Pelagia noctiluca (Scyphozoa) Ін’єкція сирого отрути викликає окислювальний стрес та запальну реакцію у щурів

Джузеппе Брускетта

1 Департамент біологічних та екологічних наук, Мессінський університет, Viale Ferdinando Stagno D’Alcontres 31, Мессіна 98166, Італія; Електронні листи: ti.eminu@gattehcsurb (G.B.); ti.eminu@irezzillepmid (D.I.); ti.eminu@aoniram (А.М.); ti.eminu@damhaa (A.A.); [email protected] (N.S.); ti.eminu@rotavlas (S.C.); ti.eminu@otisopsee (E.E.)

Даніела Імпеллізарі

Россана Морабіто

2 Департамент гуманітарних та соціальних наук, Університет Мессіни, Via T. Cannizzaro 278, Мессіна 98122, Італія; Електронна пошта: ti.eminu@otibaromr

Анжела Маріно

Акбар Ахмад

Нунціакарла Спано

Джузеппа Ла Спада

Сальваторе Куццокреа

3 Манчестерський центр біомедичних досліджень, Манчестерський королівський лазарет, Університет Манчестера, Манчестер M13 9PL, Великобританія

Емануела Еспозіто

Анотація

Токсини кнідарі є багатим джерелом біологічно активних сполук. Оскільки вони можуть діяти через окислювальні стресові події, метою цього дослідження було перевірити, чи не спричиняє сира отрута, видобута з медуз Pelagia noctiluca, запалення та процеси окисного стресу, які, як відомо, опосередковуються виробництвом реактивних видів кисню (АФК), у щури. У першому наборі експериментів тваринам вводили сиру отруту (у трьох різних дозах 6, 30 і 60 мкг/кг, суспендовану в сольовому розчині, внутрішньовенно) для перевірки смертності та можливих змін артеріального тиску. У другому наборі експериментів, щоб підтвердити, що сира отрута Pelagia noctiluca підсилює утворення АФК і може сприяти патофізіології запалення, тварин, яким вводили сиру отруту (30 мкг/кг), також обробляли темполом, потужним антиоксидантом (100 мг/кг ip, через 30 і 60 хв після сирої отрути). Введення темполу після виклику сирої отрути спричинило значне зниження кожного параметра, пов'язаного із запаленням. Тут продемонстровано потенційний вплив сирої отрути Pelagia noctiluca на системний запальний процес, додавши нову інформацію про його біологічну активність.

1. Вступ

Серед скіфозой Pelagia noctiluca, голопланктонний епіпелагічний зразок, є однією з найнебезпечніших медуз у Середземному морі, де її цвітіння було дуже рясним протягом багатьох років [10]. Для перевірки та, можливо, вимірювання токсичності неочищеної отрути Pelagia noctiluca, склад якої досі не був повністю визначений, проводили біологічні аналізи in vivo та in vitro [6,17,18]. Випадковий контакт людини з цією медузою спричиняє одночасне скидання нематоцист, впорскування отрути та спричинення місцевих болів, печіння, набряків, гіперпігментації та інших місцевих симптомів [10]. Нещодавнє дослідження продемонструвало, що екстракт щупалець з медуз Cyanea capillata спричиняє синдром уповільненої медузи (DJES) із серйозною поліфункцією органів або системними пошкодженнями [19].

Як загальну характеристику, токсини книдарії можуть спричинити пошкодження через два механізми дії: вони можуть створювати пори в мембрані-мішені, провокуючи дисбаланс як іонів, так і води, або можуть спричинити окислювальні стресові події, що призводять до ліпопероксидації [20,21,22].

На основі цих спостережень у цьому дослідженні ми мали на меті дослідити системне запалення та окислювальний стрес, спричинені сирою отрутою, видобутою з нематоцист Pelagia noctiluca, і, отже, можливий вплив потужного антиоксиданту, такого як темпол, на зменшення сирої отрути індукована запальна реакція.

Зокрема, ми досліджували вплив темполу на смертність; травма легенів і кишечника (гістологія); утворення нітротирозину, молекула міжклітинної адгезії-1 (ICAM-1), P-селектин, індукована синтаза оксиду азоту (iNOS) (імуногістохімія); активність полі (аденозин 59-дифосфат-рибоза) синтетази (PARS).

2. Результати

2.1. Вплив сирого отрути Pelagia noctiluca на артеріальний тиск та смертність

Для кращого розуміння запальних ефектів неочищеної отрути Pelagia noctiluca у ін’єкційних щурів ми попередньо контролювали артеріальний тиск протягом 3 годин та смертність протягом 90 хв при трьох різних дозах сирої отрути (6, 30 та 60 мкг/кг). Спостерігалося значне зниження артеріального тиску та збільшення відсотка смертності при 30 і 60 мкг/кг порівняно з 6 мкг/кг (рис. 1, а, б). Істотної різниці між дозою 30 і 60 мкг/кг не виявлено (рис. 1а, б). Жодних змін артеріального тиску та відсотків смертності в підробленій групі не виявлено (Рисунок 1 a, b). На основі цих попередніх результатів для експериментів розглядали дозу сирої отрути 30 мкг/кг. Таким чином, для наступного кроку, щоб дослідити механізми, пов’язані із запальним процесом та окислювальним стресом, можливо індукованим сирим отрутою Pelagia noctiluca, щурів, яким вводили отруту, обробляли темполом як потужним антиоксидантом.