Oxysterols induce mitochondrial impairment and hepatocellular toxicity in non-alcoholic fatty liver disease

Abstract: La NAFLD (Nonalcoholic fatty liver disease) è la più comune malattia epatica cronica dei paesi occidentali con un incidenza ancora maggiore dell’epatite virale C e del danno epatico causato dall’abuso di alcool. Dal punto di vista istologico la NAFLD include la steatosi semplice (nonalcoholic fatty liver, NAFL) nella sua forma iniziale, che può evolvere in steatoepatite (NASH), caratterizzata dalla presenza di infiltrato infiammatorio e/o di fibrosi, potenzialmente progressiva in cirrosi ,epatocarcinoma (HCC) ed insufficienza epatica. Sono stati identificati diversi eventi intracellulari che legano la NAFLD e la sua progressione a NASH, compreso accumulo di lipidi, disfunzione mitocondriale e stress ossidativo. Evidenze emergenti indicano che l’accumulo epatico sia di acidi grassi liberi che di colesterolo possano svolgere un ruolo determinante nello sviluppo della NAFLD; in particolare, l’eccesso epatico di colesterolo può portare ad un aumento della formazione di ossisteroli, prodotti di ossidazione del colesterolo, i quali potrebbero contribuire al danno epatico. Un’analisi dei campioni epatici di ratti Wistar maschi alimentati con una dieta ricca di acidi grassi (HF), ricca di colesterolo (HC) e una dieta combinata HF+HC mostra che, il modello HF determina steatosi epatica semplice, il modello HC è caratterizzato da degenerazione balloniforme degli epatociti, mentre il modello HF+HC presenta tutte le caratteristiche istologiche della NASH. Effettuando un’analisi lipidomica dei lipidi epatici abbiamo osservato un aumento del colesterolo libero nel modello HC, mentre nel modello HF+HC si riscontravano livelli epatici aumentati sia di colesterolo libero che di acidi grassi liberi. Per quanto riguarda gli ossisteroli epatici, ciò che abbiamo osservato è stato un aumento degli ossisteroli Cholestane-3β,5α,6 β-triol (triolo), 7-Ketocolesterolo, 7α e 7β idrossicolesterolo nelle diete HC e HF+HC, rispetto al controllo e alla dieta HF. Per verificare il meccanismo molecolare coinvolto nella disfunzione mitocondriale e nella tossicità epatocellulare, cellule di epatocarcinoma HuH7 e colture primarie di epatociti isolati da fegato di ratto sono state esposte all’acido palmitico e/o all’acido oleico, con e senza Triolo. Ciò che abbiamo osservato è che, tale ossisterolo induceva apoptosi in cellule co-esposte con i due acidi grassi e ciò era associato ad una alterazione dell’attività respiratoria mitocondriale e ad una down-regolazione dei geni PGC1-α, TFAM e NRF1. In conclusione i nostri dati mostrano che l’accumulo a livello epatico di acidi grassi liberi o ossisteroli induce di per sé una bassa tossicità epatocellulare. Al contrario, l’accumulo epatico di acidi grassi e ossisteroli tossici come il Triolo sono determinanti nell’alterazione della biogenesi e della funzionalità mitocondriale, contribuendo alla patologia epatica della NAFLD.