Выбор оптимальной концентрации декстрана сульфата натрия для воспроизведения химически индуцированного колита у кроликов

Обоснование. Воспалительные заболевания (ВЗК) кишечника широко распространены в популяции, в этой связи, разработка новых лекарственных средств для лечения ВЗК является приоритетной задачей здравоохранения. Доклинические испытание лекарственных препаратов неразрывно связаны с моделированием ВЗК на лабораторных животных. Целью настоящего исследования явилась разработка модели химически индуцированного колита у кроликов. Методы. Исследование выполнено на кроликах-самцах породы «Советская шиншилла». Моделирование колита осуществлялось пероральным введением декстрана сульфата натрия (DSS) в концентрации от 0,1% до 2% раствора в течение пяти последовательных дней. Эвтаназия лабораторных животных проводилась на седьмой день, после окончания приема раствора DSS. Проводили гистологическое исследование кишечника. Результаты. Обнаружено, что при использовании 0,1% раствора DSS удалось получить модель эрозивного колита легкой степени. Эрозивно-язвенный колит средне-тяжелой степени получен при использовании 0,5% раствора DSS. Использование концентрации DSS более 1% привело к развитию у кроликов язвенного колита тяжелой степени, что привело к гибели 71,4% животных. Заключение. Полученные результаты свидетельствуют, что применение 0,5% раствора DSS позволят получить модель эрозивно-язвенного колита у кроликов, подходящую для изучения ВЗК человека.

1. Pithadia A.B., Jain S. Treatment of inflammatory bowel disease (IBD). Pharmacol Rep. 2011; 63(3): 629-42. doi: 10.1016/s1734-1140(11)70575-8.

2. Valatas V., Vakas M., Kolios G. The value of experimental models of colitis in predicting efficacy of biological therapies for inflammatory bowel diseases. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2013; 305(11): G763-85. doi: 10.1152/ajpgi.00004.2013.

3. Bilsborough J., Fiorino M. F., Henkle B. W. Select animal models of colitis and their value in predicting clinical efficacy of biological therapies in ulcerative colitis. Expert Opin Drug Discov. 2021; 16(5): 567-577. doi: 10.1080/17460441.2021.1851185.

4. Leonardi I., Nicholls F., Atrott K., Cee A., Tewes B., Greinwald R., et al. Oral administration of dextran sodium sulphate induces a caecum-localized colitis in rabbits.Int J Exp Pathol. 2015; 96(3): 151-62. doi: 10.1111/iep.12117.

5. Silva I., Pinto R., Mateus V. Preclinical Study in Vivo for New Pharmacological Approaches in Inflammatory Bowel Disease: A Systematic Review of Chronic Model of TNBS-Induced Colitis. J Clin Med. 2019; 8(10): 1574. doi: 10.3390/jcm8101574.

6. Kozik A.J., Nakatsu C. H., Chun H., Jones-Hall Y. L.Comparison of the fecal, cecal, and mucus microbiome in male and female mice after TNBS-induced colitis. PLoS One. 2019; 14(11): e0225079. doi: 10.1371/journal.pone.0225079.

7. Maduzia D., Matuszyk A., Ceranowicz D., Warzecha Z., Ceranowicz P., Fyderek K., et al. The influence of pretreatment with ghrelin on the development of acetic-acid-induced colitis in rats. J Physiol Pharmacol. 2015; 66(6): 875-85.

8. Wu B., Qiang L., Zhang Y., Fu Y., Zhao M., Lei Z., et al. The deubiquitinase OTUD1 inhibits colonic inflammation by suppressing RIPK1-mediated NF-κB signaling. Cell Mol Immunol. 2022; 19(2): 276-289. doi: 10.1038/s41423-021-00810-9.

9. Li H., Zhang Y., Liu M., Fan C., Feng C., Lu Q., et al. Targeting PDE4 as a promising therapeutic strategy in chronic ulcerative colitis through modulating mucosal homeostasis. Acta Pharm Sin B. 2022; 12(1): 228-245. doi: 10.1016/j.apsb.2021.04.007.

10. López-Estévez S., López-Torrellardona J.M., Parera M., Martínez V. Long-lasting visceral hypersensitivity in a model of DSS-induced colitis in rats. Neurogastroenterol Motil. 2022; 34(11): e14441. doi: 10.1111/nmo.14441.

11. Hayashi Y., Aoyagi K., Morita I., Yamamoto C., Sakisaka S. Oral administration of mesalazine protects against mucosal injury and permeation in dextran sulfate sodium-induced colitis in rats. Scand J Gastroenterol. 2009; 44(11): 1323-31. doi: 10.3109/00365520903262414.

12. Boussenna A., Joubert-Zakeyh J., Fraisse D., Pereira B., Vasson M. P., Texier O., et al. Felgines C. Dietary Supplementation with a Low Dose of Polyphenol-Rich Grape Pomace Extract Prevents Dextran Sulfate Sodium-Induced Colitis in Rats. J Med Food. 2016; 19(8): 755-8. doi: 10.1089/jmf.2015.0124.

13. Melgar S., Engström K., Jägervall A., Martinez V. Psychological stress reactivates dextran sulfate sodium-induced chronic colitis in mice. Stress. 2008; 11(5): 348-62. doi: 10.1080/10253890701820166.

14. Wirtz S., Popp V., Kindermann M., Gerlach K., Weigmann B., Fichtner-Feigl S., Neurath M. F. Chemically induced mouse models of acute and chronic intestinal inflammation. Nat Protoc. 2017; 12(7): 1295-1309. doi: 10.1038/nprot.2017.044.

15. Qu S., Fan L., Qi Y., Xu C., Hu Y., Chen S., et al. Akkermansia muciniphila Alleviates Dextran Sulfate Sodium (DSS)-Induced Acute Colitis by NLRP3 Activation. Microbiol Spectr. 2021; 9(2): e0073021. doi: 10.1128/Spectrum.00730-21.

16. Gu W., Zhang L., Han T., Huang H., Chen J. Dynamic Changes in Gut Microbiome of Ulcerative Colitis: Initial Study from Animal Model. J Inflamm Res. 2022; 15: 2631-2647. doi: 10.2147/JIR.S358807.

17. Rabin B.S., Rogers S. J. A cell-mediated immune model of inflammatory bowel disease in the rabbit. Gastroenterology. 1978; 75(1): 29-33.

18. Rules of work with laboratory rodents and rabbits GOST 33216-2014. Moscow, Standartinform Publ., 2016. (In Russ.)@@ ГОСТ 33216-2014. Правила работы с лабораторными грызунами и кроликами. - М.: Стандартинформ, 2016.

19. Eichele D.D., Kharbanda K. K. Dextran sodium sulfate colitis murine model: An indispensable tool for advancing our understanding of inflammatory bowel diseases pathogenesis. World J Gastroenterol. 2017; 23(33): 6016-6029. doi: 10.3748/wjg.v23.i33.6016.

20. Iwamoto M., Koji T., Makiyama K., Kobayashi N., Nakane P. K. Apoptosis of crypt epithelial cells in ulcerative colitis. J Pathol. 1996; 180(2): 152-9. doi: 10.1002/(SICI)1096-9896(199610)180:2<152:: AID-PATH649>3.0.CO;2-Y.

21. Häger C., Keubler L. M., Biernot S., Dietrich J., Buchheister S., Buettner M., et al. Time to Integrate to Nest Test Evaluation in a Mouse DSS-Colitis Model. PLoS One. 2015; 10(12): e0143824. doi: 10.1371/journal.pone.0143824.

22. Adamkova P., Hradicka P., Kupcova Skalnikova H., Cizkova V., Vodicka P., Farkasova Iannaccone S., et al. Dextran Sulphate Sodium Acute Colitis Rat Model: A Suitable Tool for Advancing Our Understanding of Immune and Microbial Mechanisms in the Pathogenesis of Inflammatory Bowel Disease. Vet Sci. 2022; 9(5): 238. doi: 10.3390/vetsci9050238.

23. Plotkin D.V., Reshetnikov M. N., Vinogradova T. I., Zyuzya Yu.R., Gafarov U. O., Zhuravlev V. Yu., et al. Selection of a model object for reproduction of abdominal tuberculosis. Tuberculosis and socially significant diseases. 2021; 3: 18-25. (In Russ.)@@ Плоткин Д. В., Решетников М. Н., Виноградова Т. И., Зюзя Ю. Р., Гафаров У. О., Журавлев В. Ю., и др. Выбор модельного объекта для воспроизведения абдоминального туберкулеза. Туберкулёз и социально значимые заболевания. 2021; (3): 18-25.

24. Hodgson H.J., Potter B. J., Skinner J., Jewell D. P. Immune-complex mediated colitis in rabbits. An experimental model. Gut. 1978; 19(3): 225-32. doi: 10.1136/gut.19.3.225.

25. Hotta T., Yoshida N., Yoshikawa T., Sugino S., Kondo M. Lipopolysaccharide-induced colitis in rabbits. Res Exp Med (Berl). 1986; 186(1): 61-9. doi: 10.1007/BF01851834.

26. Kawada M., Arihiro A., Mizoguchi E. Insights from advances in research of chemically induced experimental models of human inflammatory bowel disease. World J Gastroenterol. 2007; 13(42): 5581-93. doi: 10.3748/wjg.v13.i42.5581.

27. Solomon L., Mansor S., Mallon P., Donnelly E., Hoper M., Loughrey M., et al. The dextran sulphate sodium (DSS) model of colitis: an overview.Comp Clin Pathol. 2010; 19: 235-239. doi: 10.1007/s00580-010-0979-4.