Involvement of autophagy in cholestatic liver diseases

Autophagy is a physiological lysosomal degradation process, essential for cellular homeostasis and ubiquitous in all eukaryotic cells. Dysregulation of hepatic autophagy has been described in several conditions, from obesity to diabetes and cholestatic disease, while stimulation of autophagy seems to ameliorate the liver damage. The project was focused on the identification of molecular pathways which are activated during autophagic process in response to damage of the bile duct and whether autophagy plays a role in regulating cellular aging processes at the level of the biliary epithelium. Normal rat cultured cholangiocytes (NRC), a murine intrahepatic bile duct cell line, were used to investigate the autophagic process. We analyzed the role of autophagy in cholangiocytes, the link between autophagy and senescence and the use of autophagic inhibitors and activators. In vitro, autophagy is activated due to the action of the inductors with a concomitant decline of senescence marker. As further confirmation, we perform experiments to modulate the activity of autophagy itself, by using inhibitor. Our research group has recently shown that the Twinfilin-1 protein (TWF1) modulates the response to damage of cholangiocytes to aging. Subsequently, we investigated if Twf1 may play a role in the early stages of cell fate between autophagy and senescence. The use of autophagy modulators (inductors / inhibitors) combined with pharmacological agents appears to be a promising strategy to treat a variety of cholestatic conditions. In this settings, Twf1 modulation of cholangiocyte biology may play a relevant role when deciding cell fate between autophagy and senescence. Further studies will provide the use of experimental models in laboratory animals to strengthen the results obtained in vitro.

L'autofagia è un processo fisiologico di degradazione lisosomiale, essenziale per l'omeostasi cellulare e onnipresente in tutte le cellule eucariotiche. La deregolazione epatica dell'autofagia è stata descritta in diverse condizioni, dall'obesità al diabete e alle malattie colestatiche, mentre la stimolazione dell'autofagia sembra migliorare il danno epatico. Il progetto è focalizzato sull'identificazione di vie molecolari che si attivano durante il processo autofagico in risposta al danno del dotto biliare e se l'autofagia svolge un ruolo nella regolazione dei processi di invecchiamento cellulare a livello dell'epitelio biliare. I colangiociti normali di ratto (NRC), sono una linea cellulare murina del dotto biliare intraepatico, utilizzati per studiare il processo autofagico. Abbiamo analizzato il ruolo dell'autofagia nei colangiociti, il legame tra autofagia e senescenza e l'uso di inibitori e attivatori autofagici. In vitro, l'autofagia viene attivata a causa dell'azione degli induttori con un concomitante declino dei marker di senescenza. Come ulteriore conferma, sono stati eseguiti esperimenti per modulare l'attività dell'autofagia stessa, utilizzando un inibitore. Il nostro gruppo di ricerca ha recentemente dimostrato che la proteina Twinfilin-1 (TWF1) modula la risposta al danno dei colangiociti all'invecchiamento. Successivamente, abbiamo studiato se Twf1 possa svolgere un ruolo nelle prime fasi del destino cellulare tra autofagia e senescenza. L'uso di modulatori dell'autofagia (induttori/inibitori) combinati con agenti farmacologici sembra essere una strategia promettente per il trattamento di una varietà di condizioni colestatiche. In questo contesto, la modulazione Twf1 della biologia dei colangiociti può svolgere un ruolo rilevante nel decidere il destino cellulare tra autofagia e senescenza. Ulteriori studi forniranno con modelli sperimentali in animali da laboratorio potranno rafforzare i risultati ottenuti in vitro.