Gastroenterologia

Recettori vanilloidi: nuovo target per Crohn e colite ulcerosa

L’università di Tolosa ha recentemente pubblicato un complesso lavoro sulla distribuzione e sul ruolo del recettore TRPV4 nell’intestino e la possibilità di ritenerlo un target per il trattamento della malattia infiammatoria intestinale. Tale lavoro è stato pubblicato sulla rivista Biochemical Pharmacology.

Il recettore TRPV4 appartiene alla famiglia dei recettori TRP (transient potential receptor) che sono canali di membrana ionotropici e tetramerici. I recettori vanilloidi fanno parte di una sottofamiglia recettoriale formata da sei membri, dal TRPV1 al TRPV6. Tali recettori possono essere attivati da sostanze contenenti un gruppo vanillinico (es. capsaicina) ma anche dalle alte temperature, dalla ipotonicità, e dai lipidi mediatori della cascata dell’acido arachidonico suggerendo il loro possibile coinvolgimento nell’innesco dell’infiammazione. Sono presenti ovunque nel corpo umano maggiormente nel tratto gastrointestinale. Molti studi riportano che l’espressione del recettore TRPV4 è aumentata nei tessuti infiammati e la sua attivazione causa segni di infiammazione (nelle articolazioni, nel pancreas, nel tessuto adiposo e nel tratto gastrointestinale). Tutto ciò porta a pensare che questo recettore possa essere un target per farmaci anti-infiammatori.

Lo scopo del presente lavoro è stato proprio quello di valutare questo coinvolgimento.

Una molecola per essere realmente un target per il trattamento dell’infiammazione deve avere le seguenti caratteristiche:

1.     L’espressione cellulare e sub cellulare della molecola di interesse deve cambiare a seguito dell’infiammazione,

2.     L’attivazione di tale molecola deve causare segni di infiammazione;

3.     Le funzioni della molecola di interesse devono essere regolate da altri mediatori dell’infiammazione;

4.     L’inibizione di tale molecola deve alleviare l’infiammazione.

TRPV4 risponde a tutti e 4 questi criteri.

Innanzitutto, sono stati analizzati numerosi lavori che riportano l’espressione del recettore TRPV4 nel tratto gastrointestinale in particolare nei neuroni intestinali, nelle cellule epiteliali intestinali ed in cellule della sottomucosa e dello strato muscolare intestinale ed anche nelle cellule delle glia. In uno studio su pazienti IBD (con morbo di Chron e colite ulcerosa) è stata identificata la presenza del TRPV4 nelle cellule infiammatorie infiltrate CD45+ e  l’espressione dell’RNA messaggero per il TRPV4 è stata trovata indotta rispetto a soggetti non-IBD. L’espressione risulta maggiore anche nelle cellule del colon durante l’infiammazione suggerendo che il recettore si attiva in questa condizione.

L’attivazione del recettore TRPV4 attraverso agonisti, induce dolore somatico ma anche viscerale. Studi su animali di laboratorio hanno dimostrato che se vengono iniettati degli agonisti del TRPV4 nella zampa del topo si attivano tutta una serie di parametri dell’infiammazione con edema e infiltrazione di granulociti, allodinia e iperalgesia. Questo studio ha dimostrato che l’infiammazione indotta dagli agonisti TRPV4 è dovuta ad un meccanismo neurogenico che coinvolge il rilascio di neuropeptidi (sostanza P e CGPR) dai neuroni sensoriali. Dopo 3/6 ore dalla somministrazione nel colon di agonisti TRPV4 si sviluppa colite con una maggiore concentrazione di chemochine proinfiammatorie, citochine e infiltrazione delle cellule infiammatorie nei tessuti, come dimostrato dall’aumento della mieloperossidasi; risulta anche un aumento della permeabilità intestinale. Se la somministrazione è prolungata, l’infiammazione diventa cronica.

A differenza di quanto succede nella zampa, la colite indotta dagli agonisti TRPV4 non è mediata da un meccanismo neurogenico anche se sono presenti tutti i parametri della risposta infiammatoria.

Ci sono vari meccanismi alla base del potenziamento della risposta infiammatoria da parte del TRPV4.

Innanzitutto, l’espressione del recettore TRPV4 è indotta da molecole pro-infiammatorie ed è inibita da molecole anti-infiammatorie; anche la risposta biologica cellulare di tale recettore viene modificata da mediatori dell’infiammazione intestinale, ad esempio l’istamina, la serotonina, o le proteasi potenziano la risposta cellulare all’attivazione del TRPV4. Sono stati anche identificati siti di fosforilazione delle proteine chinasi sulla proteina del TRPV4 ad esempio è stato identificato un sito di fosforilazione su un residuo di serina che è coinvolto nell’aumento della funzione del canale TRPV4. Si ritrova anche un residuo di tirosina convolto nell’accoppiamento tra PAR2 e TRPV4, richiesto per sostenere il segnale infiammatorio.

In secondo luogo, è stato visto che un pool di recettori TRPV4 esposto a istamina e serotonina trasloca sulla membrana cellulare; in questo spostamento è coinvolta l’attivazione della proteina chinasi attivata dai mitogeni (MAPKK).

Terzo possibile meccanismo dipende dall’attivazione della fosfolipasi A2 e l’inibizione di quest’ultima e dell’epossigenasi citocromo P450 dipendente attenua la risposta del TRPV4 indotta da PAR2. Questo suggerisce che i mediatori pro-infiammatori possono generare mediatori lipidici derivati dall’acido arachidonico che possono attivare il TRPV4.

Quindi, i mediatori dell’infiammazione possono indurre la fosforilazione del recettore canale sulla superficie della membrana rendendo questo recettore molto più sensibile agli agonisti; possono indurre mobilizzazione del pool intracellulare di recettori aumentando l’espressione delle funzioni del recettore sulla superficie cellulare; possono indurre il rilascio di agonisti lipidici endogeni che a loro volta attivano il recettore attraverso un meccanismo autocrino o paracrino.

Questi meccanismi sono stati studiati nei neuroni perché i neuroni sono stati il primo luogo di identificazione del recettore TRPV4. Gli stessi meccanismi potrebbero verificarsi nelle cellule intestinali che esprimono il TRPV4, in particolare nell’epitelio intestinale in cui la risposta del TRPV4 risulta potenziata dopo esposizione ad agonisti PAR1 e PAR2. Questi ultimi due vengono attivati nell’intestino da segnali pro infiammatori e quindi possono essere considerati dei mediatori dell’infiammazione.

PAR4 che in genere ha effetti opposti a PAR1 e PAR2 sembra non essere coinvolto nel potenziamento del segnale di TRPV4.

Inoltre, TRPV4 nell’esofago è modulato dal pH, forse per un ruolo di protezione; l’attivazione di TRPV4 in questa sede induce la produzione di interleuchina 8 suggerendo anche qui un ruolo pro-infiammatorio.

Non sono presenti in letteratura studi in cui è stata bloccata l’espressione del recettore TRPV4 ma in uno studio preclinico in cui è stata indotta la colite e poi gli animali sono stati trattati con un agonista del recettore TRPV4 si è osservata protezione dai segni della colite. Questo studio dimostra il coinvolgimento dell’attivazione di TRPV4 nei modelli di IBD suggerendo che tale recettore è un target promettente per lo sviluppo di nuovi trattamenti per la IBD.

Bisognerà prima rispondere ad alcune domande: non è chiaro se agonisti endogeni di TRPV4 vengono rilasciati nei tessuti intestinali in un contesto di IBD, per cui possono poi attivare il recettore in quella condizione patologica.

Quale tipo di cellula, che esprime TRPV4 nell'intestino, sarebbe in gran parte responsabile degli effetti pro-infiammatori di attivazione del recettore? Di conseguenza, quali cellule che esprimono TRPV4 devono essere considerate come obiettivo principale per l'inibizione di TRPV4? Quali potrebbero essere i potenziali effetti collaterali di inibizione di TRPV4 nell'intestino?

La risposta a queste domande porterà allo sviluppo di nuove terapie per disturbi intestinali in cui è coinvolto il TRPV4.

Emilia Vaccaro

Vergnolle N. TRPV4: New therapeutic target for inflammatory bowel diseases. Biochem Pharmacol. 2014 Jan 16.
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