مطالعه اثر آسکوربیک اسید بر سمیت کبدی ناشی از دوکسوروبیسین در موش سوری

نوع مقاله : بهداشت و بیماری های دام های کوچک

نویسندگان

1 دانش آموخته دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه بیماری‌های داخلی دام‌های کوچک، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 گروه علوم زیستی مقایسه‌ای، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 بخش اپیدمیولوژی و بیماری های مشترک گروه بهداشت و کنترل مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران

5 گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی لرستان، خرم آباد، ایران

چکیده

زمینۀ مطالعه: دوکسوروبیسین از پرکاربردترین داروهای شیمی‌درمانی ضدسرطان در طب دام‌های کوچک است. این دارو می‌تواند سبب ایجاد سمیت در قلب، کبد، مغز و کلیه شود.
هدف: مطالعه حاضر به منظور ارزیابی اثر تجویز آسکوربیک اسید بر سمیت کبدی ناشی از داروی دوکسوروبیسین در موش سوری انجام شد.
روش‌کار: ۲۴ سر موش سوری نژاد Balb/c به صورت تصادفی به چهار گروه تقسیم شدند. گروه اول نرمال سالین، گروه دوم آسکوربیک اسید به میزان 100 میلی‌گرم/کیلوگرم، گروه سوم دوکسوروبیسین به میزان 8 میلی‌گرم/کیلوگرم و گروه چهارم آسکوربیک اسید و دوکسوروبیسین را با همان دوزهای گروه دوم و سوم به صورت داخل صفاقی دریافت کردند. سه هفته پس از تجویز دارو، موش‌ها آسان‌کشی شدند. میزان فعالیت آنزیم‌های ALP، ALT، AST و غلظت بیلی‌روبین تام در سرم اندازه‌گیری شد. همچنین نمونه‌های کبد مورد ارزیابی هیستوپاتولوژی قرار گرفتند.
نتایج: میزان فعالیت آنزیم‌های ALP، ALT، AST، غلظت بیلی‌روبین تام سرم و شدت آسیب کبدی از لحاظ هیستوپاتولوژی در موش‌هایی که همراه با دوکسوروبیسین، آسکوربیک اسید دریافت کرده بودند به صورت معنی‌داری از موش‌هایی که فقط دوکسوروبیسین دریافت کرده بودند پایین‌تر بود.
نتیجه‌گیری نهایی: نتایج این مطالعه تجربی حاکی از آن است که تجویز آسکوربیک اسید می تواند در کاهش سمیت کبدی ناشی از داروی دوکسوروبیسین در موش سوری موثر باشد. بنابراین مطالعات بیشتر برای استفاده بالینی از این ترکیب همراه با دوکسوروبیسین در دام‌های کوچک پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Effects of Ascorbic Acid on Doxorubicin-Induced Hepatotoxicity in Mice

نویسندگان [English]

  • Ali Hatamkhani 1
  • Dariush Shirani 2
  • Ali Rassouli 3
  • Saeed Bokaei 4
  • Omid Dezfoulian 5
1 Graduated from the Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Department of Small Animal Internal Medicine, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Department of Comparative Biosciences, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Department of Epidemiology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran
5 Department of Pathobiology, Faculty of Veterinary Medicine, Lorestan University, Khorramabad, Iran
چکیده [English]

BACKGROUND: Doxorubicin is one of the most widely used anticancer chemotherapeutic agents in small animal practice. The use of doxorubicin can cause cardiotoxicity, hepatotoxicity, neurotoxicity, and nephrotoxicity.
OBJECTIVES: This study was carried out to evaluate the effects of ascorbic acid on doxorubicin hepatotoxicity in mice.
METHODS: Twenty-four Balb/c mice were randomly divided into four groups. Group one received normal saline, group two received 100 mg/kg ascorbic acid, group three received 8 mg/kg doxorubicin and group four received ascorbic acid and doxorubicin intraperitoneally, with the same doses of groups 2 and 3. Twenty-one days after injection, the mice were euthanized. The activities of ALP, ALT, AST enzymes and total bilirubin levels in the serum samples were measured. Liver samples were evaluated histopathologically.
RESULTS: The activities of ALP, ALT, AST, and total bilirubin levels and histopathologic scores of hepatotoxicity were significantly lower in the group that received ascorbic acid + doxorubicin in comparison to those of the doxorubicin group.
CONCLUSIONS: Ascorbic acid may be useful in the prevention of doxorubicin hepatotoxicity in mice. Further studies are recommended for evaluation of the use of ascorbic acid in small animals.

کلیدواژه‌ها [English]

  • cancer
  • mice
  • doxorubicin
  • Ascorbic acid
  • hepatotoxicity

مقدمه


با افزایش آگاهی صاحبان سگ‌ها و گربه‌های خانگی از نحوه نگهداری و تغذیه آن‌ها و نیز پیشرفت علم دامپزشکی طول عمر این حیوانات و در نتیجه میزان ابتلاء آن‌ها به بیماری‌های نئوپلاستیک رو به افزایش است. امروزه سرطان یکی از مهم‌ترین عوامل مرگ و میر در سگ‌ها و گربه‌های خانگی به شمار می‌رود.  شیمی‌درمانی از اصلی‌ترین روش‌ها در مدیریت و درمان سرطان‌های سگ و گربه به شمار می‌رود (2،3،17).

دوکسوروبیسین از جمله پرمصرف‌ترین داروهای شیمی‌ درمانی در دام‌های کوچک است. از این دارو در درمان لنفوم، سارکوم بافت نرم، استئوسارکوم و همانژیوسارکوم در سگ استفاده می‌شود. استفاده روز‌افزون از این دارو در درمان انواع سرطان، توجه وافری را نسبت به کنترل اثرات جانبی آن طلب می‌کند. سمیت قلبی یکی از عوامل محدودکننده استفاده از این دارو است و تحقیقات متعددی روی روش‌های کنترل این سمیت انجام گرفته است.سمیت کبدی از دیگر عوارض جانبی استفاده از دوکسوروبیسین، اخیراً بسیار مورد توجه قرار گرفته و تأثیر داروهای مختلف بر کاهش آن بررسی شده است اما بنا بر اطلاعات نگارندگان تا کنون گزارشی از تاثیر آسکوربیک اسید بر سمیت کبدی حاصل از تجویز تک دوز دوکسوروبیسین در موش‌های آزمایشگاهی در دست نیست. در این مطالعه، تأثیر تجویز داخل صفاقی آسکوربیک اسید پیش از استفاده از دوکسوروبیسین بر سمیت کبدی ناشی از این دارو مورد مطالعه قرار گرفت (3،5،6،7،8،9،12،13،14،16،17،18).

مواد و روش کار

تعداد ۲۴ سرموش آزمایشگاهی نژاد Balb/c (۱۲ سر موش نر و ۱۲ سر موش ماده) با وزن 59/0±36/23 گرم به‌منظور تطبیق با شرایط جدید، به مدت ۲ هفته در بخش نگهداری از حیوانات آزمایشگاهی در شرایط کم‌استرس، با دسترسی آزاد به آب و غذا و تحت نوردهی ۱۲ ساعته در شبانه روز نگهداری شدند و طی این زمان وضعیت سلامتی آن‌ها از نظر بالینی مورد پایش قرار گرفت. موش‌ها به صورت توزیع تصادفی به چهار گروه شش‌تایی تقسیم شدند:‌ گروه ۱ نرمال سالین، گروه ۲ آسکوربیک اسید به میزان 100 میلی‌گرم/کیلوگرم، گروه ۳ دوکسوروبیسین به میزان 8 میلی‌گرم/کیلوگرم و گروه ۴ آسکوربیک اسید به میزان 100 میلی‌گرم/ کیلوگرم همراه با دوکسوروبیسین به میزان 8 میلی‌گرم/کیلوگرم دریافت کردند. در مطالعه حاضر از محلول 50 میلی‌گرم/25 میلی‌لیتر دوکسوروبیسین با نام تجاری Doxorubicin Ebewe، محصول شرکت Ebewe اتریش و از آمپول 500 میلی‌گرم/5 میلی‌لیتر آسکوربیک اسید با نام تجاری Vitamin C DP محصول شرکت داروپخش ایران استفاده شد.

در پایان روز بیست و یکم پس از تجویز دارو موش‌ها آسان‌‌کشی شدند و میزان آنزیم­های ALP، ALT، AST و بیلی‌روبین تام در نمونه سرم خون موش‌ها اندازه گیری گردید. قطعاتی از بافت کبد نیز در فرمالین 10 درصد جهت ارزیابی هیستوپاتولوژی از طریق رنگ آمیزی با هماتوکسیلین و ائوزین به آزمایشگاه ارسال شد. ضایعات هیستوپاتولوژی شامل 1) التهاب پارانشیم یا نفوذ سلول­های آماسی، 2) پری‌کلانژیت، 3) هیپرپلازی مجاری صفراوی و 4) واکوئله شدن هپاتوسیت‌ها بود که به ترتیب میزان ضایعات از ۰ تا ۳ درجه بندی شد.

تجزیه و تحلیل آماری: داده‌های حاصل از این مطالعه با به کارگیری نرم افزار SPSS نسخه 16 و استفاده از روش‌های توصیفی و تحلیلی به شرح زیر مورد بررسی قرار گرفت: ابتدا فراوانی نسبی متغیر وابسته (ضایعات/تغییرات بافتی کبد) برحسب گروه‌های تیمار و شاهد محاسبه شد. سپس از آزمون مربع کای و آزمون دقیق فیشر برای مقایسه فراوانی نسبی سمیت کبدی در گروه‌های تیماری با یکدیگر استفاده گردید. همچنین برای مقایسه میزان آنزیم‌های اندازه‌گیری شده، از آزمون آنالیز واریانس یک‌طرفه و آزمون تعقیبی توکی استفاده شد.

نتایج

میزان آنزیم آلکالاین فسفاتاز (ALP) در گروه دوکسوروبیسین (82/8±213 واحد/لیتر) به طور معنی‌داری بیشتر از گروه آسکوربیک اسید + دوکسوروبیسین (9/10±2/130 واحد/لیتر)، گروه آسکوربیک اسید (36/4±2/113 واحد/لیتر) و گروه کنترل (84/3±5/111 واحد/لیتر) بود (001/0>P). میزان آنزیم آلانین آمینوترنسفراز (ALT) در گروه دوکسوروبیسین (69/7±8/140 واحد/لیتر) به طور معنی‌داری بیشتر از گروه آسکوربیک اسید + دوکسوروبیسین (40/4±8/79 واحد/لیتر)، گروه آسکوربیک اسید (81/2±8/77 واحد/لیتر) و گروه کنترل (41/1±0/73 واحد/لیتر) بود (001/0>P). همچنین میزان آنزیم آسپارتات آمینوترنسفراز (AST) در گروه دوکسوروبیسین (39/4±3/251 واحد/لیتر) به طرز معنی‌داری بیشتر از گروه آسکوربیک اسید + دوکسوروبیسین (54/4±0/194 واحد/ لیتر)، گروه آسکوربیک اسید (26/2±0/171 واحد/لیتر) و گروه کنترل (09/2±3/169 واحد/ لیتر) بود (001/0>P). در نهایت میزان بیلی‌روبین تام سرم در گروه دوکسوروبیسین (16/0±53/1 میلی‌گرم/ دسی‌لیتر) به طرز معنی‌داری بیشتر از گروه آسکوربیک اسید + دوکسوروبیسین (10/0±73/0 میلی‌گرم/ دسی‌لیتر)، گروه آسکوربیک اسید (74/0±52/0 میلی‌گرم/ دسی‌لیتر) و گروه کنترل (07/0±49/0 میلی‌گرم/دسی‌لیتر) بود (001/0>P). 

نتایج حاصل از بررسی هیستوپاتولوژیک بافت کبد در جدول ۱ خلاصه شده است. ضایعات هیستوپاتولوژی نمونه‌های کبد در گروه دوکسوروبیسین به صورت معنی‌داری بیشتر از گروه آسکوربیک اسید +‌ دوکسوروبیسین، گروه آسکوربیک اسید و گروه شاهد بود (تصویر ۱). وجود ضایعه از نوع التهاب پارانشیم در تمام موش‌های گروه مواجهه با دوکسوربیسین ملاحظه شد ولی درگروه کنترل و گروه مواجهه با آسکوربیک اسید حتی یک مورد نیز مشاهده نشد. آزمون مربع کای این تفاوت را به شدت معنی‌دار دانست (0039/0=P). در گروه تیماری دوکسوروبیسین + آسکوربیک اسید فقط  نیمی از موش‌ها دچار التهاب پارانشیم شدند که آزمون مربع کای این اختلاف را نسبت به گروه دوکسوروبیسین و سایر گروه‌ها معنی‌دار ندانست (1824/0=P).

درمورد پری‌کلانژیت نیز 3/83 درصد موش‌ها به آن مبتلا شدند در حالی که در سه گروه تیماری دیگر حتی در یک موش نیز این ضایعات دیده نشد. آزمون مربع کای اختلاف گروه مواجهه با دوکسوربیسین را با سایر گروه‌ها معنی‌دار دانست (019/0=P).

 در مطالعه حاضر هیپرپلازی مجاری صفراوی در گروه مواجهه با دوکسوروبیسین در 100 درصد موش‌ها و در گروه مواجهه با دوکسوروبیسین + آسکوربیک اسید در 3/33 درصد موش‌ها رخ داد. در گروه شاهد و گروه مواجهه با آسکوربیک اسید این میزان صفر بود. آزمون مربع کای اختلاف گروه دوکسوروبیسین را با گروه دوکسوروبیسین + آسکوربیک اسید معنی‌دار ندانست (0662/0=P) در در حالی که اختلاف آن با دو گروه دیگر به شدت معنی‌دار بود (0039/0=P).

نتایج نشان داد که ضایعه واکوئل‌دار شدن سلول‌های کبد در تمامی موش‌های مربوط به گروه دوکسوروبیسین اتفاق افتاده بود، درحالی که در سه گروه دیگر حتی یک مورد نیز دیده نشد. آزمون مربع کای این اختلاف را با سه گروه دیگر به شدت معنی‌دار دانست (0029/0=P).

وجود ضایعه شدید از نوع التهاب پارانشیم در7/66 درصد موش­های گروه مواجهه با دوکسوربیسین ملاحظه شد ولی درسایر گروه‌های تیماری حتی یک مورد نیز مشاهده نشد. آزمون مربع کای این تفاوت را معنی‌دار ندانست (0662/0=P). درمورد پری‌کلانژیت شدید نیز 0/50 درصد موش‌های گروه مواجهه با  دوکسوربیسین این وضعیت را نشان دادند در حالی که در سه گروه تیماری دیگر حتی در یک موش نیز ضایعه دیده نشد. آزمون مربع کای اختلاف گروه مواجهه با دوکسوربیسین را با سایر گروه‌ها معنی‌دار ندانست (1824/0=P). هیپرپلازی شدید مجاری صفراوی در گروه مواجهه با دوکسوروبیسین نیز در 50 درصد موش ها رخ داد و درسه گروه دیگر این نسبت صفر بود. آزمون مربع کای این اختلاف را با سه گروه دیگر معنی‌دار ندانست (1834/0=P). نتایج نشان داد که وسعت بسیار زیاد واکوئل‌دار شدن سلول‌های کبد در 3/83  درصد موش‌های مربوط به گروه دوکسوروبیسین اتفاق افتاده، در حالی که در سه گروه دیگر حتی یک مورد نیز دیده نشد. آزمون مربع کای این اختلاف را معنی‌دار دانست (019/0=P).

بحث

نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که استفاده از آسکوربیک اسید می‌تواند سبب کاهش معنی‌دار غلظت آنزیم‌های ALT، AST، ALP و بیلی‌روبین تام در سرم در موش‌های آزمایشگاهی که دوکسوروبیسین دریافت کرده‌اند شود. دوکسوروبیسین در کبد تجمع می‌یابد و بخش عمده پاک‌سازی آن از مسیر کبدی-صفراوی است. تجمع این دارو در کبد سبب افزایش نفوذپذیری غشای سلول‌های کبدی و در نتیجه افزایش غلظت آنزیم‌های کبدی می‌گردد. دلیل افزایش مقدار بیلی‌روبین تام سرم را می‌توان مکانیسم‌های دفاعی در برابر آسیب‌های ایجاد شده بر اثر تجمع رادیکال‌های آزاد مانند افزایش دهندگان الکترون از جمله بیلی‌روبین دانست. Mansouri و همکاران در سال ۲۰۱۷ نشان دادند که تزریق داخل صفاقی دوکسوروبیسین می‌تواند سبب افزایش آنزیم‌های ALP، AST، ALT و بیلی روبین تام در رت گردد (4،11).

مطالعه‌ میکروسکوپیک بافت کبد در مطالعه‌ حاضر نشان‌دهنده‌ آسیب شدید کبد بر اثر تجویز دوکسوروبیسین بود. آسیب کبدی می‌تواند به دلیل استرس اکسیداتیو ناشی از واسطه‌های ری‌اکتیو دوکسوروبیسین از جمله سمی‌کوینون باشد. ایجاد واسطه‌های رادیکال از آنتراسایکلین‌ها در مطالعات پیشین گزارش شده است. این واسطه‌های رادیکال، با اکسیژن واکنش می‌دهند و رادیکال‌های آزاد اکسیژن ایجاد می‌کنند که بر اثر واکنش آن‌ها با ماکرومولکول‌های سلول، آسیب سلولی ایجاد می‌شوند. Niu و همکاران در سال ۲۰۱۵ نشان دادند که اختلالات متابولیکی ناشی از سمیت کبدی دوکسوروبیسین، عمدتاً شامل متابولیسم آمینواسید، مسیرهای لیپید، متابولیسم پورین، متابولیسم انرژی، اختلال در بیوترنسفورماسیون و استرس اکسیداتیو است. Jacevic و همکاران در سال 2017 تاثیر داروهای مختلف را بر کاهش مسمومیت کبدی داروی دوکسوروبیسین بررسی کردند. آن‌ها تأثیر نانوذره‌های Fullerenol را بر جلوگیری از آسیب حاد کبدی حاصله از مصرف دوکسوروبیسین در رت بررسی کردند و دریافتند که مصرف همزمان این نانوذره با دوکسوروبیسین می‌تواند باعث کاهش معنی‌دار مسمومیت کبدی شود. در این مطالعه، تغییرات مورفولوژیکی مشاهده شده در گروه دوکسوروبیسین کاملاً با نتایج مطالعه‌ حاضر هم‌خوانی دارد. درمان با آسکوربیک اسید در مطالعه‌ حاضر سبب جلوگیری از تغییرات ساختاری ایجاد شده بر اثر استفاده از دوکسوروبیسین شد به طوری که مورفولوژی سلول‌ها در گروه دوکسوروبیسین + آسکوربیک اسید، بسیار نزدیک به مورفولوژی سلول‌های کبدی در گروه کنترل بود. خاصیت آنتی اکسیدانی آسکوربیک اسید در مطالعات متعددی نشان داده شده است. Akolkar و همکاران در سال ۲۰۱۷ نشان دادند که آسکوربیک اسید با دستکاری در نیتریک اکساید سنتاز سبب کاهش استرس نیتروزاتیو ایجاد شده بر اثر مصرف داروی دوکسوروبیسین می‌گردد. Ludke و همکاران در سال 2012 گزارش دادند که آسکوربیک اسید می‌تواند از آسیب‌های غشایی و داخل سیتوپلاسمی ناشی از مصرف دوکسوروبیسین در سلول‌های قلبی جلوگیری کند. در نهایت، از یافته‌های مطالعه‌ حاضر می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از آسکوربیک اسید می‌تواند سبب کاهش آسیب کبدی ناشی از مصرف دوکسوروبیسین در موش سوری شود (1،6،10،14،15).

تجویز دوکسوروبیسین در مطالعه حاضر سبب ایجاد ضایعات کبدی از جمله التهاب پارانشیم، هیپرپلازی مجاری صفراوی، پری‌کلانژیت و واکوئله‌شدن هپاتوسیت‌ها شد. در مطالعه Mansouri و همکاران در سال 2017، استفاده از دوکسوروبیسین سبب ایجاد ضایعات پاتولوژیک از جمله دژنراسیون هپاتوسیت‌ها، اتساع سینوزوئیدها، واکوئله‌شدن هپاتوسیت‌ها و جمع‌شدگی هسته شد. استفاده از آسکوربیک اسید، سبب کاهش معنی‌دار این ضایعات در گروه تیماری دوکسوروبیسین + آسکوربیک اسید گردید. Akolkar و همکاران پیشتر در سال 2017، تأثیر استفاده از آسکوربیک اسید بر کاهش استرس نیتروزاتیو ناشی از مصرف دوکسوروبیسین را بر سلول‌های قلبی رت نشان داده‌اند. استفاده از پراواستاتین نیز پیشتر بر روی جلوگیری از سمیت کبدی دوکسوروبیسین نشان داده شده است (1،11).

نتیجه‌گیری نهایی: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد استفاده از آسکوربیک اسید همزمان با تجویز دوکسوروبیسین می‌تواند به صورت معنی‌داری سبب کاهش سمیت کبدی در موش سوری شود. لذا مطالعات بیشتر برای استفاده بالینی از این ترکیب همراه با دوکسوروبیسین در حیوانات هدف پیشنهاد می‌شود.

سپاسگزاری

نویسندگان از دکتر احد محمدنژاد، دکتر حامد منصور و دکتر مصطفی حاجی نصرالله به خاطر همکاری در انجام این طرح تحقیقاتی تقدیر و تشکر به عمل می آورند.

تعارض منافع

بین نویسندگان تعارض در منافع گزارش نشده است.

 

تصویر 1-الف. گروه کنترل. پارانشیم بافت کبد سالم و سلول‌های کبدی فاقد تغییرات پاتولوژیک. درشت‌نمایی ۱۰۰.

تصویر 1-ب. گروه کنترل. پارانشیم بافت کبد سالم و سلول‌های کبدی فاقد تغییرت پاتولوژیک. درشت‌نمایی ۴۰۰.

تصویر 1-ج. گروه دوکسوروبیسین. هایپرپلازی مجاری صفراوی. درشت‌نمایی ۴۰۰.

تصویر 1-د. گروه دوکسوروبیسین. هایپرپلازی مجاری صفراوی همراه با التهاب اطراف مجاری (پری کلانژیت {پیکان‌ها}). درشت‌نمایی ۴۰۰.