L'ablazione Peli3 migliora il paracetamolo

Medicina sperimentale e molecolare (2023) Citare questo articolo

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Le vie di segnalazione che governano il danno epatico indotto dal paracetamolo (APAP) sono state ampiamente studiate. Tuttavia, si sa poco sugli enzimi che modificano l'ubiquitina necessari per la regolazione del danno epatico indotto da APAP. Qui, abbiamo esaminato se la proteina Pellino3, che ha attività di ligasi E3, è necessaria per il danno epatico indotto da APAP e successivamente ne abbiamo esplorato il meccanismo molecolare. Topi Peli3−/− knockout (KO) a corpo intero e Peli3 knockdown (KD) mediato da adenovirus hanno mostrato livelli ridotti di morte delle cellule centrolobulari, infiltrazione di cellule immunitarie e biomarcatori di danno epatico, come l'alanina aminotransferasi (ALT) e l'aspartato aminotransferasi (AST), dopo trattamento APAP rispetto ai topi wild-type (WT). La carenza di Peli3 negli epatociti primari ha ridotto il danno mitocondriale e lisosomiale e ha ridotto i livelli di specie reattive dell'ossigeno mitocondriali (ROS). Inoltre, i livelli di fosforilazione della serina 9 nel citoplasma e la traslocazione mitocondriale di GSK3β erano diminuiti negli epatociti primari ottenuti da topi Peli3−/− KO e queste riduzioni erano accompagnate da diminuzioni della fosforilazione di JNK e della traslocazione mitocondriale. Pellino3 si legava più fortemente a GSK3β rispetto a JNK1 e JNK2 e induceva la poliubiquitinazione di GSK3β mediata dalla lisina 63 (K63). Negli esperimenti di salvataggio, l'espressione ectopica di Pellino3 wild-type negli epatociti Peli3−/− KO ha ripristinato la traslocazione mitocondriale di GSK3β, ma questo ripristino non è stato ottenuto con l'espressione di un mutante cataliticamente inattivo di Pellino3. Questi risultati sono i primi a suggerire un legame meccanicistico tra Pellino3 e danno epatico indotto da APAP attraverso la modulazione della poliubiquitinazione di GSK3β.

Il paracetamolo (N-acetil-p-amminofenolo; APAP) è un blando farmaco analgesico e antipiretico comunemente usato in tutto il mondo. Tuttavia, il sovradosaggio di APAP può causare gravi danni al fegato che progrediscono fino all’insufficienza epatica acuta e alla morte, anche se è riconosciuto che APAP è sicuro a dosi terapeutiche adeguate1. Un ampio insieme di prove accumulate negli ultimi decenni indica l’accumulo di N-acetil-p-benzochinone immina (NAPQI), il metabolita reattivo e tossico di APAP, come la principale causa di danno epatico indotto dal sovradosaggio di APAP2. Sebbene piccole quantità di NAPQI, che viene metabolizzato da APAP dal citocromo epatico P450 2E1 (CYP2E1), possano essere detossificate dalla coniugazione con glutatione (GSH), la formazione eccessiva di NAPQI dopo un sovradosaggio di APAP esaurisce rapidamente il GSH epatico e quindi provoca la formazione di addotti proteici, in particolare nelle proteine ​​mitocondriali3,4. Questa formazione di addotti proteici mitocondriali induce un'eccessiva generazione di superossido mitocondriale, che può reagire con l'ossido nitrico (NO) per produrre perossinitrito, e quindi interferisce con la funzione proteica attraverso la nitrazione dei residui proteici di tirosina5,6. La protezione contro l'epatotossicità indotta da APAP da parte del mimetico della superossido dismutasi (SOD) Mito-TEMPO, insieme all'aumento del danno nei topi con deficit parziale di SOD, sottolinea l'importanza del superossido in questo processo7,8,9. Inoltre, diversi studi sul danno epatico indotto da APAP indicano che l'ossido nitrico sintasi neuronale (nNOS) è coinvolto nell'aumento di NO10,11,12. Questi cambiamenti mitocondriali nell'epatotossicità APAP, come il grave stress ossidativo e lo stress nitrosativo, contribuiscono all'apertura dei pori di transizione della permeabilità mitocondriale, che porta alla perdita del potenziale della membrana mitocondriale e al rilascio di endonucleasi che causano danni al DNA13. Tutti questi eventi alla fine portano alla necrosi epatocellulare, sebbene studi recenti abbiano suggerito anche l'importanza della necroptosi14,15,16,17,18. La morte cellulare necrotica nell'epatotossicità APAP rilascia modelli molecolari associati al danno (DAMP), tra cui DNA mitocondriale, frammenti di DNA nucleare, proteina HMGB1 (High-mobility group box 1) e ATP, che provocano un'infiammazione sterile19,20. Questi DAMP attivano la segnalazione dell'inflammasoma legandosi ai recettori di riconoscimento dei pattern (PRR) e promuovono l'elaborazione di pro-caspasi-1, che si traduce nella successiva elaborazione di pro-IL-1β o pro-IL-18 in citochine attive21. Queste citochine sembrano essere responsabili dell'attivazione e del reclutamento di neutrofili e macrofagi derivati ​​​​da monociti nel fegato, anche se rimane controverso se queste cellule infiammatorie aggravino il danno epatico o facilitino la rigenerazione19. Oltre a questi processi, è stato riportato che l'autofagia svolge un ruolo importante nel facilitare il recupero e la rigenerazione del fegato22,23,24.