Introduction. Microembolization during the carotid artery revascularization procedure may cause cerebral lesions. Elevated C-Reactive Protein (hsCRP), Vascular endothelial growth factor (VEGF) and serum amyloid A protein (SAA) exert inflammatory activities thus promoting carotid plaque instability. Neuron specific enolase (NSE) is considered a marker of cerebral injury. Neoangiogenesis represents a crucial step in atherosclerosis, since neovessels density correlates with plaque destabilization. However their clinical significance on the outcome of revascularization is unknown. This study aims to establish the correlation between palque vulnerabilty, embolization and histological or serological markers of inflammation and neoangiogenesis. Methods. Serum hsCRP, SAA, VEGF, NSE mRNA, PAPP-A mRNA levels were evaluated in patients with symptomatic carotid stenosis who underwent filter-protected CAS or CEA procedure. Cerebral embolization, presence of neurologicals symptoms, plaque neovascularization were evaluated testing imaging, serological and histological methods. Results were compared by Fisher’s, Student T test and Mann-Whitney U test. Results. Patients with hsCRP<5 mg/l, SAA<10mg/L and VEGF<500pg/ml had a mean PO of 21.5% versus 35.3% (p<0.05). In either group, embolic material captured by the filter was identified as atherosclerotic plaque fragments. Cerebral lesions increased significantly in all patients with hsCRP>5mg/l and SAA>10mg/l (16.5 vs 2.8 mean number, 3564.6 vs 417.6 mm3 mean volume). Discussion. High hsCRP, SAA and VEGF levels are associated with significantly greater embolization during CAS and to the vulnerabiliy of the plaque. This data suggest CAS might not be indicated as a method of revascularization in this specific group of patients.

Critical lower limb ischemia is a severe disease. A common approach is infrainguinal bypass. Synthetic vascular prosthesis, are good conduits in high-flow low-resistance conditions but have difficulty in their performance as small diameter vessel grafts. A new approach is the use of native decellularized vascular tissues. Cell-free vessels are expected to have improved biocompatibility when compared to synthetic and are optimal natural 3D matrix templates for driving stem cell growth and tissue assembly in vivo. Decellularization of tissues represent a promising field for regenerative medicine, with the aim to develop a methodology to obtain small-diameter allografts to be used as a natural scaffold suited for in vivo cell growth and pseudo-tissue assembly, eliminating failure caused from immune response activation. Material and methods. Umbilical cord-derived mesenchymal cells isolated from human umbilical cord tissue were expanded in advanced DMEM. Immunofluorescence and molecular characterization revealed a stem cell profile. A non-enzymatic protocol, that associate hypotonic shock and low-concentration ionic detergent, was used to decellularize vessel segments. Cells were seeded cell-free scaffolds using a compound of fibrin and thrombin and incubated in DMEM, after 4 days of static culture they were placed for 2 weeks in a flow-bioreactor, mimicking the cardiovascular pulsatile flow. After dynamic culture, samples were processed for histological, biochemical and ultrastructural analysis. Discussion. Histology showed that the dynamic culture cells initiate to penetrate the extracellular matrix scaffold and to produce components of the ECM, as collagen fibres. Sirius Red staining showed layers of immature collagen type III and ultrastructural analysis revealed 30 nm thick collagen fibres, presumably corresponding to the immature collagen. These data confirm the ability of cord-derived cells to adhere and penetrate a natural decellularized tissue and to start to assembly into new tissue. This achievement makes natural 3D matrix templates prospectively valuable candidates for clinical bypass procedures / L’ischemia critica degli arti inferiori è una condizione morbosa che riduce gravemente il flusso sanguigno e mette a repentaglio la conservabilità dell’arto colpito. Il trattamento standard è rappresentato dal bypass femoro-popliteo. Per questo tipo di rivascolarizzazione ci si avvale di protesi sintetiche o di graft in vena. Un approccio alternativo è l'uso di tessuti vascolari nativi decellularizzati, dotati di maggiore biocompatibilità rispetto agli altri e presumibilmente ottimi modelli 3D per guidare la crescita di cellule staminali. Lo scopo di questa ricerca è sviluppare una metodologia per ottenere allograft di piccolo calibro cell-free da utilizzare come scaffold naturali compatibili con la crescita cellulare in vivo e il loro assemblaggio in pseudo-tessuti, eliminando fallimenti dovuti all’attivazione della risposta immunitaria. Materiali e metodi: Abbiamo isolato dal cordone ombelicale umano cellule mesenchimali. La caratterizzazione con tecniche di immunofluorescenza e molecolari ha rivelato un profilo staminale. La decellularizzazione di segmenti vascolari è stata effettuata utilizzando un protocollo, che associa shock ipotonico e l’utilizzo di detergenti ionici. Le cellule sono state seminate su cell-free scaffold utilizzando come carrier fibrina e trombina, dopo 4 giorni di coltura statica in DMEM sono stati posti per 2 settimane in un bireattore a flusso che mima il fisiologico flusso pulsatile cardiovascolare. Al termine della coltura dinamica, i campioni sono stati processati per analisi istologiche, biochimiche e ultrastrutturali. Risultati e discussione: L’analisi istologica ha mostrato una propensione delle cellule a aderire e penetrare nel tessuto. Inoltre la colorazione Sirius Red ha rivelato la neoproduzione fibre di collagene III dato confermato dall'analisi ultrastrutturale dalla quale è emersa la presenza di fibre di collagene di 30 nm, presumibilmente corrispondente al collagene immaturo. Questi dati confermano la capacità delle cellule ombelicali di ricellularizzare tessuti nativi cell-free. Questo risultato rende gli scaffold naturali decellularizzati validi candidati per interventi di bypass.

Obiettivi. L’ecografia con mezzo di contrasto (CEUS) può fornire informazioni sulla microvascolarizzazione della parete intestinale nella malattia di Crohn. L’infiammazione della parete intestinale non sembra essere correlata alla quantità di parete vascolarizzata (studi di pattern di vascolarizzazione, SVP) ma all’intensità del flusso di parete in un determinato periodo di tempo (studi di intensità-tempo, SIT). Scopo dello studio è valutare se gli studi SVP e/o SIT mediante CEUS siano in grado di mostrare il reale grado d’infiammazione della parete vascolare e se possano predire l’attività di malattia a 3 mesi. Materiali e metodi: 30 pazienti con malattia di Crohn venivano sottoposti a SVP e SIT mediante CEUS e venivano rivisti dopo 3 mesi. L’eCografia era eseguita con uno strumento dedicato con un software particolare per il calcolo delle curve intensità-tempo e con l’ausilio di un mezzo di contrasto (Sonovue). L’analisi quantitativa consisteva nella misura dell’area sotto la curva (AUC) (con cut-off tra malattia attiva e inattiva di 15) e di un intensità media (IM) con un cut-off di 10. Tutti gli esami venivano registrati e analizzati in modo digitale. Risultati: A T0: CDAI era inferiore a 150 in 22 pazienti e superiore a 150 in 8 pazienti; a T3: CDAI era inferiore a 150 in 19 pazienti e superiore a 150 in 11 pazienti. A T0 sia la CEUS SPV che la SIT evidenziavano bassa specificità, accuratezza diagnostica e valore predittivo negativo; a T3 la CEUS SVP mostrava bassa sensibilità e accuratezza diagnostica rispetto alla SIT che era in grado, in tutti i casi tranne uno, di predire l’attività clinica di malattia a tre mesi. Conclusioni: in questo studio, la CEUS-SIT ha mostrato buona accuratezza diagnostica nel predire l’attività clinica di malattia nel follow-up a breve termine di pazienti con malattia di Crohn. / Objectives. Contrast-enhanced ultrasonography (CEUS) can provide quantitative estimates of intestinal wall microvascularization in Crohn’s disease. Our hypothesis is that intestinal inflammation could be correlate not with the amount of wall vascularization (study of vascularization patterns, SVP) but with the degree of wall flow in a period of time (intensity-time study, SIT). Aim of the study was to understand if CEUS SPV and/or SIT reflect(s) vascular intestinal inflammation and display(s) correlation bewteen disease activity indexes at the time of examination (T0) and at a 3-month follow-up (T3). Methods. 30 patients with Crohn’s disease were studied with CEUS SVP and SIT and followed-up for three months. The quantitative analysis consisted in the measurement of the area under the curve (AUC which had a cut-off of 15) and of the mean intensity (IM which had a cut-off of 10). Each examination was digitally recorded and analyzed. Results. At T0 both CEUS SPV and SIT were characterized by low specificity and diagnostic accuracy (p = ns); at T3, CEUS-SPV showed a lower sensibility and diagnostic accuracy rather than CEUS-SIT which was able to predict cinical activity during follow-up in all but one case (p= 0.001). Conclusion: CEUS-SIT was found to reflect vascular inflammation of the intestinal wall in Crohn’s disease and to predict the short-term clinical outcome.

La maggior parte dei pazienti che vengono sottoposti a interventi chirurgici per tumori solidi hanno un’età superiore a 70 anni1. Circa il 30% di questi pazienti vengono considerati “fragili”. Questi infatti presentano numerose comorbidità ed hanno un più elevato rischio di sviluppare complicanze postoperatorie con perdita della riserva funzionale residua. Per questo non esistono sistemi semplici di screening che permettano ai medici responsabili del trattamento di identificare questi pazienti con aumentato rischio postoperatorio. Identificare i pazienti a rischio è infatti il primo passo nel processo attraverso il quale è possibile prevenire in necessarie complicanze postoperatorie come delirio, eventi cardiovascolari e perdita della funzionalità complessiva con conseguente perdita di autonomia. Scopo di questo studio è quello di confrontare l’accuratezza nella previsione di mortalità e morbidità a 30 giorni dei tre test preditivi “Groningen Frailty Index” (GFI); “Vulnerable Elders Survey” (VES-13); “timed up and go test” con alcune componenti del Preoperative Assessment of Cancer in the Elderly (PACE). Lo studio verrà effettuato sui pazienti con età maggiore di 70 anni che dovranno essere sottoposti a intervento chirurgico in anestesia generale per la presenza di una neoplasia solida. / The majority of patients undergoing surgery for a solid tumour are over the age of 701. About 30% of these patients can be considered frail. They have comorbidities and are at a higher risk of developing postoperative complications and experience functional loss. So far there is no simple screening tool that allows the treating physician to identify those patients most at risk of developing postoperative problems. Identifying those at risk is a first step in the process towards preventing unnecessary postoperative complications such as delirium, cardiovascular complications and overall functional loss leading to loss of independency. This study will be performed to test the predictive value of the GFI, the VES-13 and the timed “up and go” test compared to components of PACE in elderly patients of the age of 70 years and above undergoing surgery for a solid tumour.

Obiettivi. Valutare l’angiogenesi tumorale mediante la Microvessel density (MVD) come fattore predittivo di mortalità per tumore polmonare non a piccole cellule (NSCLC) pT1aN0M0 trattato chirurgicamente. Metodi. I dati demografici, clinici e istopatologici sono stati registrati per 82 pazienti (60 maschi, 22 femmine) sottoposti a resezione chirurgica in due diverse Chirurgie Toraciche tra gennaio 2002 e dicembre 2007 per tumori polmonari non a piccole cellule pT1AN0M0. La MVD è stata valutata mediante il conteggio visivo dei microvasi positivi alla colorazione immunoistochimica con anticorpo monoclonale anti-CD31 e definita come il numero medio di microvasi per 1 mm2 di campo ottico. Risultati. Sono state eseguite 59 lobectomie (72%) e 23 resezioni sublobari (28%). Reperti istopatologici: 43 adenocarcinomi (52%) e 39 neoplasie non- adenocarcinoma (48%) pT1aN0M0; MVD media: 161 (CD31/mm2); mediana: 148; range 50-365, cut-off=150. Una MVD elevata (> 150 CD31/mm2) è stata osservata in 40 pazienti (49%), una MVD ridotta ( ≤ 150 CD31/mm2 ) in 42 pazienti (51%). Sopravvivenze a 5 anni: 70 % e 95%, rispettivamente per il gruppo ad elevata MVD vs il gruppo a ridotta MVD con una p = 0,0041, statisticamente significativa. Il tipo di resezione chirurgica, il diametro del tumore, le principali comorbidità e l’istotipo nono sono stati fattori predittivi significativi di mortalità correlata alla malattia. La MVD è risultata essere superiore nel gruppo “Adenocarcinoma” (MVD mediana=180) rispetto al gruppo “Non-Adenocarcinoma (MVD mediana=125), con un test di Mann-Whitney statisticamente significativo (p < 0,0001). Nel gruppo “Adenocarcinoma” la sopravvivenza a 5 anni è stata del 66% e 93 %, rispettivamente per i pazienti con MVD elevata e ridotta (p = 0.043. Conclusioni. Il nostro studio ha mostrato che la Microvessel density valutata con la colorazione immunoistochimica per CD31 ha un valore prognostico rilevante nel carcinoma polmonare in stadio precoce pT1aN0M0. / Objectives. To evaluate the degree of tumour angiogenesis detected by Microvessel Density (MVD) as a predictor of cancer-related death after surgical treatment in pT1aN0M0 Non-Small-Cell-Lung-Cancer (NSCLC). Methods. Demographic, surgical, and histopathological data, including MVD, were recorded for 82 patients (male, 60; female, 22; median age 68; range 36–82) who underwent surgical resection in two different Thoracic Surgery Units between January 2002 and December 2007 for pT1AN0M0 Non-Small-Cell-Lung-Cancer. MVD was assessed by visual count of microvessels immunostained with anti-CD31 monoclonal antibody and defined as the mean count of microvessels per 1-mm2 field area. MVD was then correlated with demographic and tumour-related variables and survival. Results. Fifty-nine lobectomies (72%) and 23 sublobar resections (28%) were performed; a systematic lymphadenectomy was always accomplished. Histopathological findings showed 43 Adenocarcinoma (52%) and 39 Non-adenocarcinoma (48%) pT1aN0M0 patients; mean tumour diameter was 18mm (range 7-20mm). Mean MVD was 161 (CD31/mm2), median=148, range 50-365. A cut-off was established at 150. High-MVDExpression (>150 CD31/mm2) was observed in 40 patients (49%), Low-MVD-Expression (≤ 150 CD31/mm2) in 42 patients (51%). Survival rates were calculated by the Kaplan–Meier method and compared by the log rank test. 5-years survivals were 70% and 95% for, respectively, the High-MVD-Expression-Group and the Low-MVDExpression- Group with a p=0,0041, statistically significant. Univariate analysis revealed type of surgical resection, tumour diameter , major comorbidities and histotype not to be significant predictors of disease-related death. MVD was found to be higher into the Adenocarcinoma-group (median MVD=180) versus the Non- Adenocarcinoma group (median MVD=125), with a statistically significant Mann-Whitney test (p < 0,0001). According to the Adenocarcinoma-subgroup, 5-years survival rates were 66% and 93% for, respectively, High-MVD-Expression and Low-MVD-Expression patients (p=0,043 statistically significant). Conclusions. Our study indicated that Microvessel Density assessed with CD31 immunostaining has a relevant prognostic value in early lung cancer pT1aN0M0.

Introduzione: L’indicazione alla rivascolarizzazione carotidea è comunemente posta in base alla percentuale di stenosi, alla presenza di sintomi neurologici ed alle condizioni cliniche del paziente. Una placca ad elevato potenziale embolico viene definita “vulnerabile”; la sua caratterizzazione, tuttavia, non è universalmente accettata ai fini della rivascolarizzazione. Lo scopo dello studio è indagare il ruolo del mezzo di contrasto ecografico (CEUS) nell’identificazione della placca carotidea vulnerabile. Materiali e Metodi: I pazienti sottoposti a endoarterectomia carotidea, sono stati valutati mediante TC cerebrale preoperatoria e CEUS. Le microbolle di contrasto rilevate nella placca, indicative di neovascolarizzazione, sono state quantificate in dB-E ed istologicamente valutate per cinque caratteristiche: (densità dei microvasi, spessore del cappuccio fibroso, estensione delle calcificazioni, infiltrato infiammatorio e core lipidico) il valore da 1 a 5, ottenuto in cieco, indica in grado di vulnerabilità della placca. L'ANOVA test, il test di Fisher e t Student sono stati usati per correlare le caratteristiche dei pazienti ed istologiche col valore di dB-E. Risultati: Di 22 pazienti (range 2-7.8, media 4.85 ±1.9 SD) vi era un numero più alto di sintomatici (7.40 ± 0.5) rispetto agli asintomatici (3.5 ± 1.4) (p = 0.002). Un più alto valore di dB-E si associava con la presenza di un sottile cappuccino fibroso (<200 µm, 5.96±1.5 vs. 3 ± 1,p = 0.01) ed un maggiore infiltrato infiammatorio (3.2 ± 0.9 vs. 6.4 ± 1.2, p = 0.03). Placche con vulnerabilità 5 si associavano ad un valore più alto di dB-E rispetto alle placche con vulnerabilità 1 (7.6 ± 0.2 vs. 2.5 ± 0.6, rispettivamente, p=0.001). Preoperatoriamente, le lesioni emboliche ipsilaterali alla TC, correlavano con un più alto valore di dB-E (5.96±1.5 vs. 3.0±1.0, p=0.01). Conclusioni: Il valore di dB-E alla CEUS indica l’estensione della neovascolarizzazione della placca carotidea e può essere utilizzato come marker di vulnerabilità della placca. / Introduction: Indication to carotid revascularisation is commonly determined by percent of stenosis as well as neurological symptoms and clinical conditions. High plaque embolic potential is defined as ‘vulnerability’; however, its characterisation is not universally used for carotid revascularisation. We investigated the role of contrast-enhanced ultrasonography (CEUS) to identify carotid vulnerable plaque. Methods: Patients undergoing carotid endarterectomy were preoperatively evaluated by cerebral computed tomography (CT) scan and CEUS. Contrast microbubbles detected within the plaque indicated neovascularisation and were quantified by decibel enhancement (dB-E). Plaques were histologically evaluated for five features: (microvessel density, fibrous cap thickness, extension of calcification, inflammatory infiltrate and lipid core) and blindly scored 1e5 to assess plaque vulnerability. Analysis of variance (ANOVA), Fisher’s and Student’s t-test were used to correlate patients’ characteristics, histological features and dB-E. Results: In 22 patients, dB-E (range 2-7.8, mean 4.85 ± 1.9 SD) was significantly greater in symptomatic (7.40 ± 0.5) vs. asymptomatic (3.5 ± 1.4) patients (p = 0.002). A higher dB-E was significantly associated with thinner fibrous cap (<200 µm, 5.96 ± 1.5 vs. 3 ± 1, p = 0.01) and greater inflammatory infiltrate (3.2 ± 0.9 vs. 6.4 ± 1.2, p = 0.03). Plaques with vulnerability score of 5 had significantly higher dB-E compared with those with vulnerabilityscore of 1 (7.6 ± 0.2 vs. 2.5 ± 0.6, respectively, p = 0.001). Preoperative ipsilateral embolic lesions at CT were correlated with higher dB-E (5.96 ± 1.5 vs. 3.0 ± 1.0, p = 0.01). Conclusion: CEUS with dB-E is indicative of the extent of plaque neovascularisation. It can be used therefore as a marker for vulnerable plaque.

Studio prospettico su 75 pazienti con malattia paranale di Crohn che ha come obiettivo quello di confrontare i risultati tra le nuove terapie medico-chirurgiche emergenti. La prima procedura è comune a tutti i pazienti e consiste in un intervento di incisione degli ascessi, fistulectomia e posizionamento di setoni di drenaggio nei tramiti fistolosi per il controllo della sepsi.Successivamente i pazienti vengono divisi in cinque gruppi e sottoposti ai trattamenti per la chiusura dei tramiti fistolosi: terapia sistemica con Infliximab,terapia sistemica con Adalimumab,confezionamento di Flap endoanale, instillazione di colla di fibrina o posizionamento di protesi biologiche. Abbiamo osservato una chiusura completa dei tramiti fistolosi nel 60% dei pazienti trattati con Infliximab, 53% di quelli trattati con Adalimumab, 40% di quelli in terapia con colla di fibrina, 80% di quelli sottoposti a Flap endoanale e 60% di quelli trattati con protesi biologiche. Gli ottimi risultati raggiunti in con le diverse metodiche di trattamento chirurgico locale rappresentano una valida alternativa alla terapia con farmaci biologici. Tali nuove metodiche risultano anzi fondamentali per il trattamento di quei pazienti che dopo una terapia con farmaci biologici non hanno raggiunto una completa risoluzione del quadro (rescue therapy). Terapia biologica e nuove tecniche chirurgiche risultano pertanto complementari, la prima contribuendo al miglioramento della qualità della mucosa del canale anale e del retto basso sulla quale risulta quindi più agevole agire con le seconde con una percentuale di successo sempre maggiore. / Prospective study on 75 patients with perianal Crohn's disease that aims to compare the results between the new emerging medical and surgical therapies. The first procedure is common to all patients and consists of incision of abscesses, fistulectomy and setone placement in fistulas.Subsequently patients are divided into five groups and submitted to treatments to reach fistula healing: systemic therapy with Infliximab , systemic therapy with Adalimumab, endoanal advancement Flap, instillation of fibrin glue or placement of biological prostheses. We observed a complete closure of fistulas in 60% of patients treated with Infliximab , 53% of those treated with Adalimumab, 40% of those treated with fibrin glue , 80% of those who underwent endoanal flap and 60% of those treated with biological prostheses . The excellent results achieved with the different methods of local surgical treatment represent a valid alternative to treatment with biologics. These new methods are useful for the treatment of those patients that after treatment with biologic agents have not achieved a complete healing(rescue therapy). Biological therapy and new surgical techniques are therefore complementary, the first contributing to the healing of rectal and anal canal mucosa, on which is therefore easier to work with the second with an higher success rate.

1.Ricostruzione mandibolare La ricostruzione mandibolare è comunemente eseguita utilizzando un lembo libero perone. Il metodo convenzionale (indiretto) di Computer Aided Design e Computer Aided Manifacturing prevede il modellamento manuale preoperatorio di una placca di osteosintesi standard su un modello stereolitografico della mandibola. Un metodo innovativo CAD CAM diretto comprende 3 fasi: 1) pianificazione virtuale 2) computer aided design della dima di taglio mandibolari, della dima di taglio del perone e della placca di osteosintesi e 3) Computer Aided Manufacturing dei 3 dispositivi chirurgici personalizzati. 7 ricostruzioni mandibolari sono state effettuate con il metodo diretto. I risultati raggiunti e le modalità di pianificazione sono descritte e discusse. La progettazione assistita da computer e la tecnica di fabbricazione assistita da computer facilita un'accurata ricostruzione mandibolare ed apporta un miglioramento statisticamente significativo rispetto al metodo convenzionale. 2. Cavità orale e orofaringe Un metodo ricostruttivo standard per la cavità orale e l'orofaringe viene descritto. 163 pazienti affetti da cancro della cavità orale e dell'orofaringe, sono stati trattati dal 1992 al 2012 eseguendo un totale di 175 lembi liberi. La strategia chirurgica è descritta in termini di scelta del lembo, modellamento ed insetting. I modelli bidimensionali sono utilizzati per pianificare una ricostruzione tridimensionale con il miglior risultato funzionale ed estetico. I modelli, la scelta del lembo e l' insetting sono descritti per ogni regione. Complicazioni e risultati funzionali sono stati valutati sistematicamente. I risultati hanno mostrato un buon recupero funzionale con le tecniche ricostruttive descritte. Viene proposto un algoritmo ricostruttivo basato su template standard. / 1.Mandibular reconstruction Mandibular reconstruction is commonly performed using a free fibula flap. The conventional (indirect) Computer Aided Design and Manufacturing method involves preoperative plating, in which a standard osteosynthesis plate is manually shaped on a stereolithographic model of the mandible. A new computer aided design and computer aided manufacturing (direct or CAD/CAM) technique includes: 1) a virtual surgical plan 2) computer aided design of the mandibular cuts, the fibular cuts and the osteosynthesis plate and 3) computer aided manufacturing of the customized surgical device. 7 mandibular reconstructions were performed with the direct method. The results achieved and the planning method are described and discussed. The computer aided design and computer aided manufacturing technique facilitates accurate mandibular reconstruction and is a statistically significant improvement on the conventional method. 2.Oral cavity and oropharinx reconstruction A standardized reconstructive approach to the oral cavity and oropharynx soft tissue defects is described. 163 patients affected by oral cavity and oropharynx cancer, were treated from 1992 to 2012 performing a total of 175 flaps. A systematic postoperative functional study prompted a surgical strategy, in terms of flap choice, shape, and insetting. A two-dimen- sional template was used to obtain a three-dimensional reconstruction for the best functional and aesthetic outcome. The templates, flap choice, and insetting are described for each region. Results Complications and functional results were systematically evaluated. Results showed a good functional recovery with the described reconstructive techniques. A standardized surgical strategy based on reproducible templates is proposed.

Background: Intestinal fibrosis is a serious complication of IBD, with more than a third of Crohn’s disease (CD) patients developing a fibrostenosing phenotype with formation of strictures that will require surgical intervention. Remarkably, SAMP1/YitFc (SAMP) mice, a spontaneous model of CD, develop gut fibrosis; similar to IBD patients, the pathophysiology of SAMP fibrosis is unknown. IL-33 is a member of the IL-1 cytokine family and increased expression is associated with IBD. Emerging evidence suggests its potential role in liver and cutaneous fibrosis, as well as myofibroblast-associated colonic ulcerations . Aim: The aim of this study was to evaluate the role of IL-33 as a potential mediator of profibrotic events leading to intestinal fibrosis and possible stricture formation. Methods: A detailed histologic time course study, with collagen-specific Masson trichrome staining and IHC for ST2 (IL-33 receptor), was performed on SAMP and control AKR (parental strain) mice. qRT-PCR was done on full-thickness ilea for the profibrogenic genes, collagen (coll)-1, coll-3, connective tissue growth factor (CTGF) and insulin-like growth factor 1 (IGF-1). Exogenous IL-33 (33 μg/kg, i.p.) or vehicle was administered daily for 7d to SAMP and AKR mice (N=6/exp group), and ileal tissues evaluated as above. Finally, microarray analysis was performed on full-thickness ilea from SAMP and AKR mice, and IL-33 stimulated subepithelial myofibroblasts (SEMFs). Results: SAMP mice displayed ileal skip lesions with randomly distributed strictures, preceded by typical pre-stricture dilations of the ileum. Ileal wall was visibly thickened with hypertrophy of the serosa, muscularis mucosa, muscularis propria, within which intense collagen deposition was observed, and inflammatory infiltrates in segments showing strictures. Interestingly, intense ST2 staining was present within the inflamed lamina propria of SAMP, notably localized to SEMFs. Fibrosis was first observed at 20 wks, and reached its peak by 50 wks of age. mRNA expression of coll-1 (4.74±0.69-fold; P=0.001), coll-3 (4.92±1.05-fold; P=0.01), IGF1 (12.9±3.45; P=0.006), and CTGF (3.29±0.69; P=0.004) was dramatically elevated in SAMP vs. AKR ilea. IL-33 treatment of AKR mice induced a marked increase in muscle fiber/myofibroblast cellularity and hypertrophy of the muscularis propria (4.13±0.74-fold; P<0.0001), and mRNA expression of coll-1 (5.16±0.89-fold; P=0.0009), coll-3 (1.97±0.14-fold; P=0.01), IGF-1 (9.32±2.27-fold; P=0.004), and CTGF (1.43±0.31-fold; P=0.006) vs. vehicle controls. Microarray data from SAMP ilea and IL-33-treated SEMFs confirmed these trends, displaying a global increase in profibrogenic gene expression. Conclusion: These data suggest an important role for IL-33 in intestinal fibrosis, and may represent a potential target for the treatment of IBD-associated fibrosis and stricture formation.

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