Steatosi epatica non alcolica (NAFLD): cos'è è perché monitorare il metabolismo cellulare aiuta la ricerca

Steatosi epatica non alcolica (NAFLD). Che cos'è?

NAFLD è un termine generico che indica una serie di disturbi caratterizzati da un accumulo di grasso nel fegato (steatosi). Quando la steatosi è accompagnata da infiammazione (accade in circa il 20% delle persone), si parla di NASH (steatoepatite non alcolica), una forma più grave di NAFLD. La NASH poi, può ulteriormente progredire in condizioni più avanzate, come la cirrosi epatica e l'insufficienza epatica. Il più delle volte, la NAFLD è associata ad altre condizioni, come la disfunzione metabolica, l'obesità e il diabete di tipo 2. Recentemente, la ricerca di settore si sta interrogando sulla necessità o meno di rinominare NAFLD in MAFLD, richiamando così la steatosi epatica metabolica associata.

Anche se la NAFLD è ormai oggetto di ricerca da diversi anni, le sue cause e la sua progressione non sono ancora del tutto note. Proprio per questo non esistono ad oggi strumenti diagnostici ad hoc, né trattamenti approvati dalla Food and Drug Administration né dalla European Medicines Agency.

Perché è complicato sviluppare trattamenti ad hoc per la NAFLD?

È evidente come la scienza abbia bisogno di una maggior comprensione della patogenesi della NAFLD, per poter sviluppare terapie efficaci. L'ostacolo principale a questa comprensione è dato dal fatto che la NAFLD è una malattia multifattoriale molto complessa, che colpisce il metabolismo in diversi tessuti in tutto il corpo. A rendere le cose ancora più complicate inoltre, i pathway del metabolismo cellulare sono fortemente interconnessi tra loro.

Per fare un esempio, l'acido obeticolico, uno dei maggiori interessati dagli studi clinici NAFLD/NASH, è un potente e selettivo antagonista del recettore farnesoide X (FXR). E quest'ultimo influenza il metabolismo sia dei lipidi che del glucosio, attraverso la regolazione trascrizionale di più geni bersaglio. Quando l'FXR viene attivato, influisce su diversi percorsi metabolici per aumentare l'accumulo di glucosio, ridurre quello di grasso e convertire il colesterolo in acidi biliari.

Di conseguenza, a fronte di tale complessità, un singolo farmaco NAFLD/NASH rischia di influenzare molti aspetti del metabolismo cellulare, aggiungendo all'utilizzo del farmaco un'intensa fase di monitoraggio per comprendere l'effettiva efficacia del trattamento e i possibili side effects.

Come possiamo misurare le vie metaboliche per facilitare la ricerca sulla NAFLD?

Il nostro team di ricerca e sviluppo ha lavorato per anni a test in grado di misurare i percorsi del metabolismo cellulare. I saggi sviluppati ad oggi sono semplici, robusti e in grado di ottenere un rilevamento sensibile. Disponiamo inoltre anche di strumenti per misurare lo stress ossidativo e la morte cellulare, importanti per monitorare la progressione della malattia NAFLD/NASH.

I saggi Promega per i metaboliti utilizzano un approccio accoppiato con enzimi specifici, un metodo consolidato e affidabile per il rilevamento dei metaboliti in modo selettivo e specifico che è possibile ritrovare anche in altri kit. Le problematiche relative ai sistemi tradizionali però sono legate all'utilizzo per il rilevamento di fluorescenza e dell'assorbanza, che soffrono tuttavia di scarsa sensibilità e bassa linearità.

Il lavoro del team di ricerca e sviluppo si è concentrato sullo sviluppo di saggi che superassero questi ostacoli attraverso un approccio bioluminescente. Per farlo, abbiamo sintetizzato un substrato altamente specifico in grado di convertirsi in luciferina in presenza di NADH o NADPH. La luciferina prodotta, viene quindi utilizzata come substrato per l'enzima luciferasi producendo luce. È questa la tecnologia di base per i nostri test sui metaboliti bioluminescenti. Associando questa reazione a diverse deidrogenasi, abbiamo sviluppato saggi ultra selettivi e specifici per singoli metaboliti come glucosio, lattato, glutammato, glutammina, glicogeno, trigliceridi, glicerolo, esteri di colesterolo e colesterolo. I test ottengono una quantificazione specifica e robusta per ciascun metabolita, con una sensibilità e una linearità imparagonabili ai sistemi tradizionali.

Come i saggi metabolici Promega possono migliorare il workflow di un laboratorio?

Per prima cosa, i kit di analisi che sviluppiamo sono molto flessibili e adatti alle esigenze di ogni ricercatore. Sono ampiamente compatibili con molti tipi di campione, fatto che consente ai ricercatori di utilizzare gli stessi kit per tutte le matrici del loro workflow, dalle colture cellulari aderenti 2D agli organoidi 3D, fino ad arrivare ai campioni di sangue o tessuto provenienti da cavie animali o pazienti. Possiamo misurare i metaboliti extracellulari dal mezzo di coltura, oppure lisare le cellule con un'alta concentrazione di detergente per fermare gli enzimi endogeni e misurare i metaboliti intracellulari.

Indipendentemente dal tipo di campione, le fasi di preparazione sono semplici, senza centrifugazione, deproteinizzazione o estrazione organica. Nella maggioranza dei casi, non sono nemmeno necessarie diluizioni del campione, poiché l'ampio intervallo lineare dei test riesce a rilevare variazioni molto ampie nella concentrazione del metabolita. Infine, possiamo misurare più parametri da un singolo campione, poiché una preparazione di lisato cellulare o tissutale può essere utilizzata per rilevare più metaboliti, permettendoci di ottenere dall'analisi di un singolo campione una comprensione completa del metabolismo cellulare.

Possono questi saggi essere utilizzati per la ricerca e lo sviluppo dei farmaci NAFLD/NASH?

Assolutamente sì. Sono estremamente utili per la scoperta di farmaci e lo screening. I saggi possono essere eseguiti in piastre da 384 pozzetti, sono facili da automatizzare e hanno valori Z' robusti perfetti per lavorare in HTS. Possono essere utilizzati sia per identificare candidati farmaci, sia per testare le implicazioni del trattamento farmacologico sulle vie metaboliche cellulari. Per valutare gli effetti del trattamento con antagonisti FXR ad esempio, disponiamo di test per quantificare l'accumulo di trigliceridi, l'assorbimento di glucosio e i livelli di colesterolo. .

Scopri di più sui nostri saggi per lo studio del metabolismo nella ricerca NAFLD/NASH! 

Ti è piaciuto questo articolo? Condividilo!

Non sei ancora iscritto alla nostra newsletter? Iscriviti subito per essere sempre aggiornato sui nuovi articoli!