Ruolo delle fibre collagene nel controllo dell’accrescimento scheletrico e relative applicazioni cliniche: studio in vitro e in vivo

BACKGROUND: Collagen fibers constitute the growth plate which promote a crucial role in the longitudinal growth of the individuals. In the literature there are limited studies regarding the possible interactions between collagen and the regulation of growth. It has been hypothesized that these fibers exert a controlling action on the underlying elements and that their alteration or destruction may lead to growth deregulation, such as limb deviations or dysmetria. AIMS: The aim of this study was to evaluate the interaction between collagen and skeletal growth and to asses the effectiveness of the employed enzymatic treatment without causing damage to the surrounding tissues. MATERIALS AND METHODS: An in vitro and an in vivo study were realized by taking the Wistar rat as an experimental model. In the in vitro study, organ cultures were created using rat tibiae. Each pair of samples was randomly divided into control and treated groups. The treatment group were further divided into two groups, and collagenase enzyme was administered at two different concentrations to define the optimal dose. Morphometric, histochemical, immunohistochemical and ultrastructural analyses were performed to assess differences in growth, axial deformation, ossification, and integrity of surrounding tissues. In the in vivo study, specimens were processed, monitored, and then analyzed by radiographic, morphometric, histochemical, and immunohistochemical techniques to evaluate differences in growth, axial deformation, ossification, and integrity of surrounding tissues. RESULTS: The results demonstrated statistically significant growth in collagenase-treated samples was both in vitro and in vivo. Histological data revealed a complete absence of elastic fibers and a reduction in collagen fibers in the treated group compared with controls. CONCLUSIONS: Collagenase treatment led to statistically significant growth in the treated group compared with controls. However, it also resulted in the digestion of elastic fibers, indicating a lack of selectivity for collagen fibers.

INTRODUZIONE: le fibre collagene vanno a comporre, insieme ad altre strutture, il complesso di accrescimento che promuove durante lo sviluppo la crescita longitudinale dell’individuo. Nel panorama letterario, tuttavia, sono limitati gli studi in merito alle possibili interazioni tra collagene e la regolazione dell’accrescimento. È stato ipotizzato che queste fibre svolgano un’azione di controllo sugli elementi sottostanti e che una loro alterazione o distruzione localizzata possa determinare una deregolazione nella crescita, come deviazioni o dismetrie degli arti. OBIETTIVO: gli obiettivi di questo studio sono di valutare l’interazione tra il collagene e accrescimento scheletrico e testare se le dosi dell’enzima impiegato possano essere considerate efficaci senza danneggiare i tessuti circostanti. MATERIALI E METODI: sono stati realizzati uno studio in vitro ed uno in vivo prendendo come modello sperimentale il ratto Wistar. Nello studio in vitro sono state create delle colture d’organo con le tibie di ratto e ciascuna coppia è stata suddivisa in modo randomizzato in gruppo controlli e trattati, questi ultimi sono stati ulteriormente divisi in due gruppi ed è stato somministrato l’enzima collagenasi a due diverse concentrazioni, al fine di definire la dose ottimale. Sono state effettuate analisi morfometriche, istochimiche, immunoistochimiche ed ultrastrutturali per la valutazione di differenze in crescita, deformazione assiali, ossificazione ed integrità dei tessuti circostanti. Nello studio in vivo i campioni sono stati trattati, monitorati e successivamente analizzati tramite tecniche radiografiche, morfometriche, istochimiche e immunoistochimiche per la valutazione di differenze in crescita, deformazione assiali, ossificazione ed integrità dei tessuti circostanti. RISULTATI: dai risultati è emerso che la crescita nei campioni trattati con collagenasi è risultata statisticamente significativa sia in vitro che in vivo. I dati istologici hanno determinato una totale assenza delle fibre elastiche ed una riduzione delle fibre collagene nei trattati rispetto ai controlli. CONCLUSIONI: la collagenasi ha determinato una crescita statisticamente significativa nei trattai rispetto ai controlli. Tuttavia, non è risultata selettiva per le fibre collagene andando a digerire anche le fibre elastiche.