La collagenasi-2 (MMP-8) è un metalloproteasi che appartiene alla classe delle collagenasi sintetizzata specificatamente dai leucociti e presente, in maniera costitutiva, nei granuli dei neutrofili.30 Essa è responsabile della degradazione dei collageni
monomeri di tipo I e II e si ritrova, oltre che nei neutrofili, nei condrociti in presenza di IL-1β, nelle cellule endoteliali e nei fibroblasti sinoviali.
L’idrolisi del legame peptidico del collagene avviene a livello del sito catalitico e necessita della cooperazione del dominio emopexinico delle MMPs.31 L’enzima
MMP-8, chiamato anche “neutrophil collagenase”, è immagazzinato come pro-enzima inattivo all’interno dei granuli intracellulari dei neutrofili (cellule appartenenti al sistema immunitario) e ciò garantisce una rapida disponibilità dell’enzima nei siti
dell’infiammazione. Il bilancio tra sintesi e degradazione del collagene è importante per il mantenimento dell’integrità tissutale e dipende sia dall’equilibrio tra attività delle metalloproteasi tissutali (MMP) e dei loro inibitori e sia dall’effetto di regolazione che queste esercitano sul rilascio, sequestro o attivazione di fattori di crescita, di proteine leganti i fattori di crescita, di recettori di membrana e di molecole di adesione e comunicazione intercellulare.
Circa il 15-20% del contenuto cellulare di MMP-8 è rilasciato liberamente dalle cellule polimorfonucleate (PMN) mentre la maggior parte di questo enzima rimane legato alla superficie di esse. Il legame dell’enzima MMP-8 alla membrana plasmatica delle PMN giustifica l’elevata processazione del collagene di tipo I, oltre che la resistenza all’inattivazione da parte dell’inibitore tissutale TIMPs. Si ritiene che la MMP-8 partecipi attivamente in processi infiammatori dei tessuti dove il collagene di tipo I è il componente principale della matrice extracellulare, oltre che in processi di guarigione e vari processi fisiologici.31bQueste proteasi giocano un ruolo decisivo nella
risposta infiammatoria durante i processi di guarigione. Ne consegue che siano coinvolte in varie patologie nelle quali esercita un duplice ruolo, dannoso o benefico a seconda della patologia considerata.30 Analizzando queste considerazioni si può
sottolineare come le MMP-8 abbiano una duplice funzionalità: drug target e marcatore di patologie. In molti pazienti una up-regulation dell’espressione delle MMP-8 è associata alla progressione dei malattie di tipo infiammatorio di seguito illustrate.
• Patologie polmonari. Il collagene di tipo I è l’elemento maggiormente presente nei tessuti polmonari e rappresenta il substrato degradato dalla collagenasi-2 (MMP-8). Un’alterazione della sua espressione influenza pesantemente il rimodellamento dei tessuti polmonari causando l’insorgenza di disturbi di varia natura. La MMP-8 è anche capace di modulare i numerosi mediatori infiammatori ed essendo molti disturbi associati ad un alto grado di stress ossidativo, le MMP-8 sono sensibili a specie ossigenate reattive come i ROS. • Patologie cardiovascolari. L’accumulo di lipidi, cellule infiammatorie, cellule
muscolari lisce e proteine della matrice extracellulare (ECM) a livello della parete dei vasi sanguigni portano all’insorgenza della placca arteriosclerotica, una tra le maggiori cause di patologie a carico dell’apparato cardiovascolare. Molti studi evidenziano che nelle patologie cardiovascolari l’enzima MMP-8 risulta espresso da cellule endoteliali, cellule muscolari lisce e macrofagi che sono tutte coinvolte nello sviluppo della placca arteriosclerotica. Nel caso
dell’arterosclerosi quindi, uno squilibrio del turn-over del collagene di tipo I (maggior elemento strutturale della placca) causa un rimodellamento della parete vascolare e spesso porta a rottura della placca stessa con occlusione dei vasi (generalmente coronarici) e conseguente infarto del miocardio.
• Artrite reumatoide. E’ una patologia autoimmune caratterizzata da un’infiammazione della membrana sinoviale che si traduce in una progressiva distruzione delle articolazioni e tessuti molli annessi con conseguente ipossia generalizzata. Un’elevata attività collagenolitica a carico dell’MMP-13 nelle articolazioni infiammate peggiora notevolmente il quadro clinico, in quanto coinvolge anche i tessuti circostanti come cartilagine, tendini, e tessuto osseo. Si ritiene che l’MMP-8 in questo caso abbia un ruolo protettivo, in quanto sembra partecipare all’allontanamento dei neutrofili e alla loro apoptosi.
• Disordini neurologici. Il battereo Neisseria meningitidis è l’agente eziologico della meningite batterica, un’infiammazione delle meningi che spesso causa distruzione della barriera ematoencefalica (BEE) associata a edema cerebrale e altre conseguenze potenzialmente mortali. In campioni di fluido cerebrospinale di pazienti affetti da meningite è stata evidenziata una iperespressione della MMP-8 che conferma come questo enzima sia coinvolto nella degradazione della barriera ematoencefalica aggravando quindi il quadro clinico del paziente. • Progressione tumorale. E’ interessante notare che all’enzima MMP-8 sono
attribuite sia proprietà tumorigeniche che anti-tumorigeniche e ciò, secondo quanto riportato in letteratura, è dovuto al tipo di neoplasia e allo stadio della sua progressione. E’ noto che l’aggressività tumorale e l’insorgenza di metastasi è fortemente dipendente dalla degradazione della matrice extracellulare (ECM) e ad esempio la progressione del carcinoma a cellule squamose, così come il tumore ovarico sono influenzati dall’iperespressione dell’enzima MMP-8. Al tempo stesso abbiamo anche esempi in cui le MMP-8 mostrano proprietà antitumorali esercitando, quindi, un ruolo protettivo. In letteratura è presente uno studio dove si evidenzia che pazienti affetti da carcinoma mammario mostrano una sovraespressione di MMP-8 associata ad un minore rischio di metastasi ai linfonodi.30 Questa situazione è correlata alla modulazione della secrezione degli
estrogeni durante lo sviluppo del tumore, specialmente nelle neoplasie ormone- regolate. Il suggerimento che le MMP-8 avessero proprietà antitumorali è in
accordo, quindi, con la minore tendenza a sviluppare metastasi con conseguente maggiore sopravvivenza dei pazienti affetti da cancro al seno. La MMP-8 può essere anche utilizzata come uno strumento di predizione della progressione della patologia visto che i suoi livelli di espressione possono essere facilmente misurati nei fluidi orali o nel siero, costituendo un potenziale e non invasivo biomarker della progressione della patologia e della risposta alla terapia.
Quelli descritti sono solo alcuni generici esempi delle funzioni biologiche dell’enzima MMP-8 e la progettazione e la sintesi di inibitori selettivi può contribuire notevolmente allo sviluppo di nuovi approcci terapeutici per queste importanti patologie ma anche per chiarire la sua funzione ed il meccanismo d’azione.