Πειραματικό μοντέλο κολίτιδας και η επίδραση αντιοξειδωτικών παραγόντων

Abstract

Theoretical background and objectives: The effects of reactive oxygen species and the oxidative damage they cause have emerged as major pathogenic mechanisms in the development of colonic inflammation. Herbal antioxidant formulations offer the opportunity to intervene in this specific pathogenic mechanism while also being characterized by a particularly favorable toxicological profile. Quercetin, a member of the flavonoid family found in various fruits, vegetables and cereals has been found to possess a wide range of biological effects on human physiology. The aim of the present study was to investigate the effects of quercetin when administered orally in the form of the water-soluble inclusion complex with hydroxypropyl-β-cyclodextrin (Que-HP-β-CD) in an experimental model of colitis in mice, determining the effect of the agent on changes in disease activity index (DAI), histological score, colon length and in the concentrations of immunological markers (integrin α4β7, integrin CD11b, MAdCAM-1). Materials and methods: Animals participating in the experiment received either dextran sodium sulfate (DSS), to induce colitis, concomitantly with administration of Que-HP-β-CD (group A), DSS alone (group B) or received no intervention (control, group C) for 7 days. All animals were weighed daily and evaluation of colitis was performed using the DAI. On day 7 blood samples were taken from all animals, euthanasia was performed, colon length was measured and histological and immunological analyses were later performed. Results: The Disease Activity Index showed an increase in values over time for the groups receiving DSS (groups A and B) compared to the control group (group C), while a significant degree of protection was observed in the group that also received quercetin (group A): the slope of DAI over time for group B was higher than that of group A by 0.26 units/day (95% Cl 0.20-0.33, p < 0.01). The effect of treatment was also significant on colonic length, which was measured to be on average 11mm shorter in group B compared to group A (95% CI 5.45-17.40, p < 0.01). The results of the immunohistochemistry validated the above findings. Conclusions: In conclusion, quercetin administration in a murine model of ulcerative colitis shows therapeutic/prophylactic potential that warrants further investigation.

Θεωρητικό υπόβαθρο και στόχοι: Η δράση των ελεύθερων ριζών οξυγόνου και η οξειδωτική βλάβη που προκαλούν έχουν αναδειχθεί ως κύριοι παθογενετικοί μηχανισμοί στην ανάπτυξη φλεγμονής του παχέος εντέρου. Τα φυτικής προέλευσης αντιοξειδωτικά σκευάσματα παρέχουν τη δυνατότητα παρέμβασης στο συγκεκριμένο παθογενετικό μηχανισμό, ενώ χαρακτηρίζονται και από ιδιαίτερα ευνοϊκό τοξικολογικό προφίλ. Η κερκετίνη, ένα μέλος της οικογένειας των φλαβονοειδών που ανευρίσκεται σε διάφορα φρούτα, λαχανικά και δημητριακά, έχει διαπιστωθεί πως διαθέτει ένα ευρύ φάσμα βιολογικών επιδράσεων στην ανθρώπινη φυσιολογία. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση των επιδράσεων της κερκετίνης , όταν αυτή χορηγείται από το στόμα με τη μορφή του υδατοδιαλυτού συμπλόκου εγκλεισμού με υδροξυπροπυλο-β-κυκλοδεξτρίνη (Que-HP-β-CD), σε πειραματικό μοντέλο κολίτιδας σε μύες, υπολογίζοντας την επίδραση του παράγοντα στις μεταβολές του δείκτη δραστηριότητας νόσου (Disease Activity Index – DAI), της ιστολογικής εικόνας, του μήκους του παχέος εντέρου και στις συγκεντρώσεις ανοσολογικών δεικτών (Ιντεγκρίνη α4β7, Ιντεγκρίνη CD11b, MAdCAM-1). Υλικά και μέθοδοι: Τα ζώα εργαστηρίου έλαβαν είτε θειικό νάτριο δεξτράνης (DSS), για την πρόκληση κολίτιδας, συγχρόνως με χορήγηση Que-HP-β-CD (ομάδα Α), μόνο DSS (ομάδα Β) ή δεν έλαβαν καμία παρέμβαση (control, ομάδα Γ) για 7 ημέρες. Όλα τα ζώα εργαστηρίου ζυγίζονταν καθημερινά και η αξιολόγηση της κολίτιδας πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του DAI. Την 7η ημέρα λήφθηκε δείγμα αίματος από όλα τα ζώα εργαστηρίου, έγινε ευθανασία, μετρήθηκε το μήκος του παχέος εντέρου και πραγματοποιήθηκαν ιστολογικές και ανοσολογικές αναλύσεις. Αποτελέσματα: Ο DAI παρουσίασε αύξηση των τιμών με την πάροδο του χρόνου για τις ομάδες που έλαβαν DSS (ομάδες Α και Β) σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου (ομάδα Γ), ενώ σημαντικός βαθμός προστασίας παρατηρήθηκε στην ομάδα που έλαβε επίσης κερκετίνη (ομάδα Α): Η κλίση του DAI με την πάροδο του χρόνου για την ομάδα Β ήταν υψηλότερη από εκείνη της ομάδας Α κατά 0,26 μονάδες/ημέρα (95% Cl 0,20-0,33, p < 0,01). Σημαντική ήταν η επίδραση της αγωγής και στο μήκος του παχέος εντέρου, το οποίο μετρήθηκε κατά μέσο όρο μικρότερο στην ομάδα Β συγκριτικά με την ομάδα Α κατά 11mm (95% CI 5,45-17,40, p < 0,01). Τα αποτελέσματα της ανοσοϊστοχημείας επικύρωσαν τα ευρήματα των ανωτέρω. Συμπεράσματα: Συμπερασματικά, η χορήγηση κερκετίνης σε ένα μοντέλο ελκώδους κολίτιδας σε μύες παρουσιάζει θεραπευτικό/προφυλακτικό δυναμικό που χρήζει περαιτέρω διερεύνησης.