Effetto terapeutico dell'Aloe Vera e delle nanoparticelle d'argento sull'ulcera orale indotta da acido [2018]

Questo studio è stato condotto in Brasile da Ahmed Ibrahim EL-BATAL (Centro nazionale per la ricerca e la tecnologia delle radiazioni - NCRRT, Autorità per l'energia atomica, Dipartimento di ricerca sulle radiazioni della droga, Nasr City, Il Cairo, Egitto)e Salwa Farid AHMED (Centro nazionale per la ricerca e la tecnologia delle radiazioni - NCRRT, Autorità per l'energia atomica, Dipartimento di ricerca sulle radiazioni sanitarie, Nasr City, Il Cairo, Egitto) ed è stato pubblicato sullo US National Library of Medicine.

Oggi voglio proporti la ricerca completa che è stata eseguita dai due studiosi "Therapeutic effect of Aloe vera and silver nanoparticles on acid-induced oral ulcer in gamma-irradiated mice", che ho tradotto per te.

Sei pronto ad immergerti in questa interessante ricerca?

Vediamola insieme.

Lo scopo di questo studio era quello di analizzare l'efficienza delle nanoparticelle di Aloe Vera e argento nel migliorare la guarigione della mucosa orale con ulcera dopo l'irradiazione.

Ma partiamo dall'inizio ...

Chi ha incidenti nucleari e radiologici presenta solitamente lesioni da radiazione (RI) singole o combinate con altri tipi di lesioni come traumi fisici, chimici e termici (radiazioni combinate, RCI).     

Le lesioni combinate, derivanti da radiazioni, aumentano le probabilità di morire del soggetto rispetto ad una lesione singola.

Diversi studi, condotti su diversi tipi di animali, hanno dimostrato che le lesioni non letali (ferite, ustioni o infezioni batteriche) indotte dall'esposizione alle radiazioni aumentano la morte cellulare, i danni ai tessuti, la disfunzione degli organi, la mortalità, i danni al DNA e la grave e rapida perdita di componenti ematologici.

La perdita di cellule della mucosa orale viene continuamente compensata dalla proliferazione delle cellule epiteliali dello strato basale. L'irradiazione diminuisce significativamente la funzione di barriera dell'epitelio contro diversi insulti (meccanici, chimici e microbici), compromettendo l'equilibrio tra proliferazione cellulare e morte. Questi effetti possono essere ulteriormente aggravati da un trauma aggiuntivo con conseguente formazione di ulcera e completa deplezione cellulare.

Recentemente, grande attenzione è stata rivolta ai prodotti naturali per la terapia, poiché hanno effetti collaterali minori.

L'Aloe Vera, è stata usata per secoli a scopo terapeutico. Il gel estratto dal parenchima fogliare contiene un'ampia gamma di componenti naturali che possiedono significative attività antinfiammatorie, antiossidanti, antifungine e angiogeniche e ha dimostrato capacità di migliorare la guarigione delle ulcere gastriche, ulcere delle gambe infette e ulcere aftose ricorrenti.

Ad oggi, l'uso di nuove preparazioni medicinali su scala nanometrica è molto diffuso. Le nanoparticelle di argento (AgNP) di dimensione pari o inferiore a 100 nm possiedono proprietà fisiche, chimiche e biologiche uniche.

Gli AgNp sono considerati uno dei nanomateriali più promettenti, con un efficace effetto antimicrobico di un ampio spettro di batteri, oltre a quelli antinfiammatori, antifungini e antivirali.

Molti ricercatori hanno già dimostrato l'uso efficace degli AgNP come trattamento per ustioni, ulcere croniche, necrolisi epidermica tossica e pemfigo.

Sebbene il gel di Aloe Vera e le nanoparticelle di argento siano efficaci nel trattamento di vari tipi di ulcere, la loro efficacia nelle ulcere orali combinate alle radiazioni non era stata ancora provata.

Pertanto, lo scopo del presente studio era quello di valutare gli effetti dell'applicazione topica di questi agenti sulla guarigione dell'ulcera orale nei topi irradiati.

METODOLOGIA

Animali


Sono stati utilizzati per questo studio, 30 topi maschi di tipo Albino del peso di 50-70 g.

Gli animali sono stati alloggiati in gabbie appositamente progettate (6 topi per gabbia), in una stanza con temperatura controllata (25 ± 3 ° C), umidità e ciclo 12 ore luce / buio. Tutti gli animali sono stati nutriti con una dieta semi-purificata e acqua ad libitum per dieci giorni prima dell'inizio dell'esperimento.

Il protocollo sperimentale è stato accettato dal Dipartimento per la cura degli animali dell'Università del Cairo, che segue i principi guida del Consiglio delle Comunità europee per la cura e l'uso degli animali da laboratorio.

Gruppi sperimentali

I topi sono stati divisi in modo casuale in cinque gruppi.

  • Un gruppo non ha ricevuto alcun trattamento ed è stato utilizzato come gruppo di controllo (C).
  • Un altro gruppo (R) è stato sottoposto a induzione di radiazioni e ulcere orali e non ha ricevuto alcun trattamento.
  • I gruppi AV, NS e AV + NS sono stati sottoposti a induzione di radiazioni e ulcere orali e sono stati trattati per via topica con gel di Aloe Vera (0,25 ml / kg), soluzione acquosa di AgNPs (2 mg / kg) e la combinazione di entrambi i trattamenti per cinque giorni, rispettivamente.

Irradiazione

L'irradiazione di tutto il corpo degli animali è stata eseguita presso il Centro nazionale per la ricerca e la tecnologia delle radiazioni (NCRRT), in Egitto, utilizzando la cellula gamma 40 (Cs 137). I topi sono stati esposti a una singola dose di 6 Gy (dose di 0.43 Gy / min).

Induzione di ulcera

Gli animali sono stati messi a digiuno, avendo accesso solo all'acqua, 12 ore prima dell'esperimento. Un'ora dopo l'irradiazione, gli animali sono stati anestetizzati, quindi è stato iniettato acido acetico al 20% (0,01 mL) nello strato sottomucoso del labbro inferiore.

Preparazione dell'Aloe Vera

Il gel di Aloe Vera è stato estratto dalla foglia usando una spatola sterile e, successivamente, è stato filtrato e sterilizzato. Infine, il gel è stato conservato in un contenitore sterile a temperatura ambiente per uso immediato.

Sintesi e caratterizzazione delle nanoparticelle d'argento

Per la sintesi di AgNPs sono state utilizzate soluzioni AgNO3 e polivinilpirrolidone (PVP). Il metodo modificato è stato applicato come segue: 10 mL di soluzione di PVP allo 0,3% sono stati miscelati con 90 mL di soluzione di AgNO3 2,0 mM e isopropanolo allo 0,2% come scavenger di radicali liberi.

Le miscele sono state esposte a radiazioni gamma a dosi di 25 kGy a temperatura ambiente al NCRRT. La struttura ha utilizzato la camera 60Co-Gamma 4000-A-India. L'irradiazione è stata somministrata a una dose di 2,9 kGy / hr al momento dell'esperimento.

La caratterizzazione degli AgNPs è stata effettuata mediante microscopia elettronica a trasmissione (modello TEM JEOL microscopia elettronica JEM-100 CX). Nelle micrografie TEM di PVP-AgNPs, le particelle sono apparse sferiche e sono rimaste abbastanza disperse da 10,4 nm a 17,6 nm con diametro medio di 14,91 nm come illustrato nella figura 1.

Figura 1: Immagine di microscopia elettronica a trasmissione di nanoparticelle di argento di polivinilpirrolidone (PVP) (AgNPs).

Analisi istologiche e immunoistochimiche

Tre topi di ogni gruppo sono stati sacrificati dalla dislocazione cervicale tre e sette giorni dopo l'irradiazione. Il labbro inferiore è stato sezionato, fissato in formalina al 10% e incorporato in paraffina. Le sezioni sono state tagliate a uno spessore di 5 μm e colorate con ematossilina ed eosina (H & E) per la valutazione istopatologica al microscopio ottico con ingrandimento di 400 x dai patologi.

Altre sezioni di 5 μm sono state collocate su vetrini rivestiti di polilisina e colorati usando anticorpi monoclonali di topo per valutare l'espressione di actina del muscolo liscio alfa (α-SMA) (Santa Cruz Biotechnology, USA). Sia lo spessore epiteliale (μm) che l'area percentuale delle cellule esprimenti α-SMA sono stati misurati in 5 campi istologici (× 400) catturati casualmente in ciascuna diapositiva con un sistema di analisi dell'immagine digitalizzato utilizzando il software Leica Qwin 500.

Analisi statistica

I dati sono riportati come media ± deviazione standard (SD). L'analisi della varianza a una via è stata eseguita per confrontare le differenze di gruppo. Il test a intervallo multiplo è stato utilizzato quando le differenze tra i gruppi erano significative. L'analisi statistica è stata effettuata utilizzando il software Statgraphics Centurion XVI, Statpoint Technologies, Inc., 560 Broadview Ave. Warrenton, Virginia 20182. P <0,01 è stato considerato molto significativo.

Risultati

Dopo 3 giorni:

Il labbro inferiore normale (gruppo C) era costituito da un sottile strato di epitelio squamoso con uno strato sottile di cheratina. Il tessuto connettivo sottostante conteneva normali vasi sanguigni e muscoli (Figura 2A).

Il labbro inferiore del gruppo R ha rivelato un'estesa perdita di continuità epiteliale superficiale (ulcerata), tessuto connettivo omogeneo con un massiccio infiltrato infiammatorio e aree di emorragia (Figura 2B).

I campioni del gruppo AV hanno rivelato cambiamenti simili al gruppo R ma con una minore reazione infiammatoria (Figura 2C). L'epitelio del gruppo NS era distaccato dal tessuto connettivo sottostante che conteneva poche cellule infiammatorie e vasi sanguigni dilatati. Sulla periferia dell'ulcera, lo strato basale dell'epitelio era ancora attaccato al tessuto connettivo (Figura 2D).

Nel gruppo AV + NS, è stata rilevata una mucosa quasi intatta con uno strato di cheratina sottile e solo poche aree di separazione all'interno dell'epitelio. La vacuolizzazione di diverse cellule epiteliali è stata trovata (Figura 2E). L'analisi istomorfometrica ha mostrato che 3 giorni dopo l'ulcerazione lo spessore epiteliale (ET) di tutti i gruppi diminuiva significativamente rispetto al gruppo di controllo (p> 0,05), tuttavia, lo spessore più piccolo è stato rilevato nel gruppo R mentre lo spessore più alto è stato rilevato nel gruppo AV + NS (Tabella).

Figura 2: microfotografia del labbro inferiore al 3 ° giorno post-ulcerazione del gruppo (A) C, gruppo (B) R, gruppo (C) AV, gruppo D (D) e gruppo E + NS (E), mostrando normale epitelio con strato sottile di cheratina (n), epitelio orale ulcerato (u), cellule infiammatorie croniche (freccia nera), epitelio trattenuto (e), epitelio quasi intatto con vacuolizzazione cellulare (m) e area di separazione epiteliale (s). H & E × 400.

Tabella: spessore dell'epitelio labiale inferiore (μm, media ± DS) dopo induzione di ulcera orale per tutto il periodo sperimentale e nei diversi gruppi: C, controllo; R, irradiato; AV, Aloe vera; NS, nanoparticelle d'argento.

Differenza significativa tra i gruppi: (ac) rispetto al gruppo di controllo, (ar) rispetto al gruppo irradiato. Differenza significativa tra lo stesso gruppo: (ad) al 3 ° giorno. P (I): differenza significativa tra diversi gruppi sperimentali all'interno dello stesso intervallo. Il valore P <0,01 è stato considerato altamente significativo.

Dopo 7 giorni:

Al settimo giorno, i cambiamenti nel labbro inferiore del gruppo R erano ancora microscopicamente visibili (Figura 3A). Il gruppo AV ha esibito un epitelio iperplastico con vacuolizzazione cellulare e restauro dello strato cheratinico.

Sono stati rilevati fibroblasti proliferanti e alcuni muscoli degenerati (Figura 3B). L'epitelio del gruppo NS era iperplastico con eccessiva cheratinizzazione. È stato osservato un alto numero di fibroblasti proliferanti (Figura 3C). Il gruppo AV + NS mostrava epitelio normale con uno strato di cheratina sottile. Il tessuto connettivo era quasi normale e conteneva normali vasi sanguigni (Figura 3D).

Figura 3: microfotografia del labbro inferiore al 7 ° giorno post-ulcerazione del gruppo (A) R, (B) gruppo AV, gruppo (C) NS e gruppo (D) AV + NS che mostra epitelio ulcerato (u), epitelio trattenuto (e), epitelio normale con strato di cheratina sottile (n), epitelio iperplastico (h) e ipercheratosi (k). H & E × 400.

L'ET variava tra i gruppi. Nel gruppo R, l'ET era leggermente aumentato ma ancora significativamente ridotto rispetto al gruppo di controllo. L'epitelio dei gruppi AV e NS ha mostrato un aumento significativo dello spessore rispetto al gruppo di controllo o al valore del 3 ° giorno. L'ET del gruppo AV + NS significativamente aumentato rispetto al terzo giorno è in qualche modo simile al gruppo di controllo (Tabella).

Immunocolorazione con actina muscolare liscia alfa

L'area percentuale delle cellule che esprimono α-SMA, un marker di fibroblasti attivati ​​e cellule endoteliali, è stata calcolata a 3 e 7 giorni post-ulcerazione. Rispetto al controllo, vi è stata una significativa riduzione dell'area occupata da fibroblasti attivati ​​e cellule endoteliali vascolari mature nell'area dell'ulcera del gruppo R al terzo giorno post-ulcera. I gruppi AV, NS e AV + NS hanno mostrato percentuali di area significativamente più elevate di fibroblasti attivati ​​e cellule endoteliali vascolari mature nell'area dell'ulcera (Figura 4A).

Differenza significativa tra i gruppi: (ac) rispetto al gruppo di controllo, (ar) rispetto al gruppo irradiato. Differenza significativa tra lo stesso gruppo (annuncio) al 3 ° giorno.

Figura 4: L'area percentuale dei fibroblasti attivati ​​e delle cellule endoteliali vascolari mature che esprimono α-SMA nella zona dell'ulcera è mostrata in (A) 3 ° giorno e (B) 7 ° giorno post-ulcera.

Al 7 ° giorno post-ulcerazione, il gruppo R aveva una percentuale di area significativamente più alta di fibroblasti attivati ​​e cellule endoteliali vascolari mature nell'area dell'ulcera. D'altra parte, gli altri gruppi hanno mostrato una diminuzione della percentuale di area delle cellule α-SMA positive senza differenze significative rispetto al controllo (Figura 4B).

Discussione

La guarigione delle ferite è un processo multicellulare altamente ordinato. La guarigione ottimale dipende principalmente da interazioni cellulari organizzate che controllano diverse fasi di guarigione sovrapposte.

La contrazione delle ferite è principalmente regolata da fibroblasti modulati noti come miofibroblasti, che esprimono molte proteine ​​contrattili, tra cui α-SMA. È noto che i fibroblasti esprimono elevati L'α-SMA mostra più attività contrattile rispetto a quella che esprime bassa α-SMA. L'attività a contatto dei fibroblasti che esprimono bassa α-SMA può essere migliorata dal trattamento con molte sostanze che aumentano il livello α-SMA.

Le radiazioni influiscono sul processo di chiusura della ferita diminuendo la competenza rigenerativa dell'epitelio orale e la successiva lesione a un sito irradiato può scatenare una grave reazione incontrollata.

In questo studio, l'ulcera orale è stata indotta in topi irradiati con raggi gamma come modello di RCI. I cambiamenti infiammatori dimostrati, il tessuto connettivo omogeneo e la riduzione dell'ET dell'area dell'ulcera nel gruppo irradiato sono stati in accordo con i risultati ottenuti da Li et al.

La radiazione può danneggiare direttamente il DNA delle cellule con conseguente apoptosi o necrosi cellulare. Questo può spiegare la ridotta capacità di rinnovamento dell'epitelio e la persistenza dell'ulcera.

Il nostro studio ha rilevato che l'Aloe Vera o le nanoparticelle di argento da soli non influiscono sulla reale formazione dell'ulcera, ma migliorano la guarigione dell'ulcera con il ripristino dell'integrità dell'epitelio, aree di iperplasia e quasi normale tessuto connettivo sottostante libero da infiltrato infiammatorio.

Il loro uso combinato preveniva la formazione dell'ulcera, presentando solo il distacco epiteliale dal tessuto connettivo sottostante e dopo 7 giorni era simile al tessuto intatto con spessore normale.

Molti ricercatori hanno riportato l'efficacia dell'Aloe Vera come promotore della guarigione della ferita da ustioni e della guarigione dell'ulcera gastrica in aggiunta alla sua capacità di ridurre la perdita di tessuto e migliorare la guarigione nelle lesioni da morso di ghiaccio.

Altri hanno scoperto che gli AgNP promuovevano significativamente la guarigione delle ferite infette e ferite profonde a spessore parziale.

Significativa perdita epiteliale è stata rilevata in tutti i gruppi al giorno 3. La perdita era del 98% nel gruppo R, 95% e 93% nei gruppi AV e NS e nel 74% nel gruppo AV + NS.

Al 7 ° giorno, il gruppo R ha rivelato una significativa perdita epiteliale (97%), mentre il gruppo AV e NS mostravano iperplasia significativa al 25 e al 70% rispettivamente. D'altra parte, il gruppo AV + NS ha rivelato il normale spessore epiteliale.

La diminuzione della perdita epiteliale e il miglioramento della guarigione dell'ulcera possono essere attribuiti all'effetto antinfiammatorio dell'Aloe Vera attraverso l'elevazione del livello di IL-10, che inibisce la sintesi di citochine da parte dei macrofagi e sopprime la produzione di TNF-α.

Inoltre, l'Aloe Vera stimola la PGE2 , TGF-β-1 e bFGF producono e inducono angiogenesi, che svolgono ruoli importanti nel mantenimento dell'integrità della mucosa e della guarigione delle ferite.

Inoltre, l'Aloe Vera migliora la produzione di kGF-1 e VEGF dai fibroblasti gengivali e mantiene la ferita idratata, promuove la migrazione dell'epitelio cellulare e migliora la maturazione del collagene.

Le nanoparticelle di argento, invece, esercitano il loro effetto curativo diminuendo il numero di batteri e funghi nel sito della ferita. I meccanismi si verificano attraverso la rottura della membrana cellulare che causa la morte delle cellule e la capacità di bloccare le vie degli enzimi respiratori, alterare il DNA microbico e inibire il normale processo di germogliamento fungino.

Inoltre, gli AgNP migliorano il processo di repitelizzazione, che può essere attribuito alla capacità di ridurre la risposta infiammatoria, diminuire il livello delle citochine e delle metalloproteinasi della matrice e indurre l'apoptosi delle cellule infiammatorie, portando a una precedente guarigione delle ferite.

Il ridotto numero di fibroblasti attivati ​​e cellule endoteliali vascolari mature al 3 ° giorno, che è aumentato entro il 7 ° giorno, è stato rilevato anche nelle ghiandole salivari irradiate e attribuito all'arresto del ciclo cellulare a causa del ritardo della fase S5 AV e degli AgNP da solo o in combinazione aumentato il numero di fibroblasti attivati ​​e cellule endoteliali vascolari mature al 3 ° giorno.

Questo risultato è in accordo con Liu et al., che hanno riportato che gli AgNP hanno migliorato la trasformazione dei fibroblasti in miofibroblasti. Allo stesso modo, Liu et al., hanno scoperto che l'Aloe Vera ha aumentato la proliferazione dei fibroblasti e la sintesi del collagene e l'elevato livello di acido ialuronico e idrossiprolina, che suggeriscono un possibile ruolo nel rimodellamento della matrice extracellulare durante la guarigione delle ferite.

Un altro studio ha attribuito l'effetto dell'Aloe Vera al legame del mannosio-fosfato, un componente essenziale dell'Aloe Vera, ai recettori dei fibroblasti, attivandone la proliferazione, stimolando così la sintesi del collagene e aumentando l'area di guarigione.

La diminuzione del numero di fibroblasti attivati e cellule endoteliali vascolari mature al 7 ° giorno potrebbero essere correlati al processo di guarigione quasi completo.

Conclusione

In conclusione, l'Aloe Vera e le nanoparticelle di argento potrebbero essere trattamenti efficaci per promuovere la guarigione dell'ulcera delle lesioni combinate alle radiazioni attraverso i loro effetti di attivazione anti-infiammatoria, riepitelizzazione avanzata e fibroblasti.




PAMELA SANNA

Diploma di Laurea in Naturopatia presso il Centro Studi Ippocrate. Da sempre nel campo dei rimedi naturali utilizzati in modo professionale per la cura della salute e della pelle, studio l'Aloe Vera da più di 15 anni. Visita il mio profilo Linkedin oppure il canale Youtube.