In seguito all'evidenza della presenza di infiammazione caratterizzata prevalentemente da infiltrato neutrofilo in assenza di patogeni batterici o virali, i fattori extracellulari citati nei paragrafi precedenti non risultano sufficienti a spiegare la patogenesi dell'infiammazione in FC. Si è, pertanto, arrivati ad affermare che l'aumentata infiammazione, oppure l'incapacità di regolare l'infiammazione, sia una caratteristica intrinseca della FC e sia correlata direttamente al difetto molecolare alla base della patologia (73). I fattori intracellulari sopracitati, quindi, non devono più essere considerati solo come la causa di un'eccessiva risposta infiammatoria scatenata da uno stimolo esterno, ma come una reazione ad alterazione dell'omeostasi cellulare direttamente conseguente alle modificazioni del CFTR (74).La Transglutaminasi Tissutale 2 (TG2), un enzima versatile la cui funzione dipende dai segnali provenienti dall'esterno e dall'interno della cellula, nelle cellule epiteliali FC è sovraregolata a livello trascrizionale e post-trascrizionale (75).Aumenti dei livelli di TG2 sono stati osservati in diverse malattie, tra le quali la Corea di Huntington, il morbo di Alzheimer, il Parkinson e in diverse patologie associate ad infiammazione cronica (76).Nelle cellule epiteliali FC, la TG2 va incontro ad una modificazione post traslazionale da parte delle small ubiquitin-like modifier (SUMO). Tale modificazione agisce sulla stabilità e sulle funzioni delle proteine e gioca un ruolo chiave nella rete di segnali posttraslazionali regolando la trascrizione, la traslocazione nucleare, le risposte allo stress e la struttura della cromatina. Inoltre influenza la localizzazione intracellulare e la stabilità delle proteine modificate.Nelle cellule epiteliali FC in particolare, le alterazioni del CFTR causano un aumento dei livelli di ROS, i quali portano allo sviluppo di una sovraregolazione della E3 ligasi PIASy, la quale fa parte della cascata enzimatica che regola le modificazioni indotte da SUMO in risposta allo stress, facilitando così l'azione delle SUMO sulla TG2.Tale modificazione causa l'inibizione della ubiquitinazione della TG2, impedendo quindi la sua degradazione a livello del proteasoma (77).Inoltre, la TG2 è una proteina la cui funzione è regolata dai livelli di calcio intracellulari e quindi, data la coesistente elevata concentrazione di questo ione all'interno delle cellule epiteliali delle vie aeree FC, si assiste non solo ad un aumento della quantità intracellulare della proteina, ma anche ad una sua prolungata attivazione.Le modificazioni post traslazionali della TG2, indotte dalla disfunzione del CFTR, potrebbero essere implicate nell'alterazione dell'omeostasi cellulare.L'attivazione prolungata della TG2 porta al sequestro funzionale dei suoi substrati, il peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR e il nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells inhibitor alpha (IB PPAR è una molecola anti infiammatoria che viene attivata tramite legame con le proteine SUMO in risposta all'interazione con il suo agonista, ma l'ubiquitinazione mediata da TG2 inibisce il legame con le SUMO. Allo stesso modo la TG2 media l'ubiquitinazione di IBandando ad inibire anche in questo caso il legame con le SUMO, e favorendo l'attivazione di NF-B e la sua traslocazione nucleare. Entrambi questi eventi favoriscono lo sviluppo di infiammazione nelle vie aeree FC (78). L'ubiquitinazione mediata da TG2 potrebbe portare all'aggregazione delle proteine e al sovraccarico del proteasoma, favorendo la formazione di aggresomi.Anche le proteine con difetti del folding e le proteine che vanno incontro a modificazioni post traslazionali, e che quindi non possono essere degradate dal proteasoma, possono accumularsi nel citoplasma sotto forma di aggresomi, così come PPAR e IB una volta ubiquitinati.Nel caso della mutazione F508del-CFTR, una mutazione di classe II, si ha una combinazione di alterazioni proteiche post traslazionali (dovute all'asse ROS\TG2) e quelle dovute al difetto genetico (la produzione di una proteina CFTR con difetti di folding). Entrambe queste condizioni inducono un forte stress sul reticolo endoplasmatico (ER) che dovrebbe esitare, nelle cellule epiteliali F508del-CFTR omozigoti, nell'attivazione dell'autofagia.L'autofagia è un processo di clearance cellulare che contribuisce a rimuovere gli aggregati proteici e le fonti di ROS, quali i mitocondri danneggiati e altri organelli o aggregati citoplasmatici, causandone la degradazione lisosomiale successivamente al sequestro in vescicole a doppia membrana.Le vie aeree umane e murine FC, però, nonostante una normale espressione dei geni che la regolano, presentano difetti pronunciati dell'autofagia, come indicato dalla ridotta formazione dell'autofagosoma e dall'accumulo di sequestosoma 1 (SQSTM1), uno dei principali substrati autofagici, conosciuto anche come p62 (79). E' stato dimostrato che l'inibizione del processo autofagico nelle cellule epiteliali FC, è parte del complesso processo di modificazioni post traslazionali conseguente all'alterata funzionalità del CFTR. Si ritiene, quindi, che esso sia la conseguenza dell'azione di crosslinking esercitata da TG2 su Beclin 1 (BECN1), un oncosoppressore, il quale ha un ruolo cruciale nella formazione dell'autofagosoma.Studi indicano che la dissociazione BECN1 dalla subunità Bcl-2 durante condizioni di stress, promuove l'autofagia e che, successivamente, BECN1 interagisce con la fosfatidilinositolo 3 chinasi (PI3K), fondamentale per la formazione dell'autofagosoma, facilitandone l'attivazione. Nelle cellule epiteliali FC, però, BECN1 è sequestrato negli aggresomi e non può quindi svolgere la propria azione (81).Le cellule con difettiva autofagia accumulano SQSTM1, che è degradata elettivamente dal processo autofagico, andando a contribuire al sovraccarico del proteasoma e alla formazione di aggresomi, mentre la disabilitata autofagia inibisce la clearance di questi aggregati proteici. La mancata clearance dei mitocondri danneggiati, dovuta alla difettiva autofagia, causa un aumento della produzione di ROS, i quali stimolano l'attivazione di TG2 e il conseguente sequestro di BECN1, perpetuando lo stimolo infiammatorio e dando quindi origine ad un circolo vizioso. Questa combinazione di eventi potrebbe avere un'influenza negativa sul destino del CFTR, favorendone l'accumulo in aggregati e diminuendone quindi ulteriormente la funzionalità (74). Studi hanno inoltre dimostrato un collegamento tra la ridotta formazione di autofagosomi e l'aumentata sopravvivenza di Burkholderia cenocepacia, suggerendo l'esistenza di una diretta correlazione tra la difettiva autofagia e la cronicizzazione delle infezioni nei pazienti FC (82).