Studio dell’infiammazione gastrica

Il tratto gastrointestinale rappresenta un’importante barriera tra l’uomo e la popolazione microbica. Per questo lo stomaco è continuamente esposto al rischio di sviluppare infiammazioni a carico della mucosa, che portano all’insorgenza di gastriti e ulcere, di cui Helicobacter pylori, un patogeno Gram-negativo che colonizza lo stomaco diuomini e primati, è il principale responsabile. L’infezione da H. pylori nell’uomo è un argomento di salute pubblica: non solo ne è affetto più del 50% della popolazione mondiale, ma l’OMS ha anche classificato questo microrganismo come batterio cancerogeno. L’andamento clinico della gastrite da H. pylori è molto variabile e influenzato da diversi fattori dipendenti sia dal microrganismo stesso che dall’ospite; tuttavia, è ampiamente documentato che la presenza di gastriti è correlata fortemente con l’insorgenza di ulcere duodenali o gastriche, atrofia mucosale, carcinoma e linfoma gastrico.
È stato dimostrato che le cellule epiteliali gastriche infettate da H. pylori esprimono elevati livelli di citochine come l’IL-8, una potente chemochina attivante i neutrofili che ha un ruolo fondamentale nelle patologie gastriche. I ceppi di H. pylori dotati di Cag-PAI (Isole di Patogenicità Cag) inducono una risposta IL-8-mediata molto più forte di quelli Cag-PAI negativi; questa risposta è favorita dall’attivazione di fattori di trascrizione come NF-κB (Fattore Nucleare kappaB) e la Proteina Attivatrice-1 (AP-1). Anche IL-6 e IL-21 sono prodotte dalle cellule della mucosa gastrica e si riscontrano in elevate quantità nelle biopsie di pazienti affetti da H. pylori. Come ampiamente dimostrato, nelle gastriti associate a H. pylori e nelle ulcere peptiche, la maggior parte di queste citochine induce sovra-espressione di diverse metalloproteasi (MMPs), tra cui la MMP-9. Diversi studi hanno individuato una maggiore produzione di MMP-9 in gastriti indotte da H. pylori e una maggiore concentrazione plasmatica di MMP-9 nei pazienti con tumore gastrico.I livelli di IL-8 e MMP-9 totale diminuiscono significativamente dopo l’eradicazione di H. pylori dalla mucosa dell’antro e dal corpo dello stomaco, mentre rimangono inalterati se il trattamento fallisce. L’elastasi, una serin-proteasi secreta dai neutrofili, è un altro enzima coinvolto nella degradazione della matrice extracellulare durante i processi di infiammazione gastrica acuta e cronica.
La ricerca attualmente in corso ha lo scopo di individuare nuovi estratti di origine vegetale utili nel trattamento delle infiammazioni del tratto gastro-intestinale, tenendo in considerazione che la terapia farmacologica di maggior successo prevede attualmente l’uso di farmaci quali gli inibitori della pompa protonica e gli antagonisti del recettore H2dell’istamina, molecole che possono presentare diversi effetti collaterali, come nausea, dolore addominale, costipazione, flatulenza e diarrea per gli inibitori della pompa e mal di testa, spossatezza, astenia, dolori muscolari e costipazione per gli antagonisti H2.
Metodiche usate nel laboratorio
Saggi in vitro
I saggi prevedono l’utilizzo di colture cellulari di epitelio gastrico umano, sia di origine tumorale (AGS) che non patologica (GES-1). Tali cellule rappresentano i principali modelli in vitro descritto in letteratura per studiare l’attività antinfiammatoria a livello gastrico.
- Misurazione della trascrizione guidata da NF-κB e AP-1 in seguito a stimoli pro-infiammatori che mimano la risposta immunitaria all’infezione (TNF-α, IL-1β) o l’infezione stessa (co-coltura con Helicobacter pylori).
- Misurazione della traslocazione di NF-κB dal citoplasma al nucleo, evento in grado di scatenare la cascata pro-infiammatoria a livello gastrico, in seguito a stimolo pro-infiammatorio con TNF-α, IL-1β, Helicobacter pylori.
- Misurazione della traslocazione nucleare di NRF2, fattore trascrizionale coinvolto nella risposta anti-ossidante.
- Valutazione del rilascio e della trascrizione genica di IL-8, IL-6, MMP-9 da parte dell’epitelio gastrico e analisi della rispettiva espressione genica.
- Misurazione dell’attività dell’elastasi, una proteasi rilasciata dai neutrofili nel lume gastrico in seguito a gastrite e ulcera.
- Effetto sulla produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) ed enzimi antiossidanti.
- Digestione in vitro con enzimi gastrici, al fine di stabilire come lo stomaco modifica i prodotti di origine vegetale.

Saggi in vivo
Il saggio prevede l’utilizzo di ratti con ulcera indotta da etanolo 1 ora prima del sacrificio. In tale modello è possibile valutare anche l’effetto preventivo delle sostanze allo studio. Si procede al prelievo della mucosa gastrica sulla quale siamo in grado di valutare i seguenti parametri:
- Effetto sulla CINC-1, l’analogo dell’IL-8 nel ratto.
- Traslocazione nucleare di NF-κB.
- Traslocazione nucleare di NRF2.
- Attività antiossidante mediante test ORAC.
- Attività della superossido dismutasi (SOD) e catalasi.
- Valutazione della perossidazione lipidica mediante misurazione di MDA.
- Effetto sul rilascio di specie reattive dell’ossigeno (ROS).