BPCO: lo stress ossidativo modula la risposta alla terapia

La broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) è caratterizzata generalmente da infiammazione polmonare cronica, rimodellamento delle vie aeree ed enfisema polmonare, condizioni che determinano un’ostruzione del flusso respiratorio e un declino rapido della funzione polmonare. Per limitare i danni correlati all’infiammazione si ricorre spesso ai glucocorticoidi, la cui efficacia terapeutica risulta però complessivamente bassa nella BPCO. La scarsa responsività all’azione antinfiammatoria dei glucocorticoidi è la principale barriera alla gestione dei pazienti BPCO; è necessario dunque comprendere i meccanismi molecolari alla base di questa resistenza al trattamento.

Partendo dall’evidenza che alti livelli di ossidazione cellulare, derivati dal fumo di sigarette e dall’infiammazione, giochino un ruolo fondamentale nella ridotta risposta ai glucocorticoidi, sono stati analizzati gli effetti dello stress ossidativo nelle cellule coinvolte nell’infiammazione nella BPCO.

Dati di letteratura hanno così evidenziato l’impatto dello stress ossidativo sui mediatori proinfiammatori in grado di attrarre ed attivare i neutrofili, tra cui CXCL8 e GM-CSF. Tale effetto è guidato dall’attivazione di pathway di chinasi sensibili ad alterazioni dello stato redox e fattori di trascrizione proinfiammatori come NF- κB. Inoltre è stato dimostrato che lo stress ossidativo induca modifiche post-traduzionali di molecole che regolano l’espressione di specifici geni infiammatori, come l’istone deacetilasi 2 (HDAC2). È stata infatti osservata una ridotta espressione di HDAC2 nel polmone e nei macrofagi alveolari di pazienti BPCO che sembra essere legata ad una ridotta sensibilità ai glucocordicoidi. Oltre ai macrofagi alveolari, è stato recentemente osservato che le cellule dell’epitelio bronchiale di pazienti BPCO sono meno responsive ai glucocorticoidi rispetto a quelle dei controlli sani.

Nella BPCO, quindi, lo stress ossidativo è in grado di regolare la risposta infiammatoria di diverse cellule immunitarie ed epiteliali e questo sembra essere legato alla modulazione di chinasi redox-sensibili.

La glicogeno sintasi chinasi 3 (GSK3β) è un mediatore dell’infiammazione regolato dallo stress ossidativo e, per tale motivo, potrebbe essere coinvolta nella risposta al trattamento con glucocorticoidi in BPCO.

Lo studio qui proposto ha analizzato l’attività e i livelli di GSK3 β nei monociti, macrofagi e cellule epiteliali bronchiali di soggetti BPCO fumatori e non.

É stato così osservato un aumento dei livelli della forma inattiva di GSK3β nei tre tipi cellulari analizzati provenienti da pazienti BPCO e nei controlli fumatori rispetto ai soggetti  non fumatori. I risultati hanno mostrato inoltre che l’inattivazione farmacologica di GSK3β non influenza i livelli di espressione di CXCL8 ma determina un’insensibilità ai glucocorticoidi in vitro nelle cellule infiammatorie e in quelle strutturali. L’inattivazione della chinasi nei monociti e nelle cellule epiteliali bronchiali sembra essere una conseguenza dell’attivazione di alcuni pathway cellulari, tra cui quelli delle chinasi MEK/ERK-1/2 e PI3K, che portano alla scarsa responsività ai glucocorticoidi.

Gli autori hanno così dimostrato che l’inibizione di GSK3β indotta dallo stress ossidativo regola la risposta ai glucocorticoidi nei monociti, macrofagi e nelle cellule epiteliali bronchiali.

Lo studio rivela così, per la prima volta, una relazione tra la sensibilità alla terapia con glucocorticoidi in BPCO e la proteina GSK3 β basata sullo stato redox cellulare.

Fonte:

Anta Ngkelo et al. Glycogen synthase kinase-3β modulation of glucocorticoid responsiveness in COPD. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2015 Nov 15;309(10):L1112-23.