Aumento della proliferazione delle cellule rettali a seguito di abuso di alcol | Gut
Discussione
I nostri risultati mostrano per la prima volta che un forte consumo cronico di alcol, indipendentemente dal tipo di bevanda alcolica consumata, si traduce in aumento significativo della rigenerazione della mucosa rettale. Questa differenza significativa nella rigenerazione cellulare è stata dimostrata con tre diversi marcatori di proliferazione. Lanalisi quantitativa con la colorazione PCNA ha anche fornito informazioni sul modello di questa iperproliferazione rettale associata allalcol. Un fattore determinante per caratterizzare il significato delliperproliferazione delle cellule di cripta è il grado di espansione del PC della cripta. In condizioni normali il terzo inferiore della cripta rappresenta il PC, seguito dal compartimento funzionale in cui la divisione cellulare è notevolmente ridotta e le cellule generalmente si differenziano prima di raggiungere il lume del colon. Lespansione del PC senza iperplasia della cripta, come in questo caso, è tipica della crescita cellulare riparativa a seguito di danno tossico della mucosa e ricorda i cambiamenti proliferativi nel retto di animali da esperimento alimentati cronicamente con alcool.12-14 Un tempo di sopravvivenza ridotto delle cellule di cripta probabilmente previene liperplasia poiché il consumo cronico di etanolo porta ovviamente a un danno cellulare tossico e quindi a uniperproliferazione compensatoria secondaria.13 Lespansione del PC è anche associata ad un aumentato rischio di cancro del colon-retto e può rappresentare un marker predittivo per un aumento del rischio di cancro del colon-retto, come mostrato in animali sperimentali1617 così come nelluomo.1819
Oltre allo studio quantitativo PCNA, abbiamo studiato un secondo gruppo di pazienti alcolisti e controlli. In questi soggetti abbiamo colorato campioni di biopsia rettale per Ki67 e istone H3. Ki67 è una proteina nucleare non istonica che è espressa nelle cellule cicliche quasi durante lintero ciclo cellulare, tranne linizio G-1. Pertanto, caratterizza approssimativamente la frazione di crescita del tessuto in esame, 23 sebbene a un livello leggermente inferiore. È possibile eseguire una colorazione affidabile delle cellule della fase S con libridazione in situ per listone H3.24 Entrambi i marcatori di proliferazione Ki67 e listone H3 hanno mostrato una colorazione marcatamente aumentata nelle cripte rettali dei pazienti rispetto ai controlli. Ciò era associato allespansione della zona proliferativa verso il lume del colon. La percentuale di cellule H3 positive è risultata essere naturalmente inferiore rispetto a Ki67. Quindi abbiamo confermato una maggiore proliferazione delle cellule della mucosa rettale con tre diversi metodi in soggetti che bevono molto. Poiché i campioni di tessuto congelati a scatto hanno prodotto gli stessi risultati per Ki67 e istone H3 dello studio PCNA con tessuti fissati in formalina, è possibile escludere artefatti di fissazione.
Negli studi sperimentali una correlazione significativa tra i tassi di produzione di cellule di cripta e la mucosa concentrazioni di acetaldeide sono state riportate nella mucosa rettale di animali che consumano cronicamente etanolo.1214 Lacetaldeide che si trova nella mucosa del colon-retto e anche nel lume dellintestino crasso è prodotta prevalentemente da batteri fecali.122526 Questi batteri sono in grado di metabolizzare letanolo (che esiste in il lume del colon in concentrazioni simili a quelle del sangue) allacetaldeide. A causa dellelevato numero di batteri presenti, non sorprende che le concentrazioni di acetaldeide nellintestino crasso siano le più alte riscontrate nel corpo quando calcolate per grammo di tessuto27 ed è ben noto che lacetaldeide si lega rapidamente alle proteine28 e persino al DNA29. con conseguente danno cellulare.30 In effetti, il compartimento funzionale delle cripte rettali è più piccolo e la durata della vita delle cellule nel compartimento funzionale è ridotta, indicando la distruzione delle cellule della mucosa quando lalcol viene somministrato cronicamente ai ratti.13 Inoltre, le biopsie rettali di alcolisti si sono rivelate alterate istologia con infiltrati infiammatori.31 Questa caratteristica istologica ritorna alla normalità dopo tre settimane di astinenza.31 Inoltre, possono essere indotte alterazioni iperplastiche e iperproliferative nel tratto gastrointestinale superiore di animali da esperimento dopo somministrazione orale di acetaldeide.15 Oltre al fatto che può essere prodotta acetaldeide dai batteri fecali, anche lalcol deidrogenasi della mucosa è c in grado di generare acetaldeide.32 Se lacetaldeide non viene ulteriormente metabolizzata in modo adeguato in acetato dallacetaldeide deidrogenasi (ALDH), può accumularsi e i suoi effetti tossici possono aggravarsi. In effetti, un recente studio di Yokoyama et al ha riportato un aumento del rischio di cancro del retto in individui che possiedono un mutante ALDH-2 non in grado di rimuovere adeguatamente lacetaldeide, che è unaltra scoperta importante incentrata sulleffetto cancerogeno o di promozione del tumore dellacetaldeide negli esseri umani. 33
Un altro possibile meccanismo di aumento della proliferazione cellulare nei forti bevitori potrebbe essere lastinenza da alcol stessa, poiché le biopsie rettali sono state eseguite durante il ricovero e lastinenza.Elevate quantità di alcol possono inibire la proliferazione cellulare, almeno nel fegato, 34 mentre un consumo moderato di alcol si traduce in iperproliferazione epatica.35
Non abbiamo trovato alcun effetto del consumo cronico di alcol sullespressione di p53, che non lo è. sorprendente come la sovraespressione di p53 è un evento tardivo nella cancerogenesi spesso osservato nei polipi neoplastici. Inoltre, lalcol non ha influenzato lespressione di Rb1. Cera una debole attività in alcune cellule basali ma nessuna differenza tra i due gruppi. Tuttavia, va sottolineato che la funzione di Rb1 dipende dalla sua fosforilazione e questo non può essere chiarito dal metodo utilizzato.
Il protooncogene bcl-2 è coinvolto nella regolazione della morte cellulare programmata dove si oppone allinduzione di apoptosi.36 Nelle normali cripte colorettali solo poche cellule alla base delle cripte sono positive per bcl-2, che possono rappresentare cellule staminali putative.37 Poiché lingestione di alcol porta alliperregenerazione della mucosa e allespansione del PC delle cripte rettali senza cambiamenti nel protooncogene espressione, il consumo cronico di etanolo sembra influenzare i primi eventi nella tumorigenesi rettale. Secondo Fearon e Vogelstein, il verificarsi delliperregenerazione della mucosa è davvero un evento così precoce.38 Tuttavia, la carenza di acido folico potrebbe essere un fattore aggiuntivo in una situazione in cui si verifica liperproliferazione della mucosa.3940 In effetti sembra esserci un legame tra un elevato consumo di alcol e una carenza di folati. e aumento del rischio di cancro del colon-retto.4142 Più recentemente, sono stati dimostrati bassi livelli di folato nella mucosa rettale dei ratti dopo lingestione cronica di alcol.43 A causa dellaumentato fabbisogno di folati per la metilazione della citosina e la sintesi della timidina in condizioni iperproliferative, tale carenza di folati può essere un ulteriore fattore rilevante nella carcinogenesi rettale associata allalcol. Infatti, recentemente è stata segnalata ipometilazione del DNA nel colon del ratto a seguito del consumo cronico di alcol.44 Inoltre, lacetaldeide stessa può essere responsabile della carenza di folato locale poiché lacetaldeide, nelle concentrazioni presenti nel colon, distrugge il folato.45
valutare la differenziazione epiteliale, abbiamo immunocolorato per diverse citocheratine. Le cellule della cripta del colon-retto dei pazienti e dei controlli hanno mostrato il consueto pattern di espressione della citocheratina con colorazione positiva per le citocheratine 8 e 19 e nessuna immunoreattività per le citocheratine 4 e 13, questultima normalmente espressa negli epiteli squamosi.46
In conclusione, qui abbiamo dimostrato per la prima volta un aumento della proliferazione delle cellule della mucosa con espansione del PC nelle cripte rettali di pazienti con abuso cronico di alcol. Questa è una condizione associata a un aumentato rischio di cancro del retto.