The effect of indigo alkaloid in experimental colitis

A Doença Inflamatória Intestinal (DII), que compreende a Doença de Crohn (DC) e a Retocolite Ulcerativa (RCU), é marcada por resposta inflamatória exacerbada a componentes da microbiota, com danos à mucosa do cólon. O tratamento de DII envolve drogas ineficazes para a remissão de todos os parâmetros da doença, com vários efeitos colaterais e custo elevado, o que motiva a busca de novos agentes terapêuticos. Sendo os produtos naturais uma importante fonte para desenvolvimento de medicamentos, buscou-se, nesse trabalho, avaliar o efeito do alcaloide índigo em modelos experimentais de colite. Inicialmente, foi avaliado o tratamento oral com índigo em colite aguda induzida por ácido trinitrobenzeno sulfônico (TNBS) em ratos HanUnib: WH (Wistar), um modelo experimental de DC. O tratamento com índigo resultou em redução da lesão macroscópica, medida através de escore, na dose de 3 mg/kg, e da área de lesão ulcerativa (doses 0,1; 3; 10 e 30 mg/kg). Apenas a administração da maior dose (30 mg/kg) evitou o aumento da razão peso/comprimento do cólon e não houve diminuição da diarreia e aderência do cólon, após tratamento com o alcaloide. Danos histológicos foram minimizados no cólon de animais tratados com índigo (3, 6 e 12 mg/kg). Como a lesão macroscópica por TNBS é bastante severa, a dose de 3 mg/kg, que reduziu tanto o índice (escore) quanto a área de lesão, foi selecionada para as análises posteriores. Nos ratos tratados com índigo (3 mg/kg), houve aumento na atividade da superóxido dismutase (SOD) e redução da atividade da glutationa peroxidase (GPx), redução dos níveis de peroxidação lipídica (LPO) e, parcialmente, de glutationa (GSH), sem alteração significativa na atividade da glutationa redutase (GR) e catalase (CAT). O tratamento com índigo (3 mg/kg) evitou aumento da expressão de ciclooxigenase 2 (COX-2), e não mostrou efeito significativo na expressão de fator nuclear de transcrição ?B (NF-?B) e na concentração de citocina anti-inflamatória interleucina 10 (IL-10). O segundo modelo experimental empregado neste trabalho foi a indução de colite aguda por dextrana sal sódico (DSS), em camundongos Unib: SW (Swiss), que apresenta similaridades com a RCU. A administração de índigo (3 mg/kg) não levou à redução significativa do índice de atividade da doença (DAI), o qual engloba alteração de peso corporal, presença de diarreia e sangue nas fezes; entretanto, foi eficaz em evitar o aumento da razão peso/comprimento do cólon. Em análise histológica, notou-se menor gravidade dos danos causados pelo DSS (aumento da parede do cólon, com infiltração celular na mucosa e submucosa, desorganização do epitélio). No cólon de animais tratados com índigo, observou-se aumento na atividade da SOD, não acompanhada de mudanças nos níveis de GSH e atividade da GPx, GR e CAT. O alcaloide inibiu aumento na concentração cólica da citocina IL-6, mas não da interleucina IL-1?. Em modelo experimental de colite crônica, com recidiva, associada a câncer de cólon por azoximetano e DSS (AOM/DSS) em camundongos Unib: SW (Swiss) machos, a administração de índigo reduziu a mortalidade, minimizou a perda de massa corporal dos animais e evitou o aumento da razão peso/comprimento do cólon. A substância teste, entretanto, não foi capaz de reduzir o DAI, nesse experimento, por não minimizar a perda de consistência e o aparecimento de sangue nas fezes. No modelo de colite crônica por AOM/DSS (9 semanas), animais sadios tratados com salina fisiológica (veículo) ou índigo (3 mg/kg) foram monitorados para análise de sinais de toxicidade do alcaloide, a partir dos parâmetros: mortalidade, evolução de peso corporal, consumo de ração, peso e avaliação macroscópica dos órgãos coração, pulmões, rins e fígado. Não foram encontrados indícios de toxicidade nos parâmetros avaliados, mas devido à mortalidade de 17 % dos camundongos tratados com índigo, foi realizado teste de toxicidade aguda de dose única. Após 14 dias da administração oral e intraperitoneal de índigo (1000 mg/kg), em camundongos Unib:SW (Swiss) machos e fêmeas, não foram observadas alterações na evolução de peso corporal, consumo de água e ração, peso de órgãos vitais, comportamento e sobrevivência dos animais. Em suma, o alcaloide índigo apresentou efeito anti-inflamatório em modelos de colite por TNBS, DSS e AOM/DSS. A redução do estresse oxidativo deve ter papel central na redução das lesões causadas pelo TNBS, enquanto que na colite por DSS, a regulação da IL-6 parece ser determinante para redução dos danos. Apesar de não minimizar todos os parâmetros de danos causados pela colite, o tratamento com índigo possibilitou que os animais ficassem, em geral, menos debilitados (evidenciado pelo maior peso e consumo de ração) que os animais não tratados.Inflammatory Bowel diseases (IBD) are known as na exacerbated imune response within the intestinal tract, mainly the mucosa of the colon. The IBD treatment is rather ineffective, including various side effects and high costs. Thus, the research with active compounds may bring therapeutic alternatives for IBD. Since natural products have been a vast source for pharmacology, we decided to investigate the effect of Indigo alkaloid in experimental models of IBD. The oral administration of Indigo (3 mg/Kg) in trinitrobenzenesulphonic acid (TNBS) -induced colitis showed beneficial results in the macroscopic and microscopic lesions, without significant results in the other evaluated parameters (diarrhea and intestine adhesion). We observed a reduction in the sulfhydryl groups (GSH) and in the activity of Glutathione peroxidase (GPx), an increase in the activity of Superoxide Dismutase (SOD) and Lipid Peroxidation (LPO). The treatment with Indigo (3 mg/Kg) prevented an increase in the LPO levels, and partially, the reduction of GSH levels. Furthermore, Indigo inhibited the increase of Cycloxigenase 2 (COX-2) expression. In the Indigo-treated animals, the expression of the Nuclear Factor kB (NF-kB) and the concentration of interleukin 10 (IL-10) were kept at intermediary levels between the healthy group and the non-treated colitic group (Veículo + TNBS). In the Dextran Sodium Salt (DSS), Indigo showed no effect on the disease associated index (DAI), which includes body weight reduction, consistence and blood in feces. However, the 7-day oral treatment with Indigo was capable of avoiding the weight/length ratio of the colon, which is usually augmented in the intestinal inflammation. In the histological, we observed a thickening of the intestinal wall, with mucosal and submucosal cell infiltration, necrotic areas as well as epithelium disorganization in the DSS-induced inflammation. The treatment with Indigo showed less severe morphological lesions. In the Dss-induced colitis, IL-6 and IL-1? levels were higher in the negative control group (DSS), which was prevented with the treatment with Indigo. In the azoximethane/DSS-cancer associated recidive model of colitis, the administration of Indigo lowered the death rate, minimized the body weight loss and also prevented the increase in the wejght/length ratio of the colon. The test substance, however, was not capable of of reducing DAI in this model, since it didn't minimize the loss of consistence and neither the blood in feces. Animals treated with saline or Indigo for 9 weeks were used for the analyses of Indigo toxicity through the following parameters: body weight evolution, chaw consumption, organ weight and macroscopic evaluation (heart, kidneys, lung and liver). In this analysis, no signs of toxicity were found for this dose of Indigo. Although it did not enhance all the parameters studied in this model of colitis, we observed that the Indigo-treated animals were, in general, less debilitated than the non-treated ones. Other studies and parameters have to be performed for a better understanding of the alkaloid effects in the intestinal inflammation