Η έκφραση των ιστικών παραγόντων IGF1, TGFB, EGFR στα διαδοχικά στάδια της εντερικής προσαρμογής σε ένα πειραματικό μοντέλο συνδρόμου βραχέος εντέρου σε επίμυες

Abstract

Introduction: Short bowel syndrome (SBS) is a condition characterized by a diminished ability of the body to digest and absorb a regular diet, due to a loss of 50% or more of the small bowel length. It is a functional definition implying that significant malabsorption is present, and in human it usually occurs when there is < 200 cm of bowel remaining. After a massive small bowel resection in experimental animals, the remaining small intestine undergoes an adaptive response characterized by epithelial hyperplasia. The intestine hypertrophies and becomes more efficient in nutrient absorption, there is a slight lengthening of the remaining bowel, the intestinal wall thickens, but more importantly villus height and diameter increase, effectively increasing the absorptive surface. Animal models of SBS have shown that several gut hormones are involved in the adaptation of the remaining bowel after massive small bowel resection. These include enteroglucagon, glucagon-like peptide 1 and 2 (GLP 1 & 2), growth hormone, gastrin, cholecystokinin, insulin and neurotensin. Moreover, numerous growth factors, such us epidermal growth factor (EGF), insulin-like growth factor-1 and 2 (IGF-1 & 2), intestinal trefoil factor (ITF), transforming growth factor (TGF-α & TGF-β), and fibroblast growth factor (FGF) play a pivotal role in promoting intestinal hyperplasia and adaptation.Aim: Although there is evidence of increased cellular proliferation after massive small bowel resection in the rat, which may last for weeks, the morphological pattern of this adaptive response, as well as the expression pattern of the above humoral factors, which regulates this process during time, has not been delineated yet. In the present study, we investigated the morphological stages of the adaptive response and the tissue expression of the factors IGF 1, TGFβ and EGF in the sequential steps of intestinal adaptation in a rat SBS model. Methods: Four groups of rats were used: a. group A, Sham rats (n = 10) underwent bowel transection and reanastomosis, b. SBS rats underwent an 80% small bowel resection: group B rats (n = 10) were sacrificed 15 days after surgery, group C (n = 10), 30 days after surgery, and group D (n = 10), 60 days after surgery. Morphological small bowel parameters (villus height, lumen diameter and others) of adaptation were examined sequentially. Tissue samples were studied immunohistochemically for the detection of IGF 1, TGFβ, and EGFR. Results: There was a significant increase in all morphological parameters at day 15, in the intestinal samples; a further increase followed at day 30 and day 60 (p < 0.0001). Accordingly, an increase in the expression of IGF 1, ΤGFβ and EGFR was noted at day 15(p < 0.05), and at day 30 (NS).Conclusion: Intestinal adaptation is an ongoing process lasting more than 2 months after massive small bowel resection. Peptide growth factors are expressed in the intestine continuously during this period, but the first two weeks are the most critical for the mucosal growth.

Εισαγωγή: Το σύνδρομο βραχέος εντέρου δημιουργείται αν χαθεί πάνω από το 50% του μήκους του λεπτού εντέρου, προκαλώντας σημαντική απώλεια της ικανότητας πέψης και απορρόφησης θρεπτικών ουσιών. Χαρακτηρίζεται από σύνδρομο δυσαπορρόφησης και στον άνθρωπο συμβαίνει όταν απομένουν λιγότερο από 2m λεπτού εντέρου. Μετά από εκτομή μεγάλου μήκους λεπτού εντέρου, σε πειραματικά μοντέλα, έχει παρατηρηθεί η διεργασία της προσαρμογής του λεπτού εντέρου. Η προσαρμογή χαρακτηρίζεται από επιθηλιακή υπερπλασία και εντερική υπερτροφία στο εναπομείναν τμημα του λεπτού εντέρου. Διάφοροι πεπτιδικοί αυξητικοί παράγοντες ρυθμίζουν την διεργασία αυτή της προσαρμογής. Πειραματικά μοντέλα έχουν δείξει ότι η διεργασία αυτή επιτελείται σε μοριακό επίπεδο με τη συμμετοχή αυξητικών παραγόντων, κυτοκινών και την επίδραση εντερικών ορμονών. Τέτοιες ορμόνες είναι, το εντερογλυκαγόνο, τα πεπτίδια 1 και 2 που ομοιάζουν με το γλυκαγόνο (GLP 1 και 2), οι αυξητικοί παράγοντες της ινσουλίνης 1 και 2 (IGF 1 και 2), ο μετατρεπτικός αυξητικός παράγοντας α και β ( TGF-α και TGF-β) και ο αυξητικός παράγων των ινοβλαστών (FGF). Σκοπός: Η χρονική αλληλουχία της έκφρασης των παραγόντων αυτών, κατά τη διάρκεια της προσαρμογής, δεν έχει αποσαφηνιστεί πλήρως και αποτελεί σκοπό αυτής της μελέτης. Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι η μελέτη της δράσης των αυξητικών παραγόντων IGF1, TGFβ, EGFR, στα διαδοχικά στάδια της προσαρμογής του εντέρου με σκοπό να διασαφηνιστεί η χρονική αλληλουχία έκφρασης των παραγόντων αυτών.Υλικό και Μέθοδος: Σε ένα πειραματικό μοντέλο που έχουμε αναπτύξει σε επίμυες, μελετήθηκε η δράση των αυξητικών παραγόντων IGF1, TGFβ, EGFR, στα διαδοχικά στάδια της προσαρμογής του εντέρου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν 40 αρσενικοί επίμυες τύπου Wistar, οι οποίοι χωρίστηκαν σε 4 ομάδες. Η ομάδα Α (n=10) αποτελεί την ομάδα ελέγχου (Sham) και υποβλήθηκε σε εντεροτομή και αναστόμωση, χωρίς εκτομή εντέρου. Οι υπόλοιπες ομάδες Β, Γ, Δ από n=10 πειραματόζωα υποβλήθηκαν σε εντερεκτομή κατά το 80-90% του μήκους του λεπτού εντέρου και τελικοτελική αναστόμωση. Τα πειραματόζωα των ομάδων Β, Γ, Δ θυσιάστηκαν μετά από 15, 30 και 60 ημέρες αντίστοιχα. Κατα την νεκροτομή ελήφθη το εναπομείναν λεπτό και το παχύ έντερο και μελετήθηκαν οι μορφολογικές παράμετροι και ιστολογικές αλλοιώσεις στο τοίχωμα του εντέρου. Από δείγματα βλεννογόνου του ειλεού και νήστιδας λεπτού εντέρου μελετήθηκε με ανοσοϊστοχημεία η έκφραση των αυξητικών παραγόντων IGF1, TGFβ και η έκφραση του υποδοχέα EGFR. Αποτελέσματα: Παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση όλων των μορφολογικών παραμέτρων στη 15η ημέρα, στα δείγματα εντέρου. Περαιτέρω αύξηση παρατηρήθηκε την 30η και την 60η ημέρα. Η έκφραση των αυξητικών παραγόντων IGF1, TGFβ και του υποδοχεα EGFR παρουσίασαν αντίστοιχη αύξηση την 15η και 30η ημέρα.Συμπέρασμα: Η εντερική προσαρμογή μετά από εκτεταμένη εκτομή λεπτού εντέρου είναι μία εξελισσόμενη διαδικασία που διαρκεί πλέον των δύο μηνών. Η έκφραση πεπτιδικών αυξητικών παραγόντων είναι συνεχής στο εναπομείναν έντερο, κατα τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Όμως, οι δύο πρώτες εβδομάδες φαίνεται να είναι οι πιό σημαντικές για την βλεννογονική αύξηση του εντέρου.