Επίδραση της χορήγησης παράγοντα διέγερσης αποικιών κοκκιοκυττάρων σε ένα μοντέλο πειραματικά επαγώμενης οξείας ηπατικής βλάβης και ανεπάρκειας σε επίμυς

Abstract

Hepatic regeneration consists an important step of the procedure taking place following any hepatic injury. The administration of drugs and factors capable of initiating or accelerating the hepatocyte proliferation have been proven a considerably promising strategy in the management of the fulminant hepatic failure (FHF). The aim of this experimental protocol is the administration of granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF) in a model of chemically induced FHF in rats, and the study of not only the hepatic injury and regeneration, but the survival also. The above could be determined by measuring serum biochemical parameters, ammonia blood levels and the histopathology findings from the liver and the secondarily induced hepatic encephalopathy. Materials and methods: Adults, made wistar rats weighting 220-270 gr each were used. Rats were administered three intraperitoneal injections of thioacetamide (TAA) at a dose of 400 mg/kg body weight, at 24 hr intervals. All TAA treated rats were injected intraperitoneally with either 0,9% sodium chloride (group I), or recombinant G-CSF (group II) at a dose of 150 μg/kg body weight, 2 hours after the second and third TAA injection. Animals from both groups were sacrificed at 6, 12 and 18 hrs following the third injection of TAA, and were examined and staged for neurological signs of hepatic encephalopathy. Results: The group I animals presented increased levels of AST and ALT hepatic enzymes but stable levels of ALP, compared to group II, at all times examined, following the third administration of TAA. Serum urea and blood ammonia levels were also increased in rats of group I. Liver histology showed centrilobular necrosis with heavy inflammatory infiltration consisted mainly of polymorphonuclear leukocytes. An increased degree of inflammation was observed in group I animals. Hepatic DNA biosynthesis and thymidine kinase activity were statistically significantly increased in rats of group II, compared to group I rats. The animal survival was determined 18 hours following the third TAA administration. In group I 25% of the animals survived, while in group II, 60%. By the same time, animals of group I presented with encephalopathy of stage 3 to 4, compared to stage 2 for the survived members of group II. Discussion: The above experimental model consists a reliable analogue of the human FHF and encephalopathy rG-CSF administration ameliorated the decreased survival of rats exposed to TAA, by decreasing hepatocellular injury and increasing hepatocyte proliferative capacity. A decrease in serum hepatic enzymes was also noted. The administration of rG-CSF in intact non hepatectomized or exposed to any toxicagent, failed to affect either DNA biosynthesis or thymidine kinase activity and was also unable to induce any mitotic activity on hepatocytes. rG-CSF enhances hepatocyte proliferation occurring after partial hepatectomy (PH) when the loss of hepatic tissue synchronizes the hepatocytes in the remaining liver to proliferate, but also in models of chemically induced liver injury, when liver necrosis and inflammation are prominent. G-CSF administration to acute liver failure (ALF) patients proved to be safe and effective in reversing the neutrophils defects, possible playing a role in the treatment of infections in these patients.

Η ηπατική αναγέννηση αποτελεί σημαντικό τμήμα της διαδικασίας που λαμβάνει χώρα μετά οποιαδήποτε ηπατική βλάβη. Η χορήγηση φαρμάκων και παραγόντων ικανών να πυροδοτήσουν ή να επιταχύνουν τον ηπατοκυτταρικό πολλαπλασιασμό έχει αποδειχθεί αρκετά υποσχόμενη στρατηγική για την αντιμετώπιση της κεραυνοβόλου ηπατικής ανεπάρκειας (ΚΗΑ). Στόχος του ερευνητικού αυτού πρωτοκόλλου είναι η χορήγηση G-CSF σε ένα πειραματικό μοντέλο πρόκλησης ΚΗΑ σε επίμυες και η μελέτη όχι μόνο της ηπατικής βλάβης και αναγέννησης, αλλά και της επιβίωσής τους. Η εκτίμηση αυτών έγινε με μέτρηση βιοχημικών παραμέτρων του ορού, μέτρηση των επιπέδων αμμωνίας στο αίμα, παρατήρηση της ιστολογικής εικόνας του ήπατος και της προκληθείσας ηπατικής εγκεφαλοπάθειας (ΗΕ). Υλικά και μέθοδος: χρησιμοποιήθηκαν ενήλικες άρρενες επίμυες τύπου Wistar, βάρους 220-270 gr.o καθένας. Χορηγήθηκαν σε αυτούς τρεις ενδοπεριτοναϊκές ενέσεις θειοακεταμίδης (ΤΑΑ),δοσολογίας 400mg/kg ΒΣ, σε μεσοδιαστήματα 24 ωρών. Στους επίμυες της ομάδας Ι, χορηγήθηκαν ενδοπεριτοναϊκές ενέσεις χλωριούχου νατρίου 0,9%, ενώ στους επίμυες της ομάδας ΙΙ, χορηγήθηκε ανασυνδυασμένο G-CSF (r G-CSF) δοσολογίας 150μg/kgΒΣ. Η χορήγηση αυτών έγινε 2 ώρες μετά την δεύτερη και τρίτη έγχυση ΤΑΑ. Ζώα και από τις δύο ομάδες θανατώθηκαν στις 6, 12 και 18 ώρες μετά την Τρίτη έγχυση ΤΑΑ, ενώ εξετάστηκαν και σταδιοποιήθηκαν για νευρολογικά σημεία ηπατικής εγκεφαλοπάθειας. Αποτελέσματα: τα ζώα της ομάδας Ι, παρουσίασαν αυξημένα επίπεδα ηπατικών ενζύμων AST, ALT, αλλά σταθερά επίπεδα ALP σε σύγκριση με τους επίμυες της ομάδας ΙΙ, σε όλα τα χρονικά σημεία που εξετάστηκαν μετά την τρίτη χορήγηση ΤΑΑ. Επίσης τα επίπεδα ουρίας του ορού και αμμωνίας του αίματος ήταν αυξημένα στους επίμυες της ομάδας Ι. Στην ιστολογική εικόνα του ήπατος παρατηρήθηκε κεντρολοβιώδης νέκρωση με σοβαρού βαθμού φλεγμονώδη διήθηση κυρίως από πολυμορφοπύρηνα λευκά αιμοσφαίρια. Υψηλότερος βαθμός φλεγμονής παρατηρήθηκε στα ζώα της ομάδας Ι. Η βιοσύνθεση του ηπατικού DNA και η δραστηριότητα της κινάσης της θυμιδίνης σημείωσαν στατιστικώς σημαντική αύξηση στους επίμυες της ομάδας ΙΙ, σε σχέση με αυτήν των επίμυων της ομάδας Ι. Η επιβίωσή τους εκτιμήθηκε 18 ώρες μετά την τρίτη χορήγηση ΤΑΑ. Στην ομάδα Ι επιβίωσε το 25% των ζώων, ενώ στην ομάδα ΙΙ το 60%. Στην ίδια χρονική φάση, τα ζώα της ομάδας Ι παρουσίασαν εγκεφαλοπάθεια σταδίου 3 έως 4, ενώ τα επιζήσαντα της ομάδας ΙΙ, παρουσίασαν εγκεφαλοπάθεια σταδίου 2. Συζήτηση: Το εν λόγω μοντέλο συνιστά το αξιόπιστο ανάλογο εκείνου της ΚΗΑ και εγκεφαλοπάθειας στον άνθρωπο. Η χορήγηση r G-CSF βελτίωσε τη μειωμένη επιβίωση επίμυων που είχαν εκτεθεί σε ΤΑΑ, μειώνοντας την ηπατοκυτταρική βλάβη και αυξάνοντας την ικανότητα πολλαπλασιασμού των ηπατοκυττάρων. Παρατηρήθηκε επίσης μείωση των ηπατικών ενζύμων του ορού. Η χορήγηση r G-CSF σε ακέραιους, μη ηπατεκτομηθέντες επίμυες, που δεν έχουν εκτεθεί σε κάποια ουσία δεν κατόρθωσε να επηρεάσει ούτε τη βιοσύνθεση DNA, ούτε τη δραστηριότητα της κινάσης της θυμιδίνης, ενώ δεν κατόρθωσε καν να προκαλέσει οποιαδήποτε μιτωτική δραστηριότητα στα ηπατοκύτταρα. Η r GCSF βελτιώνει τον πολλαπλασιασμό των ηπατοκυττάρων που λαμβάνει χώρα μετά από μερική ηπατεκτομή, όταν η απώλεια ηπατικής μάζας συγχρονίζει τα ηπατοκύτταρα στο εναπομείναν φυσικό ήπαρ ώστε να πολλαπλασιαστούν, αλλά και σε μοντέλα χημικώς προκληθείσας ηπατικής βλάβης, όταν υπάρχει σημαντική ηπατική νέκρωση και φλεγμονή. Η G-CSF χορηγούμενη σε ασθενείς με ΟΗΑ αποδείχθηκε ασφαλής και αποτελεσματική στην αναστροφή των ελλείψεων των ουδετεροφίλων, διαδραματίζοντας πιθανών κάποιο ρόλο στη θεραπεία των λοιμώξεων σε αυτούς. Συμπέρασμα: Τα πειραματικά μας δεδομένα υποδεικνύουν μια ευεργετική δράση της χορήγησης G-CSF στην αναγεννητική ικανότητα του ήπατος. Βεβαίως απαιτούνται περισσότερα δεδομένα σε σχέση με το μηχανισμό δράσης του. Ωστόσο, η χρήση του θα μπορούσε να συμπεριληφθεί στις διαθέσιμες στρατηγικές στην στοχευμένη προσέγγιση της θεραπείας της ΚΗΑ και εγκεφαλοπάθειας.