Il ruolo dell'Inflammosoma nella progressione del danno epatico

Background and aims: Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) is the most common form of chronic liver disease. The NLRP3-inflammasome can elicit a pro-inflammatory response when activated but it also regulates intestinal homeostasis and gut microbiota composition. The NLRP3-inflammasome has been implicated in the pathogenesis of obesity, diabetes and in the progression of chronic liver injury, but its role in NAFLD is controversial. Therefore, the aim of this study was to investigate the role of NLRP3-inflammasome in NAFLD. Methods: Nlrp3-/- and wild-type (WT) C57BL/6 mice were fed with a high-fat diet with fructose in drinking water (HFHC), or a chow diet, for 12 weeks. Results: Nlrp3-/- HFHC showed reduced energy expenditure and this led to increased body weight, higher fat mass and adipose tissue TNF-α expression. Nlrp3-/- HFHC developed more hepatic steatosis, measured by triglyceride content, compared to WT HFHC because of augmented SCD-1 activity (a regulator of hepatic lipogenesis) and PPARγ2 expression (that regulates lipid uptake and storage). Increased mitochondrial fatty acid oxidation and reduced expression of NRF2, the “master regulator” of antioxidant response, led to increased superoxide production in Nlrp3-/- HFHC. After HFHC, lack of NLRP3-inflammasome was associated with significant alteration in intestinal microbiota (higher Firmicutes/Bacteroidetes ratio, and increased levels of mucus-degrading bacteria Akkermansia and Desulfovibrio) which was associated to a “leaky” intestinal barrier. Concomitantly, hepatic TLR4 and TLR9 expression, inflammatory macrophages in the liver, and NAS score were increased in Nlrp3-/- HFHC mice, indicating increased inflammatory response and liver injury. Gut decontamination by antibiotics reduced body weight, bacterial translocation and liver injury in Nlrp3-/- HFHC mice. Conclusions: Lack of NLRP3-inflammasome is linked to severe metabolic alterations and development of NASH possibly due to translocation of bacterial products.

Contesto e obiettivo: La steatosi epatica non alcolica (NAFLD) è la forma più comune di malattia epatica cronica. L’inflammosoma NLRP3 può suscitare una risposta pro-infiammatoria, quando attivato, ma regola anche l'omeostasi intestinale e la composizione del microbiota intestinale. L’inflammosoma NLRP3 è stato implicato nella patogenesi di obesità, di diabete e nella progressione del danno epatico cronico, ma il suo ruolo nella NAFLD è controverso. Pertanto, lo scopo di questo studio è stato quello di indagare il ruolo dell’inflammosoma NLRP3 in NAFLD. Metodi:I topi Nlrp3 - /- e topi wild-type C57BL/6 sono stati alimentati con una dieta ricca di grassi con il fruttosio (HFHC), o con una dieta di controllo (chow) per 12 settimane. Risultati: I topi Nlrp3-/- alimentati con HFHC ha mostrato una riduzione della spesa energetica e questo ha portato ad un aumento del peso corporeo, ad una superiore massa grassa e ad una maggiore espressione del fattore di necrosi tumorale a livello del tessuto adiposo (TNF-α). I topi Nlrp3-/- nutriti con HFHC hanno sviluppato più steatosi epatica, misurato dal contenuto di trigliceridi, rispetto ai topi WT alimentati con HFHC a causa della aumentata attività epatica di SCD-1 (un regolatore di lipogenesi epatica) e dell’elevata espressione di PPARɣ2 (che regola l'assorbimento e stoccaggio dei lipidi). Un’aumentata ossidazione mitocondriale degli acidi grassi e una ridotta espressione della NRF2, il "principale regolatore" della risposta antiossidante, hanno portato ad un aumento della produzione di superossido nei topi Nlrp3-/- alimentati con HFHC. In seguito ad un’alimentazione ipercalorica HFHC, la mancanza di inflammosoma NLRP3 era associata ad un significativo cambiamento del microbiota intestinale (un più alto rapporto Firmicutes/Bacteroidetes, e un aumento dei livelli dei batteri muco degradanti Akkermansia e Desulfovibrio), che è stato associato ad una barriera intestinale permeabile. Allo stesso tempo, l’espressione epatica del TLR4 e TLR9, dei macrofagi infiammatori nel fegato, e il punteggio NAS sono aumentati nei topi Nlrp3-/- alimentati con HFHC, indicando un aumento della risposta infiammatoria e del danno epatico. La sterilizzazione intestinale mediante antibiotici ha determinato una riduzione del peso corporeo, della traslocazione batterica e del danno epatico nei topi Nlrp3-/- nutriti con HFHC. Conclusioni: La mancanza di inflammosoma NLRP3 è legata a gravi alterazioni metaboliche e alla progressione del danno epatico forse a causa della traslocazione di prodotti batterici.