Colestasi Gravidica: Svelato il Segreto della Placenta! Come BACH1 Cambia le Regole del Gioco

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa di affascinante che sta emergendo nel campo della ricerca medica, in particolare riguardo a una condizione che può complicare la gravidanza: la Colestasi Intraepatica Gravidica (ICP). È un problema al fegato che compare proprio durante la gestazione e, purtroppo, può portare a conseguenze non proprio piacevoli, come parto prematuro o sofferenza fetale. Nonostante gli sforzi, trovare cure davvero efficaci è ancora una sfida.

Il Cuore del Problema: L’Angiogenesi Placentare

Uno degli aspetti chiave, e anche uno dei più problematici, dell’ICP è l’impatto sull’angiogenesi placentare. Cosa significa? In parole povere, la formazione di nuovi vasi sanguigni nella placenta. Una placenta sana ha una rete vascolare ben organizzata, ma nell’ICP questa rete può diventare meno densa. Immaginate delle strade che si riducono: il traffico (in questo caso, sangue e nutrienti per il feto) rallenta, e questo può portare a problemi seri come l’ipossia fetale.

Le cellule che rivestono questi vasi, le cellule endoteliali vascolari placentari (PVEC), sembrano giocare un ruolo centrale. Queste cellule lavorano tantissimo e hanno bisogno di molta energia (ATP). Per produrla, si affidano ai mitocondri, le nostre “centrali energetiche” cellulari. Nell’ICP, però, questi mitocondri spesso mostrano segni di sofferenza, funzionano male e questo si ripercuote sull’angiogenesi.

Un Attore Inaspettato: Il NAD+ Mitocondriale

Qui entra in gioco una molecola fondamentale: il Nicotinamide Adenina Dinucleotide (NAD+). È un coenzima essenziale per un sacco di processi, inclusa la produzione di energia nei mitocondri. Se il livello di NAD+ nei mitocondri cala, la loro funzione respiratoria peggiora, si produce meno ATP e aumentano le specie reattive dell’ossigeno (ROS), che sono dannose. Al contrario, aumentare il NAD+ mitocondriale migliora la respirazione e riduce i ROS.

Ma come fa il NAD+ ad entrare nei mitocondri? Recentemente è stato scoperto un “trasportatore” specifico sulla membrana mitocondriale interna, chiamato SLC25A51. È lui che permette lo scambio diretto di NAD+ tra il citoplasma e i mitocondri. La sua perdita compromette la biogenesi mitocondriale. Tuttavia, il suo ruolo preciso nell’ICP era ancora un mistero.

Il “Cattivo” della Storia: BACH1 nella Colestasi Gravidica

E qui arriviamo al protagonista della nostra scoperta: una proteina chiamata BACH1 (BTB and CNC homology 1). BACH1 è un repressore trascrizionale, cioè una proteina che può “spegnere” l’espressione di certi geni. Era già noto per essere coinvolto nello stress ossidativo e nell’angiogenesi in altre malattie, e si sospettava potesse regolare anche la funzione mitocondriale. Ma cosa c’entra con l’ICP e la placenta?

Nel nostro studio, abbiamo fatto una scoperta sorprendente: i livelli di BACH1 sono significativamente più alti nelle placente di donne con ICP rispetto a quelle sane! Non solo, ma più alto è il livello di BACH1, peggiori sono alcuni indicatori clinici dell’ICP, come i livelli di acidi biliari totali (TBA), ALT e AST nel siero. Abbiamo confermato questi risultati anche in due diversi modelli murini di ICP (indotti con acido colico nella dieta o con iniezioni di estradiolo). Insomma, sembra proprio che BACH1 sia un attore importante (e non in senso positivo) nell’ICP.

Un Eroe Inaspettato: Cosa Succede Senza BACH1?

A questo punto, la domanda sorge spontanea: cosa succede se eliminiamo BACH1? Per scoprirlo, abbiamo usato topi geneticamente modificati in cui il gene Bach1 è stato “spento” (Bach1-/-). Abbiamo indotto l’ICP anche in questi topi e abbiamo confrontato i risultati con i topi normali (WT) con ICP.

I risultati sono stati incredibili! Nei topi senza BACH1, i danni alla placenta indotti dall’ICP erano notevolmente ridotti. La placenta era più grande, i feti più lunghi e pesanti, e c’erano più emociti (cellule del sangue) nella placenta, segno di una migliore vascolarizzazione. Inoltre, l’espressione di marcatori chiave dell’angiogenesi, come il VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) e il suo recettore VEGFR2, era significativamente aumentata, sia a livello di mRNA che di proteina. Anche altri marcatori delle cellule endoteliali (CD31, CD34, CD105, CD146) erano più alti, mentre un fattore associato a disfunzione endoteliale (vWF) era diminuito. In pratica, eliminare BACH1 sembrava promuovere l’angiogenesi placentare e migliorare la funzione della placenta nonostante l’ICP.

Ma Come Funziona Esattamente? Sveliamo il Meccanismo!

Ok, BACH1 è coinvolto e toglierlo aiuta. Ma qual è il meccanismo molecolare? Abbiamo usato approcci multi-omici (studiando trascritti e proteine su larga scala) per capirci di più. L’analisi proteomica delle placente umane con ICP ha rivelato alterazioni significative in proteine associate ai mitocondri e al metabolismo del NAD+.

Nei topi senza BACH1 e con ICP, abbiamo osservato che:

• Il contenuto di NAD+ nei mitocondri placentari era più alto.
• I livelli di ATP (energia) e SOD (un antiossidante) nei mitocondri erano maggiori.
• I livelli di ROS (stress ossidativo) nei mitocondri erano minori.
• L’attività dei complessi della catena di trasporto degli elettroni (I, II e IV), fondamentali per la respirazione mitocondriale, era migliorata.

Abbiamo visto effetti simili anche in cellule endoteliali umane (HUVEC) coltivate in laboratorio: silenziando BACH1 in queste cellule esposte a condizioni simili all’ICP (usando acido taurocolico, TCA), abbiamo ottenuto un aumento del NAD+ mitocondriale, un miglioramento della respirazione cellulare (misurata come OCR), più ATP/SOD e meno ROS.

La Prova del Nove: BACH1 Blocca Davvero SLC25A51?

Ma come fa BACH1 a influenzare il NAD+ mitocondriale? L’analisi proteomica ha indicato un candidato perfetto: il trasportatore SLC25A51! Abbiamo scoperto che l’espressione di SLC25A51 era significativamente ridotta nelle placente con ICP e che c’era una correlazione negativa tra i livelli di BACH1 e quelli di SLC25A51. Quando abbiamo silenziato BACH1 (nei topi o nelle cellule HUVEC), l’espressione di SLC25A51 aumentava.

La nostra ipotesi era che BACH1 agisse come un repressore diretto della trascrizione di SLC25A51. Per verificarlo, abbiamo usato tecniche di biologia molecolare:

• Abbiamo identificato un potenziale sito di legame per BACH1 sul promotore del gene SLC25A51 (la regione che ne controlla l’accensione).
• Con esperimenti di “reporter luciferasi”, abbiamo dimostrato che BACH1 poteva effettivamente spegnere l’attività del promotore di SLC25A51, ma solo se il sito di legame era intatto (se lo mutavamo, BACH1 non aveva più effetto).
• Con un’altra tecnica (EMSA), abbiamo confermato che la proteina BACH1 si lega fisicamente a quella specifica sequenza del DNA del promotore di SLC25A51.

Inoltre, abbiamo visto che eliminando BACH1, la quantità di proteina SLC25A51 aumentava specificamente nei mitocondri, non nel citoplasma, confermando il suo ruolo nel trasporto mitocondriale.

Per essere ancora più sicuri, abbiamo fatto l’esperimento inverso: abbiamo preso cellule HUVEC in cui avevamo silenziato BACH1 (che quindi stavano meglio e proliferavano di più nonostante il TCA) e abbiamo *anche* bloccato l’espressione di SLC25A51 usando shRNA. Risultato? I benefici del silenziamento di BACH1 venivano annullati! La proliferazione e la migrazione cellulare diminuivano di nuovo, e i marcatori di angiogenesi peggioravano. Questo dimostra che SLC25A51 è davvero un mediatore essenziale degli effetti di BACH1 sull’angiogenesi e sulla funzione mitocondriale in questo contesto.

Una Speranza Concreta: L’Inibitore di BACH1

Tutto questo è estremamente interessante dal punto di vista scientifico, ma può avere implicazioni pratiche? Sembrerebbe di sì! Esiste un composto, chiamato HPPE, che è stato identificato come un potenziale inibitore di BACH1. Lo abbiamo testato sulle nostre cellule HUVEC trattate con TCA.

Abbiamo scoperto che HPPE, a concentrazioni specifiche, riduceva efficacemente i livelli di BACH1. E cosa succedeva poi? Esattamente quello che ci aspettavamo:

• L’espressione di SLC25A51 aumentava.
• I marcatori di angiogenesi (VEGFA, VEGFR2, CD31, ecc.) aumentavano.
• Il marcatore di proliferazione PCNA aumentava.
• La capacità delle cellule di migrare (importante per formare nuovi vasi) migliorava.

In pratica, l’inibitore farmacologico di BACH1 sembrava mimare gli effetti benefici della sua eliminazione genetica, contrastando gli effetti negativi del TCA sulla proliferazione e migrazione delle cellule endoteliali. Questo apre la porta a possibili strategie terapeutiche mirate per l’angiogenesi placentare compromessa nell’ICP.

Tiriamo le Somme: Cosa Abbiamo Imparato?

Questo studio ci ha permesso di delineare un meccanismo nuovo e importante nell’ICP: l’aumento di BACH1 reprime l’espressione di SLC25A51. Questo limita il trasporto di NAD+ nei mitocondri delle cellule endoteliali placentari, peggiorando lo stress ossidativo mitocondriale e ostacolando l’angiogenesi.

La scoperta che inibire BACH1 (geneticamente o farmacologicamente) può migliorare la situazione, promuovendo l’angiogenesi tramite il ripristino della funzione di SLC25A51 e del trasporto di NAD+, è davvero promettente. BACH1 emerge come un potenziale bersaglio terapeutico per contrastare i danni placentari associati all’ICP.

Certo, la ricerca non si ferma qui. Ci sono ancora aspetti da approfondire, come gli effetti specifici sullo sviluppo fetale e la necessità di confermare questi risultati in modelli ancora più specifici (magari con knockout di Bach1 solo nelle cellule endoteliali). Ma la strada tracciata è entusiasmante e offre una nuova speranza per gestire meglio questa complicazione della gravidanza.

Fonte: Springer