Lectina legante il mannosio: caratteristiche biologiche e ruolo nella suscettibilità alle infezioni e lesioni correlate all’ischemia-riperfusione nei neonati in condizioni critiche

Abstract

La lectina legante il mannosio (MBL) è un membro della famiglia delle collectine, appartenente al sistema immunitario innato. Le proprietà genetiche, biologiche e cliniche della MBL sono state ampiamente studiate negli ultimi decenni, anche se alcuni aspetti interessanti della sua potenziale rilevanza clinica sono ancora poco conosciuti. Basse concentrazioni circolanti di MBL sono state associate ad un aumentato rischio di infezione e ad uno scarso esito neurologico nei neonati. D’altra parte, una risposta infiammatoria eccessiva e incontrollata da parte dell’intestino neonatale dopo l’esposizione ai batteri luminali, che porta ad un aumento della produzione di MBL, può essere coinvolta nell’insorgenza di enterocolite necrotizzante. Lo scopo della presente revisione è quello di riassumere le attuali conoscenze sulle caratteristiche genetiche e biologiche della MBL e il suo ruolo nella suscettibilità alle infezioni e alle lesioni tissutali correlate all’ischemia-riperfusione per meglio esplorarne la rilevanza clinica durante il periodo perinatale e le possibili future applicazioni terapeutiche.

1. Introduzione

La lectina legante il mannosio (MBL) è una proteina del sistema immunitario innato, appartenente alla famiglia delle collectine, in grado di implementare una varietà di attività antimicrobiche. Riconosce e lega vari agenti patogeni (inclusi batteri, virus, funghi e parassiti), fornendo protezione contro l’invasione microbica dell’ospite . Sebbene l’impatto clinico della carenza di MBL e la sua associazione a un’ampia varietà di malattie siano stati ampiamente studiati, il significato clinico dei bassi livelli sierici di MBL in soggetti sani è ancora dibattuto. L’immagine è quella di un mosaico, poiché gli studi suggeriscono un impatto dannoso o benefico o nessun impatto di bassi o alti livelli sierici di MBL sulla suscettibilità a diverse malattie. Nei primi anni di vita l’insufficienza di MBL sembra avere rilevanza clinica in presenza di immunodeficienza e ogni volta che il sistema immunitario è particolarmente sfidato . Consecutivamente, l’MBL potrebbe svolgere un ruolo critico nella difesa di prima linea durante il periodo neonatale, quando gli anticorpi derivati dalla madre scompaiono e il sistema immunitario del bambino è immaturo . Nello stesso periodo di vita, l’MBL sembra anche svolgere un ruolo nella guida di contatto della migrazione neuronale, del riconoscimento interneuronale, della mielinizzazione e del rafforzamento della barriera cellulare ependimale .

Mentre bassi livelli sierici di MBL sono stati associati ad un aumentato rischio di sepsi nosocomiale e di rischi neurologici nei neonati, recenti studi condotti su roditori supportano il ruolo di MBL nell’esacerbazione del danno tissutale (tessuti miocardici, gastrointestinali, cerebrali e renali) nel corso di lesioni da ischemia-riperfusione, mediante l’attivazione della via della lectina del complemento. Secondo questi dati, abbiamo scoperto che i genotipi MBL-2 associati ad alti livelli sierici di MBL rappresentano un fattore di rischio per l’enterocolite necrotizzante (NEC) nei neonati pretermine .

In conclusione il ruolo di MBL, l’esatto significato clinico dei diversi aplotipi di MBL e, consecutivamente, i livelli sierici di MBL associati, è ancora poco compreso e deve essere ulteriormente chiarito. Inoltre, non è ancora chiaro se la somministrazione esogena di MBL possa avere effetti protettivi o piuttosto dannosi sull’organismo ospite .

Lo scopo della presente rassegna è quello di riassumere le attuali conoscenze sul ruolo clinico della MBL, soprattutto durante il periodo perinatale, e affrontare questioni controverse, discutendo alla fine sulle sue possibili applicazioni terapeutiche future.

2. LBM: Proteina e proprietà biologiche

Il prodotto umano del gene MBL2 è un polipeptide di 24 kD caratterizzato da una sequenza di 248 aminoacidi, con quattro regioni distinte, una regione N-terminale ricca di cisteina, un dominio collageno, un breve dominio a spirale a spirale α-elicoidale, la cosiddetta regione del collo e un dominio di riconoscimento dei carboidrati e forma la testa globulare prominente della molecola. Tre catene polipeptidiche formano una tripla elica attraverso la regione collagena, stabilizzata dall’interazione idrofobica e dai legami disolfuro interchain all’interno della regione ricca di cisteina N-terminale. Questa forma trimerica è la subunità strutturale di base di tutte le forme circolanti di MBL. Molecole più grandi possono essere ottenute dall’oligomerizzazione di queste subunità omotrimeriche (Figura 1). La struttura oligomerica altamente ordinata, la spaziatura e l’orientamento dei domini di riconoscimento dei carboidrati definiscono quali ligandi MBL possono indirizzare e sono essenziali per la sua funzione. Attraverso il dominio di riconoscimento dei carboidrati MBL si lega a carboidrati specifici come mannosio o N-acetilglucosamina che sono esposti sulla superficie di un certo numero di agenti patogeni come batteri, virus, parassiti e funghi . Per questo motivo, MBL appartiene al gruppo delle cosiddette “molecole di pattern recognition” che mediano l’attivazione precoce della risposta immunitaria. MBL è prodotto dal fegato e rilasciato nel siero in condizioni di stress come proteina di fase acuta calcio-dipendente. Livelli circolanti significativamente aumentati sono stati riportati in risposta alle infezioni. Durante le condizioni infiammatorie MBL può anche lasciare il flusso sanguigno a causa di perdite vascolari e può essere rilevato nel muco dell’orecchio medio, nelle secrezioni delle vie aeree superiori, nel liquido sinoviale infiammato e nel normale liquido amnionico . MBL attiva i macrofagi, migliora la fagocitosi e svolge un ruolo nell’attivazione del complemento inducendo la via della lectina indipendente dagli anticorpi . In particolare, MBL, in collaborazione con tre serine proteasi associate a MBL (MASPs 1, 2 e 3), è in grado di avviare la via della lectina di attivazione del complemento, il rilascio di citochine e fattori di coagulazione. Una singola entità MASP è stata inizialmente identificata e caratterizzata come una proteasi con la capacità di fendere le proteine del complemento C4, C2 e C3 . MASP era infatti una miscela di due proteasi correlate ma distinte, MASP-1 e MASP-2 . Una terza proteasi, MASP-3, è anche dimostrato di essere associato con MBL . Si ritiene generalmente che MASP-2 sia l’iniziatore della via del complemento della lectina, mentre il ruolo degli altri MASP è ancora incerto . I MASP formano inoltre complessi attivi con Ficolin-1 (M-Ficolin), Ficolin-2 (L-Ficolin) e Ficolin-3 (H-Ficolin), che sono anche collageni di difesa .

Figura 1

Il gene MBL e la struttura MBL. L’organizzazione del gene MBL si trova sul cromosoma 10q21. Sono indicati due polimorfismi promotor alle posizioni -550 e -221. Un terzo polimorfismo si trova in posizione + 4. L’esone 1 del gene codifica la regione non tradotta (UR), il peptide del segnale (SP) e la regione di reticolazione (C-LR) dell’N-terminale e della prima parte della regione collagena (CR) che ospita le mutazioni di base che si traduce nella produzione delle varianti MBL. Il secondo esone codifica la parte rimanente della regione collagena (CR) inclusa l’interruzione della ripetizione Gly-X-Y. Un terzo esone codifica la regione del collo (NR). L’ultimo esone codifica il dominio di riconoscimento dei carboidrati (CRD). La subunità MBL è composta da tre singoli peptidi.

Nel caso di danno tissutale dopo ischemia-riperfusione, l’MBL si deposita rapidamente sulle cellule bersaglio e forma un complesso IgM-MBL non appena uno specifico IgM autoreattivo si lega agli antigeni tissutali esposti e innesca l’attivazione del complemento a valle nella fase acuta, migliorando la scissione di C3 . Piccole quantità di MBL sono prodotte anche in organi diversi dal fegato come cervello , rene , milza , tonsille, timo , intestino tenue , testicolo , ovaio e vagina , suggerendo che l’espressione locale di MBL può essere rilevante nella difesa immunitaria locale.

3. MBL: Genetica

Nel 1989, la struttura genica di MBL e la proteina sono stati identificati da Taylor e Sastry . Il gene MBL umano (MBL2) è stato clonato e sequenziato ed è stato localizzato nel cromosoma 10q11.1–q21. Il confronto della sequenza nucleotidica genomica di MBL2 con la sequenza cDNA ha rivelato che la regione codificante la proteina consiste di quattro esoni interrotti da tre introni di 600, 1350 e 800 coppie di basi di dimensioni, rispettivamente. L’esone 1 codifica il peptide del segnale, un dominio ricco di cisteina e sette copie di un motivo ripetuto della glicina-Xaa-Yaa tipico per la formazione dell’elica tripla delle strutture del collagene (Xaa e Yaa indicano tutto l’amminoacido). Questo schema è continuato da ulteriori 12 ripetizioni di glicina-Xaa-Yaa nell’esone 2. L’esone 3 codifica una regione del collo e l’esone 4 un dominio che lega i carboidrati. La proteina risultante è costituita da oligomeri ciascuno con tre catene polipeptidiche identiche di 32 kDa come valutato su elettroforesi su gel di sodio dodecil solfato poliacrilammide (SDS-PAGE). Il fegato sintetizza la proteina come strutture costituite da tre-sei oligomeri (Figura 1).

3.1. Polimorfismi del gene MBL2

La presenza di alleli varianti del gene MBL2 che codifica tre diverse varianti strutturali del polipeptide MBL è fortemente associata alla carenza di MBL. Cinque polimorfismi a singolo nucleotide (SNPs) nel gene MBL2 portano a variazioni nella quantità o funzione di MBL nel siero. Due SNP sono localizzati nella regione del promotore, nelle posizioni -550 (variante H/L) e -221 (variante X/Y), e uno è localizzato nella regione 5′ non tradotta in posizione +4 (variante P/Q) (Figura 1). Influenzano l’espressione del gene MBL2. Gli aplotipi HY, LY e LX si correlano con l’alta, media e bassa attività del promotore, in accordo con le misurazioni del siero . Gli altri tre funzionali SNPs sono situati nell’esone 1, esattamente nel codone 52 (allele D) , nel codone 54 (allele B) , e nel codone 57 (allele C) , e causare la rottura dei ripetuti Gly-Xaa-Yaa struttura del collagene tripla elica, sostituendo l’essenziale glicina residuo di cisteina, acido aspartico e acido glutammico, acido, rispettivamente . Tutte e tre le varianti impediscono l’assemblaggio di subunità MBL nella struttura di base del trimero, riducendo così la quantità di proteina MBL (Figura 2).

Figura 2

Le differenze strutturali dovute alla variante alleli. Tre polimorfismi nel gene strutturale MBL2, a codoni 52, 54, e 57, codificano per alleli variante indicato come D, B, e C, rispettivamente; il gene wild-type è A. Nel tipo selvaggio, la corretta ripetizione di Glu-Xaa-Yaa permette l’associazione di tre catene polipeptidiche identiche generando la subunità strutturale. Questa subunità è stabilizzata attraverso legami disolfuro nella regione di reticolazione, con una formazione di oligomeri MBL di alto ordine. Le mutazioni nell’esone 1 generano tre sostituzioni di aminoacidi nella regione simile al collagene; due di queste sostituzioni interrompono le ripetizioni Gly-X-Y scambiando un residuo di glicina con acido aspartico (variante B) o con glutammina (variante C). Un terzo sostituisce una cisteina per un’arginina (variante D). Queste sostituzioni di amminoacidi interrompono l’assemblaggio della molecola MBL, generando una formazione oligomerica di basso ordine non funzionale .

Gli alleli della variante sono molto frequenti in popolazioni normali e sane, dove sono presenti nel 20-50% degli individui, con le più alte frequenze riscontrate negli africani. L’allele B è comune nei caucasici, nei cinesi e negli eschimesi con frequenze geniche da 0,11 a 0,17%, mentre l’allele C è quasi esclusivamente presente negli africani, dove è molto frequente (da 0,23 a 0,29%). L’allele D è presente sia nei caucasici che negli africani, anche se con una frequenza inferiore (0,05% in entrambi) . Tutti gli studi sulla popolazione hanno mostrato un significativo effetto dominante degli alleli B, C e D.

I livelli sierici di MBL sono determinati geneticamente, come descritto da Sorensen, che ha stimato l’ereditabilità dei livelli sierici di MBL e dell’attività MASP-2 in un elegante studio su gemelli adulti, sottolineando il contributo di geni comuni che influenzano entrambi i tratti. I dati di questo studio indicano una forte influenza genetica per i livelli sierici di MBL e per l’attività MASP-2, con una significativa correlazione genetica tra i due tratti. In effetti, le correlazioni gemello-gemello erano più alte nei gemelli monozigoti che nei gemelli dizigoti per entrambi i tratti, che sembrano essere influenzati, anche se in parte, dagli stessi geni. La correlazione genetica può anche rappresentare una relazione casuale tra i fenotipi .

La variabilità genetica sia del promotore che dei domini esonici del gene MBL influenza la successiva stabilità e le concentrazioni sieriche della proteina funzionalmente attiva, portando a difetti di opsonizzazione e suscettibilità alle infezioni .

4. LBM: Ruolo nell’attivazione del complemento nella lesione tissutale ischemia / riperfusione

Molti studi hanno dimostrato un ruolo determinante del sistema del complemento nella lesione ischemia/riperfusione (I/R) nell’uomo e negli animali. Infatti, durante l’ischemia e nella successiva riperfusione, la via classica ha un ruolo fondamentale, ma sono coinvolte anche le vie della lectina. L’IgM circolante naturale (specifico per gli auto-antigeni) può legarsi agli antigeni esposti dall’ischemia. L’interazione dell’antigene avvia la via classica, seguita dall’attivazione di C1 e componenti a valle (C4, C3 e C2). L’interazione tra IgM e antigene ischemico porta all’esposizione del legame per l’MBL, attraverso il pattern di carboidrati su IgM e attiva i MASP. I MASPSS attivati scindono ulteriormente il substrato rilevante attivando la via della lectina (Figura 3). MASP-2 attivato fende in modo molto efficiente i fattori del complemento C4 e C2 ai frammenti C4b e C4a e C2b e C2a, rispettivamente, e C4b e C2b si uniscono per formare una convertasi C3 2 . MASP-1 può fendere C4b-bound C2, ma non C4 . Pertanto la via di attivazione della via della lectina è carente in assenza di MASP-2. MASP-1 può aumentare l’attività funzionale MASP-2 scindendo C2 e possibilmente migliorando l’attivazione del complemento mediante conversione di MASP-2 nella forma attiva enzimatica, ma non può compensare la perdita di attività funzionale MASP-2 .

Figura 3

Un modello illustra l’attivazione della via della lectina da parte di IgM naturale nella lesione I/R. L’IgM si lega al neoepitopo in auto-Ag e attiva la via della lectina del complemento. Gli eventi a valle includono il rilascio di fattori proinfiammatori C3a e C5a, la deposizione dei complessi di attacco della membrana C5-C9, il reclutamento di cellule infiammatorie e il conseguente danno cellulare diretto .

Questo modo per l’attivazione del complemento è stato implicato nella fisiopatologia dell’infarto miocardico , dell’ischemia gastrointestinale e dell’I/R renale . Uno studio recente mostra i benefici della somministrazione di inibitori C1 in un modello murino di I/R cerebrale e suggerisce che MBL è coinvolto in questo effetto .

5. MBL: Significato clinico

5.1. MBL e suscettibilità alle infezioni

MBL riconosce e si lega alle porzioni di zucchero sulla superficie di batteri, virus, funghi e parassiti. Il legame MBL provoca l’agglutinazione di questi microrganismi e consente la clearance fagocitaria dei patogeni e l’attivazione della via del complemento della lectina, attraverso le proteasi associate a MBL (Figura 4). Poiché le prove di montaggio hanno sostenuto un ruolo cruciale della MBL nella risposta immunitaria innata durante gli ultimi anni, diversi studi si sono concentrati sull’associazione tra l’espressione di MBL e/o le concentrazioni nei fluidi corporei e la presentazione clinica. Allo stesso modo per le proteine della fase acuta dell’infiammazione, i livelli ematici di MBL aumentano in risposta alle infezioni. Gli individui adulti sani hanno solitamente concentrazioni di MBL superiori a 1000 ng / mL e questi livelli sembrano non essere influenzati dall’età, dal ciclo circadiano e dall’esercizio fisico. Durante l’infiammazione, i livelli di MBL aumentano entro 3-4 volte rispetto al livello basale . La carenza di MBL negli adulti è stata definita come concentrazioni plasmatiche inferiori a 500 ng / mL o come funzione MBL inferiore a 0,2 U / µLC4 . I livelli di MBL possono aumentare sotto stress a livelli sufficienti, in individui che di solito sono carenti. Una risposta positiva di fase acuta è stata generalmente osservata in individui con geni wild-type MBL2 .

Figura 4

Un modello illustra l’attivazione della via della lectina da parte di agenti infettivi. MBL riconosce carboidrati specifici come D-mannosio, L-fucosio e N-acetilglucosamina che sono rappresentati sulla superficie di un’ampia varietà di agenti infettivi. L’impegno del legante da MBL attiva MASP2, che poi fende la convertasi C2C4 e provoca la scissione di C3 e la generazione di C3b. È stato anche proposto che MASP1 possa fendere direttamente C3 .

Gli adulti con deficit di MBL sono caratterizzati da un rischio, gravità e frequenza più elevati di infezioni in un certo numero di contesti clinici, sebbene l’impatto esatto di questo tipo di immunodeficienza innata sull’esito clinico sia ancora poco compreso . Inoltre, il rischio di sviluppare infezioni a causa di bassi livelli di MBL sembra essere particolarmente accentuato se associato ad altre condizioni come la fibrosi cistica , o dopo chemioterapia e trapianto .

Tuttavia, nonostante questi risultati suggeriscano un ruolo protettivo di MBL, un eccesso di attivazione di MBL potrebbe essere anche dannoso, a causa di una risposta proinfiammatoria sbilanciata che porta a ulteriori danni ai tessuti. L’alta attività di MBL è stata associata con le malattie autoimmuni infiammatorie quale il lupus eritematoso sistemico, con conseguente lesione dell’organo . Inoltre, l’aumento delle concentrazioni e dell’attività sierica di MBL è stato associato ad altri disturbi , tra cui rigetto del trapianto , nefropatia diabetica , aumento dell’assorbimento di micobatteri e Leishmania e cirrosi biliare primaria .

Per quanto riguarda la popolazione adulta, bassi livelli di MBL sembrano rappresentare un fattore di rischio anche per lo sviluppo di infezioni neonatali . Livelli di MBL particolarmente bassi sono stati rilevati tra i neonati pretermine e una carenza di MBL geneticamente determinata è stata descritta, portando ad una significativa variabilità interindividuale delle concentrazioni sieriche di MBL nel periodo neonatale.

Basse concentrazioni di MBL già nel sangue del cordone ombelicale sono risultate correlate ad una maggiore incidenza di sepsi gram-negativa . Bassi livelli sierici di MBL al momento dell’ammissione all’unità di terapia intensiva neonatale sono associati ad un aumentato rischio di sepsi nosocomiale, indipendentemente dall’età gestazionale (GA) . Poiché tali basse concentrazioni sieriche di MBL sono state riportate tra i neonati settici, è stato suggerito un possibile ruolo di MBL come biomarcatore per l’identificazione precoce dei neonati a rischio di infezione . Uno studio osservazionale prospettico condotto presso la nostra istituzione, che comprendeva 365 neonati in condizioni critiche, ha dimostrato che i livelli medi di MBL nel siero erano significativamente più bassi tra gli infetti rispetto ai neonati non infetti. Inoltre, basse concentrazioni di MBL al momento dell’ammissione rappresentavano un fattore di rischio per il successivo sviluppo di infezione, indipendentemente dalla GA e dalle procedure invasive. Tuttavia, i livelli di MBL al momento dell’ammissione e i livelli di picco durante l’infezione non erano associati alla morte .

Schlapbach et al. ha rilevato una tendenza verso un aumento del tasso di incidenza di gravi sintomi respiratori nei neonati con basse concentrazioni di MBL, sebbene questa associazione non fosse così forte come previsto . Altri autori hanno scoperto che i neonati con deficit di MASP-2 avevano un GA medio più breve, una maggiore incidenza di prematurità e un peso alla nascita inferiore (BW). Inoltre, una tendenza verso concentrazioni più elevate di MASP-2 è stata trovata tra i neonati infetti .

Con riferimento alla correlazione tra genotipi MBL2 e livelli sierici di MBL al momento del ricovero in unità di terapia intensiva neonatale, abbiamo osservato che solo il 13,8% dei nostri pazienti pretermine portava un aplotipo MBL2 geneticamente carente, mentre il 43,1% dei bambini aveva livelli di MBL carenti (< 700 ng/mL) al momento del ricovero in unità. La scoperta di una discrepanza tra genotipi MBL e livelli sierici di MBL nei neonati supporta il ruolo dell’immaturità nel causare bassi livelli di MBL nei neonati. Pertanto, nei neonati pretermine la carenza di MBL alla nascita e nel primo mese di vita sembra essere descritta meglio dalle concentrazioni sieriche rispetto al genotipo MBL .

5.2. MBL ed esito neurologico avverso nei neonati pretermine

Studi epidemiologici robusti, eseguiti in neonati pretermine e nati a termine, suggeriscono una forte associazione tra infezione fetale, infiammazione (ad esempio, corioamnionite), danno cerebrale perinatale e disabilità neurologica nei neonati nati a termine. Infezione e ipossia-l’ischemia, pur essendo molto diversi tipi di lesioni, può innescare individualmente la risposta infiammatoria fetale, attivando il sistema immunitario fetale, contribuendo a lesioni cerebrali pretermine, tra cui lesioni da sostanza bianca periventricolare .

In topi o ratti con insulto cerebrale, indotta a 5 giorni di vita da ibotenate amministrazione, dopo iniezione sistemica di IL-1β, IL-6, TNFa, IL-9 tra il primo e il quinto giorno di vita, una diversa risposta cerebrale è stato visto, con un massimo di due volte il livello di danni cerebrali osservata in questi roditori rispetto a quella osservata in nonsensitized animali . Inoltre, nei neonati che sviluppano una paralisi cerebrale successiva, è stato riscontrato un aumento del livello plasmatico di IL-9 senza un aumento delle citochine proinfiammatorie. La sensibilizzazione cerebrale potrebbe essere indotta dall’innesco del recettore neurale H1 e H2, a causa del rilascio di istamina secondaria all’attivazione dei mastociti. Anche l’attivazione della via TLR (TLR4, TLR3 e molecola adattatore TRIF), che porta alla produzione di citochine, sembra essere implicata nella sensibilizzazione infiammatoria del cervello all’insulto ipossia-ischemia. La risposta alle citochine dovuta all’attivazione di una via infiammatoria comune potrebbe spiegare la correlazione osservata tra paralisi cerebrale e livelli di citochine nel sangue dei neonati nati a termine . Sebbene sia stato dimostrato un ruolo per l’immunità neonatale e la sepsi nell’encefalopatia neonatale, pochi studi hanno esplorato il ruolo della genetica fetale e materna nel predire l’esito neurologico nei neonati e se le caratteristiche genetiche di alcuni fattori di immunità innata possano costituire un biomarcatore di fragilità nei neonati. In un gruppo di neonati molto pretermine a 24 mesi di età corretta, abbiamo osservato che l’omozigosità di SNPs dell’esone 1 del gene MBL2 era associata ad un esito neurologico avverso. Inoltre, tutti i pazienti con genotipo OO hanno avuto almeno un episodio di infezione durante l’ospedalizzazione e hanno mostrato un aumento del rischio di emorragia intraventricolare (IVH) . Quindi, l’effetto di MBL2 SNPs sullo sviluppo neurologico potrebbe essere indiretto in questi neonati, forse mediato dall’infezione, e il danno cerebrale indotto dal deficit di MBL può essere parzialmente indipendente dalla cascata del complemento, meno attivo in tali neonati pretermine che nei bambini più maturi e negli adulti. Altri meccanismi mediati da MBL, legati alla marcata immaturità cerebrale dei neonati, possono avere un ruolo nella genesi del danno neurologico .

In un modello di lesioni cerebrali traumatiche nei topi, Yager et al. ha scoperto che la carenza di MBL aggrava la morte acuta delle cellule CA3 (Cornu Ammonis) e la disfunzione cognitiva, indipendentemente dall’attivazione del complemento. Ciò suggerisce un ruolo neuroprotettivo per MBL e un legame funzionale tra l’immunità innata e l’esito neurologico dopo lesioni cerebrali traumatiche . Yager et al. genotipo MBL2 studiato nei topi e in 135 pazienti adulti colpiti da ictus (età media >70 anni). A tre mesi di follow-up, hanno concluso che la carenza di MBL geneticamente definita era associata a un risultato migliore dopo l’ictus acuto, senza un aumentato rischio di infezioni nei pazienti con carenza di MBL. Inoltre, i pazienti con genotipi bassi di MBL hanno rivelato livelli sierici più bassi di C3 e C4 rispetto ai pazienti con genotipi sufficienti di MBL . Recentemente, Cervera et al. confermato nel modello murino di occlusione dell’arteria cerebrale media gli effetti neuroprotettivi della delezione genetica MBL nel post-ictus acuto, ma non ha trovato miglioramenti nel volume dell’infarto o nella funzione neurologica all’esame di 7 giorni . Questi risultati sono in conflitto tra loro. Se l’MBL ha un ruolo protettivo o dannoso nella fisiopatologia dell’ischemia – il danno cerebrale da riperfusione non è ancora chiaro. Secondo gli studi di Zanetta, possiamo ipotizzare che l’MBL possa svolgere un ruolo protettivo nello sviluppo del cervello . Le glicoproteine ricche di mannosio si accumulano marcatamente durante la seconda e la terza settimana postnatale rispetto ad altri monosaccaridi e vengono successivamente degradate. Sono concentrati sulla superficie degli assoni, specialmente sulla superficie delle fibre parallele (assoni delle cellule del granello, il tipo di cellula neuronale quantitativamente maggiore nel cervelletto). Nei neonati prematuri, MBL potrebbe promuovere la guida di contatto della migrazione neuronale, riconoscimento interneuronale, formazione di ponti tra neuroni migratori e fibre astrociti radiali, mielinizzazione e serraggio della barriera cellulare ependimale, durante lo sviluppo ontogenico del cervello. Una singola mutazione genetica potrebbe facilmente sopprimere queste funzioni aumentando la suscettibilità del tessuto cerebrale a vari insulti patogeni, come infezioni ed emorragie .

5.3. MBL e Enterocolite necrotizzante (NEC)

Per quanto riguarda la popolazione adulta, non solo la carenza di MBL ma anche l’iperproduzione di MBL sembra avere effetti potenzialmente dannosi. La difesa immunitaria dell’ospite dipende dal mantenimento di un adeguato equilibrio tra processi proinfiammatori e apoptosi. L’immaturità delle vie infiammatorie potrebbe aumentare la suscettibilità all’attivazione apoptotica, sconvolgendo questo equilibrio e causare un aumento del danno tissutale apoptotico durante l’infezione batterica. L’insorgenza di una risposta infiammatoria eccessiva e incontrollata da parte dell’intestino neonatale dopo l’esposizione a batteri luminali può innescare l’insorgenza di enterocolite necrotizzante. I polimorfismi del gene MBL2 associati ad alta espressione di siero attivo e proteine tissutali possono predisporre i neonati pretermine a sviluppare NEC e generare la fisiopatologia del NEC, che contribuisce alla progressione della malattia .

MBL è espresso dagli epatociti, ma Sastry et al. osservato bassi livelli extraepatici di mRNA MBL-2, prevalentemente nell’intestino tenue . Prencipe et al. rilevato l’espressione della proteina MBL nelle viscere malate dei neonati pretermine con NEC: MBL era fortemente espresso negli enterociti, nelle cellule endoteliali e negli istiociti dell’intestino tenue e del colon. Inoltre, hanno osservato una colorazione positiva per MBL anche negli enterociti dei tessuti intestinali di neonati sani. L’allele Y variante -221 del promotore MBL-2, associato a livelli sierici di MBL più elevati, è stato dimostrato essere significativamente più comune nei neonati con NEC rispetto ai neonati di controllo. Inoltre, è stata osservata una significativa associazione del genotipo promotore -221 YY e del genotipo combinato esone 1/promotore −221YA/YA, entrambi che causano alti livelli di proteine MBL, con un rischio più elevato di sviluppare NEC, indipendentemente GA. I genotipi MBL-2 relativi a bassi livelli di MBL hanno dimostrato di essere associati a una diminuzione della mortalità tra i neonati con NEC grave, suggerendo che i livelli di MBL possono influenzare l’esito del NEC e sostenendo ulteriormente l’ipotesi di un ruolo di alti livelli di MBL nel contribuire al danno intestinale .

6. LBM: Prospettive future

L’osservazione che bassi livelli di MBL rappresentano un fattore di rischio per lo sviluppo e la gravità dell’infezione ha suggerito che la somministrazione esterna di MBL potrebbe essere utile. Pertanto, i trattamenti sostitutivi della MBL nei neonati gravemente malati con infezioni gravi sono attualmente discussi, anche se ancora lontani da essere applicati nella pratica clinica. Tuttavia, considerando l’aumentato rischio di alcuni disturbi che sono stati associati a una produzione incontrollata di MBL (come descritto sopra nel testo), la potenziale somministrazione profilattica/terapeutica di MBL deve essere attentamente studiata prima di intraprendere strategie potenzialmente pericolose . Nonostante il gran numero di studi che studiano il ruolo di MBL, l’esatto significato clinico dei diversi aplotipi di MBL e, consecutivamente, i livelli sierici di MBL associati è ancora poco compreso e deve essere ulteriormente chiarito, specialmente nei neonati, in cui tali percorsi non sono completamente sviluppati e funzionalmente maturi. In particolare, non è ancora chiaro se la risposta all’infezione possa essere attenuata o piuttosto esagerata dalla somministrazione precoce di MBL prima dello sviluppo dell’infezione. Studi di popolazione hanno rivelato inaspettatamente alte frequenze di mutazioni strutturali del gene MBL. È stato suggerito che questo può riflettere un vantaggio di selezione per attività ridotte dei meccanismi immunitari associati a MBL, tale che, ad esempio, gli individui con livelli più bassi di MBL potrebbero essere protetti contro il danno mediato dal complemento associato a malattie infiammatorie.

La possibilità di comprendere il contributo genetico di risposte specifiche agli agenti immunomodulatori è una sfida dell’attuale ricerca sulle infezioni e malattie infiammatorie. SNPs del gene MBL2 potrebbe prevedere la suscettibilità a specifici agenti patogeni o complicanze delle infezioni, permettendoci di implementare strategie non convenzionali di profilassi e terapia.

Inoltre, l’importanza di conoscere il coinvolgimento di MBL nella lesione cerebrale, partecipando all’attivazione della risposta infiammatoria, potrebbe essere importante perché il danno cerebrale indotto a causa di un primo insulto rende il cervello in via di sviluppo più suscettibile a un secondo insulto. Comprendere il ruolo di MBL nell’insulto cerebrale e se i livelli di MBL potrebbero essere correlati con l’esito neurologico potrebbe essere un possibile punto finale per il nuovo studio, cioè nei neonati con encefalopatia ipossica/ischemica trattata con ipotermia di tutto il corpo.

Abbreviazioni

Interessi concorrenti

Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi per quanto riguarda la pubblicazione di questo articolo.