Analizan la Actividad y Expresión de las Metaloproteinasas y los Proteoglucanos en la Fibromatosis Hialina Juvenil

• AUTOR : Tzellos T, Batzios S, Papakonstantinou E
• TITULO ORIGINAL : Differential Expression of Matrix Metalloproteinases and Proteoglycans in Juvenile Hyaline Fibromatosis
• CITA : Journal of Dermatological Science 61(2):94-100, Feb 2011
• MICRO : La fibromatosis hialina juvenil es una enfermedad hereditaria rara que se caracteriza por el depósito de material hialino en la piel y otros órganos. Las lesiones cutáneas tienen modificaciones en la actividad y expresión de determinadas metaloproteinasas, así como en la expresión de algunos proteoglucanos.

Introducción

La fibromatosis hialina juvenil (FHJ) es una displasia mesenquimatosa rara, de herencia autosómica recesiva, que histológicamente se caracteriza por la producción y el depósito de material hialino no identificado en la piel y otros órganos. Desde el punto de vista clínico, se caracteriza por la presencia de múltiples lesiones cutáneas, hipertrofia gingival, rigidez articular, osteólisis y osteoporosis. Las lesiones cutáneas consisten en múltiples tumores localizados principalmente en cuero cabelludo y cuello, pápulas pequeñas rosadas y nacaradas y placas en la espalda, las orejas, el cuero cabelludo, las manos y las regiones paranasal y perianal. La enfermedad se inicia en los primeros años de vida. El diagnóstico se realiza por el examen histopatológico de las biopsias cutáneas. Las lesiones características se describen como un depósito de sustancia hialina, amorfa y eosinofílica en la dermis, en el cual se encuentran inmersas células fusiformes. En las lesiones más antiguas se observa un depósito excesivo de matriz extracelular; por el contrario, las lesiones más recientes tienden a tener un mayor contenido celular. El material hialino amorfo está compuesto principalmente por glucoproteínas y glucosaminoglucanos, que son el resultado de una síntesis aberrante por parte de los fibroblastos y del metabolismo anómalo del colágeno.

Se han postulado varias hipótesis para explicar la fisiopatología de la FHJ, que incluyen mutaciones genéticas y trastornos del metabolismo del colágeno. Las metaloproteinasas de la matriz (MPM) son endopeptidasas dependientes del cinc que cumplen una función importante en la disolución de la matriz extracelular y participan en numerosos procesos, tanto normales como patológicos. La mayoría de las MPM se secretan como zimógenos que requieren activación proteolítica, por lo que su actividad está regulada por factores de crecimiento, citoquinas e inhibidores tisulares de las metaloproteinasas (ITMP). La gelatinasa A (MPM-2) y la gelatinasa B (MPM-9) actúan sobre las gelatinas, que están compuestas por un tipo de colágeno desnaturalizado.

Por otra parte, los proteoglucanos participan en un gran número de procesos biológicos, como el ensamblado de los componentes de la matriz extracelular, la hidratación de la dermis, el crecimiento celular, la hemostasia, la cicatrización de heridas y la formación de colágeno y fibras elásticas.

Sobre la base de esta información, se llevó a cabo un estudio con el fin de evaluar la actividad enzimática y la expresión de las proteínas y los genes asociados con las MPM-2 y las MPM-9 en las lesiones cutáneas de distintas regiones del cuerpo en una paciente con FHJ, para luego compararlas con sectores de piel macroscópicamente sanos obtenidos de la misma paciente. Además, se investigó la expresión de genes de determinados proteoglucanos, como biglicano, decorina, agrecano y perlecano.

Materiales y métodos

Las biopsias cutáneas fueron extraídas de una niña de 9 años, que había recibido el diagnóstico de FHJ hacía 7 años. La paciente presentaba múltiples pápulas perladas y agrupadas en el dorso del cuello y detrás de las orejas, así como nódulos en la región perianal y lumbosacra, en cuero cabelludo, codo izquierdo y porción distal de las extremidades superiores e inferiores. Tenía, además, una notoria hipertrofia gingival y rigidez articular, con limitación de movimientos en rodillas y caderas. En el examen histológico se encontraron depósitos hialinos y células dispersas en un estroma hialinizado debajo de la epidermis. Se tomaron 8 biopsias escisionales de las lesiones papulonodulares de la paciente (2 de cuero cabelludo, 2 del codo izquierdo, 2 del lóbulo de la oreja izquierda y 2 del área lumbosacra) y 4 biopsias en sacabocados (de 4 milímetros) de piel macroscópicamente normal. La actividad gelatinolítica de las MPM fue determinada mediante zimograma electroforético de gelatina. Los niveles de proteínas MPM-2, MPM-9, ITMP-1 e ITMP-2 se midieron en extractos tisulares cutáneos mediante la técnica de enzimoinmunoensayo (ELISA). Por último, se evaluó la expresión de genes de las MPM, de los ITMP y de los proteoglucanos mediante reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (PCR-TR).

Resultados

El zimograma electroforético reveló que tanto las regiones de piel normal como las lesiones expresaban actividad gelatinasa de masa molecular variable. Las bandas correspondientes a la MPM-2 fueron detectadas tanto en las biopsias de las lesiones como en las de piel sana. Sin embargo, la actividad gelatinolítica resultó ser significativamente mayor en las primeras. Por su parte, las bandas correspondientes a la MPM-9 fueron detectadas solamente en las biopsias de lesiones. Asimismo, las concentraciones de MPM-2 y de MPM-9 evaluadas por ELISA fueron significativamente más altas en las muestras extraídas de las lesiones cutáneas que en las de piel sana. No obstante, no se observaron cambios significativos en la concentración de ITMP-1 e ITMP-2 entre ambos tipos de biopsias. En cuanto a la expresión genética de las metaloproteinasas y sus inhibidores, la PCR-TR reveló la presencia de expresión de genes de MPM-2, MPM-9, ITMP-1 e ITMP-2 tanto en las muestras de lesiones como en las de piel sana. Sin embargo, la expresión en las lesiones fue significativamente mayor en comparación con la de las muestras de piel sana. En este sentido, la expresión de la MPM-2 fue 12 veces más alta en las lesiones que en las muestras de piel sana, la expresión de la MPM-9 fue 309 veces más alta, la del ITMP-1 resultó ser 1.5 vez más alta y, por último, la expresión de la ITMP-2, 85 veces mayor.

Por otra parte, en relación con la expresión de proteoglucanos, el biglicano y el perlecano no presentaron una expresión significativamente diferente en las muestras de piel sana y en aquellas extraídas de las lesiones. No obstante, la expresión del agrecano resultó ser significativamente mayor y la de la decorina, significativamente inferior en las lesiones que en la piel sana.

Discusión y conclusión

Varios estudios han demostrado la existencia de defectos en diferentes tipos de colágeno en la FHJ, y se ha sugerido que la formación anómala de las fibras de colágeno es indicativa de un defecto subyacente en el metabolismo de los glucosaminoglucanos. La matriz extracelular está compuesta por numerosas sustancias, pero las fibras de colágeno de tipo I y III son las responsables de la cohesión y de la estabilidad estructural del tejido conectivo intersticial. La degradación de las macromoléculas de la matriz extracelular está regulada fundamentalmente por las MPM, y la actividad de éstas, a su vez, está regulada por los ITMP.

La meta principal del presente estudio fue dilucidar los mecanismos etiopatológicos involucrados en la génesis de las lesiones cutáneas de la FHJ, a fin de identificar nuevos objetivos para la terapia farmacológica. Si bien el uso de muestras derivadas de controles sanos podría haber brindado información adicional, la comparación de piel proveniente de lesiones cutáneas con piel aparentemente sana, extraídas de un paciente con FHJ, es útil para este propósito y brinda información relevante con respecto a la biología de la matriz extracelular en las lesiones causadas por la enfermedad. Además, la expresión diferencial de las moléculas estudiadas entre la piel sana y la piel afectada fue observada en todas las muestras de las distintas regiones anatómicas, lo cual indicó que las lesiones se asocian con los mismos cambios en las moléculas de la matriz extracelular, independientemente del lugar anatómico.

Según los resultados del presente estudio, se halló un incremento significativo en la actividad enzimática de la MPM-2 y de la MPM-9 en las biopsias de lesiones, así como un aumento en su contenido y en la expresión de genes, tanto de las gelatinasas como de los ITMP, pero no se hallaron diferencias en el contenido de estos últimos en comparación con la piel sana. Estos hallazgos indicaron que existiría un microambiente de degradación del colágeno en el cual se produce un aumento en la expresión de gelatinasas que es seguido de un incremento secundario en la expresión de los genes de los ITMP. Sin embargo, en las lesiones de la FHJ, el aumento en la expresión de los genes de los ITMP no se traduciría en un incremento en la formación de proteínas, por lo que el equilibrio se vería desplazado hacia un aumento en la actividad de las gelatinasas con mayor degradación de la matriz extracelular. La aparente divergencia en la expresión de las gelatinasas tendría relación con una alteración en el metabolismo del colágeno y con el depósito de una sustancia hialina, amorfa y eosinofílica en la dermis, principalmente compuesta por glucoproteínas y glucosaminoglucanos que son el resultado de una alteración en la síntesis que llevan a cabo los fibroblastos.

Otras lesiones cutáneas han sido asociadas con la activación de las MPM-2 y MPM-9, entre ellas, el granuloma eosinofílico, el carcinoma de células basales y las cicatrices queloides. En consecuencia, se sugiere que estas enzimas desempeñarían un papel importante en la génesis de lesiones cutáneas caracterizadas por mecanismos de crecimiento excesivo, los que pueden ser atribuidos a un efecto de reestructuración de la matriz extracelular.

Por otra parte, en el presente trabajo también se halló una expresión alterada de determinados proteoglucanos. La decorina parece cumplir una importante función en la formación de las fibras de colágeno. En la FHJ, existe un defecto en la síntesis de colágeno, que se deposita como material fibrinogranular en la matriz. La disminución significativa en la expresión de decorina encontrada en el estudio podría indicar una relación entre esta proteína y las alteraciones del colágeno que se producen en esta enfermedad. Asimismo, se sugiere que el aumento hallado en la expresión del agrecano indicaría que las lesiones de la FHJ se asocian con alteraciones de la piel que son similares a las observadas durante el envejecimiento cutáneo.

En conclusión, la información derivada del presente estudio ofrece nuevos objetivos para la búsqueda de terapias farmacológicas más eficaces en el tratamiento de la FHJ, ya que puede ser de utilidad para dilucidar la naturaleza y el grado de compromiso de las MPM, los ITMP y los proteoglucanos en la etiología de las lesiones asociadas con esta enfermedad. Hasta el momento se han intentado muchos regímenes terapéuticos, aunque con escasa respuesta. El tratamiento de las lesiones cutáneas generalmente consiste en su remoción quirúrgica, lo que conlleva recurrencias locales frecuentes. Según los investigadores, se requieren más estudios para esclarecer la función de todos los tipos de MPM, así como de otros genes que regulan la expresión de las gelatinasas y de los ITMP en la FHJ.

Especialidad: Bibliografía - Dermatología