I pazienti con insufficienza renale cronica (IRC) in dialisi peritoneale (DP) sono sottoposti a una serie di stimoli cronici pro-infiammatori ed a stress ossidativo sia legati all’uremia “per se” sia conseguenti al contatto cronico di cellule/tessuti con soluzioni di dialisi e plastificanti bioincompatibili [1]. In questo contesto, i mitocondri, organelli intracellulari deputati alla produzione di energia e prima fonte intracellulare di specie reattive dell’ossigeno, potrebbero svolgere un ruolo chiave nell’attivazione dei meccanismi biochimici alla base dello sviluppo di complicanze cliniche. Inoltre, la disregolazione biochimica associata ad un alterato metabolismo mitocondriale potrebbe essere direttamente coinvolta nello sviluppo di importanti complicanze cliniche frequentemente riscontrate in pazienti con malattia renale cronica avanzata in trattamento dialitico.
Per comprendere meglio il coinvolgimento fisiopatologico mitocondriale nell’IRC in fase sostitutiva, abbiamo arruolato 15 pazienti in DP e 15 soggetti sani (NORM). Da tutti i soggetti abbiamo isolato i linfomonociti periferici (LMP) da cui sono stati estratti l’RNA e le proteine cellulari. Mediante tecnica RT-PCR abbiamo valutato le differenze nel livello di espressione di 3 geni coinvolti nella biogenesi mitocondriale: Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-Gamma Coactivator 1-alpha (PGC-1α), Nuclear Respiratory Factor-1 (NRF-1) e Transcription FactorA-Mitochondrial (TFAM), e di 3 geni che codificano per subunità della catena respiratoria Cytochrome C Oxidase (COX6C e COX7C), e Ubiquinol-Cytochrome C Reductase-Complex (UQCRH). Il livello proteico di TFAM è stato inoltre determinato tramite western-blot. Nel plasma di tutti i soggetti inclusi nello studio è stato valutato il danno ossidativo attraverso misurazione dei ThioBarbituric Acid Reactive Substances (TBARS) con tecnica ELISA. La misurazione del metabolismo basale è stata effettuata mediante calorimetria indiretta. Infine sono state misurate le differenze di espressione genica, mediante RT-PCR di 2 geni coinvolti nel sistema di difesa dallo stress ossidativo, NuclearFactorErythroid-Derived 2-like 2 (NRF2) e Superoxide Dismutase-2 Mitochondrial (SOD2).
L’analisi di espressione genica evidenziava che PGC1-α e NRF-1 erano significativamente sotto-espressi nei soggetti in DP rispetto ai NORM (Fig. 1).
Anche TFAM, il principale elemento biologico regolato da NRF-1, risultava ipoespresso nei pazienti in DP sia a livello genico sia proteico (Fig. 2).
In aggiunta, era evidente una significativa riduzione dei livelli di espressione di COX6C, COX7C e UQCRH, geni codificanti per subunità del sistema della fosforilazione ossidativa (OXPHOS), suggerendo una ridotta attività della catena respiratoria mitocondriale (Fig. 3) verosimilmente causata dallo stress ossidativo. Infatti, i livelli plasmatici di Malondialdeide (MDA) (Fig. 4A) e l'espressione genica di NRF2 e di SOD2 (uno dei suoi geni target) (Fig. 5) risultavano up-regolati nei pazienti in DP.
Tali differenze apparivano non correlate allo stato nutrizionale come dimostrato dalla assenza di differenze significative nel metabolismo basale tra i pazienti in DP e i NORM (Fig. 4B).
Infine, il livello proteico intranucleare di NRF2 era più alto nei pazienti in DP rispetto ai NORM confermando i dati di espressione (Fig. 6).
I nostri risultati, sebbene ottenuti su una piccola ma ben selezionata popolazione di pazienti, hanno rivelato, per la prima volta, la presenza di un sistema biochimico intracellulare deregolato e associato allo stress ossidativo nei pazienti in IRC/DP. Inoltre, è emerso che le cellule dei soggetti affetti da malattia renale cronica in dialisi attivano un meccanismo di difesa antiossidante (via NRF2) finalizzato alla minimizzazione di questi effetti patologici intracellulari.
Infine, non possiamo escludere che, in futuro, la modulazione di questo meccanismo potrebbe dimostrarsi un valido punto di intervento terapeutico al fine di ridurre le complicanze cliniche correlate allo stress ossidativo nei pazienti IRC sia in trattamento conservativo che in trattamento dialitico.
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