Ruolo della stromelisina-1 nel determinismo dell’aterosclerosi

L’aterosclerosi è una patologia degenerativa cronica. La principale lesione tipica dell’aterosclerosi è la placca ateromasica che nella sua fase matura è formata da un nucleo lipidico e da un involucro fibroso-connettivale con notevole presenza di cellule muscolari liscie, macrofagi ed elementi linfocitari. Le alterazioni funzionali e morfologiche dell’endotelio e della capsula fibrosa che sovrastano la placca sono la causa della sua rottura. L’endotelio è in grado di raccogliere, integrare e trasmettere i messaggi che provengono dal sangue e dai tessuti. L’interazione tra endotelio e matrice extracellulare è fondamentale sia nel mantenimento dell’integrità della parete del vaso, sia nella riparazione di danni. Il processo aterosclerotico, nasce come un fenomeno riparativo agli insulti contro l’endotelio e le cellule muscolari liscie della parete arteriosa. Qualunque sia lo stimolo, l’endotelio risponde incrementando la propria permeabilità a lipidi e proteine plasmatiche e riducendo la propria attività antitrombotica .L’omeostasi all’interno della parete dei vasi dipende anche dall’azione coordinata di alcune proteasi e dei loro inibitori. Le metalloproteinasi della matrice (MMPs), anche chiamate matrixine,sono una famiglia di enzimi coinvolti nel turnover dei componenti della matrice extracellulare. Questi enzimi sono normalmente presenti negli individui sani ma non costitutivamente espressi poichè indotti in risposta a stimoli specifici che comprendono fattori di crescita, ormoni, citochine e agenti chimici. L’attività proteolitica delle MMPs è controllata, infine, dalla presenza di inibitori endogeni chiamati TIMPs importanti per mantenere l’equilibrio tra sintesi e degradazione della matrice ad opera delle MMPs. La stromelisina-1, anche detta MMP-3, ha un’ampio spettro di attività: è in grado di degradare i proteoglicani, collagene III, IV, V e IX, laminina , fibronectina, gelatina ed elastina, inoltre, attiva altri membri della famiglia delle MMP, come le collagenasi. La stromelisina-1 gioca, quindi, un ruolo importante negli eventi fisiologici e patologici associati al metabolismo del tessuto connettivo, compresi i cambiamenti nella composizione e/o nella funzione della parete delle arterie. L’ espressione è indotta in risposta a vari stimoli e regolata dall’interazione con l’inibitore TIMP-1. Recentemente è stata identificata una variante comune nella regione del promotore del gene localizzata 1171 bp a monte del sito di inizio della trascrizione che presenta un allele con 5 adenosine (5A) e l’altro con 6 adenosine (6A). Soggetti portatori dell’allele 6A potrebbero accumulare matrice extracellulare in seguito alla diminuzione della degradazione. E’ stato visto che la MMP-3 viene ampiamente espressa nelle placche ateromasiche dalle foam cells che originano dai macrofagi e dalle cellule muscolari liscie nel cappuccio della placca, nell’intima e nell’avventizia. Questo ha portato all’ipotesi che la MMP-3 potrebbe essere coinvolta nella rottura della placca , seguita dall’attivazione delle piastrine e dalla cascata della coagulazione. Inoltre, dati provenienti da studi che coinvolgono il polimorfismo 5A/6A nel promotore della stromelisina-1 indicano che la condizione associata con la ridotta attività enzimatica (allele 6A) predispone i soggetti alla progressione delle lesioni aterosclerotiche nel distretto coronario. E’ stato dimostrato in particolare che le cellule muscolari liscie e i macrofagi esprimono la stromelisina-1 nelle placche aterosclerotiche. Se da una parte l’aumentata attività della MMP-3 può promuovere la rottura della placca, dall’altra il polimorfismo scoperto nel promotore del gene della stromelisina-1 che determina una riduzione dell’espressione enzimatica, si è visto essere associato alla progressione dell’aterosclerosi coronaria. Il presente studio è stato condotto per esaminare la relazione tra il polimorfismo della MMP-3, la geometria e lo shear stress nella arteria carotide comune di individui maschi sani che non presentano nessuno dei principali fattori di rischio per l’aterosclerosi. L’analisi è stata condotta su 42 soggetti maschi, selezionati per l’assenza dei maggiori fattori di rischio per l’aterosclerosi (non fumatori, assenza di iperlipidemia, ipertensione o diabete, e non facenti uso di farmaci di alcun tipo). Di ciascuno si conosceva: la pressione sistolica (SBP) e quella diastolica (DBP), l’indice di massa corporea (BMI), la velocità del flusso sanguigno, la viscosità del sangue e lo shear stress. Con il termine di shear stress s’intende l’attrito che viene esercitato dal sangue sulle pareti del vaso. Con l’esame Eco-Doppler sono stati ricavati tutti i parametri necessari per la determinazione dello Shear Stress, e le misurazioni state eseguite nella arteria carotide comune sinistra, a 1-2 centimetri di distanza dal bulbo. Sono stati dosati nel siero: colesterolo totale; glicemia; omocisteina; MMP3. Il colesterolo LDL è stato calcolato con la formula di Friedewald. Il polimorfismo nel promotore del gene della stromelisina-1 è stato studiato mediante PCR con l’utilizzo di primers mutagenici (mismatch). Dei 42 soggetti partecipanti allo studio, 8 sono risultati omozigoti per l’allele 5A (19.1%), 10 omozigoti per l’allele 6A (23.8%) e 24 sono risultati eterozigoti (57.1%). Le frequenze degli alleli 5A e 6A sono 0.476 (95% CI 0.367-0.587) e 0.524 (95% CI 0.413-0.633), rispettivamente. La distribuzione genotipica non è significativamente differente dall’equilibrio di Hardy-Weinberg. L’età, la pressione diastolica, l’indice di massa corporea e la viscosità del sangue sono simili nei tre gruppi. La pressione sistolica, il colesterolo totale, i trigliceridi ed il colesterolo HDL sono lievemente più alti negli omozigoti per l’allele 6A, ma la differenza non raggiunge la significatività statistica del 5%. Il glucosio nel sangue è lievemente, ma di nuovo non significativamente, più basso negli omozigoti 6A. I livelli di MMP-3 nel siero non sono significativamente differenti tra i genotipi. Il diametro dell’arteria carotide comune e l’IMT sono significativamente più larghi nei soggetti 6A/6A, confrontati con gli eterozigoti o gli omozigoti per l’allele 5A. Non sono state osservate differenze tra questi due ultimi gruppi. La velocità media del flusso sanguigno è significativamente più bassa negli omozigoti 6A. L’aumento nel diametro dell’arteria e la riduzione nella velocità del flusso producono valori di shear stress della parete significativamente più bassi nei soggetti 6A/6A. Non si osservano differenze tra i soggetti 5A/6A ed i 5A/5A . I risultati ottenuti suggeriscono che il polimorfismo nel promotore del gene della stromelisina-1, che ne regola l’attività, è associato con caratteristiche strutturali e funzionali della arteria carotide comune quali aumento dello spessore della parete, allargamento del lume dell’arteria, e locale riduzione dello shear stress di parete, che potrebbero predisporre alla localizzazione della placca aterosclerotica.