JHEP Reports
Background e obiettivo del lavoro: L'espressione di P21, codificata dal gene CDKN1A svolge un ruolo fondamentale nella regolazione del ciclo cellulare a livello del checkpoint tra le fasi G1 ed S. Oltre ad arrestare la proliferazione, p21 ha un ruolo fondamentale anche nella senescenza cellulare. Numerosi studi hanno suggerito che la senescenza degli epatociti è responsabile dei cambiamenti metabolici che causano l'accumulo di grasso e l'infiammazione epatica nei pazienti con malattia epatica steatotica (SLD), la principale causa di malattia epatica cronica (CLD).
Nel presente studio gli autori hanno analizzato la funzione di CDKN1A nella SLD allo scopo di indagare i meccanismi molecolari.
Metodi e risultati principali: I livelli di espressione di CDKN1A sono stati valutati mediante RNAseq in diverse coorti di pazienti (N. 351) con SLD, fibrosi e malattia epatica cronica avanzata (ACLD).
E’ stato osservato un aumento significativo dell'espressione di CDKN1A nei pazienti con steatoepatite e fibrosi. In particolare, CDKN1A correlava positivamente con il NAFLD Activity Score (NAS) e i livelli di espressione di CDKN1A aumentavano significativamente dal grado di fibrosi F1 a F4 evidenziando il valore prognostico di questo gene nella MASLD e nella fibrosi.
Mediante immunoistochimica (IHC) in sezioni di paraffina di pazienti con diagnosi di MASLD/ steatoepatite metabolica associata (MASH) si evidenziava che l'espressione di CDKN1A era limitata ai nuclei degli epatociti dei pazienti con MASLD/MASH rispetto ai tessuti non affetti (normali).
Sono stati eseguiti anche studi in vivo con topi Cdkn1a-/- e Cdkn1a+/+ che sono stati alimentati con una dieta occidentale (WD), una dieta Lieber-DeCarli (LdC) più abbuffate multiple di EtOH (etanolo) o una dieta DuAL (WD e 10% vol/vol di etanolo assoluto in acqua zuccherata (6,75% D-glucosio).
I topi Cdkn1a+/+, alimentati con dieta DuAL, hanno mostrato lesioni epatiche, fegato ingrossato e peso del fegato significativamente elevato, morte cellulare (con caspasi-3 e -8, pRIPK1/3 e pMLKL significativamente sovra-espresse). Contemporaneamente, i marcatori sierici di danno epatico, tra cui l'alanina aminotransferasi, l'aspartato aminotransferasi e la lattato deidrogenasi sono risultati significativamente aumentati nei topi Cdkn1a+/+ rispetto a quelli Cdkn1a-/-.
Anche i markers di senescenza (fosforilazione di γH2AX, 4-HNE, β-GAL) e le specie reattive dell’ossigeno (ROS) risultavano aumentate nei topi Cdkn1a+/+.
Inoltre, si è osservato una ridotta infiammazione nei topi Cdkn1a knockout come indicato da una riduzione significativa di leucociti (cellule CD45+) e di cellule infiltrate (cellule CD11b+), e di monociti F4/80hiLy6Chi circolanti a differenza dei topi Cdkn1a+/+. Inoltre, nei topi Cdkn1a-/- alimentati con dieta DuAL è stata riscontrata una chiara tendenza alla diminuzione dei livelli di mRNA per Tnfα, Il6, Il1α e Il8.
Indagini sui meccanismi molecolari hanno evidenziato un ruolo importante della proteina AMPK che svolge un ruolo importante nel controllo del metabolismo. Nei topi Cdkn1a-/- , AMPK era significativamente più elevata e AKT (suo inibitore) era significativamente ridotta e SIRT3, la cui carenza è associata ad un quadro più grave di SLD, era significativamente sovra-espresso.
L’attivazione di AMPK era anche associata ad un aumento dell'ossidazione degli acidi grassi e una riduzione dell'assorbimento degli acidi grassi liberi e della lipogenesi de novo.
Conclusioni e commento editoriale: La delezione di Cdkn1a ha protetto dalla SLD preclinica promuovendo un miglioramento dell'omeostasi lipidica, favorendo l’ossidazione degli acidi grassi e impedendo l'assorbimento degli acidi grassi liberi e la lipogenesi de novo attraverso l'asse AMPK-SIRT3.
L'espressione di CDKN1A è risultata direttamente correlata con l'aumento della gravità del NAFLD Activity Score e della fibrosi nei pazienti con SLD. CDKN1A potrebbe essere un potenziale bersaglio terapeutico per il trattamento della disregolazione metabolica nei pazienti con SLD.
Lo studio è molto ricco di esperimenti condotti su pazienti provenienti da quattro differenti cohorti con SLD, fibrosi e malattia epatica cronica avanzata. Inoltre, sono stati condotti numerosi studi in vivo su topi Cdkn1a-/- e Cdkn1a+/+ sottoposti a diverse diete. Gli autori si sono focalizzati sul meccanismo di senescenza degli epatociti che è un meccanismo centrale per favorire l'accumulo di grasso intracellulare, la fibrosi e l'infiammazione. Infatti, in caso di disfunzione metabolica, la senescenza cellulare è favorita, perpetuando ulteriormente la disregolazione metabolica. E’ emersa una relazione molto interessante tra il marker di senescenza CDKN1A e l'asse AMPK-SIRT3 che apre sicuramente nuove strade ad indagini più approfondite.
A cura di Federica Sentinelli
Lamas-Paz A, Hionides-Gutiérrez A et al. Loss of Cdkn1a protects against MASLD alone or with alcohol intake by preserving lipid homeostasis. JHEP Rep 2024 Oct 5;7(1):101230. doi: 10.1016/j.jhepr.2024.101230
