Role of Bcl-2 inhibitors in acute pancretitis

Ostre zapalenie trzustki (OZT) jest schorzeniem dość powszechnym, stanowiącym istotny problem z punktu widzenia współczesnej medycyny, który obarczony jest powikłaniami oraz dość znaczną śmiertelnością. Współczesne metody leczenia obejmują leczenie zachowawcze oraz radykalne (interwencje chirurgiczne). Leczenie radykalne wiąże się z znacznym odsetkiem powikłań. Do tej pory nie opracowano leczenia swoistego. Dostępne dane literaturowe sugerują, że rodzaj śmierci komórkowej, komórek pęcherzykowych trzustki wpływa na przebieg OZT. Nekroza jest typowa dla OZT o ciężkim przebiegu, natomiast duża ilość komórek apoptotycznych koreluje z łagodnym OZT. Dlatego indukcja apoptozy w komórkach pęcherzykowych trzustki w ostrym stanie zapalnym może być ciekawym celem terapeutycznym, mogącym łagodzić przebieg tego schorzenia.Celem przeprowadzonych doświadczeń było zbadanie wpływu, inhibitorów białek z rodziny Bcl-2 – navitoclax (NAV), venetoclax (VEN) – na przebieg ostrego zapalenia trzustki oraz związane z nim uszkodzenie płuc. W badaniach wykorzystano alkoholowy model ostrego zapalenia trzustki u myszy szczepu C57BL/6J, w którym OZT uzyskano przez iniekcję dootrzewnową mieszaniny zawierającej etanol (EtOH) i kwas palmitooleinowy (POA). Myszyktóre podzielono na 6 równych grup eksperymentalnych: grupa kontrolna (CTRL), kontrolna + navitoclax (NAV), kontrolna + venetoclax (VEN), ostre zapalenie trzustki (OZT), OZT + navitoclax (OZT NAV) oraz OZT + venetoclax (OZT, VEN). Eksperyment został zakończony 24 godziny po indukcji ostrego zapalenia trzustki, a pobrane tkanki (trzustka, płuca, nerki, śledziona, krew). Następnie tkanki zostały wyizolowane celem dalszych analiz. Trzustki i płuca wybarwiono przy użyciu hematoksyliny/eozyny i dokonano oceny histopatologicznej. Komórki apoptotyczne w tkankach zidentyfikowano przy pomocy przeciwciał na aktywną kaspazę 3 techniką barwienia immunohistofluorescenyjnego. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że inhibicja anty-apoptotycznych białek z rodziny Bcl-2 przy pomocy venetoclaxu i navitoclaxu powoduje zwiększenie apoptozy przy jednoczesnym obniżeniu nekrozy w tkance. To z kolei wiąże się z łagodniejszym przebiegiem ostrego stanu zapalnego w trzustce, odzwierciedlonym w ocenie histopatologicznej. Dodatkowo zastosowanie venetoclaxu powoduje mniejsze uszkodzenie płuc w przebiegu ostrego zapalenia trzustki; efektu tego nie zaobserwowano dla navitoclaxu. Ponadto, w przeciwieństwie do navitoclaxu, zastosowanie venetoclaxu nie powodowało u zwierząt doświadczalnych trombocytopenii.Uzyskane przez nas wyniki sugerują, że zastosowanie inhibitorów białek z rodziny Bcl-2 w OZT powoduje łagodniejszy przebieg choroby. Venetoclax powoduje mniej efektów ubocznych w porównaniu do navitoclaxu, oraz aktualnie dopuszczony jest do praktyki klinicznej do leczenia innych schorzeń dlatego, w niedalekiej przyszłości może znaleźć zastosowanie w leczeniu OZT.

Acute pancreatitis (AP) is a common disease that is one of the most challenging conditions of our modern society, still associated with substantial morbidity and mortality. Despite new advances in medicine, there is no specific and effective cure available against AP. Current methods of treatment include supportive and surgical interventions. The latter is associated with a significant number of long- and- short- term complications. The available data suggest that the type of pancreatic acinar cell death can affect the severity of AP. While necrotic cell death is typical for severe AP, high level of apoptosis correlates with mild cases of this disease. Therefore, directing pancreatic acinar cells towards apoptosis might be a therapeutic strategy to alleviate the inflammatory reaction in AP and improve the patient outcomes.The conducted experiments aimed to investigate the role of Bcl-2 protein inhibitors in an alcoholic model of AP in mice. C57BL/6J mice were equally divided into 6 groups: control that only received drug vehicles (CTRL), control treated with navitoclax (NAV), control treated with venetoclax (VEN), a group that had acute pancreatitis induced (OZT NAV), AP treated with navitoclax and AP treated with venetoclax (OZT VEN). Alcoholic AP was induced by intraperitoneal injections of a mixture containing ethanol and palmitoleic acid (POA). The animals were euthanised 24 hours after the induction of inflammation and the tissues (pancreas, spleen, kidneys, lungs, blood) were collected for further processing and downstream analyses. The histopathological assessment was carried out on the pancreata and lungs stained with hematoxylin and eosin. Apoptotic cells in the tissues were identified by immunohistofluorescence staining with anti-cleaved CASP3 antibodies.Our results show that inhibition of anti-apoptotic Bcl-2 family proteins via venetoclax and navitoclax increases apoptosis and decreases necrosis in the investigated tissues. This results in milder inflammation, reflected by a the lower (better) histopathological scores. Moreover, venetoclax alleviates lung injury normally present in AP; this effect was not observed for treatment with navitoclax. Venetoclax did not cause thrombocytopenia in the experimental animals.We conclude that Bcl-2 inhibitors attenuate inflammation and tissue injury in AP. Since venetoclax shows less side effects than navitoclax and has already been introduced into the clinic for treatment of other diseases, it may soon find its application in the therapy of AP.