The principal morphological sign of fibromuscular dysplasia in pathological tortuosity (PT) of the internal carotid artery (ICA) is the fragmentation of elastic fibers that are degraded by matrix metalloproteinases 2 and 9 (MMP-2, MMP-9). Nevertheless, the role of MMPs and their inhibitors in the pathogenesis of ICA PT remains completely unexplored.
Aim: to investigate the expression of elastin-degrading MMPs and their inhibitors in the wall of the ICA in PT by immunohistochemistry and confocal laser scanning microscopy.
Methods: Immunohistochemical examination was made using antibodies to MMP-2, MMP-9 and their tissue inhibitors TIMP-1 and TIMP-2. MMP-9 and TIMP-1 levels were determined by confocal laser scanning microscopy.
Results: Immunohistochemical examination revealed a statistically significant predominance of high concentrations of MMP-2 and MMP-9 and a low level of their inhibitor TIMP-1 in ICA PT, while simultaneous obvious accumulation of both markers was most often identified in the control group (p<0.05). Analysis of MMP-2/TIMP-2 and MMP-9/TIMP-2 ratios showed the prevalence of the simultaneously high expression of both proteins in ICA PT and in the control group too. The similar data were also obtained by confocal microscopy: the control group showed elevated MMP-9 and TIMP-1 expressions and the ICA PT control displayed a high proteinase and low inhibitor levels (p<0.05).
Conclusion: Elastic fiber fragmentation in ICA PT is due to imbalance between MMPs and their inhibitors; namely, the prevalence of MMP-2 and MMP-9 over their inhibitor TIMP-1, which leads to the degradation of extracellular matrix components, primarily elastin.
Ведущим морфологическим признаком фиброзно-мышечной дисплазии при патологической извитости внутренних сонных артерий (ПИ ВСА) является фрагментация эластических волокон, которые разрушаются матриксными металлопротеиназами (ММП) 2 и 9. Тем не менее остается совершенно не изученной роль ММП и их ингибиторов в патогенезе ПИ ВСА. Цель - исследование экспрессии ММП, разрушающих эластин, и их ингибиторов в стенке ВСА при ПИ методами иммуногистохимии и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Материал и методы. Проведено иммуногистохимическое исследование с антителами к ММП-2, ММП-9 и их тканевым ингибиторам ТИМП-1 и ТИМП-2. Определено содержание ММП-9 и ТИМП-1 методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Результаты. Иммуногистохимическое исследование выявило статистически достоверное преобладание высокого содержания ММП-2 и ММП-9 при низком уровне их ингибитора ТИМП-1 при ПИ ВСА, в то время как в контрольной группе чаще всего выявлялось одновременное выраженное накопление обоих маркеров (p<0,05). Анализ соотношения содержания ММП-2 и ТИМП-2, так же как и ММП-9 и ТИМП-2, показал превалирование одновременно высокой экспрессии обоих белков и при ПИ ВСА, и в группе контроля. Схожие данные получены и с помощью метода конфокальной микроскопии: в группе контроля наблюдался высокий уровень экспрессии ММП-9 и ТИМП-1, а в группе ПИ ВСА - высокий уровень протеиназы и низкий уровень ингибитора (p<0,05). Заключение. Фрагментация эластических волокон при ПИ ВСА обусловлена нарушением баланса между ММП и их ингибиторами, а именно превалированием ММП-2 и ММП-9 над их ингибитором ТИМП-1, что приводит к деградации компонентов внеклеточного матрикса, в первую очередь эластина.