The effect of pentadecapeptide BPC 157 on rat liver regeneration after subtotal resection

Resekcija jetre je standardna kirurška metoda i smatra se superiornom u odnosu na druge metode liječenja (sistemska kemoterapija, radiofrekventna ablacija, transarterijalna kemoembolizacija, selektivna interna kemo ili radio terapija) primarnih i sekunadrnih neoplastičkih tvorbi jetre. Resekcijskim se zahvatom osim patološkog (afunkcionalnog) tkiva, odstranjuje i dio zdravog (funkcionalnog). Razvojem hepatalne kirurgije resekcije se izvode sa minimalno komplikacija, pogotovo u centrima specijaliziranim za kirurgiju jetre, pa selekcija bolesnika pogodnih za zahvat kao i ishod liječenja u velikoj mjeri ovise o opsegu resekcije i funkciji ostatne jetre tj. jetrenog parenhima koji ostaje nakon resekcije. Prilikom opsežnih resekcija (npr. 70% zdrave jetre donora ili manji postotak u tumorom zahvaćene jetre, pogotovo ako je istovremeno prisutna i difuzna bolest jetre npr. hepatitis ili ciroza, razvija se postresekcijska jetrena insuficijencija koja vodi u hepatalnu dekompenzaciju i letalni ishod. S obzirom da je utvrđeno, da pentadekapeptid BPC 157 pozitivno djeluje na jetru oštećenu različitim agensima, proučavano je da li BPC 157 pospješuje regeneraciju parenhima i restituciju funkcije ostatne jetre. U radu je korištena 70% resekcija štakorske jetre što je prihvaćeni animalni model za istraživanje postresekcijske regeneracije jetre. Analiza krvi i žrtvovanje zdravih životinja, kako bi se dobile referentne vrijednosti promatranih varijabli, kao niti prije resekcijska mjerenja vrijednosti albumina, transaminaza, bilirubina niti mase odstranjenjih (reseciranih) režnjeva eksperimentalnih životinja nisu provedene. Resekcija jetre izvedena je na 120 muških Wistar štakora mase 200 gr., koji su nakon zahvata randomizirano podijeljeni u 6 grupa (4 BPC grupe i 2 kontrolne grupe), da bi 4., 14., 21. i 28. dana od zahvata, iz svake grupe metodom slučajnog uzorka bilo odabrano po 5 jedinki za žrtvovanje (ukupno 24 uzorka sa po 5 štakora). BPC 157 je svakodnevno primjenjivan u dozama od 10 μg/kg odnosno 10 ng/kg tjelesne težine, intraperitonealno (u 1 ml fiziološke otopine) ili peroralno (u 12 ml vode za piće), a životinje kontrolne grupe su svakodnevno primale 1ml fiziološke otopine intraperitonealno, odnosno slobodno uzimale vodu za piće. Neposredno prije usmrćivanja izmjerena je ukupna tjelesna masa štakora i uzeti su uzorci krvi za biokemijsku analizu koncentracije ukupnog bilirubina, transaminaza (AST i ALT) i albumina, a po žrtvovanju je ekstripirana jetra, izmjerena njena masa i uzet uzorak tkiva za patohistološku morfometrijsku analizu površine hepatocita i promjera njihovih jezgri. Tijekom resekcije nije bilo intraoperativnog krvarenja, sve su životinje preživjele do trenutka usmrćivanja, a kod žrtvovanih životinja nije nađen ascites. Radi malih uzoraka primjenjene su neparametrijske statističke metode za nezavisne uzorke, a statistički značajna razlika je definirana na razini greške 5%. Kod gotovo svih eksperimentalnih životinja dolazi do oporavka praćenih parametara i gotovo sve životinje dostižu prijeresekcijske vrijednosti ukupne tjelesne mase (200 gr.) do žrtvovanja 14. dan. Analizirajući vrijednosti albumina, ALT-a, AST-a, bilirubina, mase ostane jetre, ukupne tjelesne mase i omjera mase ostatne jetre prema ukupnoj masi, te površine hepatocita, vidljivo je da BPC 157 ima pozitivan učinak i daje bolje rezultate, nego spontani oporavak (statistički značajna razlika). Pri tome je djelovanje BPC-a vidljivo (ovisno o praćenom parametru) već u grupama životinja žrtvovanih 4. dan (AST, albumin, ukupna tjelesna masa štakora, površina hepatocita), odnosno u grupama životinja žrtvovanih 14. dan (ALT, bilirubin, masa ostatne jetre, omjer mase jetre prema ukupnoj tjelesnoj masi), uz napomenu da jedino kod životinja tretiranih sa BPC-om dolazi do pada vrijednosti AST-a i bilirubina (vrijednost bilirubina u kontrolnoj grupi je trajno rasla). Analizirajući vrijednosti veličine jezgri hepatocita ne mogu se utvrditi statistički značajne razlike između BPC tretiranih i ne tretiranih životinja. Nije utvrđena statistički značajna razlika u djelovanju BPC-a temeljem načina aplikacije odnosno primjenjene doze (intraperitonealno, peroralno ili μg, ng), kao niti kod prolongirane primjene dulje od 21. dana. Provedenim istraživanjem utvrđeno je da BPC 157 pospješuje obnavljanje postresekcijske jetre štakora, što je u skladu sa njegovom hepatoprotektivnom ulogom prikazanom u drugim radovima.Liver resection is a standard surgical procedure and at the moment considered superior to other methods of treatment for primary and secondary liver neoplasm (eg. chemotherapy, radiofrequency ablation, transarterial chemoembolisation, selective hepatic intra-arterial chemotherapy). During liver resection surgery, pathological (afunctional) tissue is surgically removed, in addition to some healthy (functional) liver tissue. Advances in hepatal surgery in recent years have resulted in operative procedures with minimal complications, especially if performed in centers specialized in liver surgery, thus selection of patients suitable for surgical procedure, as well as treatment outcome, depends largely on the extent of resection and function of the remnant liver. Extensive liver resection (eg. 70% resection of living donor liver resection or a smaller percentage in a tumor affected liver, particularly if associated with a diffuse liver illness (eg. hepatitis or cirrhosis) can result in post hepatectomy liver failure (small-for-size syndrome), leading to hepatic decompensation and fatal outcome. Previous studies established that pentadecapeptid BPC 157 can have a positive impact on liver damaged by various toxic agents. The purpose of this study is to establish whether BPC 157 can improve parenchimal regeneration and funcional rescitution of remaining liver. 70% liver resection in rats was chosen as a widely accepted experimental animal model for postresectional liver regeneration. Blood tests and healthy animal sacrificing in order to achieve reference values of analyzed parameters, as well as preresectional measuring of experimental animals for albumin, transaminases, bilirubin and weight of resected lobes were not preformed. Resection was performed on 120 male Wistar rats each with total body mass of 200 gr.. Animals were postoperativly randomly divided into 6 grups (4 BPC and 2 control groups). On postoperative days 4, 14, 21 and 28, five animals from each group were randomly selected for sacrificing (24 groups of five rats in total). BPC 157 was applied (to animals) daily in dosage of 10 μg/kg and 10 ng/kg total body mass, injected intraperitoneally (in 1 ml saline solution) or given perorally (in 12 ml drinking water) respectively, while control group animals recived daily 1ml saline solution intraperitoneally or drinking water only. Just before sacrificing, animals were measured for total body mass and blood samples were taken (measurement of total bilirubin, AST, ALT and albumin). After sacrificing, liver remnant was extirpated and weighted and a tissue sample was taken for patohystological morfometric analysis of hepatocite surface area and nuclei diametar. All resections were made without intraoperative bleeding, postoperative mortality rate was 0% and no ascites were recorded in sacrificed animals. Small data samples lead to use of nonparametric statistics for independent samples and statistically significant difference was calculated with a 5% error. In almost all experimental animals (both BPC treated and untreated) a notable improvement was observed in measured variables and almost all of the animals reached preresectional total body mass (200 gr.) until being sacrificed on postoperative day 14. Analysys of albumin, ALT, AST, bilirubin, hepatocite surface area, also liver remnant mass, total body mass and their ratio, showed that BPC 157 had positive impact on liver remnant and results in better outcome compared to spontaneus liver regeneration (statistically significant difference). The positive BPC impact was already detectable (depending on the variable) in groups of animals sacrificed on postoperative day 4 (AST, albumin, total body mass, hepatocite surface area), as well as in groups of animals sacrificed on postoperative day 14 (ALT, bilirubin, liver remnant mass, liver remnant mass to total body mass ratio) respectively. It should be noted that only in BPC treated animals AST and bilirubin decreased in value (while bilirubin values in control groups kept rising). There was no statistically significant difference in hepatocite nuclei diametar between BPC treated and untreated animals. Additionaly, there was no statistically significant difference in BPC efficiency related either to the way or dosage of application (eg. intraperitoneally, perorally or μg, ng), or to prolonged application time over 21 days. This research suggests that BPC 157 stimulates postresectional liver regeneration in rats, which corresponds to the hepatoprotective effect of BPC 157 found in other studies