Sommario
I farmaci agonisti del recettore del Glucagon-like peptide 1 (GLP1) sono ormai da diversi anni protagonisti nella gestione terapeutica del paziente affetto da diabete mellito tipo 2. Oltre alla significativa efficacia sull’omeostasi glicemica, alcuni membri di questa categoria di farmaci trovano inoltre indicazione nel trattamento dell’obesità. Ultimamente, le evidenze in letteratura hanno infine suggerito un ruolo protettivo sulla salute cardiovascolare, tanto che le più recenti linee guida italiane e internazionali promuovono il loro impiego nei soggetti diabetici ad alto rischio. Il possibile ruolo dei farmaci agonisti del GLP1R (GLP1RAs) sui meccanismi alla base dell’infiammazione cronica e la pressoché ubiquitaria distribuzione dei recettori per il GLP1 potrebbero, in realtà, spiegare l’enorme versatilità di questi farmaci.
Introduzione
Il Glucagon-like peptide-1 (GLP1) è un ormone prodotto principalmente dalle cellule L intestinali, la maggior parte delle quali distribuite nel tratto distale dell’intestino tenue. Insieme al Gastric Inhibitory Peptide (GIP), è uno dei principali mediatori del cosiddetto effetto incretinico ed è responsabile, pertanto, della secrezione insulinica in risposta all’ingestione di nutrienti [1]. Nello specifico, attraverso il legame con il suo recettore (GLP1R), il GLP1 stimola la secrezione di insulina e inibisce quella di glucagone e promuove, inoltre, la proliferazione e la differenziazione delle beta-cellule pancreatiche inibendone i processi di apoptosi. Esso è inoltre coinvolto nel determinare senso di sazietà e nel rallentare lo svuotamento gastrico [2].
In considerazione del loro ruolo sull’omeostasi glicemica, dei benefici in termini di riduzione del peso corporeo e degli ormai noti effetti protettivi sulla salute cardiovascolare a fronte di effetti collaterali generalmente ben tollerati, l’impiego di farmaci agonisti del GLP1R (GLP1RAs) ha sicuramente rivoluzionato l’approccio terapeutico del paziente affetto da diabete mellito tipo 2 (DMT2) [3]. Gli standard di cura americani e italiani inseriscono questa categoria di farmaci come seconda linea in aggiunta alla terapia con metformina, specialmente nei pazienti con noto rischio cardiovascolare su base aterosclerotica [4, 5]. L’uso di liraglutide è inoltre approvato in Italia nel trattamento dell’obesità e, più recentemente, anche semaglutide ha dimostrato una significativa efficacia sulla riduzione del peso corporeo nei soggetti obesi non diabetici (Tabella 1) [6].
Il GLP1R appartiene alla famiglia dei recettori accoppiati a proteina G e a livello pancreatico, nello specifico, la sua interazione con il GLP1 determina l’attivazione della via cAMP/PKA [7].
Considerando l’ubiquitaria espressione del GLP1R, è facile supporre come questo ormone intestinale possa in realtà determinare effetti che vanno ben oltre il controllo glicemico [8]. Nello specifico, è stato ipotizzato un possibile ruolo anti-infiammatorio di GLP1 attraverso meccanismi quali la down-regolazione di citochine coinvolte nei processi di flogosi come interleuchina 1 (IL-1), interleuchina 6 (IL-6) e tumor necrosis factor alfa (TNF-\(\alpha \)) e l’inibizione dei processi di infiltrazione delle cellule infiammatorie nei tessuti [9–11]. Tali fenomeni sembrerebbero essere direttamente mediati dall’attivazione del GLP1RA e non sarebbero secondari al solo miglioramento del compenso glicemico nei pazienti trattati (Fig. 1). Considerando che l’insulino-resistenza è, di per sé, una condizione associata a infiammazione cronica, l’effetto anti-infiammatorio potrebbe spiegare ulteriormente la notevole efficacia di questa classe di farmaci in termini di compenso glico-metabolico e protezione cardiovascolare [12, 13].
Il legame con il GLP1R da parte del GLP1 endogeno o dei GLP1RAs determina l’inibizione della protein-kinasi C (PKC) o del fattore nucleare NF-kB e la conseguente espressione di citochine infiammatorie, molecole di adesione e chemochine. L’attivazione della via cAMP/PKA è inoltre responsabile degli effetti anti-infiammatori sui fenomeni di adesione leucocitaria (da [43])
Lo scopo di questa rassegna è quello di raccogliere le evidenze ad oggi presenti in letteratura e mostrare i possibili impieghi “anti-infiammatori” dei GLP1RAs.
GLP1 e sistema cardiovascolare
All’interno del sistema cardiovascolare, il GLP1R è distribuito non solo a livello dei cardiomiociti e delle cellule endoteliali, ma anche nel sistema nervoso autonomo. I meccanismi attraverso cui il GLP1 garantirebbe una maggiore protezione verso gli eventi cardiovascolari non sono ancora oggi del tutto chiari, ma comprenderebbero la riduzione del danno post-ischemico, la regolazione della sintesi lipidica e il miglioramento della disfunzione endoteliale e dell’ispessimento medio-intimale [14]. Riducendo la produzione di citochine infiammatorie e di specie reattive dell’ossigeno (ROS), i GLP1RAs potrebbero mitigare la produzione di molecole di adesione endoteliale, ridurre la formazione di placche aterosclerotiche e inibire la formazione delle foam cells coinvolte nel processo di aterogenesi [15–17]. Gli effetti protettivi del GLP1 si rifletterebbero anche attraverso un’aumentata produzione di peptide natriuretico atriale (ANP) e ossido nitrico (NO), determinando una riduzione dei livelli pressori arteriosi [18, 19]. Il relativo aumento della frequenza cardiaca indotto dai GLP1RAs, menzionato in diversi lavori in letteratura, non sembra invece avere delle significative ripercussioni cliniche nei soggetti in trattamento [20].
GLP1 e sistema nervoso
È noto che le malattie neurodegenerative si associano a processi di neuroinfiammazione cronica e studi epidemiologici hanno riconosciuto una correlazione tra DMT2 e malattia di Alzheimer [21]. Il GLP1 è prodotto anche da parte delle cellule della glia e, anche in questo contesto, eserciterebbe un ruolo anti-infiammatorio, favorendo la sopravvivenza cellulare e inibendo la fosforilazione delle proteine tau e l’accumulo di placche amiloidi [22, 23]. Considerando che alcune delle molecole appartenenti a questa classe di farmaci, quali lixisenatide e liraglutide, riescono a superare la barriera ematoencefalica [24], alcuni lavori hanno ipotizzato con entusiasmo un possibile ruolo dei GLP1RAs nel trattamento di patologie neurodegenerative quali malattia di Alzheimer [25, 26] e malattia di Parkinson [27]. Gli effetti neuroprotettivi dei GLP1RAs potrebbero inoltre ridurre i danni correlati ai fenomeni ischemici nei pazienti con episodi di stroke [28, 29].
GLP1 e NAFLD
La Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) è una condizione strettamente legata all’insulino-resistenza e, in generale, alla sindrome metabolica. Circa il 10–25% dei pazienti affetti da NAFLD può sviluppare steatoepatite non alcolica (Non-Alcoholic SteatoHepatitis, NASH) e, quest’ultima, può evolvere a sua volta in cirrosi epatica e/o carcinoma epatico [30]. L’impiego dei GLP1RAs può mitigare i fenomeni di lipotossicità e di conseguenza l’accumulo di lipidi in sede epatica, il danno cellulare, l’infiammazione e la fibrosi [31, 32].
GLP1 e cancro
I dati oggi presenti in letteratura sembrerebbero suggerire un ruolo protettivo del GLP1 anche nei processi di carcinogenesi. Attraverso l’inibizione di vie quali PI3K/AKT/mTOR, i GLP1RAs eserciterebbero un’attività anti-proliferativa e pro-apoptotica, inibendo i fenomeni di migrazione, invasione e crescita tumorale, soprattutto nelle neoplasie ovarica, mammaria, prostatica e pancreatica [33–35].
GLP1 e malattie infiammatorie croniche intestinali
Il possibile impatto della terapia con GLP1RAs sulle malattie infiammatorie croniche intestinali (MICI) è ancora oggetto di discussione. Alcuni studi hanno dimostrato l’effetto anti-infiammatorio degli inibitori della dipeptidil peptidasi 4 (DPP4i) [36], e ciò permetterebbe di supporre un possibile beneficio anche con i GLP1RAs. Un recente lavoro ha invece suggerito che l’impiego di una terapia incretinica nei pazienti affetti da DMT2 e MICI possa ridurre la necessità del paziente di ricorrere a ospedalizzazione o terapia corticosteroidea orale [37].
GLP1 e psoriasi
L’infiammazione cronica sembra essere la principale causa della correlazione tra DMT2 e psoriasi e i pazienti che manifestano entrambe le condizioni presentano un rischio cardiovascolare più elevato [38]. L’impiego dei GLP1RAs liraglutide e semaglutide ha dimostrato risultati promettenti nel trattamento delle placche psoriasiche nei pazienti affetti da DMT2 [39, 40].
GLP1 e asma bronchiale
Attraverso l’attivazione del GLP1R, l’impiego di una terapia incretinica potrebbe ridurre l’infiammazione cronica delle vie aeree che caratterizza l’asma bronchiale [41]. L’attivazione di cAMP indotto dal GLP1, inoltre, è lo stesso meccanismo attraverso il quale i farmaci \(\beta \)2-adrenergici, la prostaglandina E2 e gli inibitori delle fosfodiesterasi determinano il rilascio della muscolatura liscia. L’impiego di tali farmaci potrebbe quindi contribuire alla riduzione del quadro ostruttivo [42].
Conclusioni
L’avvento dei GLP1RAs ha rivoluzionato la pratica clinica in diabetologia e ha permesso di “riscoprire” il ruolo dell’infiammazione cronica nel paziente con insulino-resistenza/sindrome metabolica. Oltre ai noti effetti sull’omeostasi glicemica e sulla sensazione di sazietà, l’ottima risposta in termini di compenso glico-metabolico è sicuramente da attribuire all’attività anti-infiammatoria che questa classe di farmaci esercita a livello sistemico. Non è impensabile che, in un futuro non troppo remoto, tali molecole possano essere considerate nel trattamento di condizioni per le quali oggi non vi è ancora indicazione. Considerando, inoltre, che il paziente affetto da DMT2 spesso presenta numerose comorbidità strettamente correlate all’infiammazione cronica, l’impiego dei GLP1RAs dovrebbe essere considerato già in una fase precoce della malattia, in modo da prevenire, o quantomeno rallentare, l’insorgenza di complicanze croniche che impattano notevolmente sulla qualità di vita della persona e sulle spese economiche sanitarie.
L’endocrinologo trova oggi l’opportunità, attraverso l’impiego di una singola classe di farmaci, di poter gestire il paziente diabetico in maniera completa e precoce, sfruttando la notevole efficacia della terapia incretinica sul compenso glicemico e trattando contestualmente obesità, NAFLD, aterosclerosi e tutte le altre condizioni infiammatorie che spesso accompagnano la sindrome metabolica.
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27 August 2022
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Bibliografia
Kjems LL, Holst JJ, Vølund A, Madsbad S (2003) The influence of GLP-1 on glucose-stimulated insulin secretion: effects on beta-cell sensitivity in type 2 and nondiabetic subjects. Diabetes 52(2):380–386
Lee Y-S, Hee-Sook J (2014) Anti-diabetic actions of glucagon-like peptide-1 on pancreatic beta-cells. Metabolism 63(1):9–19
Meier JJ (2012) GLP-1 receptor agonists for individualized treatment of type 2 diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol 8(12):728–742
American Diabetes Association (2021) 9. Pharmacologic approaches to glycemic treatment: standards of medical care in diabetes-2021. Diabetes Care 44(Suppl 1):S111–S124
Medici A Diabetologi (AMD) – Società Italiana di Diabetologia (SID) – Standard italiani per la cura del diabete mellito 2018. https://aemmedi.it/wp-content/uploads/2009/06/AMD-Standard-unico1.pdf. Accessed on 27 Apr 2018
Wilding JP, Batterham RL, Calanna S et al. (2021) Once-weekly semaglutide in adults with overweight or obesity. N Engl J Med 384(11):989
Hansen L, Deacon CF, Orskov C, Holst JJ (1999) Glucagon-like peptide-1-(7-36) amide is transformed to glucagon-like peptide-1-(9-36) amide by dipeptidyl peptidase IV in the capillaries supplying the L cells of the porcine intestine. Endocrinology 140(11):5356–5363
de Graaf C, Donnelly D, Wootten D et al. (2016) Glucagon-like peptide-1 and its class B G protein-coupled receptors: a long March to therapeutic successes. Pharmacol Rev 68(4):954–1013
Iwai T, Ito S, Tanimitsu K et al. (2006) Glucagon-like peptide-1 inhibits LPS-induced IL-1beta production in cultured rat astrocytes. Neurosci Res 55(4):352–360
Blandino-Rosano M, Perez-Arana G, Mellado-Gil JM et al. (2008) Anti-proliferative effect of pro-inflammatory cytokines in cultured beta cells is associated with extracellular signal-regulated kinase 1/2 pathway inhibition: protective role of glucagon-like peptide-1. J Mol Endocrinol 41(1):35–44
Liu H, Dear AE, Knudsen LB, Simpson RW (2009) A long-acting glucagon-like peptide-1 analogue attenuates induction of plasminogen activator inhibitor type-1 and vascular adhesion molecules. J Endocrinol 201(1):59–66
Lee Y-S, Park M-S, Choung J-S et al. (2012) Glucagon-like peptide-1 inhibits adipose tissue macrophage infiltration and inflammation in an obese mouse model of diabetes. Diabetologia 55(9):2456–2468
Wellen KE, Hotamisligil GS (2005) Inflammation, stress, and diabetes. J Clin Invest 115(5):1111–1119
Sharma A, Verma S (2020) Mechanisms by which glucagon-like-peptide-1 receptor agonists and sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors reduce cardiovascular risk in adults with type 2 diabetes mellitus. Can J Diabetes 44(1):93–102
Rakipovski G, Rolin B, Nøhr J (2018) The GLP-1 analogs liraglutide and semaglutide reduce atherosclerosis in ApoE-/- and LDLr-/- mice by a mechanism that includes inflammatory pathways. J Am Coll Cardiol 3(6):844–857
Rizzo M, Nikolic D, Patti AM et al. (2018) GLP-1 receptor agonists and reduction of cardiometabolic risk: Potential underlying mechanisms. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis 1864(9 Pt B:2814–2821
Yue W, Li Y, Ou D, Yang Q (2019) The GLP-1 receptor agonist liraglutide protects against oxidized LDL-induced endothelial inflammation and dysfunction via KLF2. IUBMB Life 71(9):1347–1354
Wang B, Zhong J, Lin H et al. (2013) Blood pressure-lowering effects of GLP-1 receptor agonists exenatide and liraglutide: a meta-analysis of clinical trials. Diabetes Obes Metab 15(8):737–749
Ding L, Zhang J (2012) Glucagon-like peptide-1 activates endothelial nitric oxide synthase in human umbilical vein endothelial cells. Acta Pharmacol Sin 33(1):75–81
Heuvelman VD Van Raalte DH, Smits MM (2020) Cardiovascular effects of glucagon-like peptide 1 receptor agonists: from mechanistic studies in humans to clinical outcomes. Cardiovasc Res 116(5):916–930
Schrijvers EM, Witteman JC, Sijbrands EJ et al. (2010) Insulin metabolism and the risk of Alzheimer disease: the Rotterdam Study. Neurology 75(22):1982–1987
Kappe C, Tracy LM, Patrone C et al. (2012) GLP-1 secretion by microglial cells and decreased CNS expression in obesity. J Neuroinflamm 9:276
Zhou M, Chen S, Peng P et al. (2019) Dulaglutide ameliorates STZ induced AD-like impairment of learning and memory ability by modulating hyperphosphorylation of tau and NFs through GSK3\(\beta \). Biochem Biophys Res Commun 511(1):154–160
Hunter K, Hölscher C (2012) Drugs developed to treat diabetes, liraglutide and lixisenatide, cross the blood brain barrier and enhance neurogenesis. BMC Neurosci 13:33
McClean PL, Hölscher C (2014) Liraglutide can reverse memory impairment, synaptic loss and reduce plaque load in aged APP/PS1 mice, a model of Alzheimer’s disease. Neuropharmacology 76(Pt A):57–67
Chang Y-F, Zhang D, Hu W-M et al. (2020) Semaglutide-mediated protection against A\(\beta \) correlated with enhancement of autophagy and inhibition of apotosis. J Clin Neurosci 81:234–239
Victorino DB, Nejm M, Guimarães-Marques M et al. (2021) Repurposing GLP-1 receptor agonists for Parkinson’s disease: current evidence and future opportunities. Pharmaceut Med 35(1):11–19
Sato K, Kameda M, Yasuhara T et al. (2013) Neuroprotective effects of liraglutide for stroke model of rats. Int J Mol Sci 14(11):21513–21524
Zhu H, Zhang Y, Shi Z et al. (2016) The neuroprotection of liraglutide against ischaemia-induced apoptosis through the activation of the PI3K/AKT and MAPK pathways. Sci Rep 6:26859
Sanyal AJ (2019) Past, present and future perspectives in nonalcoholic fatty liver disease. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 16(6):377–386
Armstrong MJ, Gaunt P, Aitha GP et al. (2016) Liraglutide safety and efficacy in patients with non-alcoholic steatohepatitis (LEAN): a multicentre, double-blind, randomised, placebo-controlled phase 2 study. Lancet 387(10019):679–690
Newsome PN, Buchholtz K, Cusi K et al. (2021) A placebo-controlled trial of subcutaneous semaglutide in nonalcoholic steatohepatitis. N Engl J Med 384(12):1113–1124
Iwaya C, Nomiyama T, Komatsu S et al. (2017) Exendin-4, a glucagonlike peptide-1 receptor agonist, attenuates breast cancer growth by inhibiting NF-\(\kappa \)B activation. Endocrinology 158(12):4218–4232
Eftekhari S, Montazeri H, Tarighi P (2020) Synergistic anti-tumor effects of Liraglutide, a glucagon-like peptide-1 receptor agonist, along with Docetaxel on LNCaP prostate cancer cell line. Eur J Pharmacol 878:173102
Zhao H et al. (2014) Activation of glucagon-like peptide-1 receptor inhibits growth and promotes apoptosis of human pancreatic cancer cells in a cAMP-dependent manner. Am J Physiol: Endocrinol Metab 306(12):E1431–1441
Abrahami D, Douros A, Yin H et al. (2018) Dipeptidyl peptidase-4 inhibitors and incidence of inflammatory bowel disease among patients with type 2 diabetes: population based cohort study. BMJ 360:k872
Villumsen M, Blicher Schelde A, Jimenez-Solem E et al. (2021) GLP-1 based therapies and disease course of inflammatory bowel disease. EClinicalMedicine 37:100979
Ryan C, Kirby B (2015) Psoriasis is a systemic disease with multiple cardiovascular and metabolic comorbidities. Dermatol Clin 33(1):41–55
Chang G, Chen B, Zhan L (2021) Efficacy of GLP-1rA, liraglutide, in plaque psoriasis treatment with type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis of prospective cohort and before-after studies. J Dermatolog Treat, 1–10
Costanzo G, Curatolo S, Busà B et al. (2021) Two birds one stone: semaglutide is highly effective against severe psoriasis in a type 2 diabetic patient. Endocrinol Diabetes Metab Case Rep 2021:21-0007
Zhu T, Wu X-L, Zhang W, Xiao M (2015) Glucagon like peptide-1 (GLP-1) modulates OVA-induced airway inflammation and mucus secretion involving a protein kinase A (PKA)-dependent nuclear factor-\(\kappa \)B (NF-\(\kappa \)B) signaling pathway in mice. Int J Mol Sci 16(9):20195–20211
Billington CK, Ojo OO, Penn RB, Ito S (2013) cAMP regulation of airway smooth muscle function. Pulm Pharmacol Ther 26(1):112–120
Lee Y-S, Jun H-S (2016) Anti-inflammatory effects of GLP-1-based therapies beyond glucose control. Mediat Inflamm 2016:3094642
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Conflitto di interesse
Gli autori Gabriele Costanzo e Francesco Frasca dichiarano di non avere conflitti di interesse.
Consenso informato
Lo studio presentato in questo articolo non ha richiesto sperimentazione umana.
Studi sugli animali
Gli autori di questo articolo non hanno eseguito studi sugli animali.
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Proposto da Francesco Frasca.
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Costanzo, G., Frasca, F. Agonisti del recettore del GLP1 e infiammazione: non solo compenso glicemico. L'Endocrinologo 23, 258–262 (2022). https://doi.org/10.1007/s40619-022-01064-x
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- GLP1
- DM tipo 2
- GLP1RAs