche più gravi dopo l’alimentazione di acido biliare o legatura del dotto biliare (Pean et al., 2013). Gli studi hanno dimostrato che l’attivazione farmacologica del TGR5 nei macrofagi può svolgere un ruolo antinfiammatorio nel sistema immunitario, supportato da recenti studi che dimostrano un ruolo protettivo dell’attivazione del TGR5 nella colestasi e nel NASH (Kawamata et al., 2003; Keitel et al., 2008; McMahan et al., 2013; Pean et al., 2013). L’attivazione di TGR5 ha ridotto la produzione di citochine proinfiammatorie stimolate da LPS (Keitel et al., 2008). I topi knockout Tgr5 sfidati con LPS avevano enzimi epatici plasmatici più elevati e un’elevata espressione di citochine, mentre l’agonista selettivo TGR5 23(S)-mCDCA antagonizzava l’espressione di citochine indotta da LPS nel fegato di topo (Wang, Chen, Yu, Forman, & Huang, 2011). Nella vascolarizzazione, l’attivazione di TGR5 da parte di 6-EMCA o INT-777 ha attenuato l’aterosclerosi nei topi. È importante sottolineare che è stato dimostrato che INT-777 non ha attenuato l’aterosclerosi nei topi trapiantati con midollo osseo di topi knockout tgr5, dimostrando il ruolo antinfiammatorio e antiaterogeno del macrofago TGR5. Nell’intestino dove il TGR5 è altamente espresso, un agonista selettivo del TGR5 ha protetto l’integrità della funzione barriera intestinale, della risposta immunitaria e della produzione proinfiammatoria di citochine in modelli sperimentali di colite (Cipriani et al., 2011; Yoneno et al., 2013). Il prurito è comunemente associato alla colestasi e al trattamento con derivati degli acidi biliari. Uno studio recente suggerisce che il TGR5 media il prurito e l’analgesia indotti dagli acidi biliari(Alemi et al., 2013). Gli acidi biliari attivano TGR5 sui nervi sensoriali e stimolano il rilascio di neuropeptidi nel midollo spinale che trasmette prurito e analgesia.
