Infezione da Herpes simplex virus-1 nel sistema nervoso enterico: un innovativo modello di alterazione della motilità intestinale

I disordini funzionali dell'apparato gastrointestinale (DFGI) presentano un’elevata prevalenza nella popolazione occidentale e possono essere estremamente invalidanti, compromettendo la qualità di vita dei pazienti che ne sono affetti (Talley, 2008). Anche se la patofisiologia è multifattoriale, recenti studi hanno evidenziato che anomalie del sistema nervoso enterico (SNE) sono alla base di DFGI. Il SNE occupa infatti un ruolo centrale nella modulazione delle funzioni intestinali e, di conseguenza, anche nella regolazione della motilità (De Giorgio e Camilleri, 2004). Agenti infettivi, come i virus neurotropi, sembrano coinvolti nell'insorgenza di anomalie motorie del tratto gastrointestinale (GI), dal momento che sono in grado di alterare il SNE sia in modo diretto che attraverso reazioni immuno-mediate. L’Herpes simplex virus di tipo 1 (HSV-1), un virus neurotropo comunemente diffuso nella nostra società, se somministrato nel lume esofageo del topo, è in grado infettare il SNE e sembra essere coinvolto nella genesi di DFGI (Gesser e Koo, 1996). Abbiamo recentemente dimostrato che il virus, inoculato per via intragastrica (IG) nel ratto, infetta il SNE (De Giorgio et al., 2007). Gli studi condotti nel mio periodo di dottorato hanno avuto come scopo la valutazione degli effetti del trattamento in vivo con HSV-1 sulla motilità intestinale degli animali trattati, mediante esperimenti di contrattilità su preparati di ileo, montati verticalmente in bagni per organo isolato. L’infezione IG con HSV-1 ha determinato un aumento della risposta all’agonista muscarinico carbacolo ed al CaCl2 nell’ileo di ratti infettati da una e sei settimane. La contrazione indotta dal KCl e la risposta colinergica evocata dalla stimolazione elettrica a campo (EFS) sono risultate invece variate solamente dopo una-due settimane dalla somministrazione IG del virus. La liberazione di acetilcolina triziata in seguito a depolarizzazione dei segmenti con KCl è risultata ridotta dopo ad una e sei settimane dall'infezione, confermando che la presenza del virus nel SNE altera la trasmissione nervosa colinergica. Inoltre, gli esperimenti di EFS hanno evidenziato un aumento della risposta rilasciante non adrenergica non colinergica (NANC) ad una settimana, suggerendo che il virus modifica anche la neurotrasmissione inibitoria. I risultati ottenuti suggeriscono che HSV-1 modifica la risposta contrattile sia recettore-mediata che non- in maniera peculiare: nella prima fase dell’infezione il virus interagisce direttamente con il SNE, mentre nello stadio tardivo la variazione della contrattilità intestinale appare riconducibile ad un basso grado di infiammazione indotto dalla presenza del patogeno (Brun et al., 2010). Lo studio della risposta recettore-mediata si è quindi focalizzato sull’effetto del trattamento in vivo sulla contrazione mediata dal sistema dell'adenosina, di cui è noto il ruolo nella modulazione della motilità intestinale e della neurotrasmissione enterica. Anche in questo caso sono state evidenziate alterazioni funzionali dopo una e sei settimane dall’inoculo IG. Nell’ileo dei ratti infettati con HSV-1 è stata inoltre dimostrata una modificata espressione di ADA, enzima strettamente coinvolto nella fine regolazione dei livelli di adenosina, e dei recettori A1 ed A2a. Il protocollo di infezione con il virus è stato quindi applicato a topi C57/Bl6 Wild Type (WT) ed a topi deficienti per il gene che codifica per il recettore Toll-like (TLR) 2, coinvolto nello sviluppo della risposta immunitaria innata contro i patogeni ed implicato nella produzione di citochine infiammatorie in risposta all'invasione di HSV-1. Sono state dunque indagate eventuali alterazioni della contrattilità intestinale imputabili alla delezione del gene e/o al trattamento in vivo con HSV-1. L'HSV-1 ha determinato nell’ileo evidenti variazioni della risposta recettore-mediata e non- sia nelle fasi iniziali che tardive dell'infezione. Inoltre, è stata dimostrato che anche nel topo l’infezione virale causa un’alterazione dell’eccitabilità neuronale e/o del rilascio di neurotrasmettitori a livello enterico. I risultati indicano altresì che i TLR2 rivestono un ruolo primario nella trasmissione neuromotoria enterica non solo durante l’infezione ma anche in condizioni fisiologiche. Alla luce dei risultati ottenuti, il mio lavoro di ricerca evidenzia come l’infezione enterica da HSV-1 possa rappresentare un nuovo modello di alterazione della contrattilità intestinale per lo studio dei meccanismi base responsabili dell’insorgenza di DFGI ed, in particolare, nelle alterazioni motorie indotte dai virus neurotropi.