EXPERIMENTAL MODELING AND FUTURE DIRECTIONS OF HOMEOSTASIS CORRECTION IN INFLAMMATORY BOWEL DISEASES


Cite item

Full Text

Abstract

Inflammatory bowel disease (IBD) - Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC) are chronic diseases with an unknown etiology and pathogenesis. The medical treatment of such pathologies causes lots of adverse effects and usually doesn’t lead to the persistent remission. Studying of an etiology and pathogenesis, improvement of methods of treatment of IBD dictates need of adequate experimental modeling of UC and CD. The purpose of the article is to make an analysis of the literature, indexed in Pubmed, Medline, Russian Science Citation Index, dedicated to the IBD modeling and perspective ways of homeostasis correction during such pathologies as CD and UC. The oxazo-lone injection was determined as the most optimal way of UC modeling and the injection of trinitrobenzensulfonic acid (TNBS) for CD modeling. Economical and clinical benefits of oxazolone and TNBS usage, the results of clinical and preclinical studies and adverse events of Aloe vera, Boswellia serrata, Trigonella foenum-graecum, Andrographis paniculata, omega 3 fatty acids, Ulmus fulva, Potentilla erecta, liquorice, coenzyme Q10, vitamin B12, Cucruma longa and vitamin D are described in the analyzed literature. The critical literature analysis gives us an ability to distinguish vitamin D and Cucruma longa as perspective therapeutic agents for the development of the pharmaceuticals with anti-inflammatory, immunomodulatory and composite antioxidant effects, for UC and CDs’ treatment, causing the minimum of adverse effects. Suppositories were determined as the most optimal and perspective dosage form, used for the IBD treatment, according to the best biofarmaceutical features among the other forms.

About the authors

MV V Osikov

South Ural state medical University

Email: prof.osikov@yandex.ru
Doctor of Medicine, Professor, Head of Department of Pathological Physiology.

E V Simonyan

South Ural state medical University

Email: elenasimonian@yandex.ru
Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, head of the Department of pharmacy and chemistry, faculty of pharmacy.

A E Bakeeva

South Ural state medical University

Email: a.kurenkova01@yandex.ru
Laboratory assistant, Department of Pharmacy and Chemistry, Pharmaceutical Faculty.

M S Boyko

South Ural state medical University

Email: ri-tochka9@list.ru
Assistant of the Pathological Physiology Department.

V A Bivalkevich

South Ural state medical University

Email: bivalkevichva@gmail.com
Student of the Medical Faculty.

References

  1. Алексеева О.П., Колодей Е.Н. Сравнительная оценка течения, диагностики и лечения воспалительных заболеваний кишечника в Нижегородской области 2014-2015 и 2009-2010 гг. // Медицинский альманах. - 2017. - № 1 (46). - С. 33-36
  2. Ткачев А.В., Мкртчян Л.С., Никитина К.Е., Волынская Е.И. Воспалительные заболевания кишечника: на перекрестке проблем // Практическая медицина. - 2012. - № 3 (58). - С. 17-22
  3. Гайдарова А.П., Корощенко Г.А., Айзман Р.И. Влияние куркумы и куркумина на углеводный обмен при аллоксан-индуцированном сахарном диабете у крыс // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. - С. 597
  4. Гончарик И.И. Болезнь Крона // УО «Белорусский государственный медицинский университет». -2013. - № 1. - C. 113-117
  5. Дударева Л.В., Борисов М.Ю., Серебрякова А.Д. Разработка методик качественного и количественного определения куркуминоидов в корневищах куркумы длинной // Материалы научно-практической конференции «Аспирантские чтения - 2016: Молодые ученые - от технологий XXI века к практическому здравоохранению». - Самара, 2016. -С. 41
  6. Каленикова Е.И., Харитонова Е.В., Городецкая Е.А., и др. Редокс-статус и фармакокинетика коэнзима Q10 в плазме крови крысы после его однократного внутривенного введения // Биомедицинская химия. - 2015. - Т. 61. - № 1. - С. 125-131
  7. Визе-Хрипунова М.А., Каширина А.Н., Муканеева Д.К., и др. Клинико-эндоскопическая характеристика воспалительных заболеваний кишечника // Ульяновский медико-биологический журнал. -2014. - № 4. - С. 38-44
  8. Осиков М.В. Влияние альфа1-кислого гликопротеина на процессы свободнорадикального окисления при экспериментальной печеночной недостаточности // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2007. - Т. 144. - № 7. - С. 29-31
  9. Койнова И.А., Белобородова Е.В., Бурковская В.А., и др. Особенности течения воспалительных заболеваний кишечника в зависимости от психологического статуса пациента // Современные проблемы науки и образования. - 2016. - № 6
  10. Осиков М.В., Ахматов В.Ю., Телешева Л.Ф., и др. Плейотропные эффекты эритропоэтина при хронической почечной недостаточности // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 7-1. - С. 218-224
  11. Плудовски П., Карчмаревич Э., Байер М., и др. Практические рекомендации по поступлению витамина D и лечению его дефицита в Центральной Европе - Рекомендуемое потребление витамина D среди населения в целом и в группах риска по дефициту витамина D // Журнал ГрГМУ. - 2014. -№ 2 (46). - С. 109-118
  12. Фаттал А. Экспериментальное обоснование использования таблеток экстракта коры осины при язвенных заболеваниях кишечника: автореф. дис. ... канд. фарм. наук. - Харьков, 2016. - С. 13-33
  13. Харитонов А.Г. Эффективность и безопасность применения ведолизумаба при болезни крона (обзор литературы) // Колопроктология. - 2017. -№ 3. - С. 71-79
  14. Ardesia M, Ferlazzo G, Fries W. Vitamin D and Inflammatory Bowel Disease. BiomedRes Int. 2015;2015:470805. doi: 10.1155/2015/470805
  15. Barzegar A, Moosavi-Movahedi AA. Intracellular ROS protection efficiency and free radical-scavenging activity of curcumin. PLoS One. 2011;6(10):e26012. doi: 10.1371/journal.pone.0026012
  16. Bhanu Priya K, Venkata Subbaiah Kotakadi, Josthna P. Anti-inflammatory Effect of Basella rubra on Oxazolone-induced Colitis in Rat. American Journal of Phytomedicine and Clinical Therapeutics. 2016;7(2):832-841
  17. Yang M, et al. Binding of Curcumin with Bovine Serum Albumin in the Presence of iota-Carrageenan and Implications on the Stability and Antioxidant Activity of Curcumin. J Agric Food Chem. 2013;61(29):7150-7155. doi: 10.1021/jf401827x
  18. Hartmann MR, Fillmann HS, Martins MI, et al. Boswellia serrata has beneficial anti-inflammatory and antioxidant properties in a model of experimental colitis. PhytotherRes. 2014;28(9):1392-1398. doi: 10.1002/ ptr.5142
  19. Cabre E, Manosa M, Gassull MA. Omega-3 fatty acids and inflammatory bowel diseases - a systematic review. Br J Nutr. 2012;(107 Suppl 2):S240-52. doi: 10.1017/S0007114512001626
  20. Liu L, Liu YL, Liu GX, et al. Curcumin ameliorates dextran sulfate sodium-induced experimental colitis by blocking STAT3 signaling pathway. Int Immunopharmacol. 2013;17(2):314-320. doi: 10.1016/j. intimp.2013.06.020
  21. Vecchi Brumatti L, Marcuzzi A, Tricarico PM, et al. Curcumin and Inflammatory Bowel Disease: Potential and Limits of Innovative Treatments. Molecules. 2014;19(12):21127-21153. doi: 10.3390/ molecules191221127
  22. Murakami A, Furukawa I, Miyamoto S, et al. Curcumin combined with turmerones, essential oil components of turmeric, abolishes inflammation-associated mouse colon carcinogenesis. Biofactors. 2013;39(2):221-232. doi: 10.1002/biof.1054
  23. Epstein J, Docena G, MacDonald TT, Sanderson IR, et al. Curcumin suppresses p38 mitogen-activated protein kinase activation, reduces IL-1 beta and matrix metalloproteinase-3 and enhances IL-10 in the mucosa of children and adults with inflammatory bowel disease. Br J Nutr. 2010;103(6):824-832. doi: 10.1017/ S0007114509992510
  24. Saxena A, Kaur K, Hegde S, et al. Dietary Agents and Phytochemicals in the Prevention and Treatment of Experimental Ulcerative Colitis. J Tradit Complement Med. 2014;4(4):203-217. doi: 10.4103/2225-4110.139111
  25. Toden S, Theiss AL, Wang X, Goel A. Essential turmeric oils enhance anti-inflammatory efficacy of curcumin in dextran sulfate sodium-induced colitis. Sci Rep. 2017;7(1):814. doi: 10.1038/s41598-017-00812-6.
  26. Laverny G, Penna G, Vetrano S, et al. Efficacy of a potent and safe vitamin D receptor agonist for the treatment of inflammatory bowel disease. Immunol Lett. 2010;131(1):49-58. doi: 10.1016/j.imlet.2010.03.006
  27. Engel MA, Khalil M, Siklosi N, et al. Opposite effects of substance P and calcitonin generelated peptide in oxazolone colitis. Dig Liver Dis. 2012;44(1):24-29. doi: 10.1016/j.dld.2011.08.030
  28. Ewees MG, Messiha BA, Abo-Saif AA, Abd El-Latif HA. Is Coenzyme Q10 Effective in Protection against Ulcerative Colitis? An Experimental Study in Rats. Biol Pharm Bull. 2016;39(7):1159-1166. doi: 10.1248/bpb. b16-00124
  29. Denadai R, Teixeira FV, Steinwurz F, et al. Induction or exacerbation of psoriatic lesions during anti-TNF-a therapy for inflammatory bowel disease: A systematic literature review based on 222 cases. J Crohns Colitis. 2013;7(7):517-524. doi: 10.1016/j.crohns.2012.08.007
  30. Uyanikoglu A, Ermis F, Akyuz F, et al. Infliximab in inflammatory bowel disease: Attention to adverse events. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2014;18(16):2337-2342
  31. Gupta SC, Patchva S, Aggarwal BB. Therapeutic roles of curcumin: lessons learned from clinical trials. AAPS J. 2013;15(1):195-218. doi: 10.1208/s12248-012-9432-8
  32. Ke F, Yadav PK, Ju LZ. Herbal Medicine in the Treatment of Ulcerative Colitis. Saudi J Gastroenterol. 2012;18(1):3-10. doi: 10.4103/1319-3767.91726
  33. Kiesler P, Fuss IJ, Strober W. Experimental Models of Inflammatory Bowel Disease. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2015;1(2):154-170. doi: 10.1016/j.jcmgh.2015.01.006
  34. Molodecky NA, Soon IS, Rabi DM. Increasing incidence and prevalence of the inflammatory bowel diseases with time, based on cyctematic review. Gastroenterology. 2012;142(1):46-54.e42. doi: 10.1053/j. gastro.2011.10.001
  35. El Morsy EM, Kamel R, Ahmed MA. Attenuating effects of coenzyme Q10 and amlodipine in ulcerative colitis model in rats. Immunopharmacol Immunotoxicol. 2015;37(3):244-251. doi: 10.3109/08923973.2015. 1021357
  36. Nejatzadeh-Barandoz F. Antibacterial activities and antioxidant capacity of Aloe vera. Org Med Chem Lett. 2013;3(1):5. doi: 10.1186/2191-2858-3-5
  37. Nolte T, Zadeh-Khorasani M, Safarov O, et al. Oxazolone and ethanol induce colitis in non-obese diabetic-severe combined immunodeficiency interleukin-2Rvnuli mice engrafted with human peripheral blood mononuclear cells. Clin Exp Immunol. 2013;172(2):349-362. doi: 10.1111/cei.12057
  38. Shao J, Liu Z, Wang L, et al. Screening of the optimized prescription from Suqingwan in terms of its therapeutic effect on DSS-induced ulcerative colitis by its regulation of inflammatory and oxidative mediators. J Ethnopharmacol. 2017;202:54-62. doi: 10.1016/j. jep.2017.03.006
  39. Yang H, Du Z, Wang W, et al. Structure and Activity Relationship of Curcumin: Role of Methoxy Group in Anti-inflammatory and Anti-colitis Effects of Curcum-in. J Agric Food Chem. 2017;65(22):4509-4515. doi: 10.1021/acs.jafc.7b01792
  40. Yang L, Weaver V, Smith JP, et al. Therapeutic effect of vitamin D supplementation in a pilot study of Crohn’s patients. Clin Transl Gastroenterol. 2013;4:e33. doi: 10.1038/ctg.2013.1
  41. Suskind DL, Wahbeh G, Burpee T, et al. Tolerability of curcumin in pediatric inflammatory bowel disease: A forced-dose titration study. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2013;56(3):277-279. doi: 10.1097/ MPG.0b013e318276977d
  42. Martin R, Chain F1, Miquel S, et al. Using murine colitis models to analyze probiotics-host interactions. FEMS Microbiol Rev. 2017;41(Supp_1):S49-S70. doi: 10.1093/ femsre/fux035
  43. Battat R, Kopylov U, Szilagyi A, et al. Vitamin B12 deficiency in inflammatory bowel disease: prevalence, risk factors, evaluation, and management. In-flamm Bowel Dis. 2014;20(6):1120-1128. doi: 10.1097/ MIB.0000000000000024
  44. Zherebiatiev A., Kamyshnyi A. Expression Levels of Proinflammatory Cytokines and NLRP3 Inflammasome in an Experimental Model of Oxazolone-induced Colitis. Iran J Allergy Asthma Immunol. 2016;15(1):39-45

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Osikov M.V., Simonyan E.V., Bakeeva A.E., Boyko M.S., Bivalkevich V.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».