 attività organotrofica: l'HGF è implicato, attraverso un meccanismo paracrino e forse anche endocrino, nella rigenerazione di diversi organi, a partire dalla rigenerazione epatica dopo differenti tipi di danno (epatectomia, trauma, agenti epatotossici, ischemia, etc...) (Boros P, Miller CM, 1995). Esso è anche implicato nella rigenerazione renale (Dai C et al., 2002) e polmonare (Sakamaki Y et al., 2002). A livello di tali organi (e anche di organi distanti e intatti), infatti, si è dimostrato un aumento della trascrizione dell'mRNA codificante l'HGF a seguito del loro danneggiamento. Con l'utilizzo, poi, di anticorpi diretti contro l'HGF oppure con oligonucleotidi antisenso, si è potuto sperimentalmente inibire l'azione dell'hepatocyte growth factor. L'HGF viene prodotto dalle cellule stromali del mesenchima e, con un'azione paracrina, guida la rigenerazione del parenchima danneggiato, le cui cellule esprimono il gene c-met, che codifica per il recettore dell'HGF.Il meccanismo d'azione endocrino, invece, è supportato dall'evidenza dell'aumento in circolo dell'HGF e della sua produzione da parte di organi sani anche distanti a seguito del danneggiamento di un singolo organo (Shiota G et al., 1995). L'attività organotrofica è a sua volta il risultato di singole azioni proprie dell'HGF:-attività mitogena su cellule epiteliali, endoteliali, stromali e su diverse linee cellulari tumorali (Matsumoto K, Nakamura T, 1996).-Attività morfogenica: l'HGF, infatti, agisce come mediatore nell'interazione tra cellule epiteliali e mesenchima, interazione fondamentale durante lo sviluppo embrionale. L'HGF è, ad esempio, implicato nella formazione della ghiandola mammaria, le cui cellule, sottoposte in vitro alla sua azione, si dispongono in dotti (Pollard JW, 2001). Topi omozigoti per mutazioni nel gene dell'HGF muoiono durante lo sviluppo embrionale, soprattutto per difetti a livello del fegato e della placenta (Uehara Y et al., 1995) e l'HGF è responsabile della corretta migrazione cellulare dei mioblasti a livello di diaframma, lingua ed arti (Bladt F et al., 1995). E' possibile, infine, identificare i tessuti in cui sono espressi rispettivamente i geni codificanti HGF e MET: la produzione da parte delle cellule mesenchimali di HGF e da parte delle cellule epiteliali di MET (recettore dell'HGF) conduce alla formazione di strutture tubulari e ramificate che sono alla base del corretto sviluppo di polmone (Matsumoto K, Nakamura T, 1996), rene (Woolf AS et al., 1995) e mammella.-Stimolo della motilità cellulare attraverso l'azione su molecole che mediano le interazioni cellula-cellula e cellula-matrice e regolano il movimento cellulare: l'HGF agisce attivando GTP-binding proteins come Rho, Ras e Rac, che attivano la via delle proteine ezrin/radixin/moesin (ERM), coinvolte nelle alterazioni della membrana cellulare responsabili del movimento direzionale.L'HGF è poi responsabile della distruzione del meccanismo di adesione cellulo-cellulare attraverso la fosforilazione delle β-catenine e la redistribuzione delle E-caderine ad aree non di adesione. Queste alterazioni possono diminuire l'effetto inibitorio sulla crescita cellulare del contatto cellulo-cellulare (Jiang WG et al., 2005). Inoltre, l'HGF favorisce l'invasione della matrice extracellulare (ECM) attraverso l'aumento della produzione e della secrezione da parte della cellula di enzimi proteolitici in grado di digerire l'ECM (Rosenthal EL et al., 1998.) -Attività anti-apoptotica (Jiang WG et al., 2005): l'HGF mostra un'azione ambivalente rispetto all'apoptosi, inducendola in alcuni tipi cellulari e inibendola in altri. L'HGF ha un effetto anti-apoptotico nelle cellule endoteliali (contrastando l'espressione di Bax), nelle plasmacellule, nei cheratinociti e nei miociti (tramite l'attivazione della via PI3K/Akt/MAPK). Ha inoltre attività anti-apoptotica nelle cellule di mieloma multiplo, di glioblastoma, di linfoma (prevenendo l'apoptosi indotta da chemioterapia attaverso l'azione di Bcl-X), di carcinoma della mammella, di carcinoma polmonare e del colon-retto.Negli epatociti, l'HGF agisce come antiapoptotico attraverso la via PI3K/Akt -Mcl-1, mentre nelle cellule di epatoma agisce come proapoptotico attraverso l'inibizione di JNK1, delle caspasi 3 e 8 e attraverso l'attivazione di Bax e c-Myc. Nelle cellule di carcinoma ovarico, infine, l'HGF agisce come pro-apoptotico in determinate condizioni sperimentali (Coltella N et al., 2006).-Attività angiogenetica: in vitro l'HGF promuove la migrazione, la proliferazione e l'organizzazione delle cellule endoteliali in tubuli simili ai capillari (Bussolino F et al., 1992), mentre in vivo stimola la formazione di nuovi vasi sanguigni (Grant DS et al., 1993), attraverso l'attivazione di fattori trascrizionali essenziali per l'angiogenesi (Tomita N et al., 2003). Stimolo della proliferazione dei precursori ematopoietici (Nishino T et al., 1995). Stimolo alla crescita, differenziazione ed attivazione degli osteoclasti (Nishiyama K et al., 1996) e, soprattutto durante l'embriogenesi, dei condroblasti (Takebayashi T et al., 1995). Attività neurotrofica, ad esempio a livello dell'ippocampo (Korhonen L et al., 2000).Applicazioni terapeutico-cliniche 4.5 Le diverse attività mostrate in vivo dall'HGF hanno aperto la strada alla ricerca di numerose applicazioni terapeutico-cliniche: in ambito gastroenterologico:-l'HGF potrebbe essere utilizzato per la cura della cirrosi epatica: uno studio pubblicato nel 2006 ha mostrato come nei topi l'HGF induca una regressione della cirrosi epatica, un aumento della massa epatica e della concentrazione sierica dell'albumina ed una dimunuzione del valore delle ALT. Questi effetti, però, sono stati ottenuti solo dopo un trattamento prolungato nel tempo, possibile causa di danni in altri organi: in questo studio, per esempio, è stato messo in evidenza un incremento dell'albuminuria, non accompagnato però da un aumento della creatininemia (Kusumoto K et al., 2006) -l'HGF favorisce la rigenerazione epatica dopo un danno epatico acuto, per esempio in seguito ad ischemia, trauma (Hamanoue M et al., 1992) oppure intossicazione con agenti epatotossici (Hwang TH et al., 2003) -nei pazienti affetti da inflammatory bowel disease (IBD), l'HGF, modulando la proliferazione e la migrazione delle cellule epiteliali intestinali, provoca un'accelerazione nella rigenerazione della mucosa intestinale (Ido A et al., 2005)  in ambito nefrologico:-l'HGF inibisce in vivo la fibrosi renale, conseguenza dell'eccessivo accumulo di matrice extracellulare in seguito a molte patologie renali croniche. L'HGF sembra agire inibendo l'accumulo di matrice extracellulare, prevenendo la morte delle cellule epiteliali e promuovendo la rigenerazione e il rimodellamento tissutale (Negri AL, 2004) -L'HGF permette un'accelerata ripresa dopo un episodio di insufficienza renale acuta (Bates CM, Lin F, 2005). In risposta ad un danno renale, infatti, la concentrazione di HGF aumenta enormemente sia a livello renale, sia a livello di organi distanti quali il polmone e la milza. Questo aumento (che può essere incrementato tramite somministrazione esogena) favorisce la rigenerazione renale non solo mediante un effetto mitogeno, ma anche promuovendo l'organizzazione dei diversi tessuti in modo omogeneo ed ordinato (Matsumoto K, Nakamura T, 2001)  in ambito cardiovascolare:-l'HGF ha dimostrato molteplici effetti benefici nella cura dell'infarto miocardico acuto: ha un'azione cardioprotettiva verso il danno da ischemia-riperfusione, riduce il diametro della necrosi miocardica, attenua il rimaneggiamento miocardico post-infarto e la conseguente disfunzione miocardica. Questi effetti sembrano dovuti all'azione proangiogenetica e anti-apoptotica dell'HGF, all'ispessimento della parete colpita da infarto, al mantenimento del rifornimento vascolare ed alla diminuzione della fibrosi (Jin H et al., 2004) -l'HGF può essere utilizzato nella prevenzione della ristenosi dopo angioplastica, essendo uno dei più forti mitogeni per l'endotelio vascolare ed essendo l'endotelio, a sua volta, produttore di diversi fattori antiproliferativi e vasodilatanti (Morishita R et al., 1997) -la concentrazione sierica dell'HGF sembra direttamente correlata alla pressione sanguigna, a causa di un suo maggior rilascio da parte dell'endotelio danneggiato. Questa osservazione potrebbe essere utilizzata per valutare la disfunzione endoteliale e la severità dell'ipertensione (Morishita R et al., 2002) -soppressione del rigetto acuto e cronico dopo trapianto di cuore e cura della miocardite autoimmune, probabilmente attraverso la soppressione dell'immunità mediata dai linfociti T (Isobe M et al., 2006) -un recente studio di fase I su 6 pazienti con ischemia critica agli arti dovuta ad arteriosclerosi obliterante o al morbo di Buerger, ha ottenuto buoni risultati in termini di riduzione del dolore, di aumento dell'ankle pressure index > 0.1, di diminuzione del diametro delle ulcere trofiche attraverso l'iniezione intramuscolo del DNA plasmidico dell'HGF (Nakagami H et al., 2005) L'HGF e il cancro 4.6 Il preciso ruolo dell'HGF nella crescita, invasività e metastatizzazione dei tumori deve essere ancora chiarito, ma già ad un primo sguardo appare essere molto complesso.L'HGF e il suo recettore MET, insieme alla via di segnalazione intracellulare che essi attivano, potrebbero essere implicati già nella fase iniziale della cancerogenesi, ma finora non vi sono evidenze a tal proposito. Al contrario, sembra che la loro azione sia fondamentale nelle fasi di diffusione della neoplasia, promuovendo direttamente o indirettamente i processi di invasione, metastatizzazione e angiogenesi (Jiang WG et al., 2005).Meccanismi di cancerogenesi 4.6.1 La tumorigenesi può essere conseguenza di diversi meccanismi: stimolazione autocrina, nella quale si ha un aumento della produzione di HGF e quindi un aumento dell'attivazione di c-met e della cascata di segnalazione intracellulare, come suggerito da uno studio del 1997 su topi transgenici (Takayama H et al., 1997). Questo meccanismo è stato associato in vivo ad un'accelerata carcinogenesi a livello epatico, mammario e linfonodale (Jiang WG et al., 2005). Mutazioni che attivano MET o che ne provocano un'espressione di tipo costitutivo: è stata evidenziata nel carcinoma papillare renale la presenza di mutazioni di tipo missense alla base di forme genetiche e sporadiche del tumore. Tutte queste mutazioni sono localizzate a livello del dominio tirosino-chinasico del recettore e ne aumentano l'attività tirosino-chinasica, risultando, quindi, mutazioni di tipo gain-of-function (Schmidt L et al., 1997).Questa osservazione sembrerebbe a favore di un ruolo, per l'HGF e il suo recettore MET, di "iniziatori" della cancerogenesi; studi successivi, però, hanno messo in evidenza la scarsità di mutazioni del gene MET nei tumori iniziali e, al contrario, una loro maggior frequenza nei tumori già metastatici.Questi risultati indicano che mutazioni che rendono costitutivamente attivato MET conferiscono alle cellule tumorali una maggior motilità e capacità invasiva (Lorenzato A et al., 2002). Nonostante, comunque, tutte queste osservazioni, la reale frequenza di mutazioni a carico del gene MET nei tumori è molto bassa e, spesso, non produce un aumento di funzione; per questo motivo il legame che unisce lo sviluppo di tumori maligni a mutazioni a livello di MET risulta ancora molto debole. Interazione tra cancro e stroma cellulare: esperimenti condotti in vivo ed in vitro hanno dimostrato come la crescita di un gran numero di ceppi carcinomatosi sia favorita e stimolata da fibroblasti stromali attraverso la secrezione di numerosi fattori tra i quali l'HGF ricopre un ruolo di primo piano. L'azione dell'HGF è di tipo paracrino e stimola soprattutto la fase di invasione e metastatizzazione delle cellule tumorali. A loro volta, le cellule tumorali secernono numerosi fattori in grado di indurre la produzione di HGF da parte dei fibroblasti (Matsumoto K, Nakamura T, 2006). L'HGF è, ad esempio, implicato nella crescita dei tumori mammari, attraverso un meccanismo di stimolazione paracrina da parte delle cellule stromali sulle cellule tumorali; una dimostrazione di questo meccanismo è stata ottenuta nel 2003 attraverso uno studio che prevedeva l'utilizzo di ribozimi (piccole sequenze nucleiche dotate di attività enzimatica ed in grado di demolire molecole di RNA in maniera sequenza-specifica) transgenici in grado di bloccare la produzione di MET e HGF rispettivamente nelle cellule tumorali e nei fibroblasti. Attraverso questo metodo si è riusciti a far ridurre il volume del tumore (Jiang WG et al., 2003). Produzione di HGF indotta dall'ipossia: l'ipossia all'interno della massa tumorale è in grado di selezionare cellule a più alto potenziale maligno, in quanto resistenti all'apoptosi, e di favorire la produzione di fattori angiogenetici. L'ipossia, inoltre, stimola la trascrizione di met conducendo quindi all'acquisizione di un maggior potenziale invasivo da parte delle cellule (Pennacchietti S et al., 2003), con il risultato di dirigerle verso ambienti più favorevoli. Per questo motivo, la terapia antiangiogenetica nella cura del cancro dovrebbe sempre essere accompagnata da una terapia che limiti il potenziale invasivo delle cellule accentuato dall'ipossia (Boccaccio C, Comoglio PM, 2006).