Hidroxiprolină, un candidat biomarker seric pentru ulcerul gastric la șobolani. Un studiu comparativ al
Kenichiro Takeuchi
1 Laboratoare de cercetare pentru siguranța medicamentelor, Astellas Pharma Inc., Yodogawa-ku, Osaka, Japonia.
Maki Ohishi
2 Institute for Advanced Bioscience, Universitatea Keio, Kakuganji, Tsuruoka, Yamagata, Japonia.
Keiko Endo
2 Institute for Advanced Bioscience, Universitatea Keio, Kakuganji, Tsuruoka, Yamagata, Japonia.
Kenichi Suzumura
3 Laboratoare de analiză și farmacocinetică, Astellas Pharma Inc., Miyukigaoka, Tsukuba-shi, Ibaraki, Japonia.
Hitoshi Naraoka
1 Laboratoare de cercetare pentru siguranța medicamentelor, Astellas Pharma Inc., Yodogawa-ku, Osaka, Japonia.
Takeji Ohata
1 Laboratoare de cercetare pentru siguranța medicamentelor, Astellas Pharma Inc., Yodogawa-ku, Osaka, Japonia.
Jiro Seki
1 Laboratoare de cercetare pentru siguranța medicamentelor, Astellas Pharma Inc., Yodogawa-ku, Osaka, Japonia.
Yoichi Miyamae
1 Laboratoare de cercetare pentru siguranța medicamentelor, Astellas Pharma Inc., Yodogawa-ku, Osaka, Japonia.
Masashi Honma
4 Departamentul de Farmacie, Spitalul Universității din Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, Japonia.
Tomoyoshi Soga
2 Institute for Advanced Bioscience, Universitatea Keio, Kakuganji, Tsuruoka, Yamagata, Japonia.
Date asociate
Tabelul 2 suplimentar. Lista metaboliților sa schimbat în fiecare model.
Abstract
Simptomele gastrointestinale sunt o manifestare frecventă a efectelor adverse ale medicamentului. Medicamentele antiinflamatoare nesteroidiene (AINS) sunt medicamente prescrise pe scară largă, care induc efectul secundar grav al ulcerării mucoasei gastrice. Nu au fost identificați biomarkeri pentru aceste reacții adverse, iar ulcerele sunt acum detectabile doar prin endoscopie. Am identificat anterior cinci metaboliți ca biomarkeri candidați pentru ulcerul gastric indus de AINS utilizând analiza metabolomică bazată pe electroforeză capilară - spectrometrie de masă (CE - MS) a serului și a stomacului de la șobolani. Aici, pentru a clarifica mecanismul modificărilor și limitărilor indicațiilor candidaților la biomarkeri, am efectuat profilarea metabolomică pe bază de CE - MS în stomac și ser de la șobolani cu ulcere gastrice induse de etanol, stres și aspirină. Rezultatele sugerează că o scădere a hidroxiprolinei reflectă inducerea leziunii gastrice și poate fi utilă în identificarea ulcerului gastric indus de cauze multiple. În timp ce extrapolarea la oameni necesită studii suplimentare, hidroxiprolina poate fi un nou biomarker seric al leziunii gastrice, indiferent de cauză.
Introducere
Plângerile gastro-intestinale sunt manifestări frecvente ale efectelor adverse ale medicamentului. 1 Medicamentele antiinflamatoare nesteroidiene (AINS) sunt medicamente utile pentru o serie de afecțiuni, inclusiv artrita reumatoidă, osteoartrita și altele. Cu toate acestea, acestea au efecte adverse grave asupra mucoasei gastrice și s-a stabilit o asociere între utilizarea AINS și admiterea la spital pentru hemoragia și perforația gastro-intestinală superioară și alte evenimente gastro-intestinale superioare. Cu toate acestea, în prezent, ulcerarea gastrică și hemoragia sunt detectabile numai prin endoscopie4 și nu au fost identificate încă biomarkeri serici pentru ulcerul gastric indus de AINS.
Am raportat anterior cinci candidați biomarkeri în ser care prezic leziunile gastrice induse de AINS la șobolani. 5 De asemenea, am raportat că scăderea hidroxiprolinei în stomac indusă de aspirină s-a recuperat la nivelul de control la administrarea concomitentă cu omeprazol și famotidină. În schimb, nivelurile altor metaboliți din stomac nu s-au modificat la administrarea concomitentă cu acești agenți. 6 În ceea ce privește mecanismul schimbării, am speculat că modificările hidroxiprolinei s-au datorat unei scăderi induse de leziuni a cantității de colagen din țesutul stomacal, în timp ce cele din ceilalți metaboliți s-au datorat depresiei funcției mitocondriale induse de AINS. 6
Metabolomica este o tehnologie în evoluție rapidă, care identifică metaboliții sau căile metabolice care sunt modificate de patogeneza unei boli sau a unei leziuni prin comparație cu concentrațiile de metaboliți endogeni dintre pacienți și martori. Au fost utilizate mai multe metode analitice pentru a analiza concentrațiile de metaboliți endogeni, 12 - 16 inclusiv CE-MS. Această metodă oferă o analiză rapidă și o rezoluție eficientă, cu selectivitate și sensibilitate ridicate, și este un instrument puternic pentru analiza metabolomicii. 17 Eficacitatea acestei abordări este demonstrată de diferitele studii de identificare a biomarkerilor care au folosit-o. 18 - 20
Aici, pentru a clarifica mecanismul de schimbări și limitări ale candidaților biomarkeri identificați în leziunile gastrice induse de AINS, am aplicat o abordare metabolomică a puștii pe baza CE-time of flight (TOF) –MS profile ale metaboliților endogeni la modelele de șobolani de ulcer gastric induse de etanol, stres și aspirină. Am determinat apoi concentrațiile serice ale acestor biomarkeri.
Materiale și metode
Design de studiu
Șobolani Sprague-Dawley masculi au fost obținuți din Charles River Japonia (Yokohama, Japonia) și menținuți în condiții de mediu controlate, cu acces gratuit la o dietă cu pelete (CRF-1, Oriental Yeast Co., Ltd., Tokyo, Japonia) și robinet filtrat apă (conținând 2 ± 1 ppm fără clor ajustat cu hipoclorit de sodiu). După aclimatizare timp de trei zile, animalele au fost utilizate în studiu la vârsta de șase săptămâni și au cântărit 140-180 g.
Un total de 20 de animale (n = 8 animale pentru grupul de control, n = 4 animale pentru fiecare grup de tratament) au fost postite 24 de ore în cuști cu plasă de sârmă, dar au permis apă ad libitum și au fost atribuite unui grup de control (0,5% metilceluloză, po) sau unul dintre cele trei grupuri de tratament: (1) etanol cu doză unică (Nacalai Tesque, Kyoto, Japonia) la 5 ml/kg, po (model indus de etanol), (2) doză unică 0,5% metilceluloză, p.o. (model indus de stres), sau (3) aspirină cu doză unică (Nacalai Tesque, Kyoto, Japonia) la 300 mg/kg, p.o. (model indus de aspirină). Animalele alocate modelului indus de stres au fost ținute într-o cameră rece la 6 ° C timp de cinci ore după administrare.