The effect of pentadecapeptide BPC 157 on tracheocutaneous fistula healing in rat

Abstract

Uvod. Traheokutana fistula, patološki spoj dušnika i kože predstavlja jednu od kasnih komplikacija traheotomije. Prema podacima iz literature, incidencija traheokutane fistule je preko 40% u pedijatrijskih pacijenata. Do sada su opisane brojne kirurške tehnike zbrinjavanja traheokutane fistule, ali još uvijek nije pronađena tehnika i način zbrinjavanja koji bi predstavljao zlatni standard. Kirurško zbrinjavanje fistula sa sobom nosi i moguće komplikacije stoga je poželjno pronaći novo, bolje rješenje. Pentadekapeptid BPC 157 je izoliran iz humanog želučanog soka, a karakterizira ga stabilnost pri neutralnom pH i što za svoje djelovanje ne mora koristiti nosač što ga razlikuje od drugih peptida.U dosadašnjim istraživanjima nije utvrđena letalna doza što ga čini sigurnim za primjenu. BPC 157 pokazao je svoju djelotvornost u cijeljenju rana i fistula općenito stoga je poželjno utvrditi njegov učinak na modelu traheokutane fistule u štakora. ----- Materijali i metode. Mužjaci Wistar albino štakora, tjelesne mase 220-280 g podvrgnuti su standardnoj horizontalnoj traheotomiji prilikom koje je kreirana traheokutana fistula veličine 4 mm. Životinje su podijeljene u skupine: BPC 157 μg/ng, peroralna/intraperitonejska primjena, kontrolna skupina, L-NAME (i.p.), L-arginin (i.p.), L-NAME+ L- arginin (i.p.), L-NAME+ BPC 157 μg/ng( i.p.), L-NAME+ L- arginin+ BPC 157 μg/ng (i.p.), L- arginin + BPC 157 μg/ng (i.p.). Učinak ispitivanih agensa na proces cijeljenja promatran je kroz tri vremenska intervala- treći, peti i sedmi postoperacijski dan. Sedmi postoperacijski dan nastupilo je žrtvovanje životinja i vrednovanje rezultata. ----- Rezultati. BPC 157 doveo je do poboljšanja procesa cijeljenja traheokutane fistule kroz sve ispitivane vremenske intervale što je u konačnici rezultiralo gotovo potpunim zatvaranjem fistule. Njegov učinak je bio nepromijenjen neovisno o primjenjenoj dozi, 10μg/kg - 10ng/kg, kao i načinu primjene (p.o./i.p.). Uspješno je poništavao nepovoljni učinak L- NAME, a u zajedničkoj primjeni s L- NAME i L- argininom je pokazao rezultat sličan onome prilikom samostalne primjene. L- arginin je sedmi postoperacijski dan pokazao statitički značajan rezultat. Sve navedeno govori u prilog interakcije BPC 157 i NO sustava u ovome modelu. ----- Zaključak. BPC 157 ubrzava cijeljenje traheokutane fistule u štakora. Svoje djelovanje ostvaruje zahvaljujući interakciji s NO sustavom.Introduction. One of the common late complications of a tracheotomy is tracheocutaneous fistula. The surgical procedure is needed to close such fistulas. BPC 157 represents an anti-ulcer peptide (GEPPPGKPADDAGLV, M.W. 1419) successful in trials for inflammatory bowel disease, wound treatment, effective alone without a carrier. BPC 157 interferes with NO-system in vitro/in vivo on different models and different animal species. The impact of BPC 157 and NO-system on the gastrocutaneous, colocutaneous, and oesophagocutaneous fistulas healing process indicates the potential effect of BPC 157 in the tracheocutaneous fistula healing process, which has not yet been investigated. ----- Matherials and methods. Albino Wistar male rats were used in this experiment, 220-280 g. Tracheocutaneous fistula, 4 mm trachea and skin defect, was surgically made under anaesthesia. Animals were treated according to the experiment protocol: (a)) drinking water p.o., (b)) BPC 157 (10 μg/kg, 12 ml/rat/day) p.o., (c)) BPC 157 (10 ng/kg, 12 ml/rat/day) p.o., (d)) saline 5ml/kg/day i.p., (e)) BPC 157 (10μg/kg, 5ml/kg/day) i.p., (f)) BPC 157 (10 ng/kg, 5 ml/kg/day) i.p., (g)) L-NAME (5 mg/kg/day) i.p., (h)), L- arginine (100 mg/kg/day) i.p., (i)) L-NAME L- arginine i.p., (j)) L- NAME BPC 157 (μg) i.p., (k)) L- arginine BPC 157 (μg) i.p., (l)) L-NAME L- arginine BPC 157 (μg) i.p., (m)) L-NAME BPC 157 (ng) i.p., (n)) L- arginine BPC 157 (ng) i.p., (o)) L-NAME L- arginine BPC 157 (ng) i.p.. Seventh postoperative day animals were euthanized. Fistula specimens were harvested and macroscopic and histological analysis was made. ----- Results. A consistent counteracting beneficial effect was shown in all animals treated with BPC 157, alone and with (L-NAME) and/or L-arginine in a 7-day interval. BPC 157 accelerated the healing of tracheocutaneous fistulas and showed macroscopic and histological healing improvements. The tracheocutaneous fistulas healing was improved speedily (BPC 157 completely counteracted L-NAME effects (L-NAME+BPC 157 and L-NAME+L-arginine+ BPC 157 groups), or with delay and to less extent (L-arginine) or aggravated, rapidly and prominently (L-NAME). L-arginine reduces aggravation by NOS-blockade (L-NAME) to the control level. Also, BPC 157 more than nullifies the effect of L-NAME. ----- Conclusion. BPC 157 improved the healing of both tracheal and skin defects and mediated fistula closing. This effect was shared by L-arginine, with an opposite effect seen by L-NAME, thereby portraying BPC 157/NO-system involvement in the healing of tracheocutaneous fistula