Η συνδυασμένη δράση της 2-θεϊικής μερκαπτοαιθάνης και των πολυακόρεστων ω-3 λιπαρών οξέων στην αντιμετώπιση της ελκώδους κολίτιδας: πειραματική μελέτη σε επίμυες

Abstract

Ulcerative colitis (UC) is characterized by overproduction of reactive oxygen species (ROS) in the colon. In both humans and experimental models of UC, it has been shown that nuclear factor κB (NF-κΒ) is one of the most powerful and pleiotropic regulators of the inflammatory process. Additionaly, there is evidence that UC is characterized by high levels of inducible nitric oxide synthase (iNOS) activity and increased nitric oxide (NO).Better known as a chemotherapy adjuvant, sodium 2- mercaptoethane sulphonate (Mesna) is a drug with well-known antiinflammatory, antioxidant and antiapoptotic properties. A growing number of researchers focus on the study of natural products and ingredients, such as n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs), which have strong antioxidant and anti-inflammatory action. However, the clinical benefits of n-3 PUFAs in UC remain at large unproven, while it has been reported that dietary enrichment of n-3 PUFAs in patients with UC can be harmful. Co-administration of n-3 PUFAs with antioxidants is an interesting strategy to address this adverse effect, that warrants further investigation.In the present study, the effect of the antioxidant drug Mesna, when administered alone or in combination with n-3 PUFAs (eicosapentaenoic-EPA and Docosahexaenoic acid-DHA) on the outcome of Dextran Sodium Sulfate (DSS)-induced UC in rats, was evaluated.A total of one hundred and fifteen (n=115) 2-3 months old male Wistar rats, weighing 230 - 280 gr, were used. The rats were randomly assigned, according to the therapeutic protocol, in 10 groups. For the induction of colitis, DSS was given in drinking water at a concentration of 5% (w / v) for 7 days. DSS was then removed from drinking water and rats were further treated orally (p.o), intraperitoneally (i.p) or intrarectally (i.r) for either 7 or 14 days with Mesna, n-3 PUFAs or both (MESNA p.o, n-3 PUFAs p.o, MESNA+ n-3 PUFAs p.o, MESNA p.r, n-3 PUFAs p.r, MESNA + n-3 PUFAs p.r, MESNA i.p, MESNA i.p + n-3 PUFAs p.o). Rats were euthanized at the end of each treatment period. Clinical disease activity index was recorded through-out the experiment. At necropsy, colon length was recorded and colorectal gross lesions were scored. Colitis was scored histologically, and the expression of myeloperoxidase (MPO), caspase-3, iNOS and NF-κΒ in colonic tissue was assessed by immunohistochemistry.Mesna and n-3 PUFAs improved the clinical outcome of DSS-induced colitis and decreased gross pathology indices of DSS colitis. Mesna alone was sufficient to significantly reduce colorectal tissue damage, when administered orally or intraperitoneally. Orally coadministered n-3 PUFAs enhanced this effect, resulting in the significant suppression of DSS colitis after 7 days, and a remarkable recovery of colorectal mucosa was evident after 14 days of treatment. The amelioration of colon pathology co-existed with a significant decrease of MPO expression, overexpression of iNOS and reduction of nuclear NF-κB p65 in inflammatory cells, and the suppression of apoptosis in colonic epithelial cells. The simultaneous administration of Mesna and n-3 PUFAs is particularly effective in ameliorating DSS colitis in rats, by reducing oxidative stress, inflammation and apoptosis, probably through a mechanism that involves the inhibition of NF-κB and overexpression of iNOS.

Η ελκώδης κολίτιδα (ΕΚ) αποτελεί ιδιοπαθή φλεγμονώδη νόσο του παχέος εντέρου, η οποία χαρακτηρίζεται από υπερπαραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS). Σε κλινικές και πειραματικές μελέτες καταδεικνύεται ο ρυθμιστικός ρόλος του πυρηνικού παράγοντα κΒ (NF-κΒ) στους ανοσολογικούς μηχανισμούς και στην φλεγμονώδη απάντηση στην ΕΚ, καθώς και η αυξημένη παραγωγή του νιτρικού οξειδίου (ΝΟ) και της επαγόμενης συνθετάσης του (iNOS). Η 2-θειική μερκαπτοαιθάνη (Mesna), αν και είναι γνωστή για την ουροπροστατευτική δράση της, έχει τεκμηριωμένες αντιφλεγμονώδεις, αντιοξειδωτικές και αντιαποπτωτικές ιδιότητες. Αρκετοί ερευνητές επικεντρώνονται στη μελέτη του ρόλου των ω-3 πολυακόρεστων λιπαρών οξέων (ω-3 PUFAs) στην αντιμετώπιση της ΕΚ. Ωστόσο, τα κλινικά οφέλη από την χορήγηση ω-3 PUFAs σε ασθενείς με ΕΚ δεν έχουν αποδειχτεί, ενώ, έχει αναφερθεί ότι ο διαιτητικός εμπλουτισμός αυτών των ασθενών με ω-3 PUFAs, μπορεί να είναι επιβλαβής. Η συγχορήγηση των ω-3 PUFAs με αντιοξειδωτικούς παράγοντες αποτελεί ενδιαφέρουσα στρατηγική για την αντιμετώπιση αυτής της ανεπιθύμητης ενέργειας. Στην παρούσα μελέτη ελέγθηκε η αποτελεσματικότητα της χορήγησης της αντιοξειδωτικής ουσίας Mesna και των ω-3 PUFAs - εικοσαπενταενοϊκό (ΕΡΑ) και εικοσιδυαεξαενοϊκό οξύ (DHA) - στην προκαλούμενη από το άλας του θειοδεξτρανικού νατρίου (DSS) κολίτιδα σε επίμυες. Χρησιμοποιήθηκαν 115 (εκατό-δεκαπέντε) αρσενικοί λευκοί επίμυες Wistar, ηλικίας 2-3 μηνών και σωματικού βάρους 230 – 280 gr. Οι επίμυες χωρίστηκαν τυχαία, σύμφωνα με το θεραπευτικό πρωτόκολλο, σε 10 ομάδες. Για την πρόκληση της κολίτιδας συγχορηγήθηκε το DSS στο πόσιμο νερό και σε συγκέντρωση 5% (w/v) για 7 ημέρες. Ακολούθως, χορηγήθηκαν (ενδογαστρικά–p.o, ενδοπεριτοναϊκά– i.p, ενδοορθικά–p.r) για 7 ή 14 ημέρες, η ουσία Mesna και τα ω-3PUFAs, μεμονωμένα ή σε συνδυασμούς (MESNA p.o, ω-3 p.o, MESNA+ω-3 p.o, MESNA p.r, ω-3 p.r, MESNA+ω-3 p.r, MESNA i.p, MESNA i.p+ω-3 p.o). Ανά τακτά διαστήματα προσδιοριζόταν ο δείκτης δραστηριότητας της νόσου (DAI). Μετά την ολοκλήρωση κάθε σταδίου της πειραματικής διαδικασίας ακολουθούσε πρωκτοκολεκτομή, μέτρηση του μήκος του παχέος εντέρου και αξιολόγηση των μακροσκοπικών αλλοιώσεων του κάθε παρασκευάσματος. Οι βλάβες του παχέος εντέρου και η φλεγμονή του, αξιολογήθηκαν και μικροσκοπικά. Επιπλέον, προσδιορίστηκε ανοσοϊστοχημικά η έκφραση της μυελοπεροξειδάσης (MPO), της κασπάσης-3, της iNOS και του ΝF-κB. Η Mesna και τα ω-3 PUFAs βελτίωσαν την κλινική έκβαση και τους μακροσκοπικούς δείκτες της κολίτιδας που προκλήθηκε από το DSS. Η μεμονωμένη ενδογαστρική ή ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση της Mesna, είχε ως αποτέλεσμα την σημαντική ελάττωση της ιστικής βλάβης του βλεννογόνου του παχέος εντέρου. Η συνδυασμένη ενδογαστρική χορήγηση των ω-3 PUFAs, λειτούργησε συνεργικά οδηγώντας σε σημαντική καταστολή της κολίτιδας, ήδη από την πρώτη εβδομάδα θεραπείας και αξιοσημείωτη επούλωση των βλεννογονικών βλαβών κατά την ολοκλήρωση της πειραματικής διαδικασίας. Παράλληλα με την βελτίωση της κολίτιδας, διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική ελάττωση της δραστηριότητας της ΜΡΟ, υπερέκφραση της iNOS, αναστολή της ενεργοποίησης του NF-κΒ p65 και καταστολή της απόπτωσης του επιθηλίου, στον φλεγμαίνοντα βλεννογόνο των πειραματοζώων. Η συνδυασμένη χορήγηση της Mesna και των ω-3 PUFAs, είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στην ελάττωση του οξειδωτικού στρες, της φλεγμονής και της απόπτωσης στον βλεννογόνο του παχέος εντέρου, βελτιώνοντας την κολίτιδα που προκαλείται από το DSS, πιθανότατα μέσω μηχανισμών στους οποίους εμπλέκεται η αναστολή της ενεργοποίησης του NF-κB και η υπερέκφραση του iNOS.