La firma proteica di Helicobacter pylori nello stomaco.

Un nuovo passo avanti nella comprensione della patogenesi delle malattie gastriche indotte dal batterio.

L’infezione da Helicobacter pylori è una delle più diffuse nella popolazione; questo batterio colonizza la mucosa gastrica e causa uno stato infiammatorio che espone al rischio di patologie gastriche tra cui l’ulcera duodenale (UD) e la gastrite atrofica autoimmune (GAA). Inoltre, circa il 3% dei soggetti infettati ha un rischio di 3-6 volte maggiore di sviluppare un cancro gastrico (CG), anche se i meccanismi che sono alla base di questa patologia non sono ancora stati compresi.

In questo contesto, un recente studio pubblicato sulla rivista Infectious Agents and Cancer ha analizzato il profilo proteomico di ceppi di H. pylori isolati da biopsie gastriche di pazienti affetti da UD, GAA e CG. I campioni sono stati poi sottoposti ad elettroforesi bidimensionale (2D-DIGE) abbinata alla spettrometria di massa che hanno permesso di evidenziare una buona discriminazione tra i diversi ceppi di H. pylori riscontrati. È stata quindi proposta una classificazione basata sulla patologia del paziente, con i risultati migliori nei campioni di GAA e CG rispetto a quelli di UD. Infatti, comparando le analisi DIGE tra pazienti con UD e CG, le proteine differenzialmente espresse sono risultate maggiori (29) rispetto alla comparazione fra GAA e CG (18), sottolineando una differenza molecolare più pronunciata tra i ceppi di H. pylori nel CG e nell’UD. Questa maggiore similarità tra ceppi isolati in campioni di GA e CG è in accordo con il modello patogenetico di sviluppo del CG, per il quale la GA e non l’UD rappresenta un fattore di rischio.

Le proteine identificate sono state poi sottoposte ad analisi bioinformatica per cercare di predirne le interazioni. Il diagramma ottenuto ha mostrato una espressione trascrizionale ceppo-specifica che conferma studi genomici e proteomici precedenti in cui era stata dimostrata un’alta variabilità tra i ceppi di H. pylori e l’espressione specifica di geni e proteine dispersi nel genoma.

Inoltre, l’analisi ha permesso di constatare che i protidi espressi in maniera differenziale sono coinvolti soprattutto in funzioni finalizzate all’adattamento di H. pylori all’ambiente dell’ospite, quindi in processi metabolici, di difesa o di motilità batterica.

In particolare, ceppi isolati da pazienti affetti da UD mostrano un’elevata espressione di proteine con attività antiossidante e di riparo che possono avere un ruolo nel ridurre la forte acidità e lo stress ossidativo presenti nello stomaco durante la patologia. Enzimi come le catalasi sono upregolate nel proteoma di questi ceppi, fornendo quindi un meccanismo di protezione dalle specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto presenti appunto nello stato infiammatorio connesso alla malattia.

Al contrario, la GAA è caratterizzata dalla presenza di autoanticorpi diretti contro le cellule parietali dello stomaco che ne inibiscono il rilascio di acido cloridrico provocando una iposecrezione gastrica.

In accordo con la patogenesi, in campioni di H. pylori da pazienti affetti da GA si verifica una significativa riduzione nelle proteine che neutralizzano la concentrazione di idrogeno, quindi con azione detossificante, sottolineando il differente ambiente gastrico tra le due patologie. In aggiunta è stato ipotizzato che una maggiore produzione dell’enzima ureasi B (UreB) da H. pylori nella GAA potrebbe avere un effetto benefico nel ridurre l’infiammazione associata poi allo sviluppo del cancro gastrico.

Nel proteoma batterico da campioni di CG le proteine maggiormente up-regolate sono quelle legate ai processi di replicazione, trascrizione e traduzione del DNA, come ad esempio le proteine ribosomiali, indice indiretto dell’alto turnover proteico derivante dallo stato di oncogenesi rispetto ai ceppi di Helicobacter presenti nelle due patologie (GAA e UD).

In conclusione, sottolineando il profilo proteico differenziale tra i ceppi di Helicobacter pylori e le differenti patologie gastriche umane, lo studio fornisce indicazioni utili alla comprensione dei meccanismi alla base dell’infezione e indica i potenziali marker proteici per la rilevazione batterica specifica associata alla malattia. Alcune di queste proteine, tuttavia, richiedono analisi funzionali e trascrizionali aggiuntive per essere ulteriormente validate, ma possono rappresentare un primo tentativo per indagare a fondo la patogenesi associata a H. pylori, tuttora poco chiara.

Roberta Ranieri

 

Fonti:

Protein signature characterizing Helicobacter pylori strains of patients with autoimmune atrophic gastritis, duodenal ulcer and gastric cancer. De Re V, et al. Infect Agent Cancer. (2017)

A comprehensive analysis of Helicobacter pylori plasticity zones reveals that they are integrating conjugative elements with intermediate integration specificity. Fischer W, et al. BMC Genomics. (2014)

Analysis of growth phase-dependent proteome profiles reveals differential regulation of mRNA and protein in Helicobacter pylori. Choi YW, et al. Proteomics. (2008)

http://www.intechopen.com/books/trends-in-H.-pylori-infection/the-mechanisms-of-action-and-resistance-to-fluoroquinolone-in-H.-pylori-infection

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