Alla ricerca di nuovi target terapeutici in caso di sepsi

La sepsi è caratterizzata da una complessa e dinamica risposta infiammatoria sistemica secondaria ad infezioni microbiche, gravata da severe complicanze potenzialmente mortali, quali l’insufficienza multiorgano e lo shock. Si tratta di una condizione clinica molto frequente, la cui incidenza è in continuo aumento, parallelamente all’età media della popolazione, alla cronicizzazione di molte malattie associate ad immunodepressione ed alla progressiva diffusione di microrganismi patogeni resistenti alla terapia antibiotica. Dal secondo dopoguerra l’inizio tempestivo della terapia antibiotica rappresenta l’unico trattamento efficace nel contrastare l’infezione microbica. Tuttavia, non vi sono ancora farmaci efficaci nel contrastare la risposta infiammatoria sistemica che contribuisce in maniera determinante alle complicanze ed all’elevata mortalità in corso di sepsi. Oggi il fenomeno dilagante dell’antibiotico-resistenza microbica ed il rallentamento degli investimenti scientifici finalizzati allo sviluppo di nuovi antibiotici fanno sì che la ricerca di nuovi target molecolari, la cui modulazione farmacologica possa inibire in maniera significativa la risposta infiammatoria sistemica nella sepsi, rappresenti una sfida particolarmente urgente. Nel contesto della risposta infiammatoria sistemica in corso di sepsi un ruolo centrale è rappresentato dalla via metabolica triptofano-chinurenina. Tale via metabolica è regolata da diversi enzimi che catalizzano la trasformazione del triptofano in chinurenina, tra cui IDO-1. IDO-1 da un lato si oppone direttamente alla replicazione ed alla diffusione di determinati microrganismi patogeni e dall’altro limita l’intensità della risposta infiammatoria sistemica inducendo lo sviluppo della tolleranza. Pertanto, l’attività di IDO-1 si oppone al processo di risposta dell’organismo all’infezione e limita il danno infiammatorio associato alla sepsi. Alcuni anni fa il nostro gruppo di ricerca ha dimostrato che lo stato di tolleranza indotto da IDO-1 rappresenta un fattore di protezione nei confronti del danno d’organo associato alla sepsi nel topo. Ulteriori studi hanno dimostrato che nel topo l’inibizione o la mancata espressione di IDO-1 in corso di sepsi si associa ad una riduzione della carica batterica circolante e ad una riduzione della mortalità. In campioni di sangue ottenuti da pazienti settici è stata osservata una correlazione diretta tra i livelli di attività di IDO-1, la mortalità e la severità della sepsi. Parallelamente negli ultimi anni è stata descritta una stretta relazione tra il metabolismo del colesterolo e la risposta dell’organismo all’infezione in corso di sepsi. E’ stato osservato che molecole strutturali microbiche viaggiano liberamente nel torrente sanguigno, per poi assemblarsi nelle lipoproteine ricche in colesterolo ed essere successivamente eliminate attraverso la bile. È stato riscontrato che in corso di sepsi aumentano i livelli circolanti di PCSK9, una proteina con funzione regolatoria, la cui inibizione aumenta la degradazione delle lipoproteine circolanti ricche in colesterolo a livello del fegato. E’ stato dimostrato che l’assenza di PCSK9 nel topo migliora la sopravvivenza in corso di sepsi, verosimilmente proprio in relazione alla incrementata capacità dell’organismo di rimuovere componenti strutturali microbiche attraverso la degradazione delle lipoproteine ricche in colesterolo. In soggetti portatori di mutazioni con perdita di funzione del gene codificante per PCSK9 è stata osservata una notevole riduzione del rilascio di mediatori dell’infiammazione ed una maggiore sopravvivenza in corso di sepsi. In sintesi sia l’aumentata espressione di PCSK9 che di IDO-1 durante la sepsi sono associati con un peggioramento della sopravvivenza; viceversa, l’inibizione di PCSK9 e di IDO-1 si associano ad un migliore recupero dall’insulto settico. Sulla base di queste premesse riteniamo che durante la sepsi esista un cross-talk preferenziale tra PCSK9 ed IDO-1 ed in particolare che PCSK9 svolga un ruolo, almeno indiretto, nella regolazione dell’attività di IDO-1. Nello specifico è ipotizzabile che: 1) lo stato settico promuova l’attività di IDO-1 e di PCSK9, 2) l’iperattività di PCSK9, riducendo la degradazione delle lipoproteine ricche in colesterolo e di molecole lipidiche batteriche, aumenti la disponibilità in circolo di antigeni batterici responsabili della iperattivazione di IDO-1, 3) esista un relazione positiva tra PCSK9 ed IDO-1. Testeremo questa ipotesi valutando l’attività di PCSK9 e di IDO-1 in pazienti con sepsi e soggetti sani di controllo. Al fine di verificare tale ipotesi verranno eseguite le seguenti procedure: 1) confronto caso-controllo tra i pazienti con sepsi acuta e soggetti sani di controllo delle attività di PCSK9 ed IDO-1, valutate mediante la misurazione dei livelli circolanti di PCSK9 solubile, l’espressione di mRNA di IDO-1, i livelli circolanti di triptofano e chinurenina, 2) valutazione della potenza della associazione statistica tra le attività di PCSK9 ed IDO-1. Saranno arruolati i pazienti di età superiore ai 18 anni che soddisfino i criteri per sepsi grave al momento della presentazione in regime di ricovero presso l’Unità Operativa sede della ricerca o che sviluppino successivamente lo stato di sepsi grave. La sepsi grave sarà definita dalla presenza di tutti e 3 i seguenti criteri: 1) infezione sospettata dal medico curante, 2) sindrome da risposta infiammatoria sistemica, 3) 1 o più segni di disfunzione d’organo. I pazienti saranno esclusi in presenza di sanguinamento gastrointestinale, necessità di intervento chirurgico immediato, o con sospetto scompenso cardiaco acuto o malattia renale allo stadio terminale. I soggetti controllo sani, selezionati tra il personale dell’Unità Operativa e tra i soggetti che afferiscono presso gli ambulatori dell’Unità Operativa sede della ricerca dovranno soddisfare le seguenti caratteristiche: età superiore a 18 anni, non evidenza di qualsivoglia malattia acuta e/o cronica od esposizione a farmaci che possano interferire con il profilo lipemico e/o lo stato di attivazione della cascata infiammatoria.