Por que o álcool bloqueia o fígado da cura, mesmo depois de sair

Esse estado intermediário é resultado da inflamação interrompendo como o RNA é emendado durante o processo de criação de proteínas, descobriram os pesquisadores, fornecendo aos cientistas novos caminhos de tratamento para explorar a doença mortal. Os pesquisadores publicaram suas descobertas na revista Nature Communications.

O fígado tem uma capacidade notável de se regenerar após danos ou remoção parcial. No entanto, perde essa capacidade em pacientes com doença hepática associada ao álcool-a principal causa de mortalidade relacionada ao fígado em todo o mundo, resultando em aproximadamente 3 milhões de mortes anualmente.

“Sabíamos que o fígado para de funcionar e para de regenerar em pacientes com hepatite e cirrose relacionadas a álcool, mesmo quando um paciente descontinuou o consumo de álcool, mas não sabíamos por que”, disse U. da I. Bioquhemistry Professor Auinash Kalsotra, que liderou o estudo da escola da Universidade da Duke, professora da medicina, professora Mae Diehl. “A única opção de tratamento real para salvar vidas quando um paciente atinge o estágio de insuficiência hepática nessas doenças é o transplante. Mas se entendemos por que esses fígados estavam falhando, talvez possamos intervir”.

Tanto os laboratórios de Kalsotra quanto o Diehl haviam estudado os fundamentos moleculares e celulares da regeneração hepática. Nos últimos cinco anos, eles descobriram que, para regenerar, as células hepáticas reprogramam sua expressão gênica para reverter para células progenitoras do tipo fetal, multiplicar e depois reverter o processo de volta para se tornar células funcionais maduras novamente. Armado com esse conhecimento, o grupo se voltou para a questão de como esses mecanismos foram interrompidos na doença hepática associada ao álcool.

Os pesquisadores compararam amostras de fígados saudáveis ​​e amostras de fígado com hepatite ou cirrose associadas ao álcool obtidas do Hospital Universitário Johns Hopkins por meio de uma iniciativa apoiada pelo Instituto Nacional de Abuso de Álcool e Alcoolismo, parte dos Institutos Nacionais de Saúde.

A primeira coisa que os pesquisadores notaram em fígados doentes foi que, embora as células danificadas tenham começado o processo de reverter para o estado regenerativo, eles não concluíram o processo e permaneceram no limbo de transição.

“Eles não são células adultas funcionais nem células progenitoras proliferativas. Como não estão funcionando, mais pressão se baseia nas células restantes. Então eles tentam se regenerar e estão todos acabando nesse estado quase-progenitor improdutivo, e é isso que está causando falhas hepáticas”, disse que os estudantes de graduação são de graduação que os estudantes quimbazhi e o SUHTRU.

Para descobrir por que as células estavam ficando presas nesse estado, a equipe investigou quais proteínas estavam sendo feitas pelas células hepáticas e, por sua vez, as moléculas de RNA que transportam as instruções para essas proteínas do DNA para a maquinaria de construção de proteínas da célula.

Enquanto a maioria dos estudos se concentra apenas nas quantidades totais de RNA ou proteína em uma célula, a equipe de Kalsota usou a tecnologia de sequenciamento de RNA profunda e as análises computacionais para aumentar o zoom na emenda de fragmentos de RNA, uma etapa essencial na união de diferentes partes de instruções genéticas para fazer proteínas.

“Ao comparar as amostras, vimos que o RNA estava sendo perdido amplamente em doenças hepáticas relacionadas ao álcool, em milhares de genes, e isso estava afetando as principais funções de proteínas”, disse Kalsota, que também é afiliada ao Instituto Carl R. Woese de biologia genômica em Illinois.

Os pesquisadores encontraram um possível fator de faturamento do RNA: as células hepáticas danificadas pelo álcool tinham uma deficiência da proteína ESRP2, que se liga ao RNA para ceder corretamente.

“As proteínas funcionam em um local muito específico na célula, e isso é direcionado por sequências dentro da proteína que levam a proteína a esse ponto em particular. Descobrimos que, em muitos casos, a sequência que determina onde a proteína se localiza dentro de uma célula foi errada. É por isso que foi importante que os múltiplos análises que fizemos”, disse Kalsotra, também de um membro do que os membros do Kalsotra. “Havia a mesma quantidade de RNA e proteína, mas a proteína não estava no lugar certo para funcionar. Devido à falta de placar, as principais proteínas necessárias para a regeneração hepática produtiva estavam ficando presas no citoplasma, quando precisavam estar no núcleo”.

Para verificar se a deficiência de ESRP2 era um provável culpado, os pesquisadores estudaram ratos sem o gene que produz ESRP2. Eles exibiram danos hepáticos semelhantes e falha na regeneração com a observada em pacientes com hepatite avançada relacionada ao álcool.

Mas por que o ESRP2 estava ausente de células hepáticas de pacientes com hepatite relacionada ao álcool? Após a investigação, os pesquisadores descobriram que as células do fígado e as células imunes, atraídas pelo tecido hepático danificado pelo processamento de álcool, liberaram grandes quantidades de fatores inflamatórios e de crescimento. Esses fatores suprimem a produção e atividade de ESRP2.

Para verificar esse achado, os pesquisadores trataram culturas de células hepáticas com uma molécula que inibe o receptor para um dos fatores de promoção da inflamação. Os níveis de ESRP2 recuperaram e a atividade de emenda foi corrigida, apontando para o caminho como um possível alvo de tratamento.

“Espero que essas descobertas se tornem uma plataforma de lançamento para futuros estudos clínicos. Podemos usar esses RNAs com erros com erros de diagnóstico ou desenvolver tratamentos que podem conter a inflamação. E se pudermos corrigir os defeitos de emenda, talvez possamos melhorar a recuperação e restaurar os fígados danificados”, disse Kalsota.

A equipe de pesquisa também incluiu U. dos estudantes de pós -graduação de Bioquímica Diptatanu Das e Subhashis Natua; U. dos estudantes de graduação Katelyn Toohill, Ishita Purwar e Anuprova Bhowmik; Brandon Peiffer e Zhaoli Sun da Johns Hopkins University School of Medicine; Aurelia Leona e Yogesh Goyal da Northwestern University e Rajesh Dutta da Duke University School of Medicine.

Os Institutos Nacionais de Saúde, o Biohub Chan-Zuckerberg Chicago, a Duke Endowment e a Muscular Distrophy Association apoiaram este trabalho.

Os Institutos Nacionais de Saúde apoiaram este trabalho através de subsídios R01-AA010154, R01-HL126845, R21-HD104039, R01-AA010154, 5R01-DK077794, 1R56-DK1343340 e R24 AA02050.