Insufficienza epatica acuta: effetti protettivi di Lactobacillus plantarum C88

26 Lug 2018 / di Silvia Radrezza

Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun (studio originale)

Il pretrattamento con il probiotico Lactobacillus plantarum C88 ha dimostrato effetti protettivi sul fegato in presenza di insufficienza epatica acuta. Questa attività sembra correlata alla modulazione del fattore di trascrizione Nrf2 e la via di segnalazione MAPK/NF-kB.

È quanto dimostra lo studio condotto dal gruppo di ricerca coordinato da Cuicui Duan e pubblicato su Journal of Functional Foods.

L’ insufficienza epatica acuta (o scompenso epatico acuto, SEA) è una grave condizione che comporta in breve tempo la perdita massiva di epatociti per apoptosi. Il trapianto d’organo risulta essere ad oggi l’intervento più efficace benché non sia sempre possibile data la scarsità di donatori e la veloce progressione del quadro clinico.

Un aiuto potrebbe venire però da particolari tipi di probiotici. È stato infatti recentemente dimostrato come Lactobacillus o Bifidobacterium siano in grado di ridurre gli effetti di endotossine a livello epatico e come il microbiota intestinale in generale giochi un ruolo importante nello sviluppo e nel decorso di svariate patologie croniche a carico del fegato.  Poco si sa tuttavia del suo coinvolgimento in situazione di insufficienza epatica acuta, aspetto che i ricercatori hanno voluto approfondire attraverso questo lavoro.

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Lo studio sull’insufficienza epatica acuta

Questa condizione è stata indotta in modelli murini mediante la somministrazione di agenti eziologici riconosciuti di malattia ovvero lipopolissacaridi (LPS) e D-galattosammina (D-GalN).

I primi vanno infatti a indurre la produzione di citochine infiammatorie e a inibire l’espressione del fattore di trascrizione Nrf2 coinvolto nella regolazione degli enzimi detossificanti e antiossidanti mentre D-GalN rappresenta di fatto un agente epatotossico in quanto va a bloccare la sintesi delle macromolecole andando inoltre a potenziare gli effetti nocivi di LPS. Di concerto, LPS e D-GalN, vanno inoltre a promuovere il rilascio di specie radicaliche dell’ossigeno (ROS), anch’essi implicati nell’eziologia dell’insufficienza epatica acuta.

Tra i probiotici da usare nell’intervento è stato selezionato Lactobacillus plantarum C88 avendo dimostrato in studi precedenti buona attività antiossidante e di riduzione del danneggiamento epatico indotto da alcol.

Quello che si è andato perciò a valutare è l’effetto di protezione di Lactobacillus plantarum C88 nei confronti di insufficienza epatica acuta indotta da LPS/D-GalN.

Per fare ciò i modelli murini sono quindi stati suddivisi in 4 distinti gruppi da 8 componenti ciascuno in base al trattamento ricevuto. Nel dettaglio è stato creato un gruppo di controllo (gruppo 1), uno con SEA indotto da LPS+D-GalN (gruppo 2) ma senza intervento, e altri due gruppi sperimentali ai quali sono stati somministrati sia gli agenti pro-SEA (LPS+D-GalN) sia il probiotico ma a diverse concentrazioni, rispettivamente di 1.0 x 108 CFU/d bw per il gruppo 3 e di 1.0 x 1010 CFU/d bw per il gruppo 4.

L’analisi dei dati si è basata su campioni ematici attraverso i quali sono state valutate le concentrazioni di marcatori di salute epatica quali ALT, AST, LPO (lipid-perossidasi), SOD (super-ossido dismutasi), IL-12, TNF-alpha e IL-6 oltre che su tessuto epatico. Ecco dunque i principali risultati.

L. plantarum C88 incrementa il tasso di sopravvivenza in seguito a scompenso epatico acuto

L’iniezione intraperitoneale di LPS+D-GalN ha comportato un tasso di sopravvivenza del 58% a 6 ore nel gruppo 2. Ad uguale tempistica, valori diversi sono invece stati rilevati nei gruppi sperimentali 3 e 4, ovvero:

  • Lactobacillus plantarum C88 a basso dosaggio (gruppo 3) ha incrementato il tasso di sopravvivenza in seguito a SEA raggiungendo l’88%
  • Lactobacillus plantarum C88 ad alto dosaggio (gruppo 4) ha innalzato ulteriormente l’asticella della sopravvivenza portandola al 94%
  • I classici sintomi di infiammazione acuta (diarrea, pelo arruffato e letargia) non sono stati osservati nei gruppi trattati con Lactobacillus plantarum C88 a differenza del gruppo 2

Lactobacillus plantarum C88 modula i livelli di marcatori epatici attenuando inoltre lo stress ossidativo indotto da LPS+D-GalN

Dall’analisi dei campioni ematici dei diversi gruppi è emerso che:

  • Il gruppo LPS+D-GalN ha presentato un notevole incremento della concentrazione di ALT e AST se confrontato con quello di controllo. Di contro, la somministrazione del probiotico ha indotto una significativa diminuzione di entrambi i valori
  • I livelli di LPO (marcatore di danno epatico indotto da radicali liberi) sono risultati molto elevati nel gruppo LPS+D-GalN. Notevole riduzione degli stessi è stata invece registrata in seguito a Lactobacillus plantarum C88 nei due gruppi sperimentali
  • Scarsi livelli di SOD è invece emersa nel gruppo LPS+D-GalN, marcatamente incrementata invece dal supplemento di probiotico

A livello enzimatico invece, CYP2E1, fisiologicamente implicato nel metabolismo di LPS e nella produzione di ROS, si è mostrato significativamente più attivo nel gruppo LPS+D-GalN rispetto ai controlli. Ancora una volta, Lactobacillus plantarum C88 ne ha mitigato l’espressione.

Infine, l’attività del fattore trascrizionale Nrf2 ha dimostrato di trarre notevoli benefici dalla presenza del probiotico dimostrandosi up-regolato e andando perciò a favorire svariati processi antiossidanti. Di contro, una sua scarsa espressione è stata registrata nel gruppo 2.

Lactobacillus plantarum C88 riduce l’infiammazione indotta da LPS+D-GalN

Attraverso il test ELISA e Western Blot sono stati valutati i parametri di infiammazione e il grado di attività di vie di segnalazione quali MAPK (p38). Nel dettaglio:

  • La somministrazione di Lactobacillus plantarum C88 ha frenato la crescita di TNF-alpha, IL-6 e IL-12 indotta da LPS+D-GalN
  • LPS+D-GalN aumenta notevolmente i livelli di p-38 fosforilata rispetto ai controlli, valori contenuti dal probiotico. Trend analogo è stato dimostrato per il fattore nucleare P65 (NF-Kb/P65).

Lactobacillus plantarum C88 contrasta il danneggiamento a carico della barriera epiteliale intestinale indotto da LPS+D-GalN

La tecnica Western Blot ha permesso inoltre di valutare i livelli di occludina, fattore determinante per l’integrità della barriera, dimostrando come sia scarsamente espressa nel gruppo LPS+D-GalN mentre molto più pronunciata in seguito a trattamento con Lactobacillus plantarum C88.

Sulla base di questo studio possiamo dunque affermare che:

  • Lactobacillus plantarum C88 è in grado di apportare effetti protettivi contro l’insufficienza epatica acuta indotta da LPS+D-GalN
  • L’attività di Lactobacillus plantarum C88 è in parte associata al fattore Nrf2 e alla via MAPK/NG-Kb

Lactobacillus plantarum C88 riduce nel complesso l’infiammazione epatica e lo stress ossidativo andando di contro a favorire l’integrità della barriera intestinale.

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