antiossidanti e studi in proposito

La gentile interlocutrice torna su un argomento – i potenziali benefici terapeutici del glutatione e di altri antiossidanti – che continua, giustamente, a suscitare un notevole interesse, e sul quale io stesso avevo avuto modo di intervenire in questa stessa sede in occasione di due quesiti precedenti: domande del 23.10.06 (Glutatione: ha senso uno studio di efficacia terapeutica con somministrazione orale?) e del 27.10.06 (Ancora sul Glutatione: basi scientifiche di possibili prospettive terapeutiche). Come è noto, le infezioni respiratorie ricorrenti in corso di fibrosi cistica (FC) danno luogo ad una condizione cronica di infiammazione delle vie aeree, ed è proprio il prolungarsi del processo infiammatorio negli anni, con frequenti riacutizzazioni, che alla fine determina un danneggiamento importante del tessuto bronchiale e polmonare, e conseguentemente un declino della funzione respiratoria. Nel combattere l’invasione dei germi, le cellule infiammatorie rilasciano infatti nel tessuto una grande varietà di sostanze, alcune delle quali sono fortemente ossidanti. Queste ultime, denominate nel loro complesso “specie reattive dell’ossigeno”, sono in grado sì di distruggere i germi, ma anche – quando sono in eccesso – di danneggiare i tessuti. Da tempo dunque si è affermata la convinzione che nei pazienti FC, oltre alla terapia antibiotica, certamente necessaria per combattere e controllare le infezioni, si debba anche tentare di ridurre l’intensità del processo infiammatorio, o quanto meno l’intensità dei suoi effetti nocivi sui tessuti. L’attenzione si è accentrata allora su diverse sostanze antiossidanti, in quanto capaci in vario modo di tamponare l’eccesso di specie reattive dell’ossigeno. Il glutatione (GSH) è la principale di queste sostanze, in quanto la sua azione difensiva si realizza a molti livelli e con diversi meccanismi contemporaneamente. All’interno delle cellule bronchiali il GSH serve a far funzionare enzimi antiossidanti molto importanti per la difesa e la sopravvivenza, quali le GSH-transferasi e le GSH-perossidasi. Ma l’azione del GSH è preziosa anche all’esterno delle cellule, a livello del fuido e del muco che bagnano l’epitelio respiratorio: il GSH può infatti reagire direttamente – inattivandole – con molte delle sostanze ossidanti potenzialmente nocive. D’altra parte, anche nel fluido polmonare esistono enzimi difensivi che utilizzano il GSH, ed è noto inoltre che questa preziosa molecola partecipa al rifornimento di altre importantissimi antiossidanti, a cominciare dalle Vit. C ed E. Da questi dati di fatto presero avvio nel 2005 le ricerche del nostro gruppo presso la Scuola Medica di Pisa, finanziate dalla FFC. Il nostro obbiettivo era inizialmente quello di verificare le interazioni del GSH con i meccanismi di ricarica cellulare della Vit. C. Nel corso del progetto questa verifica si è potuta ottenere in pieno, confermando tra l’altro precedenti osservazioni compiute in altri settori della fisiopatologia: anche per le cellule bronchiali umane la presenza di sufficienti concentrazioni di GSH nell’ambiente esterno (= nel fluido, muco) è un’importante fattore nel consentire l’ingresso di Vit. C (sotto forma di DHA) e quindi il potenziamento delle difese antiossidanti del tessuto bronchiale (dati pubblicati in Corti et al., Vitamin C supply to bronchial epithelial cells linked to glutathione availability in ELF – a role for secreted gamma-glutamyltransferase? J. Cyst. Fibrosis 7: 174-8, 2008. ). Come rimarcavamo a conclusione del nostro progetto, questo dato aggiunge ulteriori argomenti a favore delle terapie inalanti che cercano di aumentare i livelli del GSH “extracellulare” (= nel fluido, non nelle cellule dell’epitelio respiratorio). Poi, come quasi sempre accade nel nostro mestiere di “ricercatori di base”, durante i nostri studi sono emersi altri interessanti aspetti che all’inizio non avevamo preso inconsiderazione. Un punto centrale nelle interazioni del GSH ricordate sopra è svolto infatti dalla gamma-glutamiltransferasi (GGT), un enzima che si trova sia sulle cellule bronchiali, adeso alla loro membrana esterna, sia in “forma solubile”, ossia disciolto nel muco respiratorio. La nostra attenzione è stata ben presto attratta da questa GGT solubile , che risulta aumentata nei pazienti FC ( Hull et al., Pulmonary oxidative stress response in young children with cystic fibrosis. Thorax 52: 557-60, 1997). Quale poteva essere l’origine di questa aumentata GGT solubile? Davvero l’epitelio respiratorio, come comunemente ritenuto (Joyce-Brady et al., Synthesis and release of amphipathic gamma-glutamyl transferase by the pulmonary alveolar type 2 cell. J. Biol. Chem. 269: 14219-26, 1994 ),è la fonte principale della GGT disciolta nel muco ? Quali cellule la liberano nel fluido respiratorio dei pazienti FC? Occorre a questo punto introdurre un altro elemento, ossia il grande interesse che hanno suscitato negli ultimi anni alcune osservazioni sperimentali sul Nitroso-glutatione (GSNO), una molecola formata da GSH e da ossido nitrico (NO). E’ noto che la FC dipende da mutazioni avvenute nel gene della proteina CFTR, le quali impediscono il corretto posizionamento della CFTR nella membrana cellulare. Bene: molti indizi suggeriscono che il GSNO potrebbe correggere questo alterato posizionamento, portando ad un recupero funzionale della proteina e – addirittura – al controllo terapeutico del disturbo FC ( Servetnik et al., Activation of chloride transport in CF airway epithelial cell lines and primary CF nasal epithelial cells by S-Nitroso-glutathione. Respir. Res. 7: 124, 2006 ). L’esatto meccanismo non è ancora chiarito, ma questi studi aprono evidentemente nuove e importantissime prospettive per una cura veramente efficace della FC (Zeitlin PL., Is it go or NO go for S-nitrosylation modification-based therapies of CFTR trafficking? Mol. Pharmacol. 70: 1155-8, 2006). I primi tentativi di somministrazione di GSNO via aerosol a pazienti FC risalgono al 2002, con risultati assai incoraggianti ( Snyder et al., Acute effects of aerosolized S-Nitrosoglutathione in cystic fibrosis. Am. J. Resp. Crit. Care Med. 165: 922-6 ). Quale rapporto esiste tra questi dati sul GSNO ed i nostri studi su GGT e GSH? Per il fatto di somigliare strutturalmente al GSH, anche il GSNO è substrato dell’enzima GGT da noi studiato. L’abbassamento del GSNO nel fluido respiratorio che si verifica nella FC (Grasemann et al., Decreased levels of nitrosothiols in the lower airways of patients with cystic fibrosis and normal pulmonary function. J. Pediatr. 135: 770-2, 1999 )potrebbe dunque dipendere proprio dall’aumentata GGT. Nostri dati preliminari indicano che questa GGT in eccesso nelle vie respiratorie dei pazienti FC deriva in realtà dalle cellule infiammatorie ( Corti et al., dati non pubblicati ) , e dunque non è quel fenomeno puramente “difensivo” finora ipotizzato . La domanda che ci si pone allora è: può la carenza di GSNO, causata nel muco bronchiale dall’aumento di GGT a provenienza infiammatoria, concorrere ad aggravare il quadro patologico FC? Ed in quel caso (probabile), quali effetti potrebbe avere una terapia inalante con inibitori dell’attività GGT, che consentano un ripristino dei livelli di GSNO? Nei nostri laboratori di Pisa abbiamo recentemente messo a punto (e brevettato) una nuova metodologia di analisi, molto più precisa ed affidabile che in passato, per la misurazione del GSNO ( Angeli et al., S-Nitroso-glutathione as a substrate for GGT. Arch. Biochem. Biophys. 2008, in stampa ). Questo metodo, unitamente alla lunga esperienza da noi maturata sulle caratteristiche della GGT, ci metterà probabilmente in grado di fornire presto una risposta alle importantissime questioni di cui sopra. Come spero di avere illustrato (mi scuso per la lunghezza!), gli studi cui la gentile interlocutrice si riferisce – sugli antiossidanti ed i loro effetti anti-infiammatori – continuano, eccome! Ed anzi si arricchiscono di sempre nuove osservazioni, dove l’azione antiossidante forse passa in secondo piano, mentre però emergono agganci terapeuti di interesse pari se non addirittura superiore. Nota. La Fondazione Ricerca Fibrosi Cistica rimane fortemente interessata a ricerche sull’infiammazione polmonare in fibrosi cistica e sul ruolo che vi possono avere le sostanze antiossidanti. Alcuni progetti presentati nel 2008 ed in corso di valutazione e selezione vertono proprio su queste tematiche.