5-lipoxygenase participates in acetaminophen-induced lethality and hepatotoxicity in mice

A via da 5-lipoxigenase (5-LO) e responsavel pela conversao do acido araquidonico (AA) em leucotrienos (LTs). Os LTs sao importantes mediadores pro-inflamatorios encontrados em altas concentracoes na maioria das lesoes inflamatorias. A via da 5-LO desempenha papel central na resposta inflamatoria as lesoes, ja que a mesma e capaz de desenvolver e propagar a inflamacao. A participacao da 5-LO tem sido demonstrada em diferentes modelos de lesao hepatica, no entanto, ate o presente momento, sua participacao na hepatotoxicidade induzida pelo acetaminofeno (APAP) ainda nao foi investigada. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a participacao da 5-LO na letalidade e hepatotoxicidade induzidas pelo APAP. Alem disso, buscou-se investigar a participacao da 5-LO na inflamacao e no estresse oxidativo hepatico induzidos por esta droga. Camundongos machos deficientes para a 5-LO (5-LO-/-) e respectivo controle selvagem (WT, Sv129) foram tratados com APAP (3g/kg, v.o.) ou volume equivalente de salina. Apos 12h, a lesao hepatica foi avaliada pela determinacao dos niveis plasmaticos de aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT), o recrutmanento de neutrofilos para o tecido hepatico pela determinacao da atividade da mieloperoxidase, a producao de citocinas e mediadores inflamatorios pela dosagem hepatica de LTB4, IL-1â, TNF-á, IFN-ã e IL-10 e a deplecao da capacidade antioxidante pela determinacao dos niveis hepaticos de glutationa (GSH) reduzida e capacidade antioxidante do figado pelo ensaio do 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazolina-6-sulfonato) (ABTS). Foi observado que o APAP induz a producao de LTB4 no figado, o orgao alvo primario da intoxicacao por APAP. Alem disso, foi verificado que a letalidade, o aumento dos niveis plasmaticos de AST e ALT, da atividade da mieloperoxidase, da producao de IL-1â, TNF-á, IFN-ã e IL-10 no figado, e a deplecao de GSH e da capacidade antioxidante do figado induzidos pelo APAP, estavam inibidos ou reduzidos em camundongos 5-LO-/- quando comparados com camundongos WT. Camundongos WT e 5-LO-/- apresentaram respostas semelhantes no teste do tempo de sono induzido por pentobarbital sodico, portanto, a reducao da letalidade e hepatotoxicidade em camundongos 5-LO-/- nao pode ser explicada por uma possivel menor formacao do metabolito toxico N-acetil-p-benzoquinona imina (NAPQI). Assim, os resultados deste estudo demonstram a participacao da 5-LO na letalidade e hepatotoxicidade induzidas pelo APAP. Alem disso, indicam que a 5-LO participa da inflamacao e estresse oxidativo hepatico induzido pelo APAP.The 5-lipoxygenase (5-LO) pathway is responsible for converting arachidonic acid (AA) into leukotrienes (LTs). LTs are important pro-inflammatory mediators that can be found in high levels in most inflammatory lesions. 5-LO pathway plays an important role in inflammatory response to injury, since it can develop and sustain inflammation. Many studies have demonstrated that 5-LO is involved in the pathogenesis of different models of liver injury, however, their participation in acetaminophen (APAP) induced hepatotoxicity has not been investigated. Thus, the objective of this study was to evaluate the participation of 5-LO in APAP-induced lethality and hepatotoxicity. In addition, it aimed to investigate the role of 5- LO in liver inflammation and oxidative stress induced by this drug. Male 5-LO deficient (5- LO−/−) and strain-matched wild type (WT, Sv129) mice were treated with APAP (3g/kg, p.o.) or equal volume of saline. After 12h, liver injury was assessed by determining plasma aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) levels, neutrophil recruitment to the liver by myeloperoxidase activity determination, cytokine and inflammatory mediator production by determining LTB4, IL-1â, TNF-á, IFN-ã, and IL-10 levels in the liver, and depletion of antioxidants by determining reduced glutathione (GSH) levels and antioxidant capacity by 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline- 6-sulfonate; ABTS) assay in the liver. It was observed that APAP induces LTB4 production in the liver, which is the primary target organ in APAP toxicity. Furthermore, APAP-induced lethality, increase of plasma AST and ALT levels, myeloperoxidase activity, IL-1â, TNF-á, IFN-ã, and IL-10 production in the liver, and depletion of GSH and antioxidant capacity in the liver were inhibited or reduced in 5-LO-/- mice compared to WT mice. WT and 5-LO-/- mice presented similar response in the "sleeping time" induced by sodium pentobarbital, therefore, reduced formation of the toxic metabolite N-acetyl-p-benzoquinone imine (NAPQI) does not explain reduced lethality and hepatotoxicity in 5-LO-/- mice. Therefore, the results of this study not only demonstrates that 5-LO participates in APAP-induced lethality and hepatotoxicity, but also that 5-LO is involved in the liver inflammation and oxidative stress induced by this drug