Un'ernia addominale è un'apertura o un'area di tessuto debole attraverso cui il contenuto addominale può sporgere. E' una patologia benigna molto diffusa, con un'incidenza dal 2 al 20% nella popolazione generale, e rappresenta l'anomalia più frequentemente trattata dai chirurghi gastrointestinali. Studi indipendenti hanno indicato come possibile causa della diminuita resistenza della parete addominale alle tensioni un'alterazione delle fibre collagene nei tessuti connettivi. In particolare, sia nella cute che nella fascia trasversale dei pazienti con ernia il rapporto tra i collageni di tipo I e III risulta più basso rispetto agli individui sani, ed essendo il collagene di tipo I più resistente alla trazione, ne consegue verosimilmente un indebolimento strutturale della parete. Tali alterazioni potrebbero dipendere da variazioni nella produzione del collagene come anche da un'aumentata degradazione. Quest'ultima avviene ad opera di enzimi appartenenti alla famiglia delle metalloproteasi di matrice (MMPs) ed è regolata dagli inibitori tessutali delle metalloproteasi (TIMPs). Alcuni studi hanno rilevato un aumento dell'espressione di specifiche MMPs e una contemporanea riduzione di TIMPs nei tessuti e nel sangue dei pazienti con ernia rispetto a quelli di controllo. Tuttavia, le conoscenze in merito all'attivazione enzimatica delle MMPs, secrete dalle cellule in forma di zimogeni (pro-MMPs), e l'eventuale coinvolgimento diretto o indiretto di altri enzimi nel metabolismo del collagene sono ancora molto scarse.
Pertanto, la presente proposta di ricerca è finalizzata a valutare, nel tessuto fasciale di pazienti con ernia e di soggetti sani, il profilo di espressione dei collageni di tipo I e III, sia a livello trascrizionale che post-trascrizionale. Inoltre, saranno determinati i livelli di espressione e di attività di MMPs e dei relativi inibitori, nonché delle proteine componenti il sistema di attivazione del plasminogeno, implicato nell'attivazione delle pro-MMPs.
L'ernia rappresenta una patologia benigna molto diffusa, con un'incidenza dal 2 al 20% nella popolazione generale, e colpisce principalmente gli uomini, in particolare nel caso dell'ernia inguinale la cui prevalenza è compresa tra il 20 e il 27% negli uomini e tra il 3 e il 6% nelle donne (PMID: 17353992; PMID: 17374852; PMID: 31089836; PMID: 25270082; PMID: 29744593). La distribuzione per età dell'ernia inguinale è bimodale, con un picco nella prima infanzia e un secondo picco nella vecchiaia, mentre la prevalenza di altri tipi di ernia aumenta progressivamente nel corso della vita (PMID: 29744593). Se non trattata, l'ernia può aumentare di volume e generare disturbi conseguenti alla deformazione e/o allo strozzamento dei tessuti erniati. Nei casi più gravi può insorgere una peritonite dovuta alla perforazione di un'ansa intestinale che richiede un intervento chirurgico d'urgenza (PMID: 29330835). Inoltre, la riparazione di un'ernia primitiva realizzata con sutura diretta comporta un tasso di recidiva variabile tra il 12% e il 54%, che può essere ridotto in media al 12,5% tramite l'impiego di materiali protesici. Il rischio di recidiva aumenta comunque dopo ogni riparazione (PMID: 20003183; PMID: 12496540; PMID: 29330835).
Fatta eccezione per l'ernia incisionale (una complicanza della chirurgia addominale), nella maggior parte dei casi l'insorgenza dell'ernia non è riconducibile ad una causa certa. L'erniogenesi potrebbe essere la conseguenza di un'anomala espansione tessutale come anche di un cedimento della parete addominale sotto carico di trazione. Seguendo quest'ultima ipotesi, la spiegazione più verosimile sembra essere una fragilità dei tessuti connettivi presenti nella parete addominale, che infatti sono stati e sono tuttora oggetto di indagini volte a individuare le cause biochimiche dell'ernia. Tuttavia, le conoscenze sinora acquisite sono ancora parziali e frammentarie. Benché svariati studi siano concordi nell'attestare uno sbilanciamento delle quantità relative dei collageni di tipo I e III nei pazienti con ernia, non è ancora chiaro se ciò dipenda da una diminuzione del collagene di tipo I o da un aumento del collagene di tipo III. Nella presente proposta di ricerca si prevede di quantificare entrambi i collageni in tessuti di individui sani a confronto con quelli di pazienti con ernia. Un tale approccio, attuato su un elevato numero di pazienti, permetterà di appurare se nel tessuto patologico il contenuto medio di collagene di tipo I sia effettivamente minore, e quello di collagene di tipo III maggiore, rispetto ai tessuti sani. Inoltre, l'analisi contemporanea a livello di mRNA e di proteina consentirà di stabilire se si verifica una deregolazione dell'espressione genica o piuttosto se il difetto si instaura in una fase successiva, a valle della sintesi proteica.
Ovviamente non è da escludere che l'erniogenesi sia la risultante di una combinazione di effetti patogenetici innescati da più fattori causali. Studi precedenti hanno mostrato nei pazienti con ernia uno squilibrio nell'attività di MMPs e TIMPs, più precisamente un aumento dei livelli di MMP-1, -2, -9 e -13 e una concomitante riduzione di tutti e tre i TIMPs, indicativi di possibili anomalie nel processo di degradazione della ECM (PMID: 28050662; PMID: 21675849; PMID: 19656168; PMID: 32623572). Tuttavia, i lavori sinora prodotti sono alquanto eterogenei, differendo per la numerosità dei pazienti (spesso statisticamente inadeguata), il campione analizzato (sangue o tessuto prelevato dall'ernia), per il tipo e il numero di MMPs e/o TIMPs presi in esame e per le tecniche analitiche utilizzate. Inoltre, non sono mai stati indagati i meccanismi alla base delle alterazioni descritte e né l'eventuale contributo diretto o indiretto di altri enzimi presenti nella ECM.
La plasmina è tra le proteasi più attive nel rimodellamento della ECM ed ha una gamma di substrati così ampia che può essere considerata un attivatore non specifico di pro-MMPs, potenzialmente in grado di influire sul turnover del collagene in condizioni sia fisiologiche che patologiche. Tuttavia, ad oggi non esistono dati in letteratura in merito al coinvolgimento del sistema di attivazione del plasminogeno nell'insorgenza dell'ernia. Pertanto, la ricerca proposta è finalizzata ad esplorare in tale patologia il ruolo della plasmina nonché a raccogliere informazioni più complete e numericamente rilevanti di quanto fatto in precedenza sui livelli di espressione ed attività delle MMPs. La determinazione in parallelo del profilo di espressione dei collageni di tipo I e III consentirà di distinguere nei singoli pazienti gli effetti patogenetici eventualmente derivanti ad anomalie della produzione di collagene da quelli dovuti alla sua eccessiva o insufficiente degradazione.
Nel complesso, riteniamo che i risultati ottenibili da tale progetto potrebbero incrementare sensibilmente le attuali conoscenze sulla patogenesi dell'ernia.