Tărâțele de orez arabinoxilan (MGN-3Biobran) oferă protecție împotriva iradierii γ a întregului corp la șoareci
Mamdooh Ghoneum
1 Departamentul de ORL, Universitatea de Medicină și Științe Charles Drew, Los Angeles, California 90059, SUA
Nariman K. Badr El-Din
2 Departamentul de Zoologie, Facultatea de Științe, Universitatea din Mansoura, Mansoura 35516, Egipt
Salma M. Abdel Fattah
3 Cercetare în domeniul drogurilor și radiațiilor, Centrul Național pentru Radiații și Tehnologie, Cairo, Egipt
Lucilene Tolentino
4 Departamentul de patologie, Universitatea de Medicină și Științe Charles Drew, Los Angeles, California 90059, SUA
Abstract
INTRODUCERE
MGN-3 este un arabinoxilan din tărâțe de orez, o polizaharidă care conține hemiceluloză β-1,4-xilopironază, care a fost tratată enzimatic cu un extract din ciuperci shiitake [10]. Munca noastră și a altora a arătat că MGN-3 este un puternic modificator al răspunsului biologic (BRM) cunoscut pentru activarea celulelor dendritice [11, 12], îmbunătățirea activității celulelor NK [13, 14], modularea citokinelor și inducerea apoptozei în tumoră țesut [15]. Studiile anterioare realizate de S. Nakatsugawa (comunicare personală, 2001) au arătat că MGN-3 este foarte eficient în îmbunătățirea supraviețuirii șoarecilor expuși la iradiere γ într-un mod dependent de doză (interval, 4,5-8,5 Gy). Efectele dăunătoare ale radiațiilor ionizante asupra celulelor vii sunt adesea mediate de producția crescută de specii reactive de oxigen (ROS) [3]. Deoarece MGN-3 este un agent antioxidant eficient la șoareci, așa cum se manifestă prin prevenirea formării de radicali liberi, modularea peroxidării lipidelor, creșterea sistemului de apărare antioxidant și protecția împotriva stresului oxidativ [16], în acest studiu examinăm efectul protector al MGN-3 privind întreținerea generală a țesutului hematopoietic după iradierea γ.
MATERIALE ȘI METODE
Un total de 57 de șoareci adulți albini elvețieni de vârsta de aproximativ 8 săptămâni (greutatea corporală medie de 24 ± 2 g) au fost folosiți în această investigație. Șoarecii au fost găzduiți 5/cușcă și li s-a permis accesul gratuit la pelete standard de cub de laborator și apă.
MGN-3/Biobran
MGN-3 este un extract modificat de tărâțe de orez care este tratat enzimatic cu un extract din ciuperci Shiitake. Conține polizaharidă β1, 4-xilopironază hemiceluloză. Principala structură chimică a MGN-3 este arabinoxilanul, cu o xiloză în lanțul său principal și un polimer de arabinoză în lanțul său lateral [10]. MGN-3 a fost proaspăt preparat prin soluție în soluție salină 0,9% și 40 mg/kg greutate corporală/zi a fost administrat șoarecilor intraperitoneal (i.p.) la fiecare două zile printr-o singură injecție de 0,1 ml [15]. Tratamentul a început în ziua 0 și a continuat pe tot parcursul perioadei experimentale. MGN-3 a fost furnizat cu amabilitate de Daiwa Pharmaceuticals Co. Ltd., Tokyo Japonia.
Iradiere
Iradierea întregului corp a fost efectuată la șoareci la NCRRT, Cairo, Egipt, utilizând celula Gamma-40 (sursă de cesiu-137). Animalele au fost plasate în recipiente bine ventilate și iradiate la un nivel de doză acută unică de 5 Gy, livrate cu o doză de 0,45 Gy/min.
Proiectare experimentală
Cei 57 de șoareci au fost împărțiți în patru grupuri (G1 - G4). Grupul G1 a servit ca grup de control al soluției saline pentru vehicule netratate (care nu a primit nici iradiere, nici MGN-3). Grupul G2 a primit doar MGN-3 în fiecare zi. Grupul G3 a primit doar iradierea γ a întregului corp la 2 săptămâni după începerea experimentului. Grupul G4 a fost pretratat cu MGN-3 timp de 2 săptămâni, apoi a fost expus la iradiere și a continuat să primească MGN-3 în fiecare zi. Animalele din toate grupurile au fost eutanasiate la 1 și 4 săptămâni după radiație. Parametrii investigați includ fluctuații ale greutății corpului și organelor, hemoleucograma completă (CBC), histopatologia mai multor organe și evaluarea biomarkerilor de stres oxidativ.
Modificări ale greutății corporale
Greutatea corporală inițială a animalelor din cele patru grupuri diferite a fost determinată și apoi măsurată la intervale de 1 și 4 săptămâni după iradiere. Semnificația diferențelor de greutate corporală (BW) datorate diferitelor tratamente - MGN-3, iradiere, iradiere MGN + - a fost comparată cu șoarecii netratați.
Modificări ale greutății organelor
La 1 și 4 săptămâni după expunerea la iradiere, au fost examinate o serie de organe de la șoareci G1 - G4. Acestea includ: ficat, inimă, plămâni, splină, rinichi, testicule și creier.
Studii de hematologie
La 1 și 4 săptămâni după expunerea la radiații, probele de sânge din G1 - G4 au fost extrase prin puncție cardiacă folosind seringi de plastic heparinizate. Sângele a fost rapid transferat în eprubete de anticoagulare pentru analiza CBC, inclusiv hemoglobina (Hb), hematocritul (Hct), numărul total de globule roșii (globule roșii) (globule roșii), numărul total de trombocite (PLT) și globule albe totale (globule albe din sânge (globule albe) (globule albe (globule albe) cu număr diferențial.
Histopatologie
O serie de organe, cum ar fi măduva osoasă și splina, a fiecărui șoarece au fost examinate pentru modificări histopatologice la 1 și 4 săptămâni după expunerea la iradiere γ. Organele au fost fixate în soluție de formalină 10%, secționate și supuse în casete, fixate peste noapte, secționate în secțiuni cu grosimea de 4 µm și colorate cu hematoxilină și eozină (H&E). Numărul de megacariocite din splină a fost determinat la microscopie cu lumină.
Analiza biochimică
A fost investigată capacitatea MGN-3 de a exercita activitate antioxidantă la șoareci iradiați din tot corpul. Splinele de la șoareci în condiții de tratament diferite au fost disecate la 1 și 4 săptămâni după expunerea la radiații și analizate pentru diferiți parametri de stres oxidativ. Spleenul a fost omogenizat în tampon fosfat răcit cu gheață (0,1 mol/l, pH 7,4) folosind un omogenizator Potter-Elvehjem pentru a da un omogenat de 10%. Produsul de peroxidare lipidică (LPx), malondialdehidă (MDA), a fost măsurat folosind un test de acid tiobarbituric [17]. Conținutul de MDA al țesutului splinei a fost determinat colorimetric din absorbanță la 535 nm. Nivelul produselor de peroxidare a fost exprimat ca cantitate de MDA în țesut (µmol/g). Conținutul GSH a fost determinat așa cum s-a descris anterior [18]; metoda se bazează pe determinarea unei nuanțe galbene care se dezvoltă atunci când se adaugă 5,5 dithiobis- (acid 2-nitrobenzoic) (DTNB) compușilor sulfhidrilici. Culoarea dezvoltată a fost măsurată spectrofotometric la 412 nm. Rezultatele au fost exprimate ca mg/g de țesut.
analize statistice
* În mod semnificativ diferit de grupul de control la nivelul 0,05. ** În mod semnificativ diferit de grupul de control la nivelul 0,01. # Semnificativ diferit de grupul MGN-3 la nivelul 0,05. ## Semnificativ diferit de grupul MGN-3 la nivelul 0,01. † În mod semnificativ diferit de grupul de iradiere la nivelul 0,05. †† În mod semnificativ diferit de grupul de iradiere la nivelul 0,01 (% schimbare a grupului de control). Datele reprezintă modificări ale greutății corporale ± SE.
Schimbarea greutății organelor
A fost examinată modificarea greutății organelor la șoareci. Tabelul Tabelul 2 2 demonstrează un răspuns diferențial între organe la expunerea la iradiere. Iradierea la 1 săptămână a cauzat pierderea semnificativă în greutate a ficatului, rinichilor și testiculelor, în timp ce alte organe precum inima, plămânii și creierul nu au prezentat nicio modificare semnificativă. În schimb, tratamentul cu MGN-3 a oferit protecție împotriva pierderii în greutate a organelor la șoarecii iradiați la 1 săptămână după iradiere. Greutatea tuturor organelor la 4 săptămâni nu a arătat nicio modificare la șoareci în condițiile diferite de tratament.