Studio di nuovi pathways molecolari nelle alterazioni del segnale insulinico in relazione all'obesità ed alle sue complicanze metaboliche

ABSTRACT Razionale. La biliverdina reduttasi-A (BVR-A), enzima tradizionalmente conosciuto per il suo ruolo nella degradazione dell’EME, è stata recentemente studiata nell’ambito dei meccanismi di regolazione della sensibilità insulinica. Ad oggi non esistono studi relativi al ruolo di BVR-A nel contesto dell’obesità nell’uomo; pertanto, questo studio ha avuto lo scopo di valutare l’espressione e l’attivazione di BVR-A e delle altre componenti della cascata insulinica in soggetti obesi e studiarne i correlati clinici, biochimici e molecolari. Inoltre, questo studio ha voluto valutare l'espressione di BVR-A nel tessuto adiposo (TA) di soggetti obesi e indagarne la possibile associazione con marcatori di compromissione metabolica e infiammazione del TA. Metodi. Per questo studio sono state reclutate due popolazioni: I. Per lo studio del segnale insulinico sono stati selezionati 20 soggetti obesi candidati alla chirurgia bariatrica e 20 controlli. II. Per la valutazione dell’espressione di BVR-A nel TA sono stati reclutati 38 soggetti obesi che si sottoponevano a valutazioni cliniche preliminari all’intervento di chirurgia bariatrica. Entrambe le popolazioni sono state sottoposte a work-up clinico e prelievo venoso a digiuno per esami ematochimici di routine. Nella popolazione I, la valutazione dei livelli di espressione e attivazione di BVR-A e delle proteine del segnale insulinico IR, IRS1, AKT, GSK3b e mTOR è stata eseguita mediante western-blot nelle cellule polimorfonucleate (PBMC) dei soggetti obesi e dei controlli. Nella popolazione II l’espressione di BVR-A è stata valutata su biopsie di TA viscerale mediante real-time PCR. In tutti i soggetti obesi, l’infiammazione del TA e epatico è stata valutata mediante immunoistochimica e valutazione dell’espressione genica di specifici marcatori di infiammazione, ipossia, apoptosi e fibrosi tissutale. Risultati. Popolazione I. I soggetti obesi presentavano ridotti livelli di espressione e attivazione di BVR-A e aumentata attivazione del segnale insulinico a livello di IRS1 e dell’asse AKT/GSK3 rispetto ai controlli. A valle di tutto questo, i soggetti obesi presentavano aumentati livelli di espressione e di esposizione di GLUT4. Nei soggetti obesi, ridotti livelli di BVR-A correlavano con aumentati trigliceridi, BMI, circonferenza vita e con la diagnosi di sindrome metabolica (SM) e il numero di componenti della SM. Inoltre, ridotti livelli di BVR-A si associavano alla diagnosi e alla gravità della steato-epatite non alcool correlata (NASH) e a caratteristiche di infiammazione del TA, quali una maggiore espressione adipocitaria di UNC5B e di WISP-1. Dopo chirurgia bariatrica i pazienti mostravano livelli di BVR-A comparabile ai controlli e ripristino del segnale insulinico a livello di IRS1 e dell’asse AKT/GSK3. Popolazione II. La popolazione in studio è stata stratificata in due sottogruppi, sotto e sopra il valore mediano dell'espressione di mRNA di BVR-A (low e high BVR-A, rispettivamente). I soggetti appartenenti al gruppo low BVR-A presentavano livelli di GGT e prevalenza di NAFLD significativamente più alti rispetto a quelli appartenenti al gruppo high BVR-A. Gli individui appartenenti al gruppo low BVR-A presentavano un odds ratio per NAFLD di 1.38; ridotti livelli di espressione di BVR-A nel TA erano in grado di predire la presenza di NAFLD con AUROC = 0.89. I pazienti appartenenti al gruppo low BVR-A presentavano un aumento significativo dell'espressione di IL-8 e Caspase 3 nel TA rispetto agli individui appartenenti al gruppo high BVR-A. Conclusioni. Questo studio dimostra che ridotti livelli di BVR-A si associano ad obesità, alterazioni precoci del segnale insulinico e indicatori clinici di insulino-resistenza. Inoltre, ridotti livelli di espressione di BVR-A nel TA si associano a NAFLD, dismetabolismo e infiammazione del TA. Questi dati suggeriscono un possibile coinvolgimento della BVR-A non solo nella regolazione del segnale insulinico ma anche nella regolazione dell'omeostasi del TA e dei processi infiammatori in presenza di obesità.