Decreased gene expression of chemokines in the heart tissue of aged rats subjected to model of severe acute pancreatitis: a new mechanism of heart protection during systemic inflammation

A pancreatite aguda (PA) é uma doença que frequentemente está associada a uma inflamação local e sistêmica não controlada que é responsável pela alta morbidade e mortalidade desta doença. Independentemente do mecanismo inicial, o processo inflamatório ocorre após uma lesão nas células acinares, levando ao recrutamento de células inflamatórias que produzem citocinas e quimiocinas que são capazes de desempenhar um papel importante na patogênese dessa doença. A inflamação pancreática induz distúrbios profundos na homeostase levando ao dano tecidual em outros órgãos, tais como o intestino e o pulmão. Por outro lado, órgãos como o cérebro têm mecanismos estruturais e celulares de proteção contra a inflamação. Tem sido descrito, que pacientes com insuficiência cardíaca apresentam lesão cardíaca, levando a produção de citocinas pró-inflamatórias, ativação de células T e do sistema complemento. Além da cascata inflamatória, durante todo o estágio da PA o sistema cardiovascular pode sofrer alterações cardíacas e histológicas compatíveis com o processo inflamatório desencadeado pela PA. A intensidade da inflamação sistêmica devido à PA é semelhante em ratos jovens e idosos, porém, a duração da inflamação sistêmica parece ser muito maior nos idosos. A idade avançada é considerada um fator prognóstico independente para um pior prognóstico na PA, mas os mecanismos envolvidos não são totalmente compreendidos. Decidimos analisar a expressão gênica de diversas citocinas, quimiocinas e fatores de crescimento no coração de ratos idosos e jovens submetidos ao modelo animal de PA, com o objetivo de investigar os efeitos da inflamação sistêmica no coração e determinar se esses efeitos sofrem algum tipo de modificação durante a senilidade. Ratos jovens e idosos foram submetidos à PA utilizando-se ácido taurocólico 2,5% e, após 11 horas, o tecido cardíaco foi coletado para histologia e para a extração de RNA. A determinação do RNAm de citocinas e quimiocinas foi feita através do PCR Array. Como resultado, a expressão das interleucinas IL-6 E IL-10, e as quimiocinas CCL7 e CCL19 nos ratos idosos com PA foi menor do que nos ratos jovens com PA. Entretanto, os níveis de CXCL3 e CCL20 aumentaram nos idosos com PA. A expressão de CCL20 e CCL19 foi significativamente alta em ambos os grupos jovens e idosos com PA quando comparados com seus respectivos controles. Nos idosos com PA houve uma redução na expressão de CXCL1, CCL1, CCL11 e IL-10 comparados com seus controles, já entre os grupos saudáveis os idosos expressaram mais do que os jovens. Na análise histológica, a infiltração dos neutrófilos foi significativamente maior no tecido cardíaco dos ratos jovens e idosos com PA, comparado com seus controles. Esse estudo indica que a inflamação sistêmica pode mostrar características únicas para diferentes órgãos do corpo, e a diminuição da expressão gênica de algumas quimiocinas no tecido cardíaco de ratos mais velhos com PA pode sugerir um possível mecanismo cardioprotetor em animais mais velhosAcute pancreatitis (AP) is a disease frequently associated with uncontrolled local and systemic inflammation that is responsible for the morbidity and mortality of this disease. Regardless of the initial mechanism, the inflammatory process is triggered by injury to the pancreatic acinar cells, leading to recruitment of inflammatory cell that produce cytokines and chemokines, which play an important role in the pathogenesis of this disease. Pancreatic inflammation induces profound disturbances in homeostasis, leading to tissue injury in other organs such as the intestine and lung. On the other hand, organs such as the brain have structural and cellular mechanisms of protection against inflammation. It has been described that patients with heart failure exhibit cardiac injury, leading to the production of pro-inflammatory cytokines, activation of T cells and activation of the complement system. In addition to inflammatory cascade during all stage of the PA, the cardiovascular system may suffer cardiac and histological changes compatible with inflammatory process triggered by the AP. The intensity of systemic inflammation associated with AP is similar in young and old rats, however, the duration of systemic inflammation is much longer in older animals. Advanced age is considered to be an independent prognostic factor for a poorer prognosis in AP, but the mechanisms involved are not fully understood. We analyzed the gene expression of several cytokines, chemokines and growth factors in young and aged rats hearts in an animal model of AP to investigate the effects of systemic inflammation on the heart, and to determine whether the effects are modified with age. Young and old rats were subjected to AP using taurocholic acid (2.5%) and after 11 hours, the cardiac tissue was collected to histology and RNA extraction. The determination of mRNA of cytokines and chemokines was performed by PCR array. The expression of interleukins IL-6 and IL-10 and the chemokines CCL7 and CCL19 in the aged AP rats was lower than young AP rats. However, CXCL3 and CCL20 levels showed opposite results, with increased levels in the aged AP group. The expression of CCL20 and CCL19 was greater in both young and aged AP rats compared with their respective controls. In aged AP rats there were a reduction in the expression of CXCL1, CCL1, CCL11 and IL-10 compared to their controls, and among healthy groups, the elderly rats expressed more than the young rats. In histological analysis, the neutrophils infiltration was significantly higher in the heart tissue of AP rats, both young and old, compared with their controls. This study indicates that systemic inflammation may show unique features for different organs in the body and decreased gene expression of some chemokines in the heart tissue of older AP may suggest a possible cardioprotective mechanism in older animal