1,25-Dihidroxicolecalciferol previne și ameliorează simptomele inflamatorii murine experimentale

Margherita T. Cantorna, Carey Munsick, Candace Bemiss, Brett D. Mahon, 1,25-Dihidroxicolecalciferol Previne and Ameliorates Symptoms of Experimental Murine Inflammatory Bowel Disease, The Journal of Nutrition, Volumul 130, Numărul 11, noiembrie 2000, paginile 2648-2652, https://doi.org/10.1093/jn/130.11.2648

ameliorează

ABSTRACT

Datele anecdotice sugerează că cantitatea de vitamina D disponibilă în mediu, fie din expunerea la soare, fie din dietă, poate fi un factor important care afectează dezvoltarea bolii inflamatorii intestinale (IBD) la om. Am testat ipoteza vitaminei D într-un model animal experimental de IBD. Șoarecii interleukinici (IL) -10 knockout (KO), care dezvoltă spontan simptome asemănătoare IBD umane, au devenit deficit de vitamina D, suficientă vitamina D sau au fost suplimentați cu vitamina D activă (1,25-dihidroxicolecalciferol). Șoarecii IL-10 KO cu deficit de vitamina D au dezvoltat rapid diaree și o boală irositoare, care a indus mortalitatea. În schimb, vitamina D - șoareci IL-10 KO suficienți nu au dezvoltat diaree, nu au risipit sau nu au murit. Suplimentarea cu 50 UI de colecalciferol (5,0 μg/zi) sau 1,25-dihidroxicolecalciferol (0,005 μg/zi) în mod semnificativ (P

Identificarea receptorilor de vitamina D din celulele mononucleare din sângele periferic a stârnit interesul timpuriu pentru vitamina D ca regulator al sistemului imunitar (Bhalla și colab. 1983; Provvedini și colab. 1983). În special, celulele CD4 + Th au receptori de vitamina D și, prin urmare, sunt ținte pentru vitamina D (Veldman și colab. 2000). Vitamina D activă hormonal [1,25-dihidroxicolecalciferol; 1,25 (OH) 2D3] a suprimat dezvoltarea a cel puțin două boli autoimune experimentale (Cantorna și colab. 1996 și 1998a). In vitro, 1,25 (OH) 2D3 a inhibat proliferarea celulelor T și a scăzut producția de interleukină (IL) -2, interferon (IFN) -γ și factor de necroză tumorală (TNF) -α (Lemire și Adams 1992). In vivo, s-a arătat că 1,25 (OH) 2D3 injecții inhibă reacția de hipersensibilitate de tip întârziată asociată cu răspunsul celulei T (Th1) helper de tip 1 (Lemire și Archer 1991, Lemire 1992). Vitamina D este un puternic regulator al sistemului imunitar în general și celulele T în mod specific.

Pentru IBD, atacul imun-mediat este împotriva tractului GI (Niessner și Volk 1995, Podolosky 1991). Celulele T, care produc în mod preferențial citokinele Th1 (IL-2, IFN-γ și TNF-α), s-au dovedit a transfera simptomele asemănătoare lui Crohn la șoareci naivi (Aranda și colab. 1997, Bregenholt și Claesson 1998) și producția de citokine Th1 este asociată cu IBD și la oameni (Niessner și Volk 1995). S-a demonstrat că tratamentul 1,25 (OH) 2D3 suprimă dezvoltarea altor boli autoimune experimentale mediate de celule T (scleroză multiplă și artrită; Cantorna și colab., 1996 și 1998a). A fost testată ipoteza că vitamina D (prin producerea de 1,25-dihidroxicolecalciferol) ar suprima dezvoltarea și progresia IBD.

Recent, au fost dezvoltate o serie de animale transgenice în care simptomele IBD apar spontan. Unul dintre cele mai bune modele animale pentru boala Crohn este șoarece IL-10 knockout (KO) (Kuhn și colab. 1993, Mac Donald 1994). În instalațiile convenționale pentru animale, șoarecii IL-10 KO dezvoltă enterocolită în 5-8 săptămâni de viață (Kuhn și colab. 1993). Aproximativ 30% din șoarecii IL-10 KO mor după apariția anemiei severe și a pierderii în greutate (Kuhn și colab. 1993). Enterocolita care se dezvoltă la șoarecii IL-10 KO se datorează unui răspuns imun necontrolat la microflora convențională, deoarece șoarecii IL-10 KO fără germeni nu dezvoltă boli. În plus, șoarecii crescuți în facilități specifice fără patogeni dezvoltă boli mai ușoare, ceea ce nu duce la moartea șoarecilor (Kuhn și colab. 1993). Există limitări implicate în studierea șoarecilor IL-10 KO ca model de IBD. Dacă vitamina D este un regulator al producției de IL-10, atunci rezultatele acestui model animal pot să nu reprezinte un răspuns imun „normal”. Cu toate acestea, pacienții cu boala Crohn prezintă simptome similare, au deprimat producția de IL-10 și au fost tratați cu succes cu IL-10 (Narula și colab. 1998).

MATERIALE ȘI METODE

Șoareci C57BL/6 IL-10 KO și sex de tip sălbatic (WT) potrivite vârstei și sexului au fost produse în colonia de reproducere a Universității de Stat din Pennsylvania; perechile reproducătoare au fost obținute de la Laboratorul Jackson (Bar Harbor, ME). Facilitățile pentru animale de la Universitatea de Stat din Pennsylvania sunt specifice fără patogeni și, prin urmare, reproducerea șoarecilor IL-10 KO a avut succes. Toate procedurile descrise au fost revizuite și aprobate de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor din Pennsylvania State University pe 1/25/99, numărul IACUC: 98118-A0.

Dietele

Dintr-un singur grup de femele de reproducție hrănite cu dietă comercială de șoareci (# 5105 Ralston Purina; Richmond, IN), femelele din săptămâna 2 de gestație au fost selectate și distribuite aleator în două grupuri. Hrănirea barajelor însărcinate cu o dietă deficitară în vitamina D a asigurat defrișarea vitaminei D până la vârsta de 5 săptămâni (Cantorna și colab., 1996). Toți șoarecii au fost hrăniți cu diete sintetice făcute în laborator [(Yang și colab. 1993), după cum a fost modificat din Smith și colab. (1987)]. Șoarecii au avut deficit de vitamina D, vitamina D suficientă sau 1,25 (OH) 2D3 suplimentat. Șoarecii au fost adăpostiți sub lumină galbenă pentru a preveni sinteza vitaminei D în piele. Toți șoarecii au fost deficienți în vitamina D până la înțărcare.

Șoarecii cu deficiență de vitamina D în vârstă de 3 săptămâni au fost repartizați aleatoriu în diferite grupuri de tratament, după cum este descris mai jos. Deoarece tratamentul 1,25 (OH) 2D3 al altor boli experimentale autoimune a fost cel mai eficient atunci când calciul alimentar era ridicat (1 g/100 g dietă), toți șoarecii au fost hrăniți cu diete bogate în calciu (Cantorna și colab. 1999). Dietele experimentale au fost proaspăt pregătite și înlocuite la fiecare 2-3 zile în timpul experimentului. Pentru a ne asigura că șoarecii tratați cu 1,25 (OH) 2D3 au consumat tot suplimentul furnizat, cupele cu alimente care conțin 8 g de dietă au fost înlocuite la fiecare două zile (complet consumate) pe durata fiecărui experiment (Cantorna și colab., 1996 și 1998a) . Pentru a monitoriza toxicitatea vitaminei D, șoarecii suplimentați cu 1,25 (OH) 2D3 au fost observați zilnic pentru semne de hipercalcemie, inclusiv sănătatea generală și pierderea în greutate.

Tratamente cu vitamina D.

În Experimentul 1, șoarecii cu deficiență de vitamina D în vârstă de 3 săptămâni au fost menținuți deficienți în vitamina D sau au trecut la dieta experimentală care a inclus 5,0 μg de colecalciferol/zi (suficientă vitamina D). Severitatea dezvoltării IBD a fost comparată la șoarecii cu deficit de vitamina D și cu șoareci cu vitamina D suficientă.

În experimentul 2, șoarecii cu deficiență de vitamina D în vârstă de 3 săptămâni au fost împărțiți în două grupuri. Un grup de șoareci a fost menținut pe dieta cu deficit de vitamina D, iar celălalt grup a fost suplimentat cu 0,005 μg/d 1,25 (OH) 2D3. Șoarecii cu vitamina D - deficienți și 1,25 (OH) 2D3 suplimentați au fost uciși 4 săptămâni mai târziu la vârsta de 9 săptămâni.