L'attivazione di NLRP3 induce la sintesi di IL-18 e regola l'integrita' della barriera epiteliale

Background: Microbial products present in bile are thought to affect cholangiocyte response to injury and to influence the development and progression of cholangiopathies, in particular of Primary Sclerosing Cholangitis (PSC). Inflammasomes are new molecular platforms that respond to microbial products through the synthesis of pro-inflammatory cytokines. The Nlrp3 inflammasome activation is known to determine Il-1β and Il-18 synthesis and release, thereby modulating cell biology and eliciting pro-inflammatory signals in different cell types. We sought to verify whether the inflammasome is activated in sclerosing cholangitis and which are its effects in reactive cholangiocytes. Materials and Methods: Expression levels of the Nlrp3 inflammasome were tested in cholangiocytes of normal and cholestatic livers. The effects of Nlrp3 activation induced by incubation with LPS/ATP were studied in vitro in normal and siRNA Nlrp3 knockdown cholangiocytes. In vivo, wild type (WT) and Nlrp3 knockout (Nlrp3-/-) mice were fed with 3,5-diethoxycarbonyl-1,4-dihydrocollidine (DDC, a model of sclerosing cholangitis) for 4 weeks. Results: Expression of Nlrp3 and its components is increased in in cholangiocytes of mice subjected to DDC and in patients affected by PSC compared to normal conditions. LPS/ATP-induced activation of Nlrp3 in cholangiocytes stimulates the expression of Il-18 and Il-6, but not of Il-1β. Nlrp3 activation also significantly decreased the expression of Zonulin-1 and E-cadherin but had no effect on cholangiocyte proliferation. The effects of LPS/ATP-induced activation of Nlrp3 in cholangiocytes were neutralized by knockdown of Nlrp3 by siRNA. In vivo, the increases in the liver CK-19-positive parenchyma induced by 4 week DDC in WT animals were reduced in Nlrp3-/- mice and expression of Zonulin-1 tended to be re-established. Conclusions: Nlrp3 is expressed in reactive cholangiocytes, both in murine models and in PSC. The activation of Nlrp3 leads to the synthesis of pro-inflammatory cytokines and influences the epithelial integrity of cholangiocytes. These findings suggest that microbial products may participate to the development of certain cholangiopathies by activating the inflammasome in cholangiocytes and altering the barrier function of the biliary epithelium.

Background: la presenza di prodotti di degradazione batterica nella bile è ritenuta in grado di modificare la risposta dei colangiociti al danno, influenzando lo sviluppo e la progressione delle colangiopatie, in particolare della Colangite Sclerosante Primitiva. Gli inflammosomi sono nuove piattaforme molecolari che rispondono alla stimolazione microbica attraverso la sintesi di citochine pro-infiammatorie. L’inflammosoma Nlrp3 attivato determina la sintesi e il rilascio di Il-1β e Il-18, modulando la biologia cellulare e producendo segnali pro-infiammatori in differenti tipi di cellule. Lo scopo del nostro studio è di verificare se l’inflammosoma è attivato nei colangiociti di pazienti affetti da Colangite Sclerosante Primitiva e di studiare gli effetti della sua attivazione sui colangiociti reattivi. Materiali e Metodi: i livelli di espressione dell’inflammosoma Nlrp3 sono stati valutati nei colangiociti di fegato normale e di quello colestatico. Gli effetti dell’attivazione di Nlrp3 indotta dall’incubazione con LPS/ATP sono studiati in vitro, sia nei colangiociti normali che in colangiociti sottoposti a knockdown per Nlrp3 tramite short interfering (si)RNA. In vivo, topi wilde type (WT) e Nlrp3 knockout (Nlrp3-/-) sono stati alimentati con la dieta 3,5-diethoxycarbonyl-1,4-dihydrocollidine (DDC, un modello di colangite sclerosante) per quattro settimane. Risultati: L’espressione di Nlrp3 e dei componenti dell’inflammosoma è aumentata nei colangiociti isolati da topi sottoposti a DDC e in pazienti affetti da PSC, rispetto ai rispetti controlli. L’attivazione di Nlrp3 indotta da stimolazioni mediante LPS/ATP, stimola l’espressione colangiocitaria di Il-18 e Il-6, ma non di Il-1β. Inoltre, l’attivazione di Nlrp3 diminuisce significativamente l’espressione della Zonulina-1 e dell’E-caderina ma non ha effetti sulla proliferazione dei colangiociti. Gli effetti dell’attivazione di Nlrp3 indotta da LPS/ATP nei colangiociti sono neutralizzati dal silenziamento di Nlrp3, ad opera di specifici siRNA. In vivo, l’aumento di espressione di CK-19 nel parenchima epatico indotto da quattro settimane con DDC in animali WT è ridotto in topi Nlrp3-/-, e l’espressione della Zonulina-1 tende a ristabilirsi. Conclusioni: Nlrp3 è espresso in colangiociti reattivi, sia nei modelli murini che nei colangiociti di pazienti affetti da PSC. L’attivazione di Nlrp3 determina la sintesi di citochine pro-infiammatorie e influenza l’integrità epiteliale dei colangiociti. Questi risultati suggeriscono che prodotti microbici possono partecipare allo sviluppo di colangiopatie attivando l’inflammosoma nei colangiociti, e alterando le funzioni di barriera dell’epitelio biliare.