A ZIONE DELL’ENDOTELINA SU NGF

L’espressione locale di NGF risente, come si è visto, delle condizioni in cui il cuore si trova a lavorare e del tipo di stress cui sono sottoposti i miocardiociti. Essa è diminuita, per esempio, nello scompenso cardiaco indotto da sovraccarico pressorio e da legatura coronarica, ma non in quello da sovraccarico di volume (Kristen AV et al, 2006); aumenta, invece, dopo brevi periodi di ischemia miocardica (Abe T et al, 1997). Le variazioni indotte dai fattori di crescita neurotrofici nella modulazione simpatica dell’attività cardiaca possono perciò rappresentare una risposta messa in atto parallelamente al rimodellamento strutturale e neurormorale cui va incontro il cuore in queste situazioni,

agli effettori terminali. Per dirimere questo dubbio è necessario indagare su quanto accade a monte di NGF e sulla natura del comando biologico che ne regola l’espressione. Nel 2004 Ieda e colleghi hanno svelato per la prima volta un ruolo della famiglia delle endoteline nella regolazione dell’espressione cardiaca di NGF (Ieda M et al, 2004). Le endoteline sono un gruppo di peptidi di 21 aminoacidi inizialmente individuati per la loro intensa attività vasocostrittiva. Nell’ambito del sistema cardiovascolare, il membro meglio caratterizzato è l’endotelina 1 (ET1), la cui preproforma è elaborata nella cellula attraverso una serie di tagli proteolitici operati dagli endothelin-converting enzymes (Hempstead BL, 2004). ET1 esercita – legandosi a due tipi di recettori accoppiati a proteine G, ETA

ed ETB – un’azione importantissima nella patogenesi dell’ipertrofia cardiaca,

dell’ipertensione e dell’aterosclerosi, oltre che dello sviluppo cranio-facciale e dello stesso sistema cardiovascolare.

Per verificare che l’aumento dell’espressione di NGF fosse indotto direttamente dall’endotelina e non derivasse invece aspecificamente dall’ipertrofia miocardica, nella prima parte del loro lavoro Ieda et al, hanno stimolato colture di cardiomiociti con ET1 e con diversi altri fattori ipertrofizzanti, come l’angiotensinogeno II, la fenilefrina, il leukemia inhibitory factor (LIF), e IGF-1 e quindi hanno valutato il livello di espressione di NGF in ognuna delle colture (Ieda M et al, 2004). Solo ET1 era in grado, dopo 30 minuti di incubazione, di aumentarne l’espressione attraverso un meccanismo mediato dal recettore ETA , dal momento che BQ123 (un antagonista di tale recettore) ne annullava

completamente l’azione. Lo stesso principio è stato utilizzato poi per delineare con maggiore accuratezza la via di trasduzione del segnale che sfociava nell’induzione del gene per NGF. Trattando le colture con tutta una serie di inibitori degli elementi verosimilmente coinvolti in questa via, si è scoperto che a valle del recettore intervengono in primo luogo la subunità βγ della proteina Gi, poi PKC e diverse altre

proteine come quelle della famiglia Src, EGFR, ERK e p38MAPK. Ancor di più (Figura 4.4), topi knock-out per il gene per l’endotelina 1 (Edn1-/-

), ma non quelli knock-out per il gene dell’angiotensinogeno esprimevano NGF ad un livello pari a solo il 32% dei topi di controllo e presentavano una marcata riduzione nella densità di fibre simpatiche e nella concentrazione di NE nel cuore (Figura 4.5). ET1, nella sua nuova veste di regolatore dell’induzione di NGF, rappresenta quindi l’elemento di congiunzione tra la fisiopatologia classica ed il complesso di acquisizioni recenti sul peso dei fattori di crescita neurotrofici nella modulazione della performance cardiaca.

La diretta correlazione tra ET1 ed attività simpatica cardiaca messa in evidenza dal lavoro appena descritto consente una rilettura di una serie di studi comparsi in letteratura negli anni scorsi circa l’effetto dell’endotelina nei modelli di scompenso a livello molecolare, elettrofisiologico e clinico. Nel 2000 (Sakai S et al, 2000), per esempio, era stato osservato in un modello di ratto scompensato, che il trattamento a lungo termine (3 mesi) con BQ123 (antagonista selettivo del recettore ETA ) e con SB209670 (antagonista

doppio di ETA ed ETB ) tendeva a normalizzare le alterazioni dell’espressione genica dei

classici marker molecolari e funzionali dello scompenso cardiaco (peptide natriuretico atriale, catena pesante della miosina-β, recettori rianodinici, Ca2+

-ATPasi del reticolo sarcoplasmatico, enzima convertitore dell’angiotensina, recettore di tipo II per Figura 4.5 Immagine di immunoistochimica per GAP43 (growth-associated protein 43), PGP9.5 (protein gene product 9.5)e TH (tyrosine hydroxylase), specifici per le fibre nervose. Nei cuori di topi knock-out per endotelina (Edn1-/-

) la densità di queste fibre è molto inferiore rispetto ai wild type (Edn1+/+), mentre non c’è alcuna differenza significativa tra knock-out per angiotensinogeno (Atg-/-

) e i wild type (Atg+/+

). Immagine tratta da Ieda M et Al, 2004

questo ventaglio di azioni genomiche e che, quindi, con i suoi effetti, costituisca un braccio importante del riassetto emodinamico ed elettrofisiologico dello scompenso. Allo stesso modo, il trattamento con TA0201 (un antagonista del recettore ETA) di criceti

cardiomiopatici, avvicinava il valore della durata dei loro potenziali d’azione a quello dei criceti sani (Matsumoto Y et al, 2002), pur non normalizzandone le correnti IK1, le cui

alterazioni sono ritenute responsabili, come visto in precedenza, dell’allungamento del potenziale d’azione che si osserva nei miocardiociti di cuori scompensati. Anche in questo caso nell’articolo non si fa alcun cenno ai fattori di crescita neurotrofici, ma una loro implicazione nell’effetto del blocco farmacologico dell’endotelina sul remodeling elettrico del cuore appare evidente. Infine, la somministrazione di elevate dosi di bosentan (antagonista di ETA ed ETB) aumentava la sopravvivenza a 9 mesi di ratti con scompenso

cardiaco dal 47 al 65% (Mulder P et al, 1997), riduceva la pressione arteriosa e la frequenza cardiaca, oltre ad avere un effetto benefico sull’emodinamica e sulla struttura cardiaca.

In conclusione, è bene ricordare che l’endotelina, attraverso i suoi recettori, regola la quantità e lo stato funzionale di moltissime molecole coinvolte in diverse vie di trasduzione del segnale e che i suoi effetti sul sistema cardiovascolare sono diversi e, per molti aspetti, sconosciuti. Attribuire alla modulazione dell’espressione cardiaca di NGF mediata da ET1 l’intero quadro di modificazioni del cuore scompensato, sarebbe, pertanto, ingenuo almeno quanto non attribuirgliene affatto. Per esempio la riduzione di NGF nei cuori trattati con antagonisti dei recettori per l’endotelina può rendere conto di una parte della riduzione della mortalità osservata in questi ratti – verosimilmente quella legata a fenomeni aritmici – ma non, certamente, dell’intero quadro di benefici evidenziati dal trattamento.