Efecto del berro (Nasturtium officinale) y Lactobacillus rhamnosus silvestres sobre la fibrosis hepática en rata Wistar

Abstract

RESUMEN La fibrosis hepática es la acumulación excesiva de proteínas de la matriz extracelular, en el curso de procesos reactivos y de reparación. La fibrosis se desarrolla debido a diversas enfermedades y representa un problema no resuelto, diagnóstica y terapéuticamente. La fibrosis hepática es un problema de salud mundial. La fibrosis hepática avanzada y las enfermedades crónicas del hígado resultan en cirrosis, con alta mortalidad y morbilidad. El desarrollo de estrategias terapéuticas para el tratamiento de la fibrosis se ha convertido en un punto importante para los investigadores clínicos y de ciencias básicas. El objetivo del presente trabajo es evaluar los efectos del berro (Nasturtium officinale) y Lactobacillus rhamnosus como tratamientos antifibróticos en un modelo de inducción de fibrosis con Tetracloruro de Carbono (CCl4) en rata. Métodos: Se utilizaron seis grupos de ratas Wistar machos. A cada grupo se le asignó un tratamiento diferente: 1) Grupo control de ratas sanas: no recibieron ni Tetracloruro de Carbono, ni berro, ni Lactobacillus rhamnosus. A los demás grupos, del 2 al 6, se les indujo fibrosis hepática mediante Tetracloruro de carbono (0.8 mL/kg de la mezcla 1:1 v/v de CCl4 y petrolato), dos veces a la semana durante 8 semanas consecutivas, para la inducción de fibrosis hepática, y para el grupo 2 (control positivo de las cuatro semanas), donde se aplicó dos veces a la semana únicamente durante 4 semanas consecutivas. El grupo 3 es el control positivo de las 8 semanas. De los grupos 4-6: recibieron su tratamiento respectivo de la semana cuatro a la ocho, cinco veces a la semana. Grupo 4) Recibió berro (extracto de Nasturtium officinale, 600 mg/kg/animal/día). Grupo 5) Recibió cepa silvestre de Lactobacillus rhamnosus (5x109UFC/mL/animal/día). Grupo 6) Recibieron extracto de berro (600 mg/kg/animal/día) y Lactobacillus rhamnosus (5x109UFC/mL/animal/día) en iguales proporciones. Se midieron periódicamente el peso de las ratas, rangos de supervivencia. Para evaluar la función hepática, se midieron los niveles de marcadores séricos (urea, fosfatasa alcalina, aspartato aminotransferasa, alanina aminotransferasa y albumina), se les realizó histopatología a las laminillas con tejido hepático y del intestino grueso (utilizando tinción de Hematoxilina-Eosina, y de Rojo Sirio). Adicionalmente, se analizó mediante qPCR la interleucina-10 (IL-10), interleucina-1 (IL-1) y colágena. Resultados: De los tres tratamientos, Berro, Lactobacilos y mezcla de ambos, se tienen los siguientes resultados: para el tratamiento de la fibrosis con extracto de Berro se observó una disminución del xxv grosor y cantidad de las fibras de colágena, así como una protección en la funcionalidad del hígado ya que no hay incremento en AST y ALT a las 8 semanas, a diferencia del control positivo en el que hay un aumento significativo. Posiblemente este efecto antifibrótico y protector de la función hepática sea en respuesta a la actividad antioxidante del berro ya que generó una respuesta antinflamatoria a través de IL-10. Las bacterias probióticas promovieron un efecto atenuante del daño hepático, el daño histológico del parénquima no se recuperó por completo, pero hubo una mejora considerable y visible por la disminución de los depósitos de colágeno, restaurando la funcionalidad del hígado. El efecto del CCl4 indujo una sobreexpresión de IL-1 en hígado, mientras que el efecto de las bacterias fue disminuir esta expresión e incrementar un perfil antinflamatorio a nivel hepático e intestinal causando protección al parénquima hepático mediante la reparación del tejido. La combinación del extracto con las bacterias probióticas, generaron una protección en la funcionalidad hepática ya que hay un leve incremento en AST y ALT sin llegar a los niveles del control positivo. Además, se puede observar el efecto antifibrótico de esta combinación Berro-Lacto, con la elevación de IL-10 tanto en hígado como en intestino, induciendo en hígado la reparación de tejido mediante la proliferación de tejido y la inhibición de apoptosis de células epiteliales. Conclusiones: Los resultados obtenidos muestran que el extracto de Nasturtium officinale y el tratamiento con Lactobacillus rhamnosus, así como su combinación, tienen efectos antifibróticos y hepatoprotectores, en el modelo de rata Wistar.

ABSTRACT Liver fibrosis is the excessive accumulation of extracellular matrix proteins, in the course of reactive and reparative processes. Fibrosis develops because of several diseases and presents a major diagnostically and therapeutically unsolved problem. Liver fibrosis is a worldwide health problem. Advanced liver fibrosis and chronic liver diseases results in cirrhosis, with high morbidity and mortality. The development of therapeutic strategies for the treatment of fibrosis has become an important focus for basic and clinical researchers. The aim of the present study is to evaluate the effects of watercress (Nasturtium officinale) and Lactobacillus rhamnosus as antifibrotic treatments in rodent models of carbon tetrachloride (CCl4)-induced fibrosis. METHODS: Six groups of male Wistar rat have been used. Each group was assigned with a different treatment: 1) healthy control group rats: didn´t received carbon tetrachloride, neither Watercress or Lactobacillus rhamnosus. Groups 2-6 received carbon tetrachloride (0.8 mL/kg of 1:1 v/v mixture of CCl4 and petrolatum) two times per week for 8 consecutive weeks for induction of liver cirrhosis, and in Group 2 (positive control of 4 weeks): two times per week for 4 consecutive weeks. Groups 4-6 received their respective treatment from week 4 to 8, five times per week. Group 4) Received watercress (Nasturtium officinale extract, 600 mg/kg/animal/day). Group 5) Received wild L. rhamnosus (5x109 CFU/mL/animal/day). Group 6) Received Nasturtium officinale extract (600 mg/kg/animal/day) and L. rhamnosus (5x109 CFU/mL/animal/day) in equal proportions. Body weights, survival rates, levels of serum markers (urea, alkaline phosphatase, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase and albumin) were measured to evaluate hepatic function, histopathology of liver and large intestine tissue slices (using Sirius red and hematoxylin and eosin [HyE] staining). Additionally, interleukin-10 (IL-10), interleukin-1 (IL-1) and collagen was analyzed trough qPCR. RESULTS: In the fibrosis treatment with watercress it was observed a decrease in the thickness of collagen fibers, as well as a protection in the liver functionality since the lack of increment in AST and ALT at the 8 weeks, compared with the positive control in which there is a significant increase. The antifibrotic and protective effect of the liver function maybe due in response to the antioxidant activity of the watercress since it generate an anti-inflammatory action through the IL-10. xxvii The probiotic bacteria promoted a mitigating effect against liver damage, the histological damage in the liver parenchyma were not fully recovered, but there was a considerable and visible improvement in the decrease in the amounts of collagen deposits, retribushing the liver functionality. The CCl4 effect induced a liver IL-1 overexpression, meanwhile the bacteria effect was to diminish this expression and increase the anti-inflammatory effect of the liver and the colon, causing protection of the liver parenchyma trought tissue repair. The combination of the extract and the probiotic bacteria, generate a protection in the liver functionality since there is a slight increase in the AST and ALT levels without reaching the positive control levels. Also, it can be observed the antifibrotic effect of the Berro-Lacto treatment, with the increase of IL-10 in liver and colon, inducing in liver the tissue repair trought proliferation of the tissue and inhibiting apoptosis in the epitelial cells. CONCLUTIONS: These results show that the Nasturtium officinale extract, the Lactobacillus rhamnosus treatment, and the combination of both, have an antifibrotic effect and an hepatoprotective effect in the Wistar rat model.