Interleuchina-22: un potenziale target i disturbi metabolici

Read time: 4 mins

La correlazione tra l’alterazione della flora intestinale e la comparsa di disturbi metabolici quali obesità, diabete e malattie cardiovascolari è cosa nota. Difetti nella preservazione dell'integrità della barriera mucosa possono causare endotossiemia sistemica che contribuisce a un infiammazione cronica di basso grado, la quale promuove ulteriormente lo sviluppo di sindromi metaboliche. Interleuchina (IL)-22 è una citochina della famiglia IL-10 espressa prevalentemente da cellule linfoidi innate (ILC) e T helper (TH) CD4+ ed esercita un ruolo essenziale nell’innescare l'immunità antimicrobica e mantenere l’integrità della barriera mucosa all'interno dell'intestino.
In un articolo comparso recentemente su Nature, un gruppo di ricercatori dell’azienda Genentech, appartenente al Gruppo Roche e leader nelle biotecnologie e nel settore dell’immunologia, ha indagato la correlazione tra IL-22 e disturbi metabolici partendo dall’osservazione che l’obesità nei topi è comunemente associata con infiammazione cronica e carenza di difese immunitarie a livello della mucosa, mentre i topi con carente immunità mucosale spesso sviluppano disordini metabolici.

Le loro ricerche li hanno condotti ad affermare che l’induzione di IL-22 da cellule ILC e TH CD4+ è alterata nei topi obesi sottoposti ad attacchi del sistema immunitario, in particolare nel colon durante l'infezione con Citrobacter rodentium. Dopo l'infezione con questo patogeno intestinale si osserva infatti una drastica riduzione del picco di espressione di IL-22 nel colon di topi obesi indotti da dieta (DIO), topi leptin-deficient (ob/ob), e, in misura minore, topi geneticamente obesi leptin-receptor-deficient (db/db).
L'analisi istologica delle sezioni del colon dei topi db/db e ob/ob infetti ha rivelato una maggiore infiltrazione dei leucociti, gravi danni epiteliali, necrosi localizzata nella sottomucosa e un’elevata carica batterica nel fegato e nella milza; mentre i topi DIO sono sopravvissuti più a lungo, probabilmente a causa della età più avanzata al momento dell'infezione. Tuttavia, una elevata carica batterica è stata rilevata anche in questi ultimi, suggerendo un simile difetto della difesa mucosa.

Durante l'infezione, IL-22 è prodotta principalmente da ILC dopo attivazione da parte della citochina IL-23 ed è proprio questo difetto di induzione la causa diretta della riduzione nella produzione di IL-22 e della morbilità dopo l’infezione. La somministrazione esogena di IL-22-Fc è stata infatti in grado di ridurre la mortalità, alleviare il danno epiteliale e l'infiammazione e inibire la diffusione di batteri nel fegato e nella milza nei topi db/db infettati con C. rodentium.

Data la stretta correlazione tra immunità mucosale e obesità, i ricercatori si sono chiesti se la mancanza del signaling di IL-22 potesse contribuire allo sviluppo di sindrome metabolica: topi IL-22- e IL-22R1-deficient sono stati sottoposti ad alimentazione HFD. I topi IL-22R1-deficient hanno mostrato aumento di peso e successivamente sviluppato intolleranza al glucosio e insulino-resistenza, mentre non sono state osservate differenze nella tolleranza al glucosio e peso corporeo tra topi IL-22-deficient e topi controllo. Ciò suggerisce che altri ligandi di IL-22R1 potrebbero svolgere una funzione ridondante nella modulazione del metabolismo.

Per definire ulteriormente il ruolo del signaling di IL-22 nella patogenesi della sindrome metabolica, gli autori hanno somministrato IL-22-Fc esogeno in topi obesi. La terapia ha significativamente ridotto sia il peso corporeo che i livelli di glucosio nel sangue, alleviando l’intolleranza al glucosio e l’insulino-resistenza. Secondo i ricercatori, il trattamento con IL-22-Fc non altera il microbioma intestinale ma riduce l’infiammazione cronica apportando così un effetto terapeutico benefico sull’obesità e sulle altre sindromi metaboliche.
Infine, la terapia con IL-22-Fc ha un effetto diretto sul metabolismo: IL-22R1 non è solo espresso sull’epitelio intestinale ma anche su diversi organi coinvolti nel metabolismo come il fegato. Studi precedenti hanno dimostrato che l'IL-22 può regolare i geni coinvolti nella lipogenesi e prevenire la steatosi epatica. Il trattamento con IL-22-Fc agisce direttamente sugli epatociti attraverso l'attivazione di Stat3 e migliora la steatosi e la funzionalità epatica. Livelli di trigliceridi e di colesterolo epatico sono risultati significativamente ridotti sia in topi DIO che db/db trattati con IL-22-Fc.

Questi dati supportano l’ipotesi che il percorso di IL-22 sia indispensabile per mantenere l’integrità epiteliale, riducendo l'infiammazione cronica, e per alleviare le sindromi metaboliche. Perciò, IL-22 può rappresentare un valido approccio terapeutico per intervenire nella progressione della malattia attraverso molteplici vie.
Ulteriori ricerche sulle sue funzioni biologiche, incluse la difesa della mucosa, l'omeostasi del glucosio e il metabolismo dei lipidi, potrà aiutare ad identificare nuove strategie terapeutiche per il trattamento delle malattie del metabolismo umano.

altri articoli

Le notizie di scienza della settimana

Libro Bianco

Il libro "La ricerca scientifica in Italia per una società sostenibile e sicura", redatto dal Gruppo 2003 per la ricerca e pubblicato da Zadig, verrà presentato il 20 marzo a Roma in occasione del convegno annuale del Gruppo 2003 presso l'Accademia dei Lincei. Nel libro vengono declinati i temi di sostenibilità e sicurezza dal punto di vista dell'economia, della salute, dell'ambiente, del cyberspazio, della sicurezza e dell'alimentazione. Qui il programma della giornata. Per partecipare all'evento è necessario mandare un'email a questo indirizzo.

Sviluppo sostenibile 

Realizzata in laboratorio un nuovo tipo di cella a combustibile con un alto livello di efficienza: potrebbe aiutare a risolvere il problema di stoccaggio delle energie rinnovabili. Un gruppo di ricercatori della Colorado School of Mines in Golden ha messo a punto un nuovo tipo di pila a membrana con scambio protonico (PCFC) che raggiunge un'efficienza del 98% nella conversione di acqua ed elettricità in idrogeno gassoso impiegando un diverso tipo di lega ceramica per l'anodo.