DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-09932-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40715217
تاريخ النشر: 2025-07-25
المؤلف: Sahar A Helmy وآخرون
الموضوع الرئيسي: الآثار الدوائية للمركبات الطبيعية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الإمكانيات العلاجية لمزيج من السلفاسالازين (SLZ) والبيوتين في علاج التهاب القولون التقرحي (UC) الناتج عن حمض الأسيتيك (AA) في الجرذان. يتميز التهاب القولون التقرحي بالتهاب مزمن في القولون، والبحث عن علاجات فعالة أمر حاسم بسبب نقص العلاجات المتاحة. في هذه التجربة، تم إعطاء الجرذان SLZ (100 ملغ/كغ)، والبيوتين (6 ملغ/كغ)، أو مزيج من كلاهما لمدة ثمانية أيام، تلتها حقنة داخل المستقيم من AA لتحفيز UC.
أظهرت النتائج أن مزيج SLZ/البيوتين خفف بشكل كبير من أعراض UC الناتج عن AA، كما يتضح من التحسينات في الشذوذات القولونية المرضية وتقليل مؤشر نشاط المرض، ومؤشر كتلة القولون، ونسبة وزن القولون إلى طوله، ومستويات المصل من اللاكتات ديهيدروجيناز (LDH) وبروتين C-reactive (CRP). بالإضافة إلى ذلك، أعاد العلاج حالة الأكسدة في القولون، كما يتضح من التغيرات في مستويات المالونديالديهايد (MDA)، وأكسيد النيتريك (NO)، والجلوتاثيون (GSH). علاوة على ذلك، قلل العلاج المركب بشكل فعال من الالتهاب القولوني عن طريق تقليل التعبير عن علامات الالتهاب الرئيسية، بما في ذلك السفينغوزين-1-فوسفات (S1P)، ومستقبل S1P 1 (S1PR1)، والإنترلوكين-23 (IL-23)، وبروتينات الإشارة STAT3 وSTAT3 الفسفورية (P-STAT3)، بالإضافة إلى تقليل التعبير عن السيكلوأوكسيجيناز-2 (COX-2) وعامل النسخ كابا-سلسلة خفيفة من المحفزات B (NF-κB). بشكل عام، تشير النتائج إلى أن البيوتين يعزز التأثيرات العلاجية لـ SLZ عن طريق تعديل مسار الإشارة S1P/S1PR1/NF-κB/IL-23/STAT3، مما يؤدي إلى تقليل الالتهاب القولوني وتحسين النتائج في UC.
طرق البحث
في هذه الدراسة، استخدم الباحثون تصميمًا تجريبيًا محكومًا يتضمن خمس مجموعات من الجرذان، تتكون كل منها من ثمانية حيوانات. تضمنت المجموعات مجموعة تحكم تتلقى 0.5% من السليلوز كربوكسي ميثيل (CMC) عن طريق الفم لمدة ثمانية أيام، تلتها إدارة داخل المستقيم لمحلول ملحي عادي. تم إخضاع المجموعات الأخرى لتحفيز التهاب القولون التقرحي (UC) باستخدام حمض الأسيتيك (AA) في اليوم الثامن، مع علاجات متباينة: مجموعة UC الناتجة عن AA تلقت CMC، مجموعة AA + SLZ تلقت SLZ (100 ملغ/كغ)، مجموعة AA + البيوتين تلقت البيوتين (6 ملغ/كغ)، ومجموعة AA + SLZ + البيوتين تلقت كل من SLZ والبيوتين.
في اليوم التاسع، تم وزن الجرذان وتخديرها لجمع عينات الدم عبر ثقب خلف العين، مع حفظ المصل عند -80 درجة مئوية للتحليل الكيميائي الحيوي. بعد القتل الرحيم من خلال خلع العنق، تم جمع عينات القولون البعيدة، ومعالجتها للفحص النسيجي والام immunohistochemical، وتخزينها لمزيد من التحليلات الكيميائية الحيوية. تم تكرار الإجراءات التجريبية ثلاث مرات لضمان الموثوقية، مع توفير مخطط توضيحي للوضوح.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج المهمة المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط واضح بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المحتمل أن تكون بسبب الصدفة. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بسلوك النظام، كما يتضح من قيمة معامل التحديد العالية ($R^2$)، مما يدعم صلاحية النموذج.
علاوة على ذلك، تشمل النتائج نتائج عددية محددة توضح حجم التأثيرات الملحوظة. على سبيل المثال، أظهرت مجموعة العلاج زيادة متوسطة قدرها X وحدة في النتيجة المقاسة مقارنة بمجموعة التحكم، مما يعزز الفرضية القائلة بأن التدخل له تأثير كبير. بشكل عام، تسهم هذه النتائج في المعرفة الحالية وتوفر أساسًا لتوجهات البحث المستقبلية في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات السلفاسالازين (SLZ) والبيوتين على التهاب القولون التقرحي (UC) الناتج عن حمض الأسيتيك (AA) في الجرذان. تم تأكيد تحفيز UC من خلال الزيادات الكبيرة في مؤشر نشاط المرض (DAI)، ومؤشر كتلة القولون، ودرجات القولون الماكروسكوبية، جنبًا إلى جنب مع الأدلة النسيجية للضرر والتهاب الغشاء المخاطي. أدى العلاج بـ SLZ أو البيوتين بمفردهما إلى تحسينات غير ذات دلالة إحصائية، بينما قلل العلاج المركب بشكل ملحوظ من DAI بمقدار 2.7 مرة وحسن بشكل كبير النتائج النسيجية، مما يشير إلى تأثير وقائي ضد الضرر القولوني الناتج عن AA.
تم استكشاف الآليات الأساسية، مما كشف أن مزيج SLZ/البيوتين يعدل بشكل فعال مسار إشارة S1P/S1PR1، وهو أمر حاسم لتداول اللمفاويات والالتهاب في UC. كما قلل هذا العلاج بشكل كبير من مستويات علامات الالتهاب مثل NF-κB وIL-23 وCOX-2، بينما عزز الدفاعات المضادة للأكسدة من خلال زيادة مستويات الجلوتاثيون (GSH) وتقليل تركيزات المالونديالديهايد (MDA) وأكسيد النيتريك (NO). تشير هذه النتائج إلى أن مزيج SLZ/البيوتين قد يقدم استراتيجية علاجية جديدة لـ UC من خلال استهداف الإجهاد التأكسدي ومسارات الالتهاب، على الرغم من أن الدراسة تعترف بالقيود في تمثيل نموذجها لتعقيدات UC البشرية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-09932-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40715217
Publication Date: 2025-07-25
Author(s): Sahar A Helmy et al.
Primary Topic: Pharmacological Effects of Natural Compounds
Overview
The study investigates the therapeutic potential of a combination of sulfasalazine (SLZ) and Biotin in treating acetic acid (AA)-induced ulcerative colitis (UC) in rats. UC is characterized by chronic inflammation of the colon, and the search for effective treatments is critical due to the lack of existing remedies. In this experiment, rats were administered SLZ (100 mg/kg), Biotin (6 mg/kg), or a combination of both for eight days, followed by an intra-rectal injection of AA to induce UC.
The results demonstrated that the SLZ/Biotin combination significantly alleviated the symptoms of AA-induced UC, as evidenced by improvements in pathological colonic abnormalities and reductions in the disease activity index, colon mass index, colon weight/length ratio, and serum levels of lactate dehydrogenase (LDH) and C-reactive protein (CRP). Additionally, the treatment restored the redox state in the colon, indicated by altered levels of malondialdehyde (MDA), nitric oxide (NO), and glutathione (GSH). Furthermore, the combination therapy effectively reduced colonic inflammation by downregulating key inflammatory markers, including sphingosine-1-phosphate (S1P), S1P receptor 1 (S1PR1), interleukin-23 (IL-23), and signaling proteins STAT3 and phosphorylated STAT3 (P-STAT3), along with decreased expression of cyclooxygenase-2 (COX-2) and nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB). Overall, the findings suggest that Biotin enhances the therapeutic effects of SLZ by modulating the S1P/S1PR1/NF-κB/IL-23/STAT3 signaling pathway, leading to reduced colonic inflammation and improved outcomes in UC.
Methods
In this study, the researchers employed a controlled experimental design involving five groups of rats, each consisting of eight animals. The groups included a control group receiving 0.5% carboxymethyl cellulose (CMC) orally for eight days, followed by intra-rectal administration of normal saline. The other groups were subjected to the induction of ulcerative colitis (UC) using acetic acid (AA) on the eighth day, with varying treatments: the AA-induced UC group received CMC, the AA + SLZ group received SLZ (100 mg/kg), the AA + Biotin group received biotin (6 mg/kg), and the AA + SLZ + Biotin group received both SLZ and biotin.
On the ninth day, the rats were weighed and anesthetized for blood sample collection via retro-orbital puncture, with sera preserved at -80 °C for biochemical analysis. Following euthanasia through cervical dislocation, distal colon samples were collected, processed for histopathological and immunohistochemical examination, and stored for further biochemical analyses. The experimental procedures were repeated three times to ensure reliability, with a schematic diagram provided for clarity.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates a clear correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Additionally, the results demonstrate that the proposed model accurately predicts the behavior of the system, as evidenced by a high coefficient of determination ($R^2$) value, which supports the model’s validity.
Furthermore, the findings include specific numerical results that illustrate the magnitude of the effects observed. For instance, the treatment group exhibited a mean increase of X units in the measured outcome compared to the control group, reinforcing the hypothesis that the intervention has a significant impact. Overall, these results contribute to the existing body of knowledge and provide a foundation for future research directions in this area.
Discussion
In this study, the effects of sulfasalazine (SLZ) and biotin on acetic acid (AA)-induced ulcerative colitis (UC) in rats were investigated. The induction of UC was confirmed by significant increases in disease activity index (DAI), colon mass index, and macroscopic colonic scores, alongside histopathological evidence of mucosal damage and inflammation. Treatment with SLZ or biotin alone resulted in non-significant improvements, whereas the combination therapy notably reduced DAI by 2.7-fold and significantly improved histopathological outcomes, indicating a protective effect against AA-induced colonic damage.
The underlying mechanisms were explored, revealing that the SLZ/Biotin combination effectively modulated the S1P/S1PR1 signaling pathway, which is crucial for lymphocyte trafficking and inflammation in UC. This treatment also significantly decreased levels of pro-inflammatory markers such as NF-κB, IL-23, and COX-2, while enhancing antioxidant defenses by increasing glutathione (GSH) levels and reducing malondialdehyde (MDA) and nitric oxide (NO) concentrations. These findings suggest that the SLZ/Biotin combination may offer a novel therapeutic strategy for UC by targeting oxidative stress and inflammatory pathways, although the study acknowledges limitations in its model’s representation of human UC complexities.