Expression of metalloproteinases and their tissue inhibitors in the detrusor muscle of patients with bladder outlet obstruction due to benign prostatic hyperplasia

Introdução: A obstrução infravesical (OIV) de longo prazo secundária a hiperplasia prostática benigna (HPB) pode causar alterações funcionais e morfológicas na bexiga. Um dos principais eventos consiste no aumento da deposição de colágeno e perda de complacência vesical, levando a alteração de armazenamento e esvaziamento urinário. O aumento da deposição de colágeno na matriz extracelular (MEC) da musculatura detrusora é a principal razão para a diminuição da complacência vesical. Na bexiga, assim como em outros órgãos, este fenômeno depende da atividade equilibrada de enzimas proteolíticas, incluindo as metaloproteinases (MMP) e os seus inibidores endógenos (inibidores teciduais de metaloproteinases-TIMPs). Como estes fenômenos são desconhecidos na bexiga obstruída, o objetivo deste estudo foi avaliar a expressão gênica de colágeno, MMPs e seus inibidores na bexiga de pacientes com obstrução infravesical. Material e Métodos: Foi realizada uma análise prospectiva e controlada de 43 pacientes com OIV devido a HPB, que foram submetidos à ressecção transuretral da próstata (RTUP) entre 2011 e 2012. Como grupo controle foram selecionados espécimes de músculo detrusor de 10 pacientes que foram submetidos a prostatectomia radical retropúbica devido adenocarcinoma de próstata. Todos estes pacientes tinham idade menor que 60 anos, tamanho de próstata menor que 30 gramas ao ultra-som e escore internacional de sintomas prostáticos (IPSS) menor que 7. Todos os pacientes foram submetidos a estudo urodinâmico pré e pós operatório (após 6 meses). A biópsia de fragmento de músculo da bexiga foi realizada ao final da RTUP e colocada em solução estabilizadora de RNA para quantificação da expressão de colágenos I e III, metaloproteinases de matriz 1, 2 e 9, e inibidores de MMPs (TIMP1, TIMP2 e RECK) na bexiga de pacientes com HPB. Os genes descritos foram avaliados através da técnica de reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (qRT-PCR). Resultados: Todos os pacientes com HPB tinham confirmado OIV, através da análise do estudo urodinâmico (média de pressão detrusora no fluxo máximo de 78,5 cmH2O e fluxo urinário máximo de 7,7 ml / s). O gene MMP1 mostrou-se superexpresso em pacientes com HPB (mediana = 1,87). MMP9, TIMP1 e RECK estavam subexpressos na maioria dos casos, enquanto TIMP2, colágeno I e III foram superexpressos (1,5, 4,4 e 1,9 vezes, respectivamente). No que diz respeito às características clínicas e urodinâmicas encontramos que MMP2 foi mais expresso entre pacientes com um baixo IPSS global (0,005) e sem urgência (p=0,035). Colágeno III foi mais expresso em pacientes com contrações vesicais não inibidas (p = 0,049). Os outros genes não mostraram nenhuma correlação estatística com quaisquer características clínicas ou urodinâmicas. Após 6 meses de RTU, pacientes que possuíam expressão aumentada de duas ou mais MMPs, apresentaram resolução da CNI em 66,6% dos casos, contra 14,0% quando apenas uma ou nenhuma MMP estava aumentada (p=0,038) Conclusões: Encontramos um perfil de superexpressão de MMP1, TIMP2, colágenos I e III, e expressão baixa de MMP9, TIMP1 e RECK nos pacientes com OIV. Considerando o escore de sintomas prostáticos e a urgência miccional, encontramos curiosamente uma maior expressão de MMP2 em pacientes menos sintomáticos e sem urgência miccional. Encontramos uma associação entre a maior expressão de colágeno III com HD. A expressão aumentada de duas ou mais MMPs está relacionada à maiores taxas de resolução das CNIs.Introduction: Long-term Bladder outlet obstruction (BOO) secondary to Benign prostatic Hyperplasia (BPH) can cause functional and morphological abnormalities in the bladder, such as increased collagen deposition and loss of compliance, leading to urinary storage and voiding symptoms. A decrease in bladder compliance is known to be correlated with deterioration of renal function. Increased deposition of collagen in the extracellular matrix (ECM) is the primary reason for a decreased compliance. In the bladder, as in other organs, this phenomenon is dependent on the balanced activity of proteolytic enzymes, including matrix metalloproteinases (MMPs) and their endogenous inhibitors, tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs). The imbalance between MMPs and TIMPs is a key regulator in ECM turnover. Since these mechanisms are unknown in the obstructed bladder, the objective of this study was to evaluate gene expression of collagen, MMPs and their inhibitors in patients with bladder outlet obstruction due to BPH. Material and Methods: We performed a prospective and controlled analysis of 43 patients with BOO due to BPH who underwent transurethral resection of the prostate (TURP) from 2011 to 2012. The control group was comprised of 10 bladder specimens from patients with < 60 years who underwent radical prostatectomy with an International Prostatic Symptom Score (IPSS) < 8 and prostate volume < 30 grams. All patients underwent urodynamic analysis pre and post operatively after 6 months. A biopsy of the bladder muscle was performed at the end of TURP for analysis of collagen, metalloproteinases and TIMPs gene expressions. For this purpose we used the quantitative real time polymerase chain reaction method (qRT-PCR). Results: All patients with BPH had confirmed BOO confirmed through urodynamic analysis (mean detrusor pressure at maximun flow 78.5 cmH2O and mean maximun flow 7.7 ml/s). MMP1 gene showed an important an overexpression in patients with BPH (median = 1.87). A similar phenomenon occurred in a lesser extent to MMP2, to which 13 of 23 subjects had under-expression (mean = 1.2). MMP9, TIMP1 and RECK were under-expressed in the majority of cases, while TIMP2, colagen I and III were over-expressed (1.5, 4.4 and 1.9x respectively) (figure). With regard to clinical and urodynamic characteristics we found that MMP2 was more over-expressed among patients with a low global IPSS (0.005) and without urgency (p=0.035). Colagen III was more over-expressed in patients with non-inhibited bladder contractions (p=0.049), RECK was more over-expressed in patients with a decreased complacence (p=0.049). The other genes showed no statistical correlation with any clinical or urodynamic characteristics. After 6 months of TURP, patients with non-inhibited bladder contractions showed resolution in 66.6% of cases, when had increased expression of two or more (> 02) MMPs in patients compared with 14.0% when only 01 MMP was increased (p = 0.038) Conclusions: BOO is related with an over-expression of MMP1, TIMP2, colagens I and III, and with an under-expression of MMP9, TIMP1 and RECK. Detrusor overactivity is related with higher collagen III expression, this fact may be due to a lower MMP1 expression. A lower global IPSS and no urgency were related to a higher expression of MMP2, sugesting that this gene may be inhibiting collagen deposition in the bladder. The increased expression of two or more MMPs isrelated to greater rates of resolution of non-inhibited bladder contraction