Espressione e attività del recettore nicotinico α7nAchR in macrofagi intestinali di pazienti con malattie infiammatorie croniche intestinali ed in modelli murini di neuropatie del sistema nervoso enterico

Il recettore nicotinico α7 è coinvolto nel sistema colinergico anti-infiammatorio, il meccanismo attraverso il quale il sistema nervoso regola la risposta infiammatoria dei leucociti. Il nervo vago rilascia acetilcolina che lega i recettori nicotinici α7 (α7nAChR) presenti nella superficie dei macrofagi, inibendo il rilascio di mediatori della risposta pro-infiammatoria, quali TNFα e IL1β. Le malattie infiammatorie croniche (in inglese IBD, Intestinal Bowel Disease) sono malattie idiopatiche caratterizzate da flogosi cronica che comprendono malattia di Crohn (MC) e colite ulcerosa (CU). Nellâ uomo, studi epidemiologici hanno dimostrato che il fumo ha un effetto soppressivo su macrofagi e linfociti migliorando il decorso della CU mentre aggrava il quadro istologico della MC. I meccanismi responsabili di questa dicotomia non sono attualmente noti. Questo lavoro di tesi si è proposto di studiare i meccanismi alla base dellâ attività anti-infiammatoria espletata dalla nicotina nei pazienti affetti da CU ma non da MC verificando lâ ipotesi che diversi livelli di espressione dei recettori nicotinici nei pazienti con CU ed MC possano giustificare il diverso effetto della nicotina sul decorso della malattia. Si è quindi verificato se lâ espressione dei recettori nicotinici nei macrofagi mucosali in corso di infiammazione, e quindi la loro sensibilità al riflesso anti-infiammatorio colinergico, potesse essere influenzata dal sistema nervoso enterico. I livelli di espressione e la funzionalità del recettore nicotinico α7nAChR in pazienti affetti da CU e MC in remissione clinica o in fase di attività lieve rispetto a soggetti di controllo (VS, volontari sani o soggetti in screening per cancro colico) sono stati studiati in macrofagi differenziati da monociti ottenuti da sangue periferico ed in macrofagi intestinali isolati da biopsie di colon-sigma. Nei macrofagi derivati dal sangue periferico, il recettore nicotinico α7nAChR è risultato paragonabile tra i tre gruppi sia a livello di mRNA, quantificato mediante Real Time-PCR, che di proteina, quantificata determinando il legame di α-bungarotossina-Alexa Fluor 488. Al contrario, il recettore nicotinico è risultato invece maggiormente espresso nei macrofagi della mucosa intestinale dei soggetti con CU rispetto ai soggetti sani o con MC. Inoltre la nicotina, ligando esogeno di α7nAChR, ha ridotto in maniera significativa lâ espressione di TNFα stimolata da LPS nei macrofagi mucosali di CU ma non di MC. Al fine di determinare il meccanismo responsabile dellâ alterata espressione del α7nAChR nella MC, il sistema colinergico anti-infiammatorio è stato studiato in diversi modelli murini caratterizzati dalla presenza di una neuropatia del sistema nervoso enterico, poiché è nota la presenza di danni strutturali e funzionali ai neuroni enterici nei pazienti con MC. In particolare sono stati utilizzati topi deficienti del recettore TLR2 (TLR2-/-) o topi con infezione nel sistema nervoso enterico da Herpes Virus simplex di tipo 1 (HSV-1). In questi animali è stata determinata, in condizioni basali e durante le fasi precoci e tardive di una colite sperimentale da DSS, lâ espressione di α7nAChR nei macrofagi intestinali e il grado di attivazione pro-infiammatoria di queste cellule. I macrofagi della mucosa colica hanno evidenziato che in condizioni basali non vi è una significativa differenza tra topi WT e topi TLR2-/- nei livelli di espressione del recettore α7nAChR nei macrofagi intestinali, mentre nella neuropatia nei topi inoculati con HSV-1 si registra un significativo aumento del recettore α7nAChR. Tuttavia, a seguito della somministrazione di DSS per tre giorni si è osservato un significativo aumento del recettore α7nAChR in topi WT, ma non nei topi portatori di neuropatia enterica, TLR2-/- e infettati per via orogastrica con HSV-1. Parallelamente lâ attivazione dei macrofagi mucosali è stata determinata quantificando lâ espressione del marcatore di superficie F4/80 e lâ attivazione della caspasi-1. Nei macrofagi della mucosa colica di topi WT ma non in topi portatori di neuropatia del SNE si osserva lâ attivazione della caspasi-1 e la sovra-espressione di F4/80 durante le fasi iniziali della colite indotta da DSS. Inoltre, solo nei macrofagi ottenuti da topi WT la nicotina è in grado di ridurre lâ attivazione della caspasi-1 indotta da LPS+ATP. La somministrazione in vivo di nicotina riduce la gravità della colite nei topi WT ma risulta inefficace nei topi TLR2-/-. Infine, abbiamo quindi verificato che ristabilendo lâ integrità del SNE mediante la somministrazione di fattore neurotrofico derivante dalla glia (GDNF) in vivo a topi TLR2-/-, viene ripristinata una normale attivazione della caspasi-1 nei macrofagi mucosali in corso di colite. In conclusione, unâ ottimale azione del sistema colinergico anti-infiammatorio richiede lâ aumentata espressione di α7nAChR nei macrofagi mucosali in risposta ad un processo flogistico. Tuttavia, in presenza di neuropatia (i.e. virale o trofica) lâ aumentata espressione di α7nAChR nei macrofagi mucosali può risultare insufficiente portando eventualmente ad un danno mucosale amplificato. I mediatori che direttamente regolano lâ espressione di α7nAChR nei macrofagi mucosali sono attualmente oggetto di studio.