L’IL-33 può essere accomunata all’IL-1α in quanto, in maniera sovrapponibile a tale citochina, esercita una duplice funzione potendo mediare sia effetti extracellulari che nucleari: - L’IL-33, espressa anche costitutivamente, si comporta da alarmina poiché viene rilasciata nello spazio extracellulare in presenza di danni meccanici e necrosi cellulare con la finalità di stimolare una risposta infiammatoria tempestiva in un processo mediato dal legame dell’IL-33 con il proprio recettore IL-1R4 (ST2) che è stato scoperto più di 30 anni prima rispetto all’identificazione del proprio ligando cosicché è stato a lungo considerato impropriamente un recettore orfano. Il recettore IL-1R4 è presente in tre isoforme differenti, ottenute mediante splicing alternativo, rappresentate dalla forma lunga transmembrana (ST2L), dalla forma solubile (sST2) e da quella ancorata alla membrana (ST2V)92,122,123:
ST2L corrisponde al recettore classico dell’IL-33 espresso soprattutto sui fibroblasti, sui mastociti e sulle cellule TH2 in maniera opposta alle cellule TH1 che invece esprimono tipicamente l’IL-1R5124,125, l’interazione tra il recettore e l’IL-33 comporta la modifica conformazionale del complesso, il reclutamento
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della proteina accessoria IL-1R3 e la formazione dell’eterotrimero con attivazione della cascata di signaling.
sST2, la forma solubile del recettore corrisponde al dominio extracellulare del recettore di membrana e, legando l’IL-33, ne limita gli effetti a livello cellulare prevenendone il legame con il recettore ST2L di membrana.
ST2V, l’espressione di questa forma recettoriale è più limitata rispetto a quanto può essere descritto nelle isoforme precedenti in quanto circoscritta al tratto gastroenterico ed in particolare allo stomaco, all’intestino tenue ed al colon; il ruolo in vivo di tale recettore è ancora oscuro, l’unico dato certo è che può essere repertato sulla superficie cellulare nelle cellule COS-7 (CV-1 in Origin and carrying the SV40 genetic material), ovvero cellule renali delle scimmie che, in seguito a transfezione con il virus SV40 sviluppano un fenotipo sovrapponibile ai fibroblasti123.
- L’azione nucleare è mediata dalla presenza di una sequenza di localizzazione nucleare che consente la traslocazione della proteina nel nucleo dove la molecola esercita un effetto anti-infiammatorio controbilanciando, sebbene soltanto in parte, i classici effetti pro-infiammatori associati alla forma extracellulare: più nel dettaglio l’IL-33 agisce da repressore della trascrizione attraverso il legame con la subunità p65 dell’NF-κB ostacolando il legame tra la p65 e la sua sequenza promotrice e, di conseguenza, l’attivazione dei geni regolati dall’NF-κB come IL-1 e TNF; tale proprietà è apprezzabile soltanto nella forma non matura, ovvero non clivata, della molecola, infatti quella matura perde la capacità di localizzarsi in sede nucleare ed i siti indispensabili per il legame con il DNA126.
Il ruolo pro-infiammatorio di IL-33 è fondamentale, tuttavia la citochina agisce anche su diverse popolazioni T e B con risultati finali che dipendono dall’espressione e dalla concentrazione locale di altre citochine: IL-33 induce la polarizzazione TH2 e l’espressione di IL-4R sulle cellule B favorendo la produzione di IgE, nel topo espande un subset B che produce IL-10 e possiede funzioni regolatorie; in presenza di IL-12, però, IL-33 induce la produzione di IFN-γ da parte delle cellule T CD8+, infine IL-33 agisce anche sui macrofagi inducendone la differenziazione a macrofagi M2 i quali mediano la riparazione dei tessuti e la risoluzione del processo infiammatorio, l’attività dei macrofagi M2 può portare a condizioni di fibrosi, nell’ambito di processi infiammatori cronici. Studi recenti evidenziano infatti un incremento di tale citochina e del suo recettore ST2 nella maggior parte delle patologie caratterizzate da un’evoluzione fibrotica ed in particolare i distretti in cui tale correlazione
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può essere apprezzata corrispondono al polmone, al fegato, alla cute, al rene ed al pancreas. A livello cardiovascolare, invece, l’attività predominante di IL-33, indotta nei cardiomiociti e nei fibroblasti in risposta a stimoli meccanici, è protettiva nei confronti della fibrosi cardiaca e della malattia aterosclerotica127. Uno dei primi organi ad essere stato studiato corrisponde al polmone in cui è stata evidenziata una correlazione tra una maggiore concentrazione di IL-33 ed un quadro di fibrosi polmonare idiopatica la quale identifica la più frequente patologia idiopatica ad interessamento interstiziale caratterizzata da una prognosi infausta in quanto la sopravvivenza non supera in media i 2-3 anni in seguito alla formulazione della diagnosi; un’altra correlazione è stata descritta tra i valori di IL-33 ed i modelli di danno sperimentale indotti dalla Bleomicina, infatti l’IL-33 si è dimostrata in grado di potenziare il danno correlato all’utilizzo di tale presidio farmacologico attraverso l’induzione di alcune citochine non TH2 come TGF-β, IL-6 e MCP-1128.
L’IL-33 sembra inoltre implicata nell’evoluzione in senso cirrotico di diverse patologie a carico del distretto epatico, infatti tale citochina risulta costitutivamente espressa in tal sede ma mostra un incremento significativo in corso di un processo fibrotico: questa correlazione è inoltre evidenziata dalla differente sorgente di IL-33 in un paziente sano ed in coloro con malattia in attiva fase fibrotica, infatti nella prima circostanza la citochina è espressa soprattutto dalle cellule endoteliali dei sinusoidi epatici mentre nella seconda condizione la medesima molecola è prevalentemente prodotta dalle cellule stellate di Ito attivate che si trasformano in miofibroblasti identificando il principale citotipo responsabile della produzione di fibre collagene129. Ulteriori studi sono stati eseguiti in sede cutanea dove l’IL- 33 si è dimostrata in grado di favorire la comparsa di una condizione fibrotica attraverso una segnalazione dipendente non soltanto dal recettore classico ST ma anche dall’IL-13, infatti nessun modello sperimentale con assetto genico 1RAcP-/- o ST-/- è in grado di sviluppare una condizione di fibrosi in seguito alla somministrazione di IL-33 ma, al contempo, anche i modelli IL-13-/- manifestano una minor deposizione fibrotica rispetto alla controparte wild- type130; infine un’espressione anormale dell’asse IL-33/ST2 è stata documentata anche nei pazienti con fibrosi tubulo-interstiziale131 e con fibrosi secondaria ad una pancreatite cronica, in quest’ultima circostanza l’IL-33 è espressa soprattutto nel nucleo delle cellule stellate pancreatiche che rivestono un ruolo cruciale nel processo fibrotico132.
Il ruolo profibrotico dell’IL-33 è stato quindi studiato in molteplici campi, compreso quello reumatologico, con particolare attenzione nei confronti della IgG4-RD: uno dei principali studi è stato condotto dal gruppo di Furukawa et al. che ha studiato l’espressione dell’IL-33 nel contesto delle ghiandole salivari di pazienti affetti da IgG4-RD confrontandola con quanto
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si verifica nei pazienti affetti da sindrome di Sjӧgren (SS) e nei controlli evidenziando una forte espressione di IL-33 e del relativo recettore ST2 attorno ai centri germinativi ectopici nei tessuti dei pazienti affetti da IgG4-RD ma non nei soggetti con SS o sani in cui, diversamente, la citochina è espressa soltanto in corrispondenza delle cellule epiteliali; è stata in seguito valutata l’espressione dell’mRNA di IL-33, ST2, IL-4 ed IL-13 nei pazienti con IgG4-RD rispetto ai sani ed agli affetti da SS dimostrando una maggiore rappresentazione soltanto nel primo caso, infine in quest’ultima valutazione è stata anche analizzata la presenza di un’eventuale correlazione tra i valori di mRNA di IL-33 e le citochine di tipo TH2 (IL-4, IL- 13) dimostrandone l’effettiva presenza soltanto nei soggetti con IgG4-RD ma non negli altri due gruppi dello studio. Le indagini sono infine state concluse attraverso il ricorso a tecniche di doppia immunofluorescenza per identificare le cellule prevalentemente implicate nella produzione di IL-33, ciò è stato possibile attraverso il ricorso ad un marcatore per tale citochina e ad un marcatore differente per evidenziare i macrofagi (CD68+/CD163+) e le cellule dendritiche (CD11+/CD123+) i quali hanno evidenziato la co-localizzazione dell’IL-33 con i macrofagi e, soltanto in minima parte, la sovrapposizione del pattern di immunofluorescenza tra l’IL-33 e le cellule dendritiche133. Sulla base dei risultati citati, gli autori dello studio hanno prospettato un ruolo rilevante del sistema immunitario innato nella patogenesi della IgG4-RD in cui giocherebbe un ruolo di primo piano l’IL-33 che, prodotta dai macrofagi, in particolare M2, sarebbe in grado di indurre una significativa risposta di tipo TH2.
L’IL-33 può invece agire in senso protettivo sulla fibrosi cardiaca e sull’assetto aterosclerotico, proprietà benefiche che al momento attuale ostacolano un eventuale trattamento anti-fibrotico basato sull’interferenza con tale molecola: la possibilità dell’asse IL-33/ST2 di ostacolare l’evoluzione fibrotica in seguito allo stiramento meccanico delle fibrocellule cardiache e dei cardiomiociti è stato evidenziato in molteplici studi tra cui uno eseguito in topi ST2-/- sottoposti ad un sovraccarico pressorio che ha evidenziato un maggior grado di ipertrofia dei cardiomiociti e fibrosi interstiziale rispetto alla controparte wild- type134; infine l’IL-33 mostra un ruolo protettivo anche nel contesto di una patologia infiammatoria cronica come l’aterosclerosi attraverso diversi meccanismi esplorati mediante studi distinti, i principali consistono in a) induzione di autoanticorpi protettivi diretti nei confronti delle LDL-ossidate, b) riduzione della formazione delle cellule schiumose, elemento peculiare della placca aterosclerotica135, c) inibizione nella espressione di metalloproteinasi implicate nella stabilità della placca136.
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