El efecto prospectivo de fucoidan sobre la disfunción esplénica causada por oxaliplatino en ratas macho a través de la dinámica del estrés endoplásmico | Shijiazhuang Agile Peak Ventures Co., Ltd.

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 22147 (2022) Citar este artículo

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Los fucoidanos (FUC) son polisacáridos altamente sulfatados que demuestran múltiples acciones en diferentes sistemas. El oxaliplatino (OXA) es un agente quimioterapéutico que contiene platino con varios efectos secundarios que restringen su uso. El presente estudio tuvo como objetivo determinar el efecto potencial de FUC en ratas macho con disfunción esplénica inducida por OXA. Ochenta ratas macho adultas de edad (8–9 semanas) que pesaban (190–230 g) se dividieron en cuatro grupos: (Grupo I: el grupo de control): a las ratas se les administró solución salina normal; (Grupo II: controles tratados con FUC): Las ratas se trataron con FUC; (Grupo III: grupo de disfunción esplénica): Las ratas se trataron con 8 mg/kg de OXA. (IV: Disfunción esplénica tratada con FUC): Las ratas se trataron con OXA como Grupo III, luego se administró fucoidan. Al final del experimento, se recolectó sangre para determinar glóbulos rojos y glóbulos blancos. Los tejidos esplénicos se dividieron en una parte para ensayos bioquímicos, marcadores de estrés oxidativo como MDA y catalasa, marcadores inflamatorios (TNF-alfa, IL6) y marcadores apoptóticos (caspasa 3) y expresión génica de Nrf2, expresión génica de Mapk1 y parámetros de estrés endoplasmático. y la otra parte se utilizó para análisis inmunohistoquímico e histopatológico. En comparación con el grupo de disfunción esplénica inducida por OXA, FUC disminuyó significativamente los niveles altos de MDA, TNF-alfa, IL6, caspasa-3, Mapk1, estrés endoplásmico inducido por OXA y aumentó el nivel de catalasa y Nrf2. Fucoidan ha corregido los cambios histopatológicos e inmunohistoquímicos en comparación con el grupo de disfunción esplénica inducida por OXA. En conclusión, nuestros hallazgos sugieren que fucoidan tiene un papel importante en el tratamiento de la disfunción esplénica inducida por OXA.

Los fucoidanos (FUC) son polisacáridos altamente sulfatados aislados de las paredes celulares de diferentes especies de algas pardas, como Saccharina japonica, y ciertas especies animales como el pepino de mar1.

Los FUC tienen muchas bioacciones indicadas por varios estudios previos, que incluyen efectos hipoglucemiantes, antioxidantes, antiinflamatorios, anticoagulantes y antivirales, y representan un alimento funcional capaz de realizar efectos sistémicos adicionales2.

Debido a las posibles variaciones en su estructura química, los efectos biológicos de FUC varían de una especie a otra. FUC no es constante y varía de un tipo a otro según la especie fuente de aislamiento, ya que sus componentes como ácido urónico, d-xilosa, d-manosa y d-galactosa varían según la especie, lo que indica un riesgo global de FUC en el industria para varias condiciones patológicas3,4.

Los efectos terapéuticos previamente estudiados de FUC, su naturaleza no tóxica, biocompatibilidad junto con sus efectos curativos en artritis, enfermedades hepáticas, enfermedades cerebrales, enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa, además de su papel en la supresión de la fibrosis mientras mantiene la integridad celular en muchos condiciones patológicas, suscitan fuertemente preguntas de investigación sobre el papel significativo de FUC en el tratamiento y la prevención de estos trastornos, así como otras enfermedades5.

El bazo puede desempeñar un papel esencial en funciones corporales como la filtración de la sangre, la inmunidad, la fagocitosis, el metabolismo del hierro, la eliminación de sustancias infecciosas y los RBC (glóbulos rojos) alterados. Además, el bazo representa el tejido linfoide más grande. En consecuencia, la disfunción esplénica afecta una variedad de funciones biológicas del cuerpo6.

OXA, un agente quimioterapéutico que contiene platino generalmente utilizado como tratamiento de primera o segunda línea para el cáncer colorrectal7, es un agente alquilante que induce citotoxicidad a través de la hidrólisis intracelular. El compuesto de platino se une al ADN y forma enlaces cruzados que inhiben la replicación y la transcripción del ADN, lo que provoca la muerte celular que estimula la apoptosis8.

Aunque OXA es muy eficaz contra muchos tipos de cáncer, sus efectos secundarios son las principales causas de la limitación de la dosis, lo que representa un obstáculo para el tratamiento eficaz del cáncer, especialmente los efectos secundarios gastrointestinales, la neuropatía periférica y la toxicidad hematológica9.

Curiosamente, los mecanismos fisiopatológicos que subyacen a la disfunción del bazo inducida por OXA no se comprenden completamente10, pero estudios previos confirmaron que OXA causa estrés oxidativo (OS), inflamación, apoptosis y fibrosis a través de diferentes mecanismos11.

Es necesario disminuir los efectos secundarios de OXA y potenciar su eficacia anticancerígena, lo que puede ocurrir al combinar OXA con productos naturales12.

Como resultado, anticipamos que FUC podría tener un papel en la disfunción esplénica al mejorar el estrés inflamatorio, apoptótico, oxidativo y del retículo endoplásmico causado por OXA.

El estudio se llevó a cabo en 80 ratas macho adultas de la cepa local de 6 meses de peso (190-230 g). Las ratas se alojaron en jaulas de animales estándar bien ventiladas a temperatura ambiente, con libre acceso a agua y comida durante todo el período de trabajo. El número máximo de ratas por jaula se asignó a tres para evitar el hacinamiento de la jaula o la disminución de la limpieza. Las ratas fueron monitoreadas cinco veces por semana en busca de signos de agresión en la jaula. Todos los procedimientos se realizaron de acuerdo con el comité de ética de la Universidad de Tanta (Número de código de aprobación: 34448/2/21) y de acuerdo con las pautas de ARRIVE.

FUC fue suministrado por Sigma-Aldrich Co, (Louis, MO).

OXA fue suministrado por Sigma-Aldrich Co, (Louis, MO).

Todos estos fármacos se disolvieron en solución salina.

Después de 1 semana de aclimatación, las ratas se dividieron en cuatro grupos (20 ratas cada uno):

Grupo I: Grupo de control: las ratas se trataron con una inyección intraperitoneal de 0,5 ml de solución salina normal semanalmente durante 8 semanas.

Grupo II: Control tratado con FUC: Las ratas fueron tratadas con FUC 100 mg/kg diarios que se administraron mediante inyección intraperitoneal durante 8 semanas13.

Grupo III: disfunción esplénica: las ratas se trataron con 8 mg/kg de OXA, 0,5 ml, que se administraron mediante inyección intraperitoneal semanalmente durante 8 semanas.

Grupo IV: Disfunción esplénica tratada con FUC: las ratas se trataron con 8 mg/kg de OXA, 0,5 ml que se administró como tercer grupo más FUC 100 mg/kg diarios se administró mediante inyección intraperitoneal durante ocho semanas que se administró al mismo tiempo. tiempo con OXA que FUC11.

Al final del período experimental, se anestesiaron ratas macho mediante inyección intraperitoneal de pentobarbital (50 mg/kg)14, se sacrificaron por dislocación cervical y se obtuvieron muestras de sangre por decapitación de todos los animales, luego se transfirieron a tubos que contenían ácido etilendiaminotetraacético ( EDTA) como anticoagulante, se determinaron el peso de las células sanguíneas (WBC) y los recuentos de glóbulos rojos.

Los tejidos esplénicos de los animales, de cada grupo estudiado, se dividieron aleatoriamente en tres divisiones. Se asignó una división de siete muestras para análisis de muestras bioquímicas después de una homogeneización adecuada. Se asignaron otras muestras de la división 6 para el análisis de la expresión génica en tiempo real. La tercera división, siete muestras, se asignó para análisis de cambios histopatológicos e inmunohistoquímicos.

Las muestras de tejido asignadas se homogeneizaron en tampón de fosfato frío (pH 7,4), luego se centrifugaron a 3000 rpm durante 10 min. Los sobrenadantes resultantes se separaron en tubos de ensayo de plástico de almacenamiento limpios y se almacenaron a – 80 °C para su uso en la determinación de inmunoensayo del factor de necrosis tumoral-α (TNF-α) (n.º de catálogo MBS355371) (sensibilidad < 1 pg/mL) y interleucina-6 (IL-6) (n.° de catálogo MBS726707) (sensibilidad de 1,0 pg/ml) como marcadores de inflamación mediante kits ELISA.

Además, se realizó un ensayo colorimétrico para la determinación del nivel de MDA como marcador OS, de acuerdo con la metodología descrita por Ref.15, Catalasa como marcador antioxidante (Cat# No: ab83464), Nivel de óxido nítrico (NO) (Cat# No : E-BC-K035-M) (sensibilidad 0,16 μmol/L), la concentración de NO se estimó indirectamente mediante la detección de nitrato/nitrito, la actividad de la caspasa-3 como marcador de apoptosis (Cat# No: ab39401) y (#Cat 500– 0006, Bio-Rad Protein Assay) para medir las proteínas totales de los homogeneizados de tejido esplénico.

Estimación cuantitativa de los parámetros de estrés del retículo endoplásmico (hallazgos de GRP78, CHOP y DPP4), proteína quinasa activada por mitógenos (Mapk1), expresión de genes relativos del factor relacionado con el factor nuclear erythroid2 (Nrf2) mediante PCR en tiempo real.

El ARN total se extrajo del tejido esplénico congelado después del procesamiento con el kit de aislamiento de ARN total Qiagen RNeasy (Qiagen, Hiden, Alemania) de acuerdo con el protocolo proporcionado por el fabricante. Mediante un espectrofotómetro NanoDrop (NanoDrop Technologies, Inc. Wilmington, EE. UU.), la concentración y la pureza del ARN total se midieron en las proporciones OD260 y OD260/280, respectivamente. El ARN tiene una relación A260/A280 de 1,9 a 2,2 y luego se conservó el ARN a -80 °C. A esto le siguió la síntesis de la primera hebra utilizando el sistema de síntesis de primera hebra Super-Script III para el kit de PCR en tiempo real (Life Technologies, Carlsbad, California, EE. UU.) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las reacciones de PCR se realizaron utilizando Power SYBR Green PCR Master Mix (Life Technologies, Carlsbad, California, EE. UU.) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se cuantificaron los transcritos de ARNm de MAPK, Nrf2, GRP78, CHOP y DPP4 en relación con el gen de limpieza GAPDH, que se utilizó como control interno. Se diseñaron cebadores específicos de secuencia (Tabla 1). Las condiciones del ciclo térmico fueron las siguientes: la desnaturalización inicial a 95 °C durante 10 min fue seguida de 40 ciclos con desnaturalización a 95 °C durante 15 s, hibridación a 60 °C durante 30 s y extensión a 72 °C durante 30 s. Al final del último ciclo, se aumentó la temperatura de 60 a 95 °C para el análisis de la curva de fusión. La expresión génica relativa se calculó automáticamente utilizando el método de umbral comparativo (Ct) para los valores de los genes diana y de referencia utilizando la fórmula 2−ΔΔCT.

Las muestras de bazo se fijaron en formalina al 10 % y se incluyeron en parafina. Secciones de cinco µm de bloques embebidos en parafina fijados en formalina (FFPE) se tiñeron con hematoxilina y eosina (H&E) para la evaluación histopatológica de rutina. Se examinaron los portaobjetos en busca de cambios histopatológicos tales como anomalías arquitectónicas, respuesta inflamatoria, congestión vascular y apoptosis.

Las secciones de tejido se desparafinizaron en xileno y se deshidrataron con concentraciones graduadas de alcohol. La recuperación del antígeno se realizó por inmersión en tampón citrato (pH 6,0) durante 10 min a 95 °C. Luego, las muestras de tejido se incubaron de forma natural con H2O2 al 0,3 % durante 15 min para bloquear la actividad de la peroxidasa endógena.

Después del lavado en solución salina tamponada con fosfato (PBS), se realizó la incubación con anticuerpos anti-bcl-2 (C-2: sc-7382, Santa Cruz Biotechnology, INC, EE. UU., dilución 1:100), durante 2 h a temperatura ambiente. . Luego se lavaron los portaobjetos y se incubaron los anticuerpos secundarios biotinilados durante 20 min. Después del lavado, las secciones se incubaron con una solución cromógena de sustrato de diaminobencidina (DAB) durante 30 s. Finalmente, todas las secciones se contrastaron con hematoxilina de Mayer. Los controles negativos se realizaron reemplazando el anticuerpo primario con PBS.

La tinción citoplasmática se interpretó como positiva para bcl-2. La puntuación de Bcl-2 fue la siguiente, considerando diez campos de alta potencia (400×): puntuación 0 (sin tinción), puntuación + 1 (positivo débil, tinción de < 10 % de las células), puntuación + 2 (moderada, tinción de 10–75 % de las células) y puntuación + 3 (positivo fuerte, tinción de > 75 % de las células). Los puntajes de 0 y + 1 se consideraron negativos, y los puntajes de + 2 y + 3 se consideraron positivos para la expresión de bcl-216.

Se eligieron, fotografiaron y sometieron a estudio morfométrico cinco campos aleatorios no superpuestos (aumento: 400x; área: 0,071 mm2) de secciones de tejido esplénico. La cuantificación de la densidad del color óptico y el porcentaje de área media de células inmunohistoquímicas positivas bcl2 en secciones teñidas con DAB se realizó utilizando el software Image (Media Cybernetics).

Los resultados obtenidos se representaron mediante la media ± desviación estándar. Se utilizaron ANOVA unidireccional y la prueba post hoc de Tukey para analizar y evaluar la significancia. La significación estadística se consideró en valores de p < 0,05. Se utilizó el software SPSS (Versión 23.0, IMB, NY) para los análisis estadísticos.

Los animales utilizados en estos experimentos fueron tratados de acuerdo con los procedimientos aprobados por el comité de ética de la Universidad de Tanta (Número de código de aprobación: 34448/2/21). No se incluyó ninguna muestra de sangre humana.

Este trabajo no incluyó muestras de sangre humana, sino solo muestras de animales.

El nivel de catalasa esplénica disminuyó significativamente en el grupo tratado con OXA en comparación con otros grupos estudiados (P < 0,05), mientras que los niveles de MDA y NO mostraron lo contrario. El tratamiento conjunto con FUC aumentó significativamente el nivel de catalasa y disminuyó significativamente los niveles de MDA y NO (P < 0,05), los biomarcadores inflamatorios TNF-α y los niveles de IL-6 mostraron un aumento significativo en el grupo tratado con OXA en comparación con otros grupos estudiados (P < 0,05) . Por otro lado, el tratamiento conjunto con FUC disminuyó significativamente todos los biomarcadores inflamatorios antes mencionados (P < 0,05), el nivel de caspasa 3 en tejido esplénico mostró un aumento significativo en el grupo tratado con OXA en comparación con otros grupos estudiados (P < 0,05). Por otro lado, el tratamiento conjunto con FUC disminuyó significativamente el nivel de caspasa 3 en el tejido esplénico (P < 0,05) (Tabla 2).

Los recuentos de glóbulos rojos y glóbulos blancos mostraron una disminución significativa (anemia y leucopenia, respectivamente) en el grupo tratado con OXA en comparación con otros grupos estudiados (P < 0,05). Por otro lado, el tratamiento conjunto con FUC aumentó significativamente los recuentos de glóbulos rojos y glóbulos blancos (p < 0,05) (Tabla 3).

La expresión de los genes de ARNm de MAPK, GRP78,CHOP y DPP4 mostró un aumento significativo en el grupo tratado con OXA en comparación con otros grupos estudiados (P < 0,05), mientras que la expresión de los genes de ARNm de NrF2 mostró lo contrario. El cotratamiento con FUC disminuyó significativamente MAPK, GRP78,CHOP y Expresión del gen de ARNm de DPP4 m y aumento significativo de la expresión del gen de ARNm de NrF2 (P < 0,05) (Figs. 1, 2, 3, 4, 5).

Efecto del tratamiento con FUC sobre la expresión del gen del ARNm de NrF2. los valores se representan como media ± SD. Los datos se representan como media ± SD. El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando ANOVA de una vía con la prueba post hoc de Tukey, programa informático SPSS. a–dDiferencia significativa entre grupos en *p < 0,05. aSignificado del grupo I; bsignificación del grupo II; csignificación del grupo III; Dsignificancia del grupo IV. El grado de libertad es (3) entre grupos y (24) dentro de grupos (total = 27).

Efecto del tratamiento con FUC sobre la expresión del gen del ARNm de Mapk1. los valores se representan como media ± SD. Los datos se representan como media ± SD. El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando ANOVA de una vía con la prueba post hoc de Tukey, programa informático SPSS. a–dDiferencia significativa entre grupos en *p < 0,05. aSignificado del grupo I; bsignificación del grupo II; csignificación del grupo III; Dsignificancia del grupo IV. El grado de libertad es (3) entre grupos y (24) dentro de grupos (total = 27).

Efecto del tratamiento con FUC sobre la expresión del gen del ARNm de GRP78. los valores se representan como media ± SD. Los datos se representan como media ± SD. El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando ANOVA de una vía con la prueba post hoc de Tukey, programa informático SPSS. a–dDiferencia significativa entre grupos en *p < 0,05. aSignificado del grupo I; bsignificación del grupo II; csignificación del grupo III; Dsignificancia del grupo IV. El grado de libertad es (3) entre grupos y (24) dentro de grupos (total = 27).

Efecto del tratamiento con FUC sobre la expresión del gen del ARNm de DPP4. los valores se representan como media ± SD. Los datos se representan como media ± SD. El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando ANOVA de una vía con la prueba post hoc de Tukey, programa informático SPSS. a–dDiferencia significativa entre grupos en *p < 0,05. aSignificado del grupo I; bsignificación del grupo II; csignificación del grupo III; Dsignificancia del grupo IV. El grado de libertad es (3) entre grupos y (24) dentro de grupos (total = 27).

Efecto del tratamiento con FUC sobre la expresión del gen ARNm de CHOP. los valores se representan como media ± SD. Los datos se representan como media ± SD. El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando ANOVA de una vía con la prueba post hoc de Tukey, programa informático SPSS. a–dDiferencia significativa entre grupos en *p < 0,05. aSignificado del grupo I; bsignificación del grupo II; csignificación del grupo III; Dsignificancia del grupo IV. El grado de libertad es (3) entre grupos y (24) dentro de grupos (total = 27).

El tejido esplénico en el grupo de control mostró una arquitectura normal con pulpa roja normal y pulpa blanca con arteriola central. Además, el control tratado por el grupo FUC mostró una arquitectura normal del tejido esplénico. El tejido esplénico en el grupo III (disfunción esplénica) mostró una arquitectura alterada en forma de pulpa blanca irregular y pulpa roja congestionada. Su mayor aumento mostró pulpa roja con hematopoyesis extramedular con muchos megacariocitos y cuerpos apoptóticos. El tejido esplénico del grupo IV (Disfunción esplénica tratada con FUC) presentaba una arquitectura conservada con pulpa roja claramente definida y pulpa blanca con arteriola central (fig. 6).

Grupo I (a,b): tejido esplénico en una rata de control que muestra una arquitectura normal con pulpa roja normal (flecha azul) y pulpa blanca con arteriola central (flecha roja). Grupo II (c, d): tejido esplénico en una rata de control tratada con FUC que muestra una arquitectura normal con pulpa roja normal (flecha azul) y pulpa blanca con arteriola central (flecha roja). Grupo III (e,f): tejido esplénico en una rata con disfunción esplénica que muestra una arquitectura alterada en forma de pulpa blanca irregular y pulpa roja congestionada. Su mayor aumento muestra pulpa roja con hematopoyesis extramedular con muchos megacariocitos (flechas rojas) y cuerpos apoptóticos (flecha azul). Grupo IV (g, h): tejido esplénico en una disfunción esplénica tratada por rata FUC que muestra una arquitectura conservada con pulpa roja claramente definida (flecha azul) y pulpa blanca con arteriola central (flecha roja). El panel izquierdo tiene un aumento bajo: ×200, barra de escala de 100 μm. y el panel derecho tiene un gran aumento: ×400, barra de escala de 50 μm.

La expresión de Bcl-2 en tejido esplénico en el grupo de control mostró una expresión positiva de la pulpa roja, así como la zona del manto de la pulpa blanca, mientras que el centro germinal de la pulpa blanca mostró una expresión negativa de bcl-2. Además, la expresión de Bcl-2 en el grupo control tratado con FUC mostró una expresión positiva de la pulpa roja. La expresión de Bcl-2 en el grupo III (Disfunción esplénica) mostró expresión negativa de la pulpa roja. La expresión de Bcl-2 en el grupo IV (disfunción esplénica tratada por FUC) mostró expresión positiva de la pulpa roja (Fig. 7a-d). Hubo una disminución significativa en la densidad de color Bcl-2 y el porcentaje de área media en el grupo III (disfunción esplénica) (0,23 ± 0,036, 4,68 ± 2,34) respectivamente en comparación con el grupo control (0,75 ± 0,17, 65,38 ± 3,5 respectivamente (p < 0.05) aumentó significativamente a niveles normales en el grupo IV (0.64 ± 0.089, 55.61 ± 4.15) respectivamente en comparación con el grupo III (p < 0.05) (Fig. 7e,f).

(a) Grupo I: Expresión de Bcl-2 en el bazo de una rata control mostrando expresión positiva de la pulpa roja así como la zona del manto de la pulpa blanca (flecha azul), mientras que el centro germinal de la pulpa blanca mostró bcl- negativo. 2 expresión (flecha roja) [× 200]. (b) Grupo II: expresión de Bcl-2 en el bazo de una rata de control tratada con FUC que muestra expresión positiva de la pulpa roja [x 200]. ( c ) Grupo III: expresión de Bcl-2 en el bazo de una rata con disfunción esplénica que muestra expresión negativa de la pulpa roja [x 400]. ( d ) Grupo IV: expresión de Bcl-2 en bazo de una disfunción esplénica tratada por rata FUC que muestra expresión positiva de la pulpa roja [x 400], barra de escala de 50 μm. ( e, f ) Representación gráfica de los resultados morfométricos de la densidad de color Bcl-2 y el porcentaje de área media. El análisis estadístico se llevó a cabo utilizando ANOVA de una vía con la prueba post hoc de Tukey, programa informático SPSS. (a–d) Diferencia significativa entre grupos en *p < 0,05. (a) Importancia del grupo I; (b) significación del grupo II; (c) significancia del grupo III; (d) significado del grupo IV.

El estudio actual demostró que el tratamiento con FUC de 8 semanas trata significativamente la disfunción esplénica causada por OXA en ratas macho, como lo muestran nuestros resultados bioquímicos, histopatológicos e inmunohistoquímicos.

Nuestros resultados mostraron que las ratas del grupo de disfunción esplénica inducida por OXA mostraron un aumento significativo de la OS, lo que se evidencia por el aumento significativo del nivel de MDA y NO y la disminución significativa de la catalasa.

Los niveles excesivos de especies reactivas de oxígeno (ROS) dañan las células directamente al provocar la peroxidación de lípidos, la degradación de proteínas con el daño posterior del ADN. En particular, cada vez que la producción de ROS supera la capacidad de las defensas antioxidantes naturales de la célula para secuestrar, se desarrolla OS17.

La SG inducida por OXA está relacionada con varios factores, incluido el hecho de que OXA causa disfunción mitocondrial al dañar el ADN mitocondrial e interrumpir la expresión de ARN del citocromo B, lo que provoca la interrupción de la función mitocondrial que requiere una terapia antioxidante18.

Además, el daño mitocondrial activa la óxido nítrico sintasa (NOS), y la toxicidad directa del NO aumenta significativamente a través de la reacción con el superóxido y eventualmente se convierte en peroxinitrito, que a su vez cambia las tirosinas de la proteína en nitrotirosinas, lo que resulta en una OS9 severa.

Nuestros resultados también mostraron que el tejido esplénico tratado con OXA exhibe una expresión significativamente menor de NRF2 que también indica OS. NRF2, un factor de transcripción central, juega un papel crucial en la producción de enzimas antioxidantes y desintoxicantes. La unión fisiológica de Nrf2 a la proteína asociada a ECH similar a Ketch (Keap1) se ve interrumpida por OS con la posterior regulación positiva de la transcripción de genes controlados por el elemento de respuesta antioxidante (ARE). Esto, a su vez, regula al alza la expresión de varias enzimas antioxidantes y metabolizadoras de fármacos de fase II, como HO-1 y NQO1, que inhiben OS19.

Se descubrió que otro factor que contribuye a la disfunción esplénica inducida por OXA es el aumento de la apoptosis de las células esplénicas, como lo indica el aumento significativo de caspasa3 y la disminución significativa de BCL-2, demostrado en el estudio actual, junto con la expresión regulada al alza de la apoptosis informada anteriormente. -proteínas relacionadas, como Bax. La activación inducida por OXA de las vías inflamatorias y apoptóticas también se evidenció en el estudio actual por el aumento significativo de la expresión de la proteína Mapk1 esplénica. Bcl-2, un miembro de la superfamilia de proteínas Bcl-2, se encuentra en la membrana mitocondrial externa evitando liberación mitocondrial de citocromo C y otras moléculas proapoptóticas al citosol20.

Por otro lado, la cinasa regulada por señales extracelulares, la cinasa N-terminal c-Jun (JNK) y las vías p38 Mapk1 son todas miembros de la familia Mapk1. La vía de señalización de Mapk1 induce la fosforilación de p38, activa los factores de transcripción y finalmente acelera el proceso apoptótico, lo que indica la regulación positiva inducida por ROS de las vías JNK y p38 MAPK12.

Estudios previos explicaron que la apoptosis inducida por OXA se atribuye al aumento de la producción de ROS, Nox1 asociado con la activación de JNK/p38-MAPK y la degradación de survivina por la activación de p3821.

Esto provoca muchos eventos proapoptóticos, incluida la activación de p53, la translocación de Bax, la liberación de citocromo c y la activación de caspasa-3 y 9. Además, OXA regula al alza el canal de calcio N, lo que aumenta la acumulación de calcio intracelular ayudando a los mecanismos apoptóticos18.

Además, después de la terapia con OXA, el nivel de proteína antiapoptótica Bcl-2 disminuye significativamente, Bcl-2 es un miembro de la superfamilia de proteínas Bcl-2, que incluye proteínas antiapoptóticas. Bcl-2 se encuentra en la membrana mitocondrial externa y evita la liberación de moléculas proapoptóticas de las mitocondrias al citosol, como el citocromo C15.

Otro mecanismo sugerido para la apoptosis inducida por OXA es que es capaz de inhibir la NADH oxidasa asociada a tumores (tNOX), disminuyendo así la relación NAD+/NADH de la célula e inhibiendo la actividad de la desacetilasa SIRT1 a través de la modulación del eje NAD+-SIRT1 inducida por tNOX. que resulta en apoptosis22.

El estudio actual informó cambios inflamatorios inducidos por OXA en el tejido esplénico como lo indica el aumento significativo de TNF-α e IL-6. El proceso inflamatorio desarrollado contribuyó al daño del tejido esplénico y la apoptosis como se mencionó anteriormente. De acuerdo con nuestros resultados17, informaron un aumento notable de TNF-α, IFN-γ e IL-17 esplénicos en ratones tratados con OXA con una respuesta inmune citotóxica potente posterior, apoptosis y lesión esplénica.

La compleja relación interdependiente entre inflamación, OS y apoptosis provocada por el tratamiento con OXA se puede explicar con más detalle de la siguiente manera. El TNF-α activa la caspasa-3, que provoca necrosis y desencadena la vía apoptótica. OS estimula muchas vías inflamatorias, como el factor nuclear (NF-κB) y el dominio de pirina de la familia NLR que contiene 3 (nlrp3), con la subsiguiente expresión regulada al alza de citoquinas inflamatorias. Además, la activación de las vías JNK y caspasa inducida por ROS antes mencionada también da como resultado la apoptosis inducida por TNF-α17.

Además, nuestros resultados revelaron un estrés ER asociado a OXA, que se evidencia por el aumento significativo de la expresión de los niveles de proteína de GRP78, CHOP y DPP4 en el tejido esplénico. Estas tres proteínas, también conocidas como respuesta proteica desplegada (UPR) o respuesta al estrés del RE, son las mediadoras de la cascada de señalización responsable de aumentar la capacidad de plegamiento de proteínas en respuesta al estrés del RE como método de restauración de la homeostasis celular23. Además, el exceso de ROS también está relacionado con el estrés de ER como se informa en la Ref.24, lo que implica que el tratamiento con OXA con apoptosis es una secuencia común para el estrés de ER y la activación de la vía CHOP23.

Curiosamente, además de la disfunción esplénica, el tratamiento con OXA indujo una disminución significativa de glóbulos rojos y glóbulos blancos, como se demostró en el presente estudio. Además, la toxicidad in vitro de OXA se informó en forma de aparición de reticulocitos policromatofílicos o glóbulos rojos malformados, como los esferocitos, que se atribuyeron a la capacidad de OXA para unirse a la hemoglobina y las citoquinas secretadas durante el estrés celular, lo que indica daño en el ADN10.

El efecto de OXA en el tejido esplénico es evidente en animales y humanos, y los resultados histopatológicos del presente estudio concuerdan con otros informes previos. El examen histopatológico del grupo OXA mostró una arquitectura alterada y cuerpos apoptóticos, por lo tanto, disfunción esplénica. Estos cambios reflejan los cambios químicos detectados en el homogeneizado de tejido esplénico.

Los resultados del estudio actual mostraron que FUC podría aliviar OS, indicado por la disminución significativa de MDA y el aumento significativo de catalasa. La regulación al alza significativa de la expresión de la proteína NRF2 esplénica también evidencia el efecto de mejora de FUC en OS.

Según estudios previos, FUC es un poderoso antioxidante y eliminador de radicales. La relación entre el contenido de sulfato y la capacidad radical en la captación de superóxidos fue positiva, y la relación de actividad de sulfato a FUC fue un indicador eficaz5.

Esos informes fueron respaldados por el trabajo realizado por Ref.25, que indicó que el grupo sulfato activo de FUC mejora la capacidad antioxidante de FUC que, a su vez, puede detener la reacción de Fenton y la generación de ROS al quelar los iones de metales de transición necesarios para una cadena de radicales libres. reacción además de la formación de complejos metálicos.

En un análisis posterior, la neutralización de los radicales libres de NO a 1 mg/ml de FUC se mostró completamente en S. polycystum, lo que indica que FUC tiene una alta capacidad de captación de NO5.

Estos mecanismos están en una línea paralela con26, quien agregó que FUC inhibía la LPO, disminuía el nivel de NO y aumentaba los antioxidantes cerca de los valores normales.

No hay contradicción entre estos resultados y el informe de Ref.1 de que los FUC ayudan a eliminar ROS como los radicales hidroxilo, peroxilo y superóxido y mejoran la SOD, la catalasa y la glucosa6 fosfato deshidrogenasa (G6PD).

En el presente estudio, FUC indujo una expresión significativamente regulada al alza de Nrf2. El aumento de la fosforilación de GSK-3β inducido por FUC proporciona una explicación para estos resultados, especialmente porque la glucógeno sintasa quinasa-3β (GSK-3β) es la molécula anterior de la vía de señalización de Nrf227.

FUC también mostró una potente actividad antiinflamatoria indicada por la disminución significativa de TNF-α e IL-6 en el tejido esplénico. Explicando aún más, se informó que FUC inhibe el reclutamiento de leucocitos, bloquea la L-selectina y dificulta las interacciones célula-célula, lo que es evidente en nuestros resultados, así como en los resultados de la Ref.28 en forma de ausencia de infiltración de células inflamatorias en comparación con las ratas intoxicadas como lo confirman los resultados con26.

De acuerdo con su efecto antiinflamatorio mencionado anteriormente, el estudio actual demostró una expresión regulada a la baja de NFκB inducida por FUC, lo que se confirma con los hallazgos de Ref.1 con respecto a la regulación a la baja de NFκB, proteína quinasa B, quinasa regulada por señal extracelular, c- Jun N-terminal quinasa y expresión de proteína quinasa activada por mitógeno p38. Además, redujo la elevación potenciada por LPS de los niveles séricos de TNF-α, IL-1β e IL-6 en ratones, y reduce los niveles plasmáticos de PGE2 e IL-6 inducidos por Seth causados por la aspirina.

Además, nuestros resultados también demostraron que la expresión de MAPK esplénica inducida por FUC regula negativamente. Este hallazgo puede explicarse por la inhibición de la producción de ROS por parte de FUC, que son un desencadenante importante para la activación de Mapks29.

Curiosamente, nuestro trabajo también demostró que FUC es un antiapoptótico, evidenciado por la disminución del nivel de caspasa 3 y el aumento de la expresión de Bcl-2, lo que fue confirmado por la tinción inmunohistoquímica. Estos resultados están de acuerdo con el trabajo realizado por Ref.30, quien demostró que FUC disminuyó la apoptosis de los hepatocitos con una regulación positiva de NDRG-1/CAP43 y VMP-1 dependientes de p42/44 Mapk.

Además, FUC inhibió la apoptosis intrínseca y extrínseca mediada por las vías TRADD/TRAF2 y JAK2/STAT1 que son inducidas por TNF-α e IFN-γ. Estos informes representan métodos para proteger contra la apoptosis y la disfunción esplénica31.

Además, el tratamiento con FUC indujo una regulación a la baja significativa de la expresión de los niveles de proteína de GRP78, CHOP y DPP4 en el tejido esplénico, lo que evidencia una mejora del estrés del RE. La disminución en el estrés de ER se puede atribuir a la inhibición eficiente de FUC de la activación de MAPK, a saber (p-JNK y p-P38), como se evidencia en nuestros datos, así como en el informe de Ref.29.

Otros datos sugirieron que FUC protege la disfunción esplénica a través de la activación de AKT y Mapk, con un estrés ER mejorado posteriormente29.

Además, el presente estudio mostró que FUC aumentó significativamente el recuento de glóbulos blancos y glóbulos rojos, lo que respalda los hallazgos anteriores que informan que FUC es un estimulador de la hematopoyesis32.

Estos resultados fueron paralelos a los informes anteriores que incluyen muchos mecanismos, incluida la movilización de leucocitos de la médula ósea a la sangre periférica, una mayor diferenciación de las células CD34+ movilizadas en leucocitos y las propiedades antibacterianas y antivirales de FUC33.

Eventualmente, el tratamiento con FUC mejoró con éxito estos efectos patológicos, como se evidencia al mostrar una arquitectura normal con pulpa roja normal (flecha azul) y pulpa blanca de tejido esplénico en el grupo tratado con FUC, lo que confirma los parámetros de tejido esplénico mejorados antes mencionados.

Concluimos que FUC podría proteger contra la disfunción esplénica causada por OXA al enfocarse en la dinámica del estrés endoplásmico y mejorar el estrés oxidativo, inflamatorio y apoptótico inducido por OXA en el tejido esplénico.

Nuestros datos sugieren que FUC puede usarse como una terapia adyuvante prometedora para mejorar la disfunción esplénica causada por OXA. Sin embargo, se requiere más investigación para comprender completamente sus límites de seguridad, toxicidad y efectos sobre el tejido esplénico.

Nuestros datos sugieren que el fucoidan se puede utilizar como una terapia profiláctica prometedora para mejorar el daño esplénico con la administración de OXA. Sin embargo, se requiere más investigación para comprender completamente sus límites de seguridad y toxicidad, estudiar su efecto como tratamiento en lugar de profilaxis del efecto tóxico de OXA en el bazo y verificar el mecanismo de acción de su efecto conservante en el recuento de leucocitos y glóbulos rojos. Además, el mecanismo del efecto del fucoidan sobre la apoptosis necesita más investigación para determinar si está mediado directa o indirectamente por su efecto sobre la dinámica del ER.

Todos los datos que respaldan los hallazgos del estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable. El intercambio de datos se aplica a este artículo ya que se analizaron nuevos datos en este estudio.

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Financiamiento de acceso abierto proporcionado por The Science, Technology & Innovation Funding Authority (STDF) en cooperación con The Egyptian Knowledge Bank (EKB). Este estudio fue autofinanciado.

Departamento de Fisiología Médica, Facultad de Medicina, Universidad de Tanta, Tanta, Egipto

Eman H. Basha, Heba Faheem y Yasmeen M. El-Harty

Departamento de Bioquímica Médica, Facultad de Medicina, Universidad de Tanta, Tanta, Egipto

Amira M. ElShamy y Hoda A. Ibrahim

Departamento de Medicina Interna, Facultad de Medicina, Universidad de Tanta, Tanta, Egipto

Mohamed A. Safa

Departamento de Patología, Facultad de Medicina, Universidad de Tanta, Tanta, Egipto

Nehal AE Heabah

Departamento de Oncología Clínica, Facultad de Medicina, Universidad de Tanta, Tanta, Egipto

Radwa Awad

Departamento de Anatomía, Facultad de Medicina, Universidad de Tanta, Tanta, Egipto

Radwa Ismail y Rabab M. Amer

Departamento de Farmacología Médica, Facultad de Medicina, Universidad de Tanta, Tanta, Egipto

Ola M. Salem

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EHB, AMES, MAS, NAEH, RA, RI, RMA, OMS, HF, YME-H. escribió el texto principal del manuscrito. EHB, AMES, HF y YME-H. Higos preparados. 1-5 y NAEH, RI, RMA prepararon las Figs. 6 y 7. Todos los autores revisaron el manuscrito. HAI compartió la revisión.

Correspondencia a Radwa Ismail.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Basha, EH, ElShamy, AM, Ibrahim, HA et al. El efecto prospectivo de fucoidan sobre la disfunción esplénica causada por oxaliplatino en ratas macho a través de la dinámica del estrés endoplásmico. Informe científico 12, 22147 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-25441-6

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Recibido: 21 de marzo de 2022

Aceptado: 30 de noviembre de 2022

Publicado: 22 diciembre 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-25441-6

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