4/2021

A cura di Elena Galazzi

Activating mutations in BRAF disrupt the hypothalamo-pituitary axis leading to hypopituitarism in mice and humans

Angelica Gualtieri, Nikolina Kyprianou, Louise C. GregoryMaria Lillina Vignola, James G. Nicholson, Rachael Tan, et al.

L’articolo analizza il possibile ruolo delle mutazioni di BRAF nell’alterazione della embriogenesi ipofisaria, e quindi nell’eziopatogenesi dell’ipopituitarismo congenito.

Cinque pazienti con clinica compatibile con Displasia Setto Ottica (Septo Optic Dysplasia, SOD) e vari gradi di ipopituitarismo sono stati screenati tramite whole-exome sequencing grazie alla quale sono emerse 4 diverse mutazioni di BRAF, senza che nessun altro gene noto per essere associato ad ipopituitarismo fosse risultato mutato.

Gli autori hanno condotto studi in vitro e in vivo sulle mutazioni di BRAF di questi pazienti. Tali studi hanno dimostrato che BRAF è espresso a livello del prosencefalo e nel primordio ipotalamo-ipofisario dell’uomo (diencefalo ventrale e tasche di Rathke) e che tutte le mutazioni dei pazienti esaminati sono in grado di attivare la cascata fosfo-chinasica del pathway ERK/MAPK. Le valutazioni condotte su modelli murini hanno dimostrato che tali mutazioni, rispetto ai wild type, determinano un iniziale incremento della proliferazione dei progenitori Sox2+ a livello ipofisario, con espansione del comparto cellulare indifferenziato, ed una successiva iperproduzione di marker di senescenza cellulare (come SA-beta galattosidasi) ed inibitori del ciclo cellulare (p21, p27 ecc). I topi mutati mostravano, subito dopo la nascita, arresto di crescita e chiari segni di ipopituitarismo, e la maggior parte di essi moriva entro 10 giorni dalla nascita. Allo studio autoptico i topi mutati presentavano quadri di ispessimento della tasca di Rathke, biforcazione multipla del primordio ghiandolare ipofisario ed una espansione della zona marginale. Studi di immunoistochimica mostravano inoltre l’assenza di cellule somatotrope, tireotrope e gonadotrope differenziate, ed un significativo incremento delle cellule corticotrope/melanotrope (POMC+ve) e lattotrope (PRLve+).

Gli autori concludevano che le mutazioni attivanti di BRAF sono in grado di compromettere il fisiologico sviluppo del sistema ipotalamo-ipofisario e causare ipopituitarismo, interessando specificamente le linee cellulari GH, TSH e LH/FSH secernente. Gli autori sostengono inoltre che, tra i 5 pazienti con mutazioni di BRAF, coloro i quali presentavano una normale risposta ai test di stimolo per la secrezione di GH, ma bassi livelli di IGF-1, presentavano verosimilmente un quadro di alterazione neurosecretoria della produzione di GH e che la scarsa risposta alla terapia con rhGH potrebbe essere riconducibile a concomitanti alterazioni a livello della cartilagine di crescita, caratteristica già nota nei pz affetti da RAS-opatie.  

Per tale motivo, nonostante la causa della bassa statura nei pazienti con RAS-opatie (sindrome di Noonan, sindrome di Costello, sindrome di Leopard, sindrome cardio-facio-cutanea- CFC) sia multifattoriale (difficoltà di alimentazione, difetti gastroenterici e cardiaci ecc) gli autori suggeriscono di screenare questi pazienti anche per cause ormonali di scarso accrescimento.

LINK ARTICOLO: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8016902/

 

A cura di Nicola Improda

Peripheral blood mononuclear cells preferentially activate 11-oxygenated androgens. 

Lina Schiffer, Alicia Bossey, Punith Kempegowda, Angela E Taylor, Ildem Akerman, Dagmar Scheel-Toellner, Karl-Heinz Storbeck, and Wiebke Arlt.

European Journal of Endocrinology (March 2021) 184, 357–367.

La dimostrazione che le cellule mononucleate del sangue periferico (PBMCs), e in particolare le cellule NK, attivano preferenzialmente l’11-ketotestosterone, fornisce un possibile link tra produzione intracrina di androgeni 11-ossigenati, ridotta citotossicità delle cellule NK e aumentato rischio infettivo nei pazienti con insufficienza surrenalica. Inoltre la produzione di androgeni da parte delle cellule ematiche può influire sul dosaggio degli androgeni attivati nella pratica clinica, qualora la componente cellulare non viene rimossa tempestivamente dal campione.   

Obiettivo dello studio era quella di caratterizzare la produzione di androgeni attivati, sia mediante la via classica che mediante la via degli androgeni 11-ossigenati, in cellule mononucleate isolate dal sangue periferico di volontari sani.

Le PBMCs di volontari sani venivano incubate con steroidi precursori sia della via classica della steroidogenesi che di quella degli steroidi 11-ossigenati. Da queste venivano poi isolate e valutate separatamente le cellule NK. Al termine del periodo di incubazione il campione veniva centrifugato e il sopranatante congelato a -20°C per l’analisi egli steroidi mediante cromatografia liquida/spettrometria di massa. L’espressione di geni codificanti per enzimi della steroidogenesi surrenalica veniva valutata mediante PCR quantitativa e i dati venivano confrontati con quelli pubblicati nel database dice-database.org, contenente i dati di 91 donatori sani (54 m/37 f; età 18-61 anni).

Le suddette valutazioni hanno permesso di documentare che le PBMCs producono quantità 8 volte maggiori di androgeni 11 ossigenati che di testosterone dai loro rispettivi precursori; che l’enzima AKR1C3 è il principale enzima steroidogenico nelle PBMCs e le cellule NK sono il maggiore sito di espressione e attività di questo enzima; che prolungando il tempo di separazione della componente cellulare, si osserva un aumento tempo-dipendente delle concentrazioni di 11-ketotestosterone misurate nel campione.

Questo studio dimostra che le PBMCs, e in particolare le cellule NK, attivano preferenzialmente l’11-ketotestosterone piuttosto che il testosterone, se incubate con precursori sia della steroidogenesi surrenalica classica che del pathway degli androgeni 11-ossigenati. Tale affascinante scoperta fornisce un possibile link tra produzione intracrina di androgeni 11-ossigenati e la ridotta citotossicità delle cellule NK con aumentato rischio infettivo nei pazienti con insufficienza surrenalica. Inoltre lo studio dimostra che la quota di androgeni prodotta dalle PBMCs può influenzare significativamente il dosaggio degli androgeni, suggerendo la necessità di separare rapidamente la parte cellulata dai campioni ematici nella pratica clinica.

Link articolo: https://eje.bioscientifica.com/view/journals/eje/184/3/EJE-20-1077.xml

 

A cura di Pietro Lazzeroni

Novel adipokine asprosin modulates browning and adipogenesis in white adipose tissue.

Yanli Miao, Haojie Qin, Yi Zhong, Kai Huang, Caijun Rao.

J Endocrinol. 2021 May;249(2):83-93. 

 

L’asprosina è un ormone prodotto principalmente dal tessuto adiposo bianco (white adipose tissue, WAT) che gioca un ruolo importante come regolatore dell’omeostasi glucidica a livello epatico, muscolare e pancreatico. L’asprosina viene rilasciata in condizioni di digiuno e stimola il rilascio di glucosio dagli epatociti. Tale citochina presenta inoltre un effetto oressigenico a livello ipotalamico, aumentando l’appetito e inducendo come conseguenza un incremento ponderale. Nei soggetti obesi vi è evidenza di un incremento dei livelli di asprosina, sebbene i dati della letteratura siano contrastanti, specie in età pediatrica. Inoltre, l’attività fisica aerobica riduce le concentrazioni di tale peptide.

In questo studio gli autori hanno indagato il ruolo di asprosina come regolatore del metabolismo del tessuto adiposo.  Il lavoro è condotto sia in vivo che in vitro, su modello murino.Gli autori dimostrano che l’espressione di asprosina in vivo, nel tessuto adiposo bianco sottocutaneo (scWAT), è ridotta, sia come conseguenza dell’esposizione al freddo che in seguito alla somministrazione all’animale di una dieta ad elevato contenuto lipidico, entrambi modelli classici di browning del tessuto adiposo.

Lo studio analizza quindi l’effetto dell’iper-espressione di asprosina nel scWAT, ottenuta attraverso l’esposizione ad Adenovirus ricombinanti portatori della sequenza codificante di asprosina (Ad-asprosin).

Gli autori mostrano come l’iper-espressione di asprosina, in vivo, inibisce il browning del tessuto adiposo e riduce il consumo energetico cellulare attraverso una down regulation del meccanismo di termogenesi. Tale citochina, infatti, riduce l’espressione di UCP1 ed altri marker del browning adiposo, riduce la produzione di calore ed incrementa l’espressione dei geni coinvolti nell’adipogenesi. Gli autori indagano quindi il meccanismo alla base di tali azioni dell’asprosina, valutando come la citochina moduli l’espressione di Nrf-2, fattore di trascrizione con azione antiossidante che gioca un ruolo chiave nella biologia del tessuto adiposo. 

Gli autori evidenziano come l’iper-espressione di asprosina determini una down-regulation dell’espressione di Nrf-2 e dei geni target di questa molecola, dimostrando il ruolo di Nrf-2 nell’inibizione del browning adiposo mediato da asprosina. L’effetto di inibizione della termogenesi e della lipolisi e di incremento della sintesi lipidica ad opera dell’asprosina, documentato nel scWAT viene confermato da osservazioni analoghe riportate dagli autori sul modello cellulare (colture di adipociti). In sintesi il lavoro dimostra come l’iper-espressione dell’asprosina inibisce il browning del tessuto adiposo, riduce la termogenesi ed induce i processi di lipogenesi e di storage lipidico, attraverso l’inibizione del pathway di Nrf-2. Il lavoro, ben condotto da un punto di vista metodologico, mette in luce nuovi meccanismi della fisiologia dell’omeostasi energetica del tessuto adiposo e apre la strada a nuovi studi sulla fisiopatologia dell’obesità e a nuovi target terapeutici per tale patologia.

Link all’articolo: https://joe.bioscientifica.com/view/journals/joe/249/2/JOE-20-0503.xml

 

A cura di Salvatore Guercio Nuzio

Inflammation-Related Markers and Thyroid Function Measures in Pediatric Patients: Is the Grade of Obesity Relevant?

?aranu I, Lazea C, Cre? V, R?c?t?ianu N, Iancu M, Bolboac? SD.

Diagnostics (Basel). 2021 Mar 9;11:485. doi: 10.3390/diagnostics11030485. PMID: 33803348; PMCID: PMC7999014.
 

Lo studio aveva l’obiettivo di correlare gli effetti dell’eccesso ponderale, definito secondo i criteri WHO, con alcuni nuovi marker di infiammazione subclinica [rapporto neutrofili/linfociti (NLR), rapporto piastrine/linfociti (PLR), rapporto piastrine x neutrofili/linfociti (SII)] e di esplorare la relazione esistente fra i suddetti marker e il profilo tiroideo dei pazienti pediatrici obesi o in sovrappeso.

Si tratta di uno studio trasversale retrospettivo su 142 pazienti di età compresa tra 2 e 18 anni con diagnosi di sovrappeso o obesità. I pazienti sono stati suddivisi in 3 gruppi [sovrappeso (BMI z-score ≥1), obesi (BMI z-score ≥ 2), estremamente obesi (BMI z-score ≥ 3)]. In accordo con la terminologia del Medical Subject Headings (MESH) per obesità pediatrica, in relazione all’età, i pazienti venivano considerati bambini nel caso di soggetti con età compresa fra i 2 e i 12 anni non compiuti, e adolescenti con età compresa fra i 12 e i 18 anni non compiuti.

Tra i 3 gruppi di pazienti è stata dimostrata una differenza significativa nella distribuzione della conta assoluta dei linfociti (p=0,040) e del totale dei globuli bianchi (p=0,022). I pazienti gravemente obesi avevano un valore significativamente più alto di globuli bianchi rispetto ai pazienti in sovrappeso (p=0,014). Stratificando i pazienti per gruppi di età, emerge che negli adolescenti (p=0,027) e nei bambini (p=0,024) è presente una relazione significativa tra il totale dei globuli bianchi ed il peso corporeo.

I pazienti gravemente obesi avevano un numero di linfociti significativamente più alto rispetto ai pazienti in sovrappeso (p=0,022). Stratificando per gruppi di età, solo nei bambini la conta linfocitaria assoluta era significativamente correlata al BMI z-score (r=0,228, p=0,035). Negli adolescenti, invece, la conta totale dei neutrofili polimorfonucleati era significativamente più alta tra i pazienti gravemente obesi (p=0,029) rispetto ai pazienti in sovrappeso. 

Per quanto riguarda la funzione tiroidea, non è stata trovata alcuna relazione significativa con i nuovi marker correlati all'infiammazione, ad eccezione di una correlazione positiva tra i livelli di FT4 e la conta assoluta dei globuli bianchi e delle piastrine periferiche (p=0,01). I livelli sierici di TSH hanno mostrato una riduzione significativa al diminuire del BMI (p <0,0001) senza significativi cambiamenti dei valori di FT4.

Nell'obesità pediatrica, l'infiammazione subclinica porta alla resistenza dei tessuti periferici al TSH, seguita da un aumento dei livelli ematici di questo ormone. Tale dato può essere spiegato da diversi meccanismi: il ruolo delle citochine pro-infiammatorie sull'attività di assorbimento dello ioduro da parte delle cellule tiroidee, l’inibizione ad opera della leptina delle funzioni TSH indotte o l’autoimmunità tiroidea indotta attraverso la funzione delle cellule T-regolatorie.

Le principali limitazioni dello studio sono rappresentate dal disegno retrospettivo e   dall’assenza di una popolazione di controllo. In particolare, il disegno retrospettivo non consente di controllare i fattori che potrebbero essere correlati ai cambiamenti della conta leucocitaria osservati nello studio. Il tabagismo (passivo o attivo), l'etnia, il basso peso alla nascita, l'uso di farmaci nelle ultime 24 ore, gli inquinanti organici, così come la pubertà, possono influenzare significativamente i risultati di queste analisi.

Il numero totale di globuli bianchi potrebbe essere utilizzato come marker correlato all'infiammazione subclinica nell'obesità pediatrica e potrebbe essere utile per identificare precocemente i pazienti a maggior rischio d’insorgenza della sindrome metabolica.

Link all’articolo: https://www.mdpi.com/2075-4418/11/3/485