Pancreatite nei Topi: Non Siamo Tutti Uguali (Nemmeno Loro!) – Un Viaggio nelle Differenze Genetiche

Amici lettori, preparatevi per un’immersione nel mondo un po’ intricato, ma affascinante, della ricerca scientifica! Oggi vi porto con me dietro le quinte di uno studio che, ve lo dico subito, mi ha tenuto incollato al bancone del laboratorio per un bel po’. Parleremo di pancreatite, quella brutta bestia che infiamma il pancreas, e di come non tutti i topi (sì, i nostri piccoli eroi da laboratorio) reagiscono allo stesso modo. Un po’ come noi umani, no? C’è chi prende un raffreddore e sta a letto una settimana e chi se la cava con uno starnuto. Ecco, qualcosa di simile accade anche nel pancreas dei nostri amici roditori.

Il titolo originale della ricerca da cui prendiamo spunto è “Strain-specific differences in cerulein-induced acute and recurrent acute murine pancreatitis”. Un po’ tecnico, vero? Ma non temete, lo sviscereremo insieme con parole semplici. In pratica, ci siamo chiesti: se provochiamo una pancreatite in diversi “tipi” (o ceppi, come li chiamiamo noi scienziati) di topi, cosa succede? Saranno tutti ugualmente sfortunati o ci saranno delle differenze?

L’Induzione del “Guaio”: la Ceruleina Entra in Scena

Per studiare la pancreatite, uno dei metodi più usati è quello di “iperstimolare” il pancreas con una sostanza chiamata ceruleina. Immaginatela come un analogo di un ormone che il nostro corpo produce, la colecistochinina (CCK), che dice al pancreas: “Ehi, produci enzimi digestivi!”. Se ne diamo troppa, il pancreas va in tilt e si infiamma. È un modello sperimentale molto utile perché è riproducibile e ci permette di studiare le varie fasi della malattia: acuta, ricorrente e persino cronica.

Noi ci siamo concentrati su due ceppi di topi molto usati nei laboratori di tutto il mondo: i C57BL/6N e gli FVB/N. Pensateli come due “famiglie” di topi con caratteristiche genetiche leggermente diverse. La domanda era: questa diversità genetica influenzerà la loro risposta alla ceruleina?

Primo Round: Pancreatite Acuta, Chi Soffre di Più?

Abbiamo iniziato inducendo una pancreatite acuta. Come? Con una serie di iniezioni di ceruleina. Ebbene, i risultati sono stati chiari fin da subito. I topi FVB/N se la sono passata decisamente peggio rispetto ai C57BL/6N. Abbiamo osservato in loro:

• Un edema pancreatico (cioè un gonfiore del pancreas) più marcato.
• Livelli di amilasi plasmatica (un enzima che aumenta nel sangue quando il pancreas è infiammato) significativamente più alti.
• Una maggiore infiltrazione di cellule infiammatorie nel tessuto pancreatico.
• Aree più estese di necrosi delle cellule acinari (la morte delle cellule che producono gli enzimi digestivi).

Insomma, il quadro clinico nei topi FVB/N era decisamente più severo. Era come se il loro pancreas fosse molto più “sensibile” all’insulto della ceruleina.

Il Mistero della Tripsina: Un Attivatore Fuori Controllo?

A questo punto, ci siamo chiesti: perché questa differenza? Uno dei principali “cattivi” nella pancreatite è l’attivazione prematura della tripsina all’interno del pancreas. Normalmente, la tripsina (un potente enzima digestivo) viene prodotta in forma inattiva (tripsinogeno) e si attiva solo nell’intestino. Se si attiva troppo presto, nel pancreas, inizia a “digerire” il pancreas stesso, scatenando l’infiammazione.

Abbiamo quindi misurato l’attività della tripsina nei due ceppi di topi dopo la somministrazione di ceruleina. E voilà! I topi FVB/N non solo mostravano picchi di attività della tripsina più alti, ma questa attività rimaneva elevata per un tempo più lungo rispetto ai topi C57BL/6N. Era come se l’interruttore dell’attivazione della tripsina fosse più facile da accendere e più difficile da spegnere negli FVB/N.

Ma perché questa maggiore e più prolungata attivazione della tripsina? Abbiamo scavato più a fondo, analizzando i livelli di alcune proteine chiave:

• SPINK1 (Serine Protease Inhibitor Kazal-type 1): è un inibitore della tripsina, una sorta di “guardia del corpo” che impedisce alla tripsina di fare danni. Negli FVB/N, i livelli di SPINK1 erano significativamente più bassi! Meno guardie del corpo, più libertà per la tripsina di scatenarsi.
• Catepsina L (CTSL): questa è una proteasi lisosomiale che, tra le altre cose, può degradare il tripsinogeno, impedendone l’attivazione. Sorpresa: anche i livelli di CTSL erano più bassi nei topi FVB/N.

Quindi, i topi FVB/N sembravano avere un doppio svantaggio: meno SPINK1 per frenare la tripsina attiva e meno CTSL per eliminare il suo precursore. Questo potrebbe spiegare la maggiore suscettibilità alla pancreatite acuta.

È interessante notare che, sebbene i livelli totali di tripsinogeno fossero un po’ più bassi negli FVB/N, il rapporto tra tripsinogeno e il suo inibitore SPINK1 era comunque a sfavore degli FVB/N, rendendoli più proni all’attivazione intrapancreatica della tripsina.

Secondo Round: La Pancreatite Ricorrente – Cambiano le Regole del Gioco?

La pancreatite, purtroppo, può non essere un evento isolato. Spesso si ripresenta, portando a quella che chiamiamo pancreatite acuta ricorrente, che a sua volta può evolvere in pancreatite cronica. In studi precedenti sul ceppo C57BL/6N, avevamo osservato che il secondo attacco di pancreatite era spesso peggiore del primo. Ci siamo chiesti se questo valesse anche per i “sensibili” FVB/N.

Abbiamo quindi indotto un primo episodio di pancreatite negli FVB/N, li abbiamo lasciati recuperare per 7 giorni, e poi abbiamo scatenato un secondo attacco. I risultati sono stati, in parte, sorprendenti e diversi da quanto visto nei C57BL/6N.

Durante il secondo episodio negli FVB/N, abbiamo osservato:

• Meno edema pancreatico e livelli di amilasi plasmatica più bassi rispetto al primo attacco. A prima vista, potrebbe sembrare un miglioramento.
• Tuttavia, l’infiltrazione di cellule infiammatorie (misurata anche tramite i livelli di mieloperossidasi, MPO) era più alta!
• Anche l’edema istologico (quello che vediamo al microscopio) era più marcato nel secondo episodio.
• La necrosi delle cellule acinari, invece, era significativamente ridotta durante il secondo attacco rispetto al primo, dove era stata notevole.

Come interpretare questi dati apparentemente contraddittori? Una possibile spiegazione è che la severa necrosi cellulare avvenuta durante il primo attacco negli FVB/N, e forse un recupero non completo nonostante i 7 giorni, abbiano “preparato il terreno” in modo diverso per il secondo insulto. Forse c’erano meno cellule acinari “disponibili” a subire necrosi, ma il sistema immunitario era più “allertato” e pronto a scatenare una risposta infiammatoria più massiccia. È come se il pancreas, già provato, reagisse in maniera diversa, forse più “confusa” o sbilanciata.

Questi risultati sottolineano come la risposta a episodi ricorrenti di pancreatite sia complessa e dipenda fortemente dal ceppo di topo e dal protocollo sperimentale. La gravità del primo episodio, in particolare l’estensione della necrosi, e il tempo di recupero sembrano essere fattori determinanti.

Cosa Ci Portiamo a Casa da Questo Studio?

Beh, la prima cosa, e forse la più importante, è che il background genetico conta, eccome! Non possiamo dare per scontato che ciò che osserviamo in un ceppo di topi sia valido per tutti gli altri. Questo ha implicazioni enormi per la ricerca, specialmente quando si usano modelli murini geneticamente modificati per studiare malattie umane. Bisogna sempre tenere a mente le “peculiarità” del ceppo di partenza.

Nel nostro caso specifico, abbiamo confermato e ampliato le conoscenze sulla maggiore suscettibilità dei topi FVB/N alla pancreatite indotta da ceruleina, identificando nella ridotta espressione dell’inibitore SPINK1 e dell’enzima degradante CTSL dei possibili colpevoli per la maggiore e più prolungata attivazione della tripsina.

Inoltre, abbiamo visto che la “memoria” di un attacco di pancreatite può influenzare la gravità e le caratteristiche di attacchi successivi, ma anche qui, le differenze tra ceppi sono notevoli.

Certo, il nostro studio ha delle limitazioni. Non abbiamo analizzato nel dettaglio tutto il microambiente infiammatorio o le complesse vie di segnalazione intracellulare che potrebbero contribuire a queste differenze. Sappiamo, ad esempio, che segnali anomali del calcio all’interno delle cellule acinari giocano un ruolo cruciale, così come l’interazione con altre cellule, come quelle stellate o i macrofagi. Questi sono tutti percorsi affascinanti che meritano ulteriori indagini.

Ma ogni studio aggiunge un tassello al grande puzzle della comprensione di malattie complesse come la pancreatite. E capire queste differenze “individuali”, anche se per ora solo nei topi, è fondamentale per poter un giorno sviluppare terapie sempre più mirate ed efficaci anche per noi umani.

Spero che questo piccolo viaggio nel mondo della ricerca vi sia piaciuto. Alla prossima avventura scientifica!

Fonte: Springer