Sviluppo di un modello genetico di steatosi epatica non alcolica con sovraccarico di ferro per la valutazione della potenzialita' terapeutica di chelanti orali

La steatosi epatica non alcolica (Nonalcoholic fatty liver disease: NAFLD), manifestazione epatica della sindrome metabolica, interessa il 20-34% della popolazione, e predispone allo sviluppo di complicazioni epatiche e cardiovascolari. Nei pazienti affetti da NAFLD, la steatosi si associa spesso ad infiammazione, che definisce la steatoepatite (nonalcoholic steatohepatits: NASH), caratterizzata da alterazioni metaboliche più severe e possibile evoluzione a cirrosi epatica. La modificazione dello stile di vita con dieta ipocalorica ed esercizio fisico migliora il quadro clinico, ma al momento non sono disponibili terapie farmacologiche. Le evidenze disponibili indicano che aumentate scorte corporee di ferro e frequenti mutazioni del gene HFE dell'emocromatosi ereditaria (hereditary hemochromatosis: HH) a) si osservano frequentemente in pazienti affetti da sindrome metabolica e NAFLD b) sono associati con danno epatico e cardiovascolare più severo, insulino resistenza ed alterato profilo di alcune adipocitochine coinvolte nella patogenesi di insulino resistenza ed alterazioni del metabolismo lipidico c) la ferrodeplezione mediante salasso migliora l'insulino resistenza, processo fisiopatologico alla base della NAFLD. Recenti dati generati dal nostro gruppo suggeriscono che l'accumulo di ferro epatico induca insulino resistenza in epatociti, e che chelanti del ferro migliorino le alterazioni metaboliche in ratti con NAFLD. Dati preliminari indicano inoltre che un'aumentata attività di della proteina regolatrice del ferro iron regulatory protein (IRP)1/aconitasi si associa allo svilupppo di steatosi. Dato che l'attività aconitasica di IRP1 �? ulteriormente inducibile da parte del ferro e puo' favorire la lipogenesi, si puo' ipotizzare che questo meccanismo possa contribuire alla steatosi indotta da ferro. Scopo di questo progetto sarà di valutare ruolo e meccanismi dell'accumulo di ferro sulla progressione del danno epatico nella NAFLD, per mezzo di modelli animali di NAFLD associata ad obesità, insulino resistenza e sovraccarico marziale, e valutazione dell'espressione genica in campioni istologici di pazienti. Determineremo se l'accumulo epatico di ferro peggiora il quadro metabolico, modifica il profilo delle adipocitochine, modifica la lipogenesi ed influenza la progressione del danno epatico, e se il sovraccarcico di ferro interagisce con alterazioni genetiche del signaling insulinico. Testeremo successivamente se la chelazione del ferro per via orale sia in grado di revertire il fenotipo patologico. Lo studio sarà suddiviso in 3 fasi: I) Valutazione dell'effetto della modulazione dietetica dello stato del ferro su metabolismo, attività di IRP1/aconitasi, livelli di adipocitochine e danno epatico in un modello murino di obesità legato a mutazioni del gene leptina, caratterizzato da steatosi semplice non complicata (Topi Lep ob/ob e controlli). Lo stato del ferro verrà manipolato successivamente mediante incrocio dei topi obesi con topi mancanti del gene HFE dell'emocromatosi. I risultati verranno paragonati a quelli ottenuti in campioni istologici di pazienti con NAFLD con e senza sovraccarico di ferro. Effetti significativi dello stato del ferro su espressione genica riscontrati nel modello animale saranno confermati in campioni biologici ottenuti da biopsia epatica di pazienti con NAFLD con e senza sovraccarico di ferro. Dati preliminari indicano che l'effetto dello stato del ferro sulla tolleranza glucidica sia marcatamente incrementato in topi geneticamente obesi, dato che la dieta ad aumentato contenuto di ferro determina lo sviluppo di franco diabete, mentre la dieta impoverita di glucosio �? risultata associata a migliore tolleranza glucidica rispetto alla dieta a normale contenuto di ferro II) Dato che fattori associati ad una ridotta attività della via di trasduzione del recettore dell'insulina (Insr) promuovono la progressione del danno epatico in pazienti con NAFLD, e la delezione fegato specifica di Insr causa steatosi ed insufficienza epatica nel topo, testeremo il ruolo della aploinsufficienza per Insr nel determinare la progressione dell'epatopatia. A questo scopo, topi Insr +/- verranno incrociati con topi obesi. L'effetto dello stato del ferro verrà testato in questo
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modello caratterizzato da severa insulino resistenza ed epatopatia progressiva. III) Infine, saremo in grado di valutare la capacità di chelanti orali del ferro di revertire i fenotipi patologici osservati nei modelli animali descritti ai punti precedenti. I risultati verranno paragonati a quelli ottenuti in pazienti con NAFLD ed accumulo di ferro inclusi in un trial clinico in corso (ClinicalTrials.gov identifier: NCT00658164) prima e dopo la terapia ferrodepletiva. La disponibilità di un nuovo modello genetico di NAFLD permetterà di ricapitolare la NAFLD associata a sovrappeso ed aumentate scorte di ferro, condizione che si osserva in circa il 5% della popolazione generale e che pone ad aumentato rischio di patologia metabolica, epatica e cardiovascolare, e stabilirà il ruolo di mutazioni di geni coinvolti nella trasduzione del segnale insulinico e del gene HFE che controlla il metabolismo del ferro nella progressione dell'epatopatia. La disponibilità di campioni di fegato di pazienti con e senza sovraccarico di ferro, e di campioni appaiati prima e dopo ferro deplezione permetterà di testare la rilevanze di questi riscontri per i pazienti affetti da NAFLD. La dimostrazione di un effetto positivi della ferrodeplezione supporterebbe una piu' ampia adozione della terapia ferrodepletiva in questi soggetti, e permetterebbe di ottimizzare i consigli dietetici in base al contenuto alimentare di ferro. Inoltre, potrebbe suggerire l'utilizzo di chelanti del ferro come potenziale terapia per pazienti con NASH ed avanzato danno epatico. Riteniamo che la sequenza di esperimenti descritta basata sull'ampio approccio, l'attività integrata di tre unità di ricerca con ampia esperienza, l'elevata significatività dei risultati preliminari già ottenuti, e le collaborazioni già stabilite con gruppi di riconosciuta esperienza internazionale, siano tutti elementi che garantiscano il raggiungimento degli scopi del progetto entro i tre anni pianificati con una buona probabilità di successo. Crediamo inoltre che il solido razionale del progetto e la novità dell'ipotesi di ricerca siano fattori importanti nel predire l'impatto scientifico dei risultati. Le risposte che dovrebbero scaturire da questa ricerca faranno probabilmente da presupposto e guideranno futuri studi sulla NAFLD e forniranno indicazioni utili alla migliore identificazione e trattamento dei soggetti con NAFLD ad elevato rischio di complicazioni.

Principal Investigators:

FABIO MARIA CELOTTI ,
STEFANIA RECALCATI ,
MASSIMILIANO RUSCICA

Financing institution:

MINISTERO DELLA SALUTE

Type:

MIS - Bandi Ministero Salute

Project leader:

IRCCS Ospedale Maggiore Policlinico, Mangiagalli e Regina Elena (IRIS)

Year:

2009

Duration:

Status:

Closed