GDF10 calma le cellule epatiche che formano tessuto cicatriziale e inverte la fibrosi nei topi

La fibrosi epatica è il più forte predittore di morte correlata al fegato nella steatoepatite associata a disfunzione metabolica (MASH), una condizione che colpisce una larga quota di adulti in tutto il mondo. Nonostante ciò, non esistono terapie approvate rivolte specificamente alla fibrosi. Le cellule stellate epatiche (HSC) causano la cicatrizzazione quando vengono attivate dal TGF-β, ma i fattori naturali che riportano queste cellule a uno stato quiescente sono poco conosciuti.

I ricercatori si sono concentrati sul fattore di differenziazione della crescita 10 (GDF10), un membro meno noto della famiglia del TGF-β. Il sequenziamento dell'RNA a singola cellula ha mostrato che nel fegato Gdf10 è espresso specificamente nelle HSC e che i suoi livelli diminuiscono man mano che le HSC diventano fibrotiche. Gli autori hanno testato guadagno e perdita di funzione in topi con MASH indotta dalla dieta (diete ricche di grassi/fruttosio/colesterolo e ricche di grassi carenti di metionina/colina) e con fibrosi indotta da tetracloruro di carbonio (CCl4). Hanno utilizzato sovraespressione mediata da AAV, knockdown lentivirale, proteina GDF10 ricombinante e HSC primarie e immortalizzate in coltura. Il lavoro meccanicistico ha incluso immunoprecipitazione, saggi di traslocazione nucleare di SMAD2, analisi dei flussi metabolici con Seahorse e RNA-seq. Infine, hanno formulato nanoparticelle lipidiche (LNP) contenenti mRNA di Gdf10 e le hanno testate in vitro e in modelli di fibrosi.

La sovraespressione di Gdf10 ha ridotto la deposizione di collagene, i livelli sierici di ALT/AST e l'espressione di geni fibrogenici sia nei modelli di MASH sia in quelli da CCl4, senza modificare la tolleranza al glucosio, la sensibilità all'insulina o i parametri lipidici. Nelle HSC, GDF10 si è legato in modo competitivo al recettore 2 del TGF-β, interferendo con il legame del TGF-β1, riducendo la fosforilazione e la traslocazione nucleare di SMAD2/3 e sopprimendo la produzione di matrice extracellulare. Ha inoltre invertito il profilo ipermetabolico e glicolitico delle HSC attivate, spostandole verso uno stato simile alla quiescenza. Le LNP con mRNA di Gdf10 mirate al fegato sono state veicolate alle HSC e hanno invertito la fibrosi in diversi modelli animali. Nei campioni di fegato cirrotico umano, è stato riportato che l'espressione di GDF10 correla con la gravità della fibrosi.

Questi risultati posizionano GDF10 come regolatore duplice della segnalazione del TGF-β e del metabolismo delle HSC, e l'approccio con mRNA-LNP come possibile piattaforma traslabile per una terapia antifibrotica che eviti effetti metabolici sistemici. Poiché l'inibizione del TGF-β è sempre stata difficile da realizzare in sicurezza, un freno naturale della via, limitato a un tipo cellulare, è interessante.

Limiti: tutti i dati di efficacia provengono da topi e cellule in coltura, con interventi relativamente brevi e fibrosi specifica del modello. Dosaggio della proteina ricombinante e dell'mRNA, durata dell'effetto, immunogenicità, distribuzione fuori bersaglio e effetti sul rischio di cancro restano non testati. I dati sull'uomo sono correlativi e l'esatta direzione dell'espressione di GDF10 nella malattia umana richiede conferma in coorti più ampie.