Structural changes in the extracellular matrix after cross-linking of nasal polyp tissue

Acta Otorhinolaryngol Ital. 2020 Dec;40(6):426-434. doi: 10.14639/0392-100X-N0566.

Abstract

Cambiamenti strutturali della matrice extracellulare dopo cross-linking del tessuto polipoide nasale.

Riassunto: La rinosinusite cronica con poliposi nasale è una malattia caratterizzata da una disfunzione meccanica che facilita la crescita anomala della mucosa nasale, a causa del suo peculiare processo di rimodellamento. Questo studio si propone di valutare gli effetti del cross-linking sulla matrice extracellulare del tessuto del polipo nasale. Sono stati selezionati sei pazienti sottoposti ad intervento chirurgico di polipectomia. È stata applicata la tecnica del cross linking del collagene con riboflavina / UVA alla superficie dei polipi resecati epitelizzati e disepitelizzati del gruppo di pazienti sottoposti ad intervento. I polipi del gruppo di controllo non sono stati sottoposti a procedure di cross linking. Le sezioni ultrasottili (8 μm) di tessuto polipoide sono state analizzate mediante immunofluorescenza con anticorpi anti collagene di tipo I di topo e anticorpi secondari coniugati AlexaFluor 488 con controcolorazione DAPI e analizzate mediante microscopia confocale. L’effetto del cross-linking è risultato visibile al microscopio confocale a fluorescenza. La morfologia quantitativa è stata associata all’analisi di imaging in fluorescenza e sono state valutate la densità e la luminosità dei pixel. La superficie dei polipi trattati mostrava una maggiore densità di fibre di collagene rispetto ai polipi di controllo, come è stato possibile osservare sia visivamente che attraverso misurazioni oggettive delle regioni fluorescenti. L’effetto è stato potenziato sulla superficie dei polipi disepitelizzati. La maggiore densità di fibre di collagene esibita dai polipi trattati disepitelizzati dimostra la fattibilità di questa tecnica per interferire con il processo di rimodellamento e affrontare la disfunzione meccanica riscontrata nella rinosinusite cronica con poliposi nasale.

Keywords: chronic disease; chronic rhinosinusitis; paranasal sinus disease; rhinosinusitis; sinusitis.

Plain language summary

Chronic rhinosinusitis with nasal polyposis is a disease characterised by a mechanical dysfunction that facilitates anomalous growth of the nasal mucosa, due to its unique remodelling process. The development of procedures capable of interfering with this process is thus of the utmost importance. This study deals with the evaluation of the effects of cross-linking upon the nasal polyp tissue extracellular matrix. Six patients undergoing surgery for polypectomy were selected. The riboflavin/UVA collagen cross-linking technique was applied to the surface of epithelialised and de-epithelialised resected polyps of the intervention group. The control group polyps were not submitted to cross-linking procedures. Ultrathin polyp tissue sections (8 μm) were processed for immunofluorescence with mouse anti-type I collagen antibody and AlexaFluor 488 conjugated secondary antibody plus DAPI counterstaining, and analysed by confocal microscopy. The effect of riboflavin/UVA collagen cross-linking was visible on confocal fluorescence microscopy. Quantitative morphology was associated with fluorescence imaging analysis, and pixel density and brightness were evaluated. The surface of treated polyps exhibited a higher density of collagen fibres compared to control polyps, as could be observed both visually and through objective measurements of the fluorescent regions. The effect was enhanced on the surface of the de-epithelialised polyps. The higher density of collagen fibres exhibited by the de-epithelialised treated polyps demonstrates the feasibility of this technique in interfering with the remodelling process and the mechanical dysfunction found in chronic rhinosinusitis with nasal polyposis.

MeSH terms

  • Chronic Disease
  • Extracellular Matrix
  • Humans
  • Nasal Mucosa
  • Nasal Polyps* / pathology
  • Rhinitis* / pathology
  • Sinusitis* / pathology