La microscopia intravitale per lo studio dei meccanismi di malattia epatica associata all’infezione da HBV (virus dell’epatite B).

c8a67cd6-e4e0-11e4-845e-5bcd794907beAutore del lavoro candidato: Luca G. Guidotti

SINTESI CONTENENTE UNA BREVE DESCRIZIONE DEL LAVORO SVOLTO E DEI RISULTATI OTTENUTI:
L’epatite B è una malattia infiammatoria del fegato causata da un piccolo virus a DNA noto come HBV. HBV si trasmette principalmente attraverso scambi di sangue ed è debellato dopo aver provocato un’infezione acuta nella maggior parte delle persone adulte. In circa il 10% degli adulti e in circa il 90% dei bambini HBV dà invece luogo a un’infezione cronica in grado di persistere tutta la vita. L’infezione cronica da HBV promuove l’insorgenza di pericolose complicanze quali la cirrosi epatica e il cancro del fegato. Secondo le stime dell’Organizzazione Mondiale della Sanità sono più di 240 milioni i pazienti nel mondo con infezione cronica da virus HBV e un milione l’anno le morti dovute alle complicanze di questa malattia. A provocare i danni tipici dell’epatite non è direttamente il virus, che utilizza le cellule del fegato (chiamati epatociti) per replicarsi, ma il nostro sistema immunitario. Ciò che lede principalmente il fegato sono i linfociti citotossici, specifici globuli bianchi del sangue, che circolano come sentinelle nei vasi dei tessuti alla continua ricerca di cellule infettate da distruggere (e distruggendo gli epatociti infettati da HBV i linfociti citotossici contribuiscono ad eliminare il virus). Finora si pensava che per arrivare a compiere la loro attività di killer i linfociti citotossici dovessero eseguire tre esercizi distinti e consecutivi: arrestare la propria corsa nel circolo, uscire dai vasi e, infine, introdursi all’interno del parenchima epatico dove le cellule bersaglio (epatociti infettati) si annidano. Si pensava inoltre che l’arrivo dei linfociti nei vasi dipendesse dalla presenza in loco di specifiche molecole (chiamate selettine, integrine e chemochine) in grado di richiamare i linfociti proprio dove il loro contributo è necessario. Una tecnica rivoluzionaria di microscopia in vivo (definita microscopia intravitale) su modelli murini specificatamente creati ha consentito, per la prima volta al mondo, di osservare dall’interno e in tempo reale come l’attività dei linfociti citotossici specifici per HBV segua percorsi ben differenti (vedi sotto). Questi risultati sono stati recentemente pubblicati su Cell (volume del 23 aprile 2015). La visualizzazione in tempo reale degli eventi epatici conseguenti all’infezione da HBV ha permesso infatti di dimostrare come siano piccole cellule del sangue, chiamate piastrine, ad attirare i linfociti nei siti di replicazione virale (e non molecole come le selettine, integrine o chemochine). Tramite una loro molecola (CD44) che si lega ad acido ialuronico, le piastrine, infatti, aderiscono alla parete dei capillari del fegato (chiamati sinusoidi) e formano piccoli e transienti aggregati cellulari (che coinvolgono al massimo 5-10 piastrine e durano solitamente meno di un minuto) in punti specifici del microcircolo epatico. Tali aggregati costruiscono una sorta di “tappeto appiccicoso” che permette ai linfociti circolanti di aderire a loro volta alle piastrine, bloccando quindi la loro corsa nel sangue. Una volta arrestatesi sul tappeto piastrinico, i linfociti si staccano e iniziano a scorrere lentamente dentro i sinusoidi (a una velocità di circa 10 μm al minuto, 500-1000 volte inferiore a quella del flusso sanguigno), anche in senso contrario al flusso sanguigno. E mentre scorrono, i linfociti seguitano a infilare sottili protrusioni cellulari (di un diametro 10,000 volte più piccolo di un millimetro) attraverso fenestrature poste nella parete dei sinusoidi, perlustrando così l’ambiente sottostante. Quando poi arrivano a identificare la cellula infettata, di là dalla parete del vaso, i linfociti usano le protrusioni per traferire molecole citotossiche, mantenendo però il proprio corpo all’interno del vaso. Va ora ricordato che HBV infetta il fegato causando epatiti acute e croniche. Nelle infezioni acute i numerosi ed efficienti linfociti citotossici riescono a eliminare del tutto il virus ma causano danni al fegato anche seri. Mentre nelle infezioni croniche i pochi e poco funzionali linfociti citotossici non riescono a eliminare il virus ma mantengono, purtroppo, una malattia epatica blanda e continua. Il persistere della malattia epatica per molti anni porta a complicanze quali la cirrosi epatica e il cancro del fegato. Tra le caratteristiche anatomiche della cirrosi vi sono la riduzione del numero e del diametro delle normali fenestrature dei sinusoidi epatici e la deposizione di tessuto cicatriziale che ne riduce la loro permeabilità. I risultati dello studio pubblicato su Cell spiegano anche perché la cirrosi sia un fattore tanto predisponente per l’insorgenza del tumore del fegato: i linfociti citotossici che scorrono all’interno dei capillari epatici non riescono più a infilare le loro protrusioni nelle fenestrature e ciò limita fortemente la loro capacità di identificare e distruggere le cellule malate al di là della parete dei capillari. Quando le cellule malate in questione sono cellule del fegato che stanno acquisendo proprietà tumorali, il mancato riconoscimento da parte dei linfociti citotossici permette a queste cellule non solo di crescere indisturbate ma anche di acquisire caratteristiche sempre più aggressive. In conclusione, le tecniche di microscopia intravitale inerenti allo studio in oggetto hanno illustrato lo svolgersi della malattia epatica in modi finora inimmaginabili e sicuramente queste informazioni aiuteranno lo sviluppo di nuove terapie per l’epatite B. Non solo, queste tecniche permetteranno una miglior comprensione di altre patologie epatiche di natura virale, batterica, parassitaria o tumorale per le quali terapie adeguate non sono ancora disponibili.