Neurotrophic factors and other humoral mediators in chronic stress

Lo stress ਠstato definito come "una risposta specifica del corpo a qualsiasi richiesta non specifica (stressor) su di esso". Quando lo stress, reale o percepito, ਠduraturo o la risposta non ਠappropriata (distress), i cambiamenti fisiologici di breve termine lasciano spazio ad alterazioni di lungo termine che possono causare condizioni patologiche, tra cui malattie mentali. Secondo questo modello di "carico allostatico", i mediatori primari come le catecolamine e gli ormoni steroidei, innescano alterazioni multi-sistemiche su mediatori secondari che portano a manifestazioni negative in diversi sistemi corporei, inclusi quello nervoso e immunitario. Neurotrofine, in particolare il Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF), e mediatori del sistema immunitario, come citochine e chemochine, sono possibili modulatori della risposta allo stress cronico. Pertanto, ci siamo posti l'obiettivo di valutare i loro livelli circolanti in soggetti sani in condizioni di stress lavoro-correlato. Prima di cià², poichà© la misurazione del BDNF circolante ਠdi grande interesse per la sfera psichiatrica, ma soffre per inconsistenze probabilmente a causa della mancanza di procedure standard di selezione e valutazione, abbiamo cercato di superare queste limitazioni definendo una metodologia standardizzata sia per la raccolta dei campioni che per la misurazione di BDNF. Per fare cià², abbiamo selezioniamo il siero come fluido elettivo per la quantificazione di BDNF e, utilizzando sieri di 40 soggetti adulti sani, abbiamo confrontato le prestazioni di sei kit di ELISA commerciali specifici per BDNF. Tutti i kit hanno mostrato la capacità  di misurare il BDNF nel 100% dei campioni e, con una sola eccezione, range paragonabili. Tuttavia, essi hanno mostrato variazioni inter-assay molto diverse, dal 5% al 38%. Tali variazioni, erano superiori a quelle dichiarate dai produttori fatta eccezione per un kit, che nel complesso ha mostrato le prestazioni migliori. In aggiunta, l'analisi Dot-blot ha rivelato che due kit hanno riconosciuto selettivamente la forma matura di BDNF, mentre gli altri hanno reagito anche con il suo precursore, il pro-BDNF. Occorre notare che, avendo definito una procedura standardizzata che riduce l'elevata variabilità  dovuta ai differenti passaggi tecnici nelle fasi pre-analitiche e analitiche, questo studio fornisce la base per ottenere una misura affidabile del BDNF nel siero umano, adatto per potenziali applicazioni cliniche future. Come accennato, il passo successivo ਠstato quello di valutare il BDNF e i mediatori immunitari circolanti in soggetti con stress lavoro correlato. Abbiamo quindi misurato il BDNF e, utilizzando la tecnologia ELISA multiplex, altri 48 analiti tra citochine, chemochine e fattori di crescita nel siero di 122 soggetti sani (87 femmine e 35 maschi). I partecipanti sono stati arruolati tra assistenti sanitari e valutati per lo stress lavoro-correlato con scale stress psicofisico e burnout estratte da un questionario di auto-valutazione standardizzato per il contesto italiano (test Qu-BO). Lo stress psicofisico ਠstato valutato con cinque elementi, vale a dire ansia, disturbi emotivi, gastrointestinali, cardiaci e disfunzioni ergonomiche sul posto di lavoro pi๠uno stato generale di stress stimato come la media delle cinque dimensioni; il burnout ਠstato misurato con tre elementi adattati dal Maslach Burnout Inventory, nello specifico esaurimento emotivo, depersonalizzazione e realizzazione personale. Alti punteggi di score sono associati a situazioni di stress cronico elevato, ad eccezione della scala di realizzazione personale. Abbiamo individuato che le donne avevano punteggi pi๠elevati rispetto agli uomini per tutti gli elementi di stress psicofisico e per lo stato di esaurimento emotivo. Oltre a cià², dopo aver corretto per sesso e indice di massa corporea (IMC), abbiamo cercato di correlare le variabili biologiche con i punteggi delle diverse scale di stress, utilizzando una combinazione di analisi univariate (correlazioni parziali) e multivariate (analisi dei minimi quadrati e fattoriale), per tener conto delle correlazioni tra analiti. Come risultato, non abbiamo trovato alcuna associazione tra le variabili biologiche e lo stato di burnout, mentre, d'altra parte, abbiamo rilevato associazioni negative tra elementi dello stress psicofisico e alcuni marcatori del pattern di chemochine. In particolare, abbiamo osservato che i livelli di MCP-1/CCL2, CTACK/CCL27, RANTES/CCL5 e Eotassina/CCL11 correlano negativamente con diverse scale di stress psicofisico quali ansia, problemi gastrici e cardiaci e disfunzioni ergonomiche sul posto di lavoro. Inoltre, abbiamo osservato che IL-17, una citochina caratteristica del sottotipo T-helper 17 (Th17) e associata a danni a diversi tessuti, incluso quello intestinale, correla positivamente con alti punteggi in soggetti che accusano problemi gastrici (r=0.280, p=0,010). Curiosamente, abbiamo rilevato anche una relazione positiva tra BDNF e il punteggio di disfunzione ergonomica sul posto di lavoro (r=0.284, p=0,009), potenzialmente a causa di meccanismi di compensazione protettivi. Nel loro insieme, i nostri risultati supportano l'ipotesi che lo stress cronico induce una generale soppressione sia risposta immunitaria cellulare e umorale. Tuttavia, le conseguenze sono difficili da prevedere in quanto lo stress ਠnoto per avere un effetto sia soppressivo che stimolante sul sistema immunitario. Per esplorare ulteriormente il potenziale ruolo protettivo di BDNF in condizioni di stress cronico, a livello cellulare, ci siamo serviti di un modello di stress citotossico in-vitro, consistente in una linea di cellule di neuroblastoma umano, le SK-N-BE, trattata con cisplatino, un farmaco chemioterapico. Da ciಠabbiamo osservato che il cisplatino, in particolare dopo 24 di trattamento, aumenta la produzione di BDNF sia a livello trascrizionale che proteico. In aggiunta, lo stimolo citotossico dato dal cisplatino aumenta anche il tasso di trasduzione BDNF. Abbiamo ipotizzato che l'induzione della traduzione di BDNF avvenga attraverso l'attività  di Aurora chinasi, come avviene, ad esempio, per la chinasi II dipendente da ?-Ca2+/calmodulina (?CaMKII), in quanto si tratta di un meccanismo conservato a partire dagli ovociti di Xenopus fino a livello delle sinapsi neuronali di ippocampo. Pertanto, bloccando l'attività  di Aurora chinasi grazie al potente inibitore PHA-680.632, ci aspettavamo di osservare una riduzione nella traduzione di BDNF e un aumento della mortalità  cellulare come risultato del diminuito supporto trofico. Sorprendentemente, nonostante un aumento della morte cellulare, ma solo in combinazione con cisplatino, abbiamo osservato una maggiore induzione della traduzione di BDNF, soprattutto da quei trascritti contenenti in particolare l'esone 6 di BDNF (una variante di splicinge della porzione 5' non tradotta), il cui ruolo ਠgià  stato osservato essere cruciale in condizioni di stress citotossico. In conclusione, i nostri risultati delineano un meccanismo di induzione della traduzione degli mRNA di BDNF potenzialmente indipendente da Aurora chinasi, almeno in condizioni di stress citotossico. Sebbene non dimostrato per BDNF, tali meccanismi potrebbero includere il reclutamento dell'unità  trascrizionale con modalità  indipendenti dalla presenza del cap al 5' non tradotto degli mRNA. Le suddette osservazioni potrebbero avere importanti implicazioni cliniche nell'uso di inibitori di Aurora come coadiuvanti nel trattamento del neuroblastoma in quanto, nonostante inducano un aumento della mortalità , facilitano la selezione di cellule resistenti che producono una maggiore quantità  di BDNF.