Imunitatea ca piatră de temelie a bolii hepatice grase non-alcoolice: contribuția stresului oxidativ în progresia bolii Partea 1

Abstract:

Boala ficatului gras non-alcoolic (NAFLD) este considerată manifestarea hepatică a sindromului metabolic și a devenit cauza majoră a bolii hepatice cronice, în special în țările occidentale. NAFLD cuprinde un spectru larg de alterari histologice hepatice, de la steatoza simpla la steatohepatita si ciroza cu potential de dezvoltare a carcinomului hepatocelular. Steatohepatita non-alcoolică (NASH) este caracterizată prin inflamație lobulară și fibroză. Mai multe studii au raportat că rezistența la insulină, dezechilibrul redox, inflamația și dereglarea metabolismului lipidic sunt implicate în progresia NAFLD. Cu toate acestea, mecanismele dincolo de evoluția steatozei simple la NASH nu sunt încă înțelese clar. Descoperiri recente sugerează că diferite produse oxidate, cum ar fi lipidele, colesterolul, aldehidele și alte macromolecule ar putea conduce la apariția inflamației.

Pe de altă parte, noi dovezi indică activarea imunității înnăscute și adaptive ca forță motrice în stabilirea inflamației și fibrozei hepatice. În această recenzie, discutăm despre modul în care imunitatea, declanșată de produsele oxidative și promovând la rândul său stresul oxidativ într-un cerc vicios, alimentează progresia NAFLD. În plus, am explorat importanța emergentă a metabolismului celulelor imune în determinarea inflamației, descriind aplicarea potențială a descoperirilor imune antrenate în contextul patologic NASH.

Faceți clic pe cumpărați produse beneficii distanțe

For more information:1950477648nn@gmail.com

1. Introducere

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is defined as the pathological hepatocyte fat accumulation in >5% din țesutul hepatic, în absența hepatopatiei virale, a consumului de alcool, a consumului de droguri și a altor cauze secundare [1]. Există un spectru larg de afecțiuni, variind de la acumularea „simple” de grăsime hepatocitară până la un tablou histologic mai complex, caracterizat prin afectare citolitică, inflamație lobulară și fibroză [2], și anume steatohepatita non-alcoolică (NASH). Poate fi complicată de dezvoltarea cirozei și/sau a carcinomului hepatocelular (HCC), determinând enorm înrăutățirea prognosticului [1,2]. Prin urmare, datorită incidenței mari în țările occidentale și a managementului clinic complicat, NAFLD a devenit una dintre cele mai importante sarcini de îngrijire a sănătății ale secolului 21 [1,2].

NAFLD a fost studiată ca complicație hepatică a sindromului metabolic (SM), precum și ca factor de risc independent pentru dezvoltarea bolilor cardiovasculare [1,3,4]. Factorii de risc majori pentru dezvoltarea și progresia NAFLD au reprezentat fondul patologic care definește SM, determinând o creștere suplimentară a riscului cardiovascular într-un cerc vicios [4-6]. Prin urmare, într-un scenariu în care prevalența SM crește [7] și hepatitele virale sunt contrastate eficient, NAFLD a devenit prima cauză de transplant de ficat în țările occidentale [1,7,8]. În zilele noastre constituie hepatopatia predominantă globală, cu o prevalență de 6–35% la nivel mondial (25–26% în Europa), cu variații mari din cauza etniei [8,9].

Din punct de vedere patogenetic, NAFLD este considerată rezultatul unei interacțiuni multifactoriale între fondul genetic (inclusiv instabilitatea genomică, polimorfismele unice nucleotide (SNP), expresia microARN), factorii de mediu și dismetabolism, cu un rol proeminent jucat de rezistența la insulină (IR) [10,11] (Figura 1).

Figura 1.

Complexitatea patogenezei NAFLD ca rezultat al bolii multifactoriale.SNP-uri: polimorfisme cu un singur nucleotide; miARN: expresie microARN; MS: sindrom metabolic; FFA: acizi grași liberi; ROS: specii reactive de oxigen; EDC: compuși perturbatori endocrin; IL-6: Interleukin-6; TNF- : factor de necroză rumor- ; TGF- : factor de creștere transformator- ; NAFLD: boală hepatică grasă non-alcoolică; NASH: steatohepatită non-alcoolică; HCC: carcinom hepatocelular. Mai mulți factori (genetici, epigenetici și de mediu) sunt implicați în geneza și progresia NAFLD. Debutul unei stări de rezistență la insulină (IR) este un eveniment critic care contribuie la debutul și agravarea bolii. În acest scenariu complex, stresul oxidativ, inflamația, răspunsul imun afectat și disbioza intestinală par a fi capabile să lucreze în mod concertat și să promoveze progresia, influențând șansele de apariție a HCC.

În consecință, un consens recent al experților a sugerat că boala hepatică grasă asociată cu disfuncția metabolică (MAFLD) ar fi o definiție mai adecvată [12]. Principalul factor în patogeneza NAFLD a fost identificat ca acumularea hepatică de acizi grași liberi (FFA) [13]. Activitatea mitocondriilor contracarează această supraîncărcare cu FFA, crescând permeabilitatea membranei interioare cu pierderea funcției sale biologice [14]. Consecința directă a acestei afectări este disfuncția mitocondrială asociată cu producția de specii reactive, responsabilă la rândul său, pentru mai multe consecințe, cum ar fi mutațiile ADNmt, acumularea intermediarilor lipotoxici și producția de citokine proinflamatorii, care promovează IR, răspunsul imun și, prin urmare, boala. progresie [15]. Mai mult decât atât, noi dovezi indică activarea imunității înnăscute și adaptive ca forțe motrice în stabilirea inflamației hepatice și a fibrozei [16,17] (Figura 1).

În această revizuire, discutăm mecanismele care stau la baza interacțiunii dintre stresul oxidativ și disfuncția imună în evoluția NAFLD cu noi perspective asupra conceptelor de metabolism al celulelor imune și imunitatea antrenată.

1.1. Prezentare generală a mecanismelor moleculare ale stresului oxidativ în NAFLD

Bolile cronice ale ficatului se caracterizează prin producția excesivă de specii reactive și dezechilibrul redox [18]. NAFLD este o boală foarte complexă care implică mai mulți factori, genetici, epigenetici și de mediu. În prezent, patogenia „lovituri multiple” este teoria acceptată pentru a explica dezvoltarea acesteia, oferind o imagine de ansamblu mecanicistă în care acești factori acționează în paralel [19]. În acest model, stresul oxidativ funcționează ca piatră de temelie în progresia NAFLD.

Speciile reactive în mod normal mediază o multitudine de funcții celulare, cum ar fi apoptoza, proliferarea, metabolismul și reglarea apărării imune [20,21]. În schimb, producția excesivă de specii reactive de oxigen (ROS) duce la stres oxidativ, compromițând semnalizarea redox fiziologică cu deteriorarea celulară consecventă [22,23]. Acest fenomen capătă și mai multă relevanță în cazul producției puternice de ROS, generate într-un micromediu oxidativ tisular [24]. Un exemplu tipic este reprezentat de supraîncărcarea cu fier care apare la unii pacienți cu NASH, facilitând reacția Fenton care generează HO extrem de toxic din H2O2 [14].

Ficatul posedă sisteme puternice de captare pentru a contracara producția de ROS care derivă în special din mitocondrii și citocrom P450 (CYP), precum și din alte enzime. Cu toate acestea, atunci când producția de ROS depășește capacitatea de captare, apare un dezechilibru redox și radicalii anioni superoxid (O2 ·-) și peroxidul de hidrogen (H2O2) se formează continuu ca bioproduse ale metabolismului energetic [14,25]. Aceasta implică hepatocite, celule Kupffer (KC), neutrofile și alte tipuri de celule hepatice, care stau la baza diafoniei dintre stresul oxidativ și imunitate în progresia bolii.

Mai mult decât atât, FFAs provenind din alimentație, eliberați de țesutul adipos sau produse prin lipogeneza de novo, supraîncărcă ficatul, servind drept substrat pentru producerea de substanțe lipotoxice (de exemplu, ceramide, lizofosfatidilcoline și diacilglicerol), în special prin activitățile mitocondriilor și CYP. [26–30]. Acest stres metabolic promovează eliberarea de citokine proinflamatorii și moartea celulelor care, la rândul lor, reprezintă unul dintre cele mai importante mecanisme de deteriorare în tabloul histologic NAFLD [31,32]. ROS poate fi generat în mai multe organite, cum ar fi mitocondriile, reticulul endoplasmatic (ER) și peroxizomii, dar și de o mulțime de enzime precum xantinoxidaza, CYP2E1, ciclooxigenazele, NADPH oxidaza (NOX) și lipoxigenaza [20,33].

1.1.1. Stresul oxidativ derivat din disfuncția mitocondrială

Cea mai importantă sursă de ROS în NAFLD este reprezentată de mitocondriile, care acționează, de asemenea, ca responsabile pentru dereglarea metabolismului lipidic în caz de funcționare biologică afectată evidențiată de obicei în tulburările metabolice [34,35]. În consecință, modificările consumului de oxigen, activitatea lanțului de transport de electroni (ETC) și oxidarea acizilor grași (FAO) sunt descrise pe larg în literatură. De fapt, în stadiile incipiente ale NAFLD, ficatul se confruntă cu un aflux mare de FA externi, iar mai multe studii au arătat creșterea FAO în diferite modele animale de NASH [36–40], deși există unele date contrastante în cele umane [41]. –52]. Un studiu recent, de exemplu, a descris creșterea FAO după 4 săptămâni la șoareci hrăniți cu dietă bogată în grăsimi (HFD), în timp ce după 8 săptămâni oxidarea normală a fost restabilită [53]

Într-adevăr, în starea bogată în lipide, ficatul încearcă să contracareze producția excesivă de molecule lipotoxice, prin acumularea de trigliceride și controlul FAO [24,54,55], chiar dacă mai mulți factori precum IR, leptina și enterokinaza ar putea juca, de asemenea, un rol important. rol în acest scenariu [56]. Rezultatele ETC sunt, de asemenea, modificate de supraîncărcarea FA, deoarece prezența AG, în special acizilor grași polinesaturați (PUFA), generează O2 ·− și inactivează complexul I și III [57–60], prin interacțiunea directă cu componentele ETC sau interferența cu fluiditatea membranei care provoacă scurgere de protoni [57–62]. Rolul oxisterolilor în progresia NAFLD nu trebuie subestimat, așa cum sugerează dovezile noi [63]. De fapt, într-un studiu recent, s-a arătat că suplimentarea cu colesterol la șoarecii hrăniți cu HFD a determinat acumularea hepatică de oxisteroli specifici (de exemplu, 7-hidroxicolesterolul, 7-cetocolesterolul și 5-colestanul -3, 5, 6-triol), care a acționat sinergic cu FA pentru a afecta funcția mitocondrială și biogeneza, facilitând progresia NAFLD [27].

Există câteva discrepanțe suplimentare în literatură despre disfuncția mitocondrială în steatoza simplă și NASH, cum ar fi modificări ale activității citocrom c oxidazei (COX) [41,64–69], consumul de oxigen al mitocondriilor izolate [70–72], fosforilarea oxidativă (OXPHOS) eficiența [68,71,72] și nivelurile de ATP [72–76], fie la pacienți, cât și la modelele murine. În special, activitatea COX a rezultat neschimbată, redusă sau crescută; Nivelurile de ATP au fost descrise ca fiind normale sau reduse; absorbția mitocondrială de oxigen a fost crescută, normală sau redusă în mare măsură; OXPHOS a rezultat în creștere sau neschimbat [64–70,72–76].

1.1.2. Contribuția ER la stresul oxidativ

O contribuție importantă la stresul oxidativ derivă și din stresul ER. De exemplu, producția de H2O2 derivă din transferul de electroni la oxigenul molecular operat de ER oxidoreductaza-1, care, la rândul său, a primit electroni de la proteina disulfură izomerază în procesul de pliere a proteinei [24]. Mai multe studii pe animale au arătat că activitatea crescută a proteinei omoloage C/EBP (CHOP) este implicată în producția de ROS mediată de UPR în timpul stresului ER prelungit [77,78]. Tulburările în raportul GSH/GSSH în lumenul ER implică plierea greșită a proteinelor și producerea de ROS [79-81].

În plus, factorul de inițiere eucariotic-2 kinaza ER dependent de protein kinaza (eIF2a) fosforilează factorul nuclear 2 legat de factorul eritroid 2 (Nrf2), promovând translocarea acestuia în nucleu și expresia armelor antioxidanți, cum ar fi heme. oxigenază-1 (HO-1) ​​[82]. Prin urmare, diafonia dintre stresul ER și disfuncția mitocondrială este de interes actual și necesită studii suplimentare pentru a-și evalua contribuția specifică în acest context.

2. Biologie redox și reglare imună în progresia NAFLD

Echilibrul redox este implicat în principal atât în ​​imunitatea adaptivă, cât și în cea înnăscută, contribuind la semnalizarea macrofagelor, limfocitelor și celulelor dendritice (DC) și la modularea răspunsului citokinelor [83]. Prima dovadă a rolului oxidant în activitatea imună a fost descrisă în 1991, când s-a demonstrat că H2O2 la concentrații micromolare a indus factorul nuclear kappa-amplificator al lanțului ușor al celulelor B activate (NF-κB) transcripția în limfocitele T umane [84] .

În mai multe boli hepatice, a fost descrisă diafonia dintre dezechilibrul redox și răspunsul imun [85]. Inflamația și stresul oxidativ apar simultan în ficat, alimentându-se reciproc. Mai mult, stresul oxidativ persistent favorizează apariția unei inflamații cronice care reprezintă fil rouge pentru interconexiunea dăunătoare dintre boala hepatică și complicațiile sale sistemice.

Speciile reactive activează mai mulți factori transcripționali și receptori, cum ar fi NF-kB, proteina activatoare-1 (AP{-1), p53, factorul inductibil de hipoxie 1-alfa (HIF-1 ) , receptorul activat de proliferarea peroxizomilor (PPAR- ), -catenina/Wnt și Nrf2, care, la rândul lor, modulează expresia moleculelor implicate în inflamație [86]. De remarcat, NF-kB este un mediator cheie al efectului proinflamator ROS, fiind activat direct de speciile reactive și indirect de ADN-ul deteriorat de ROS [87].

În NAFLD, acumularea excesivă de lipide este mișcarea principală a stresului metabolic, care promovează activarea imună înnăscută, forța motrice a inflamației în NASH [88-90]. În special, KC sunt activate de ROS și alți stimuli și devin principalii producători hepatici de ROS, precum și citokine, factori de creștere și chemokine [91-93].

2.1. Rolul PRR-urilor

În NAFLD, ficatul este invadat continuu de modele moleculare asociate patogenilor (PAMP) (de exemplu, produse bacteriene, lipopolizaharide-LPS), modele moleculare asociate leziunilor (DAMP) și metaboliți (de exemplu, FFA, ADN mitocondrial, produse lipotoxice) care sunt detectați de receptorii de recunoaștere a modelelor (PRR), cum ar fi receptorii de tip toll (TLR) și receptorii de domeniul de oligomerizare de legare a nucleotidelor (NLR) cu activarea consecventă a cascadelor proinflamatorii [94–97]. Cel mai cunoscut DAMP eliberat de celulele deteriorate este proteina cutie 1 a grupului cu mobilitate ridicată (HMGB1), care activează TLR4 cu inducerea căii NF-kB dependente de mine [98,99]. Într-un model murin de afectare a ischemiei/reperfuziei, anionul superoxid a indus activarea NOX de către TLR4 în neutrofile [100]. Mai multe modele experimentale murine au arătat că interacțiunea dintre ADNmt și TLR-9 a indus citokine și răspunsuri fibrogenice în KC și celulele stelate hepatice (HSC) [101–103].

Cu toate acestea, un grup de PRR citoplasmatice este constituit din receptorii de tip oligoadenilat sintază (OAS)-like (OLR), senzori ai acizilor nucleici. În caz de deteriorare, dsDNA, microbian și mtDNA pot fi detectate de către OLR, care activează transcripția genelor proinflamatorii de către un inhibitor al subunității ε al factorului nuclear kappa-B kinazei (IKKε) și al proteinei activatoare 1 (TBK1) de semnalizare [17].

În zonele inflamate hepatice și pe HSC există o expresie mai mare a receptorilor pentru produsele finale de glicație avansată (RAGE), o clasă de PRR [104]. Formarea AGE-urilor favorizează generarea unei cantități considerabile de ROS; în plus, RAGE-urile oxidate activează NOX1, contribuind la producerea de ROS [105]. Domeniul pirin al familiei NLR care conține 3 (NLRP3) este un PRR care interacționează cu PAMP și DAMP și este implicat în generarea de complexe inflamazomale. În special, ROS produs de mitocondrii și NOX promovează formarea inflamazomului NLRP3 [106], în timp ce scavengers precum catalaza și superoxid dismutaza (SOD) inhibă activarea acestuia [107]. În consecință, s-a sugerat că structura cristalină a NLRP3 este foarte sensibilă la variațiile echilibrului de bou roșu [108].

În general, PRR-urile activează mai multe ținte intracelulare, cum ar fi kinaza 1 activată cu factorul de creștere transformator (TGF-) (TAK1) și kinaza 1 de reglare a semnalului apoptozei (ASK1), ambele membri ai familiei protein kinazei activate de mitogen (MAP3K), care activează. la rândul lor, alte kinaze precum c-Jun-N-terminal chinas (JNK), protein kinaza activată de adenozin monofosfat (AMPK) și IkB, prin urmare cu un rol cheie în patogenia NASH [109-111].
Interesant, în afară de interacțiunea cu receptorii, mai multe rapoarte au descris că ROS ar putea influența semnalizarea imunității înnăscute în aval [112]. De exemplu, H2O2 crește activitatea MAPK-urilor (de exemplu, p38) și, prin urmare, calea JNK, care la rândul său promovează producerea de ROS în continuare [113-115]. Mai mult, NF-kB, AP-1 și PPAR pot fi modulate direct de speciile oxidative, inducând transcripția citokinelor [116–119]. ROS și produsele de peroxidare a lipidelor, cum ar fi aductii hidroxinonenal- (HNE-) și malondialdehidă- (MDA-) pot activa NF-kB direct sau prin inhibarea fosforilării IKK-urilor în celulele imune înnăscute [120-122].

Prin urmare, consecința naturală a stimulilor persistenti este inflamația cronică, activarea HSC-urilor cu depunerea de colagen, creșterea IR și exprimarea aberantă suplimentară a enzimelor pro și antioxidante [123–125]. Cu toate acestea, prezența dezechilibrului redox și a peroxidării lipidelor este o caracteristică comună a NAFLD și NASH [26] și implicarea imunității adaptive pare a fi un factor cheie în progresia NAFLD. În consecință, recent Azzimato V. și colab. a descris că macrofagele hepatice sunt proinflamatorii în NASH, dar nu și în NAFLD și obezitate, deși semnele de stres oxidativ sunt prezente în ambele condiții, deoarece NRF2 este reglat în jos [126].

2.2. Rolul OSE-urilor

Stresul oxidativ a fost descris ca principalul declanșator în stimularea imunității adaptive, în special prin fosfolipidele oxidate și aldehidele generate de peroxidarea lipidelor, cum ar fi MDA, malondialdehida-acetaldehida (MAA) și 4-HNE-proteine ​​aducte, denumite oficial oxidare- epitopi specifici (OSE) [127–129]. OSE sunt implicate în mai multe boli sistemice și ateroscleroză, prin stimularea atât a imunității înnăscute, cât și a imunității adaptive [127,130].

Imunoglobulina G specifică anti-OSE (IgG) este foarte răspândită (aproximativ 40 la sută) la adulții cu NAFLD sau NASH și la copiii cu NASH (60 la sută). Mai mult, acestea au fost asociate cu fibroză, severitatea inflamației lobulare hepatice și un infiltrat intrahepatic de celule B și agregate de celule T [128,131,132]. Aceste observații au fost coroborate în modelele animale ale NAFLD și NASH. În special, titrurile de IgG anti-OSE s-au corelat cu maturarea celulelor B în celulele plasmatice, în timp ce tratamentul antioxidant cu N-acetilcisteină a prevenit răspunsul anticorpilor [131,133,134]. Șoarecii pre-imunizați cu aducții de proteină MAA prezintă o polarizare Th1 a limfocitelor CD4 plus T în ficat, care produc IFN-, promovând activarea KCs M1 [131]. În consecință, la pacienții cu NASH anti-OSE, IgG se corelează cu nivelurile de interferon circulant (IFN-) [133]. Implicarea limfocitelor Th1 și Th17 în evoluția NAFLD la NASH a fost raportată pe scară largă [131,135–138]. În paralel, în modelele murine NAFLD cantitatea de limfocite hepatice CD4 plus celule T reglatoare (Tregs) este redusă [139,140]. Celulele Treg sunt de obicei implicate în menținerea auto-toleranței și controlul activării excesive a celulelor T în ficat [141,142]. Se pare că ROS promovează apoptoza celulelor Treg, facilitând astfel activitatea proinflamatoare Th1 și Th17 [139,140].

Prin urmare, activitatea celulelor B cu producția de IgG anti-OSE oglindește prezența stresului oxidativ și a inflamației. Prin contrast, s-a descris că IgM anti-OSE scade la pacienții cu NAFLD în comparație cu martorii și se corelează invers cu obezitatea și afectarea ficatului [143]. În consecință, IgM naturală T15 împotriva fosfatidilcolinei oxidate protejează împotriva NASH la șoarecii LDLR KO hrăniți cu o dietă HF-HC, probabil prin prevenirea activării KC induse de LDL oxidate [144].

prevenind activarea KC indusă de LDL oxidat [144]. În general, aceste constatări subliniază modul în care dezechilibrul oxidativ se comportă ca piatra de temelie a progresiei NAFLD, alimentând imunitatea înnăscută pentru a produce citokine și noi specii reactive care perpetuează inflamația prin celulele imune adaptative (rezumatul în tabelul 1).

3. Răspunsul imun în dezvoltarea HCC

În prezent, HCC reprezintă a cincea cea mai frecventă tumoare și a treia cauză de deces cauzată de cancer la nivel mondial, ducând la peste 600,000 decese anual [145]. Poate apărea în contextul NAFLD independent de fibroza sau ciroza avansată din jur, complicând cursul bolii și agravând enorm prognosticul [146].

Patogenia HCC rămâne extrem de complexă, îmbrățișând dinamici biologice variate și neclarificate complet. În ultimele decenii, în paralel cu mecanismele genetice și epigenetice din jurul dezvoltării și agravării HCC, mai multe descoperiri au relevat trei elemente legate care creează un micromediu tumoral: flogoza cronică, stresul oxidativ și dereglarea sistemului imunitar [146-148].

În mod normal, inflamația reprezintă răspunsul adaptativ la deteriorarea țesuturilor, implicând diferite mecanisme (dilatarea vaselor de sânge, recrutarea celulelor imune și producția de citokine) și având ca scop rezolvarea leziunilor și recuperarea homeostaziei [149].

Am descris anterior importanța relației bidirecționale dintre stresul oxidativ și imunitate în progresia NAFLD. Mai mult, atunci când stimulii inflamatori persistă sau mecanismele de reglare sunt perturbate, apare o „inflamație nerezolvată”, determinând consecințe patologice precum fibroza și metaplazia, așa cum sunt descrise în mai multe boli umane, inclusiv HCC [149,150]. Prin urmare, inflamația cronică este critică pentru dezvoltarea HCC, astfel încât această tumoare reprezintă o paradigmă clasică a cancerului legat de inflamație [151]. În conformitate cu cunoștințele științifice actuale, mai multe studii au arătat că mai mult de 90% dintre HCC apar în contextul inflamației hepatice și, interesant, utilizarea agenților antiinflamatori nesteroidieni scade incidența și/sau recurența acestora [149,152–154]. ].

Sistemul imunitar înnăscut este declanșat de stresul oxidativ și rănirea persistentă pentru a reacționa nu numai împotriva potențialilor patogeni „non-self”, ci și la DAMPS, încurajând astfel conceptul emergent de „inflamație sterilă” care pare a fi foarte crucial în dezvoltarea HCC [155,156] ].

După cum sa menționat anterior, majoritatea DAMP-urilor sunt produse în condiții de stres oxidativ și/sau disfuncție mitocondrială [156,157]. Producția mare de ROS induce deteriorarea mtDNA, declanșând disfuncția mitocondrială și generând astfel un cerc vicios în care are loc o producție deficitară de enzime implicate în lanțul de transport de electroni respirator, agravând astfel producția de ROS [158]. După ce a fost eliberat în citosol și în mediul extracelular, mtDNA acționează ca DAMP, deoarece conține motivele ADN CpG nemetilate [159,160].

În plus, disfuncția mitocondrială este, de asemenea, asociată cu dereglarea fisiunii mitocondriale, tranziția porilor de permeabilitate mitocondrială (MPT) și necroptoza (o formă de moarte celulară programată), toate implicate în NASH și progresia cancerului hepatic [158,161-163].

După cum s-a descris deja, un DAMP important este HMGB1, o proteină nonhistone nucleară omniprezentă care participă la replicarea, transcripția și repararea ADN-ului [164]. Activitatea biologică a HMGB1 eliberată depinde de starea sa redox (complet oxidată sau disulfură), care este modulată de caracteristicile oxidative ale micromediului tumoral [165].

Forma HMGB1 complet oxidată promovează imunotoleranța, reducând maturarea și activarea DC și favorizând astfel mecanismele de evadare imună a tumorii [165].

DC sunt o populație celulară hepatică importantă, ale cărei modificări, în ceea ce privește funcționalitatea redusă, cum ar fi maturarea redusă și eșecul prezentării antigenului asociat HCC, sunt implicate în patogenia tumorii [166–168]. La pacienții cu HCC, cantitatea de DC activate (DC83-pozitive) în nodulii hepatici este mai mică decât în ​​țesuturile de control cirotice sau sănătoase [169].

Mai mult, expresia inferioară a DC a moleculelor de clasa I de antigen leucocitar uman (HLA) implică pierderea activității de prezentare a antigenului, contribuind astfel la recrutarea afectată a limfocitelor specifice tumorii [170]. Având în vedere funcția majoră a DC în interacțiunea dintre reacțiile imune înnăscute și adaptative, întreruperea eficienței acestor mecanisme determină un răspuns imun slab al celulelor T împotriva cancerului [171]. În consecință, CD14 plus proteina asociată limfocitelor T citotoxice (CTLA)-4 plus DC, un subset identificat recent, sunt suprareprezentate în țesutul tumoral al pacienților cu HCC și sunt implicate în producerea unor citokine reglatoare (de ex. , IL-10), care suprimă răspunsul imun al celulelor T CD4 plus, facilitând progresia tumorii [172].

După cum sa discutat deja, forma disulfură HMGB1 se comportă ca un DAMP, activând TLR4 și promovând răspunsul imun înnăscut cu efecte proinflamatorii și chemoatractante [173].

Activarea TLR-urilor, prin stimularea căilor JNK și NF-kB, duce la consecințe diferite, inclusiv, printre altele, producerea factorului de necroză tumorală (TNF-) (capabil de a induce proliferarea celulelor tumorale), precum și multe altele. mediatori implicați în recrutarea și polarizarea diferitelor tipuri de celule inflamatorii [174–177]. În special, nivelurile ridicate de factor de stimulare a coloniilor de macrofage (MCSF) și ligand 2 al chemokinei (motiv CC) (CCL2), factor de creștere a endoteliului vascular (VEGF) și TGF- induc recrutarea și infiltrarea macrofagelor în țesutul peritumoral, polarizarea acestora în fenotipul M2, precum și diferențierea în macrofagele asociate tumorilor (TAM) [178,179] (Figura 2).

Figura 2.

Stresul oxidativ, inflamația și dereglarea imunității în progresia HCC. NASH: steatohepatită non-alcoolică; ROS: specii reactive de oxigen; DAMP-uri: modele moleculare asociate leziunilor; PAMP-uri: modele moleculare asociate patogenului; LPS: lipopolizaharidă; OPE: epitopi specifici oxidării; HMGB1: Grup de mobilitate ridicată Caseta 1; ECM: matrice extracelulară; NLRP3: domeniul pirinic al familiei receptorilor de tip NOD care conține -3; TLR: receptor de tip Toll; DC: celule dendritice; NKs: celule natural killer; HSC: celule stelate hepatice; CAF: fibroblaste asociate cancerului; MCSF: factor de stimulare a coloniilor de macrofage; CCL2: chemokină (motiv CC) ligand 2; VEGF: factor de creștere endotelial vascular; EGF: factor de creștere epidermică; HGF: factor de creștere a hepatocitelor; FGF: factor de creștere a fibroblastelor; IL-6: interleukina 6; IL-8: chemokină interleukina 8; CXCL12: ligandul 12 al motivului CXC; MMP3: metaloproteaze de matrice 3; MMP-9: metaloproteaze de matrice 9; TGF- : factor de creștere transformator- ; IL-10: Interleukina 10. Liniile continue indică mecanisme directe și stabile; liniile întrerupte indică cele indirecte și potențiale.

Inflamația înlănțuită cu stresul oxidativ (ambele prezente în mod constant în contextul NASH), disfuncția mitocondrială (inclusiv eliberarea de mtDNA) și modificările microbiotei intestinale (în special, acțiunea LPS), toate promovează crearea de DAMPS și PAMPS. Aceste molecule, la rândul lor, pot stimula și activa TLR-urile și inflamazomii, rezultând producția de citokine, chemokine și factori de creștere. Aceste evenimente implică mai multe consecințe și în special: (i) recrutarea, activarea și diferențierea monocitelor în TAM, celule capabile să contribuie la angiogeneză și fibroză, lucrând în concert cu CAF; (ii) Activarea și diferențierea HSC în celule asemănătoare miofibroblastelor, agravând astfel fibrogeneza.

Mai mult, HSC-urile activate contribuie la imuno-toleranța, perturbând funcțiile NK (în special, capacitatea NK de a induce apoptoza HSC) și favorizând activarea T-regs. Aceste ultime evenimente sunt facilitate și de TAM-urile menționate mai sus capabile să promoveze un răspuns imun Th2, conducând astfel la o stare de imuno-toleranță. În total, mecanismele ilustrate mai sus contribuie la agravarea și progresia HCC.

Mai mult, producția de ROS reprezintă un punct crucial în procesul de diferențiere macrofagică în M2 și TAM, iar tratamentul antioxidant, reducând producția de superoxid O2-, inhibă diferențierea TAM și tumorigeneză în modelele de cancer de șoarece [180,181].

Mai mult, TAM-urile se pot diferenția și mai mult în macrofagele M2 imunotolerante, a căror prezență în HCC este asociată cu o rată scăzută de supraviețuire după rezecția curativă [182]. Aceste celule, de fapt, prin secreția de citokine (cum ar fi TGF- și IL-10), chemokine, factori de creștere și metaloproteaze ale matricei, pot contribui la fibroză, creșterea și progresia tumorii, dezvoltarea metastazelor intrahepatice, angiogeneza. și, mai ales, supresia imună prin promovarea răspunsului imun de tip Th2-[182,183].

Profilul de expresie a genelor la pacienții cu HCC relevă o trecere de la un răspuns imun Th1 la unul Th2, sugerând un rol central jucat de dereglarea imunității celulare în aspectul tumorii hepatice [184]. Mecanismele care stau la baza acestei schimbări nu sunt încă complet clarificate, deși diferiți mediatori produși fie de celulele stromale, fie de celulele tumorale, cum ar fi IL-10, hormonii glucocorticoizi, ROS, celulele apoptotice și complexul imunitar contribuie la crearea unui anumit micromediu care facilitează polarizarea celulelor T în limfocitele Th2 [185]. Această schimbare implică o creștere a nivelurilor de citokine Th2 (adică IL-4, IL-5 și IL{-10) și o reducere a celor Th1 (adică, IFN-, IL{{12). }}, IL-15, IL-18 și IL-2). Acest lucru este relevant deoarece limfocitele CD4 plus Th1, prin producția de IFN-, îmbunătățesc răspunsul antitumoral în HCC și, în consecință, a fost raportată o scădere semnificativă a celulelor CD4 plus Th1-la pacienții cu ciroză hepatică și HCC, evidențiind astfel importanță în biologia cancerului hepatic [186,187].

Interesant este că TAM-urile diferențiate M2 promovează toleranța imună, favorizând, de asemenea, recrutarea Tregs [178]. Treg-urile, caracterizate prin exprimarea CD25 pe suprafața lor și prin activitatea factorului transcripțional intracelular forkhead box P3 (Foxp3), asigură fiziologic auto-toleranța prin suprimarea celulelor imune autoreactive. În special, HCC este asociat cu prezența unui anumit subset de T-regs, și anume T-reg induse (iTregs), atât în ​​sângele periferic, cât și în micromediul tumoral. Depleția iTregs pare să fie capabilă să determine răspunsurile imune antitumorale [188,189] În această privință, producția de TGF- și inducerea de T-regs pare să fie favorizate de celulele supresoare derivate din mieloide (MDSC), un subset de monocite inflamatorii foarte reprezentate în țesutul tumoral al pacienților cu HCC [190].

Mai mult, cooperarea aberantă între TAM și celulele mezenchimale hepatice pare să fie implicată în generarea unui cerc vicios care declanșează debutul tumorii. Fibroblastele asociate cancerului (CAF) pot produce factor de creștere epidermică (EGF), factor de creștere a hepatocitelor (HGF), factor de creștere a fibroblastelor (FGF), IL-6, IL-8, ligandul 12 al motivului chemokinei CXC ( CXCL12) și metaloproteazele de matrice (MMP-3 și MMP{-9) ​​[179,191,192]. Prin ciclooxigenaza 2 (COX-2) și proteine ​​​​acide secretate bogate în cisteină (SPARC), CAF-urile recrutează și stimulează TAM, care pot crește și mai mult activarea fibroblastelor prin secreția de TNF și factor de creștere derivat din trombocite (PDGF). ), generând un mecanism biologic prin care flogoza și fibroza se stimulează reciproc cu implicarea HSC [193] (Figura 2). Încă o dată, interesant, stresul oxidativ joacă un rol central în dinamica biologică din jurul acestui proces, așa cum au demonstrat diverse modele clinice și animale care sugerează capacitatea ROS și a produselor derivate din lipoperoxidare (în special H2O2 și aductii MDA) de a promova activarea HSC. 194].

Activarea HSC-urilor reprezintă un moment esențial în această imagine. Într-adevăr, HSC-urile activate se pot diferenția într-un profil senescent, inducând recrutarea și activarea celulelor imune din fluxul sanguin, inclusiv TAM-urile, precum și creșterea semnalizării receptorului factorului de creștere, în special PDGF și TGF- [195]. În conformitate cu aceasta, descoperirile recente sugerează capacitatea TGF de a inhiba activarea și funcțiile celulelor Natural Killer (NK) prin reprimarea țintei mamiferelor a căii rapamicinei (mTOR) [196]. Celulele NK își mediază în mod normal funcțiile prin producerea de granule citolitice care conțin perforină, granzime, ligand inducător de apoptoză legat de factorul de necroză tumorală (TRAIL) și IFN-, jucând, prin urmare, un dublu rol: acțiune citolitică și reglare a celorlalte celule imune [197] .

În celulele NK activitatea receptorului, modulată de HSC-urile activate, inhibă funcționarea normală a celulelor NK hepatice contribuind astfel la dezvoltarea și progresia cancerului hepatic [198]. Chiar mai mult în contextul HCC, deficitul de funcție a NK poate juca un rol critic, deoarece aceste celule pot induce apoptoza HSC-urilor activate, rezultând, în final, exercitând un efect anti-fibrotic [199]. Mai mult, inflamația persistentă și stresul oxidativ generează HSC-uri activate rezistente la apoptoză, sporind depunerea de fibroză [200].

HSC-urile activate sunt, de asemenea, implicate în promovarea mecanismelor de imunotoleranță, secretând citokine, care induc expansiunea MDSC și recrutarea T-regs în țesutul tumoral [201]. După cum sa menționat deja, T regs, la rândul său, poate interfera cu imunitatea înnăscută, reglând activitatea celulelor NK și DC (în primul rând prin producția de citokine antiinflamatorii, cum ar fi TGF- și IL-10) [202]. Mai mult, T-reg ar putea, de asemenea, perturba răspunsul imun adaptativ, prin suprimarea proliferării celulelor T, a infiltrației CD8 plus celulelor T în țesutul canceros și a secreției de IFN [203,204]. După cum se știe, secreția de IFN reprezintă un moment fundamental pentru a promova activarea celulelor T CD4 plus și CD8 plus naive împotriva agenților patogeni și a cancerului [205]. Pentru activarea eficientă a celulelor T, prezentarea antigenului de către celulele prezentatoare de antigen (APC) la receptorul CD4/CD8 plus celulele T nu este suficientă [206], iar interacțiunea dintre receptorii costimulatori ai limfocitelor (ge CD28, ICOS, CD137, OC40). și CD27) și liganzii lor relativi (ge CD80/86, B7RP1, CD137L, OC40L și CD70) pe APC-uri sunt esențiale [207].

Între timp, modularea fiziologică a răspunsului limfocitelor T este mediată de receptorii co-inhibitori activați de alți liganzi [207]. Aceste interacțiuni, inclusiv CTLA-4-CD80/, 86 și moartea programată 1 (PD{-1)-PD-L1, reprezintă așa-numitele „puncte de control imun”. În mod relevant, inflamația cronică în NASH creează un micromediu tisular care favorizează dezvoltarea celulelor T epuizate: aceste celule exprimă niveluri ridicate de receptori coinhibitori (de exemplu TLA-4 și PD{-1) și citokine efectoare scăzute, cu afectarea ulterioară. citotoxicitate anticancer [208].

Prin urmare, având în vedere aceste dovezi, posibilitatea de a regla sistemul imunitar în zilele noastre este considerată o frontieră terapeutică foarte fascinantă. În special, administrarea de inhibitori ai punctelor de control imun (ICI), cum ar fi medicamentele anti-CTLA-4 și PD1, reprezintă o strategie terapeutică încurajatoare la pacienții cu acest neoplasm [209].

În general, aceste studii arată cum dereglarea sistemului imunitar în HCC, în ceea ce privește modificările cantitative și funcționale ale celulelor imune, contribuie la crearea unui micromediu tumoral în care dezvoltarea și progresia cancerului sunt scăpate de sub control.

În acest scenariu eterogen care cuprinde populații de celule foarte diferite, dezechilibrul oxidativ ar putea reprezenta firul roșu care conectează toate elementele acestei rețele inflamatorii.

4. Perspective de viitor: Rolul imunității antrenate

De-a lungul anilor, NAFLD a devenit una dintre cele mai importante probleme de sănătate în epoca pandemiei de obezitate, iar eforturile științifice puternice au fost orientate spre înțelegerea mecanismelor care stau la baza apariției și evoluției sale, în care interpretarea pare să fie reprezentată de persistența inflamației. , în mare măsură legată de activarea macrofagelor [210]. După cum sa menționat anterior, aceste celule ar putea fi implicate în conducerea acestui tablou patologic complicat în dezvoltarea mai multor consecințe metabolice cum ar fi IR, obezitatea, diabetul zaharat de tip II și ateroscleroza, toate procesele bazate pe un control afectat al dezechilibrului stresului oxidativ [211].

Progresul medical și noile cunoștințe științifice avansate au schimbat vechea definiție a funcționării sistemului imunitar. Contactele multiple cu unele antigene (de exemplu, PAMP-uri, DAMP-uri), precum și stimulii metabolici, ar putea produce un răspuns imun secundar, care nu este produs exclusiv de celulele imune adaptative [212,213]. Potrivit comunității științifice internaționale, termenul „Trained Immunity” (TI) reprezintă o totalitate de procese imunologice, care implică celule cu imunitate nespecifică, în special monocite și NK, derivate dintr-un al doilea contact antigenic [212]. Acest al doilea contact ar putea produce activarea mai multor căi de semnalizare, care au efecte diferite asupra expresiei genice celulare care, la rândul lor, sunt orientate în principal să producă o reacție imună mai puternică împotriva antigenelor în comparație cu primul contact [212,214].

Spre deosebire de adaptarea imună care are loc în limfocitele B, prin producerea de clustere de celule din măduva osoasă capabile să elaboreze un răspuns specific împotriva unui anumit antigen, acest tip de adaptare se bazează în principal pe modificări epigenetice, legate de acetilarea unei histone diferite sau de acțiunea unele siARN cum ar fi miR-155 și, prin urmare, are o durată care poate varia de la câteva zile la câțiva ani [212,215,216]. Un răspuns TI nu este „specific de antigen” și poate fi transmis unei noi generații de celule în maturarea medulară, dându-le posibilitatea de a reacționa împotriva antigenilor cu un „răspuns antrenat” tipic [217–219].

Cu toate acestea, pentru a clarifica mai bine motivul posibilei implicări a TI în scenariul complex NAFLD, unul dintre cele mai importante aspecte este interconectarea dintre răspunsul TI și metabolismul celular [220,221]. Imunometabolismul reprezintă piatra de temelie a cercetării în înțelegerea reglării răspunsului inflamator (cum ar fi la macrofagele M1), care este susținut în principal de activitatea glicolitică și cu o oprire consecutivă a ciclului Krebs. Unii produși metabolici ai acestui ciclu, cum ar fi succinatul sau alfa-cetoglutaratul, joacă un rol important ca mediatori de reglare în acest proces [222].

Mai mult, unele enzime ale ETC mitocondriale sunt implicate în TI, inclusiv succinat dehidrogenaza (SDH), care ar reprezenta una dintre cele mai importante ținte biologice ale itaconatului [223]. În total, aceste dovezi științifice au confirmat rolul crucial al mitocondriilor în această rețea biologică complexă prin care patogeneza unor boli mediate imun-metabolic, încă necunoscute complet, ar putea fi mai bine clarificată.

Echilibrul dintre succinat și alfa-cetoglutarat determină reglarea unor efectori ai TI, inclusiv translocațiile care conțin domeniul Jumanji (JMJ) și translocațiile zece-unsprezece (TET), care ar acționa în principal prin modificarea acetilării histonelor, cum ar fi H3K4 [224] . În acest scop, investigarea metabolismului mitocondrial al monocitelor și a trecerii celulare de la calea energetică predominantă ETC la glicolitic la animale (modelul dietei bogate în grăsimi) și modelele clinice ale NAFLD ar putea fi căi utile pentru a înțelege pe deplin implicarea TI în acest scop. tablou patologic complex.

Mai mult decât atât, un alt punct important care ar putea fi evaluat în acest context este reprezentat de activitatea Itaconate, unul dintre principalii mediatori de reglare ai TI, care derivă direct din conversia cis-aconitatului realizată de enzima IRG1 (Gena 1 imună) [225,226].

Expresia IRG-1 este reglată genetic și epigenetic de LPS, care încurajează exprimarea sa printr-o cale care implică activarea proteinei kinazei C (PKC) [227]. În timp ce miR93 scade expresia IRG-1, acționând asupra factorului de transcripție Factor de reglare a interferonului-9 [228].

Itaconatul acționează ca un mediator antiinflamator, gata să regleze activarea nejustificată și excesivă a cascadei inflamatorii, acționând prin diferite mecanisme: oprește activitatea SDH, implicată în sinteza Coenzimei Q și apoi activarea inflamazomului și fructozei-6- fosfat kinaza; formează complexe cu glutation; inhibă factorul de transcripție IkB-zeta, implicat în sinteza IL-6; activează Nrf2 prin alchilarea proteinei 1 asociate ECH-like kelch (KEAP1) [229,230]. LPS poate induce o creștere a producției de citokine proinflamatorii, urmată în curând de un stimul pentru sinteza itaconatului prin activarea IRG-1. Într-o lucrare publicată recent, a fost evidențiată importanța TI într-un model de șoarece de afectare a ficatului de ischemie/reperfuzie, folosit ca un model binecunoscut de afectare a stresului oxidativ hepatic, în care activitatea Nrf2 pare a fi esențială în acest sens. setarea [231,232].

Mai mult, în lumina permeabilității intestinale crescute la mai mulți antigeni declanșatori imun la pacienții cu NAFLD, această ipoteză capătă și mai mult interes. Acest lucru ar putea oferi ocazia nu numai de a înțelege mai bine procesul patogenetic din jurul NAFLD, dar ar putea conduce comunitatea științifică la înțelegerea istoriei sale naturale și a debutului complicațiilor, precum și de a-l evalua ca o potențială țintă terapeutică în sarcina reală a optimului. management medical [233,234]

Datorită rolului principal al macrofagelor în NAFLD și a implicării lor esențiale în reglarea dezechilibrului stresului oxidativ, nu numai în ficat, ci și în țesuturile periferice precum cele adipoase și vasculare, pare a fi rezonabil să se exploreze posibila implicare a TI. în acest context. Evaluarea sintezei itaconatului, a expresiei IRG-1, precum și a sintezei și a răspunsului biologic derivat din activitatea factorilor de transcripție menționați mai sus și/sau investigarea efectului derivat din administrare, pe modele animale, ale itaconatului, reprezintă câteva puncte importante de cercetare care așteaptă să fie abordate.