Occhi Sporgenti e Grasso Misterioso: Abbiamo Smascherato un Regista Occulto dell’Oftalmopatia Tiroidea!

Ciao a tutti, appassionati di scienza e curiosi! Oggi voglio parlarvi di una scoperta che mi ha davvero entusiasmato e che potrebbe aprire nuove strade per comprendere e, speriamo, trattare una patologia piuttosto fastidiosa: l’oftalmopatia associata alla tiroide, o TAO, per gli amici. Immaginatevi una condizione in cui i vostri occhi sembrano voler uscire dalle orbite, le palpebre si ritraggono e, nei casi peggiori, la vista ne risente. Non proprio una passeggiata, vero? Ecco, la TAO è proprio questo, una malattia autoimmune che colpisce l’orbita oculare e che ci dà parecchio filo da torcere.

L’Oftalmopatia Tiroidea: Quando gli Occhi Parlano Troppo

La TAO, conosciuta anche come orbitopatia di Graves, è un disturbo autoimmune piuttosto diffuso. I sintomi più comuni sono la retrazione palpebrale, l’esoftalmo (sì, proprio gli occhi sporgenti) e la visione doppia. Nei casi più seri, può portare a ulcerazioni corneali e a una riduzione della capacità visiva. Ma cosa succede esattamente dietro le quinte, o meglio, dietro gli occhi? Beh, principalmente c’è un ingrossamento dei muscoli extraoculari e, soprattutto, del tessuto adiposo orbitale. È qui che le cose si fanno interessanti.

Studi precedenti hanno già identificato i fibroblasti orbitali come bersagli principali nella patogenesi della TAO. Queste cellule sono un po’ dei jolly: possono differenziarsi e cambiare “mestiere”. Nel caso della TAO, sembra che amino particolarmente trasformarsi in cellule adipose, gli adipociti. Questo processo si chiama adipogenesi.

Adipociti Impazziti: Il Grasso che Non Dovrebbe Esserci

L’adipogenesi è un processo complesso, regolato da una serie di fattori di trascrizione, come i C/EBP e il famoso PPARγ. Questi “direttori d’orchestra” cellulari, una volta attivati, danno il via alla produzione di geni specifici degli adipociti, come FABP4 e adiponectina. Ora, il punto è che le cellule isolate dai tessuti adiposi orbitali di pazienti con TAO sembrano essere particolarmente inclini a intraprendere questa strada di differenziazione adiposa quando stimolate. È come se avessero una predisposizione a “ingrassare” più facilmente.

Nel nostro studio, abbiamo voluto vederci più chiaro. Analizzando campioni di tessuto adiposo orbitale, abbiamo notato qualcosa di curioso: sebbene il volume totale del tessuto adiposo orbitale fosse inferiore nei pazienti TAO rispetto ai controlli sani, il numero di adipociti era significativamente maggiore. Sembra un controsenso, ma potrebbe significare che ci sono più cellule adipose, magari più piccole, ma più attive. E infatti, i livelli di espressione dei marcatori di differenziazione adipocitaria (come PPARγ, FABP4) erano più alti nei campioni TAO. Non solo, abbiamo anche visto che questo tessuto adiposo orbitale esprimeva marcatori tipici del cosiddetto “grasso beige”, un tipo di grasso metabolicamente attivo, e presentava alti livelli di fattori infiammatori. Insomma, un bel calderone di attività!

LSD1: Un Interruttore Epigenetico Sotto la Lente

Ma come si accende questo interruttore che porta a un’eccessiva formazione di grasso? Qui entra in gioco l’epigenetica. L’epigenetica è quella branca affascinante della biologia che studia come l’espressione dei geni possa essere modificata senza alterare la sequenza del DNA. Immaginatela come una serie di “post-it” o “segnalibri” appiccicati sul nostro codice genetico, che dicono ai geni quando e quanto lavorare. Uno degli attori principali in questo scenario è un enzima chiamato LSD1 (Lysine Specific Demethylase 1).

LSD1 è stato il primo demetilasi (un enzima che rimuove gruppi metilici) a essere identificato. La sua particolarità è che può agire in due modi: può rimuovere gruppi metilici dalla lisina 4 dell’istone 3 (H3K4), agendo come un repressore genico, oppure può demetilare la lisina 9 dell’istone 3 (H3K9), agendo in questo caso come un attivatore. Pensatelo come un interruttore a due posizioni. È noto per essere coinvolto in vari processi, inclusa la differenziazione del tessuto adiposo. E qui la lampadina si è accesa: e se LSD1 avesse un ruolo chiave nell’adipogenesi anomala della TAO?

La Scoperta Chiave: LSD1 Super-Attivo nella TAO

Per investigare, abbiamo isolato cellule dal tessuto adiposo orbitale di pazienti TAO e di controlli sani. Ebbene sì, abbiamo scoperto che LSD1 era significativamente più espresso nelle cellule derivate da pazienti TAO! Questo era già un indizio importante. Ma non ci siamo fermati qui. Abbiamo provato a “spegnere” LSD1 in queste cellule TAO (usando una tecnica chiamata knockdown con shRNA). Il risultato? L’espressione dei marcatori degli adipociti e dei fattori infiammatori è crollata! Anche la quantità di goccioline lipidiche (il grasso accumulato nelle cellule) è diminuita. Questo ci ha confermato che LSD1 è un potenziale regolatore della progressione della TAO, agendo proprio sull’adipogenesi.

Per capire meglio quali geni fossero sotto il controllo di LSD1, abbiamo fatto un’analisi trascrittomica (RNA-sequencing) dopo aver silenziato LSD1. Abbiamo visto che migliaia di geni cambiavano la loro espressione. In particolare, geni coinvolti nel metabolismo lipidico, come la biosintesi degli acidi grassi e la formazione di goccioline lipidiche, erano tra quelli la cui espressione diminuiva quando LSD1 veniva ridotto. Anche vie metaboliche e immunitarie sembravano essere influenzate.

Il Meccanismo Svelato: LSD1 e la Demetilazione di H3K9

A questo punto, la domanda era: come fa LSD1 a promuovere l’adipogenesi nella TAO? Ricordate il suo doppio ruolo sugli istoni? Abbiamo analizzato i livelli globali di metilazione degli istoni e abbiamo scoperto che nelle cellule TAO c’era un livello più basso di H3K9me2 (istone H3 dimetilato sulla lisina 9) rispetto alle cellule non-TAO. Quando abbiamo silenziato LSD1 nelle cellule TAO, i livelli di H3K9me2 sono aumentati! Questo suggeriva che LSD1, nella TAO, stesse lavorando per rimuovere la metilazione da H3K9, attivando così l’espressione dei geni bersaglio.

Per confermare questa ipotesi, abbiamo usato una tecnica chiamata ChIP-seq, che ci permette di vedere dove esattamente una proteina (o una modificazione istonica) si lega sul DNA. E bingo! Abbiamo visto che l’arricchimento di H3K9me2 nelle regioni promotrici dei geni era inferiore nelle cellule TAO rispetto ai controlli. E, cosa ancora più importante, quando LSD1 veniva inattivato nelle cellule TAO, l’arricchimento di H3K9me2 in queste regioni aumentava. Questo significava che LSD1 stava proprio demetilando H3K9me2 in quelle zone, “accendendo” i geni. Quali geni? Beh, tra questi c’erano proprio i marcatori di differenziazione adipocitaria come FABP4 e geni infiammatori come IL6 e CCL18. LSD1 si legava direttamente a queste regioni e ne regolava i livelli di H3K9me2.

Spegnere l’Interruttore: Speranze Terapeutiche

Se LSD1 promuove l’adipogenesi nella TAO, allora inibirlo potrebbe essere una strategia terapeutica, no? Per verificarlo, abbiamo indotto l’adipogenesi in cellule TAO in presenza o assenza di un inibitore di LSD1, la pargilina. I risultati sono stati incoraggianti: la pargilina ha soppresso la formazione di goccioline lipidiche in modo dose-dipendente. Anche l’espressione dei geni adipogenici e infiammatori è diminuita.

Abbiamo anche testato il teprotumumab, un anticorpo monoclonale già approvato dalla FDA per il trattamento della TAO, che agisce inibendo il recettore del fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF-1R). Anche il teprotumumab, da solo, ha inibito la formazione di goccioline lipidiche e ha ridotto l’espressione dei geni correlati all’adipogenesi. Ma la cosa più interessante è stata quando li abbiamo combinati: il trattamento con pargilina insieme a teprotumumab ha mostrato un effetto inibitorio additivo sull’adipogenesi! Questo è davvero promettente, perché suggerisce che colpire LSD1 potrebbe essere un approccio complementare alle terapie esistenti.

Oltre l’Orizzonte: Cosa Ci Riserva il Futuro?

Quindi, cosa ci portiamo a casa da tutto questo? Beh, sembra proprio che le modificazioni epigenetiche siano disregolate nel processo della TAO e che LSD1 giochi un ruolo da protagonista nel promuovere la differenziazione degli adipociti. Rimuovendo la “marcatura” H3K9me2 dai promotori dei geni adipogenici, LSD1 ne attiva l’espressione, portando a quell’accumulo di grasso che vediamo nella TAO.

Certo, la storia non finisce qui. Bisognerà capire meglio l’interazione tra LSD1 e altri fattori di trascrizione o altre modificazioni istoniche nella TAO. E poi c’è l’aspetto del metabolismo energetico: LSD1 è coinvolto anche in questo, quindi sarà interessante esplorare l’impatto dell’adipogenesi mediata da LSD1 sul metabolismo cellulare nella TAO.

Quello che è certo è che questo studio apre una nuova finestra sulla comprensione dei meccanismi della TAO e, soprattutto, posiziona LSD1 come un potenziale bersaglio terapeutico. Inibire LSD1 potrebbe essere un modo per “raffreddare” l’eccessiva formazione di grasso nell’orbita, alleviando i sintomi di questa complessa malattia.

È affascinante come la ricerca di base, scavando nei meccanismi molecolari più fini, possa portare a intuizioni così importanti per la clinica. Continueremo a indagare, perché ogni piccola scoperta è un passo avanti verso nuove soluzioni!

Fonte: Springer